Научный архив: статьи

Обзор содержит информацию о разнообразных реализованных способах создания низкотемпературной плазмы, используемой для конверсии углеводородов и спиртов в полезные продукты (водород, ацетилен). Даны примеры устройств для генерации плазмы н основе дуговых, барьерных, электронно-пучковых, и СВЧ-разрядов как в газовой среде, так и в жидкостях.

Проведены исследования отечественных Ge-подложек диаметром 100 мм и толщиной 140 мкм, что позволило по результатам скорректировать технологический производственный процесс и привело к увеличению эффективности фотопреобразования серийно изготавливаемых с применением метода МОС-гидридной эпитаксии каскадных солнечных элементов GaInP/GaAs/Ge – достигнутый КПД составляет 29 %, что находится на уровне мировых аналогов.

Создан новый генератор тока на основе диода Шоттки Pd/InP площадью 1 мм2, работающий в атмосфере 100 % водорода в условиях полной темноты. Установлено, что в режиме короткого замыкания «водородный ток» диода Шоттки увеличивается почти на три порядка при увеличении температуры от 90 до 300 K. Показано, что увеличение «водородного тока» с ростом температуры связано с уменьшением высоты потенциального барьера диода в интервале температур 90–300 K. Предложен механизм управления величиной генерации «водородного тока» посредством изменения температуры диода Шоттки Pd/InP.

В соответствии с требованиями Приказа Минпромторга России № 2905 1, решение о внесении изменений в сведения в части срока действия утвержденного типа стандартных образцов (СО) принимает Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт) на основании заявления правооб‑ ладателя 2 утвержденного типа СО. К заявлению прилагается заключение по результатам рассмотрения конструкторской, технологической и (или) технической документации СО, подтверждающее, что измене‑ ния в конструкторскую, технологическую и (или) техническую документацию СО не вносились и сведения об утвержденном типе СО, содержащиеся в Федеральном информационном фонде по обеспечению единства измерений (ФИФ ОЕИ), соответствуют технической документации СО. Заявление при внесении изменений в сведения в части срока действия утвержденного типа СО подается не менее чем за 30 рабочих дней до окончания срока действия утвержденного типа СО.

Анализ светозащитных решёток (П-образных, сотовых и жалюзийных) для проточных УФ-реакторов выявил противоречие между достижением высокого уровня экранирования УФ-излучения и низкого аэродинамического сопротивления. Для решения этой проблемы предложена жалюзийная решётка с уголковыми ламелями, дополненными прямолинейными входными и выходными участками. Численное моделирование и экспериментальные исследования показали, что уровень ослабления УФ-излучения у новой конструкции сопоставим с лучшим аналогом, которым является П-образная решётка, при снижении аэродинамического сопротивления в 9 раз. Достигнуто выравнивание потока в УФ-реакторе, снижение уровня шума ниже 40 дБ и уменьшение габаритов реактора без потери производительности.

Представлены результаты сравнительного исследования различных методов определения модуля упругости Юнга наноструктурированного титана, полученного методом равноканального углового прессования с последующим волочением. Рассмотрены подходы, основанные на модели Герца, методе инструментального индентирования по Оливеру–Фарру, а также на динамическом механическом анализе (ДМА). Показано, что все методы позволяют получить согласующиеся между собой значения модуля упругости, близкие к табличным данным, при этом различия связаны с фазой процесса нагружения, учитываемой в конкретной модели. Проанализированы особенности применения сферического индентора, позволяющего восстановить диаграмму истинных напряжений–деформаций. Показано, что при малых нагрузках определяющим фактором точности являются шероховатости индентора и исследуемой поверхности, а также уровень шумов. Сделан вывод о целесообразности измерения модуля Юнга методом инструментального индентирования с последующим использованием этой величины при восстановлении полной диаграммы напряжение–деформация по данным индентирования сферическим наконечником.

В этом разделе продолжается публикация сведений о типах СО, которые были утверждены Приказами Росстандарта с конца ноября 2024 г., включая декабрь 2024 г., в соответствии с Административным регла‑ ментом, в который были внесены изменения согласно Приказу Росстандарта № 1404 2. Изменения внесены в целях реализации № 496-ФЗ 3. С 01.01.2021 типы СО утверждаются Приказами Росстандарта в соответ‑ ствии с Приказом Минпромторга России № 2905 4. В свободном доступе подробные сведения об утверж‑ денных типах СО можно посмотреть в разделе «Утвержденные типы стандартных образцов» ФИФ ОЕИ по ссылке https://fgis. gost. ru/ на сайте ФГИС Росстандарта.

В статье рассмотрены особенности и проблемы метрологического обеспечения качества измерений параметров оптических монокристаллических материалов и элементов из них на примерах измерений параметров диэлектрических ионных оптических материалов из практики межкафедральной учебно-испытательной лаборатории полупроводниковых материалов и диэлектриков «Монокристаллы и заготовки на их основе» НИТУ МИСИС.

Установлено, что свойства выращенных кристаллов можно корректировать, подвергая внешним воздействиям многочисленные структурные точечные дефекты, которые управляют свойствами кристаллов. Представлены доказательства того, что подход «структура – дефекты структуры – свойства – применение дефектов для управления свойствами – коррекция технологии получения кристаллов» является наиболее эффективным для изучения физических параметров диэлектрических кристаллов.

Публикация содержит обобщение сведений из нормативных документов, оригинальных статей, обзоров и монографий по проблемам метрологического обеспечения в области физики твердого тела. Материал построен на результатах проведенного авторским коллективом анализа влияния структурных точечных ростовых дефектов на свойства и технологические параметры кристаллов. Базой для обзора стал многолетний опыт работы с оптическими диэлектрическими кристаллами в лаборатории, где трудятся авторы публикации. Ключевые выводы сделаны с опорой на диссертационные работы авторов на соискание научных степеней, сведения из выступлений на отечественных и международных конференциях.

Обзор адресован специалистам – метрологам для теоретических и прикладных исследований. Кроме того, опубликованный материал может быть полезен преподавателям и студентам профильных направлений высших учебных заведений.

Созданы пленки бутилзамещенного фталоцианина цинка на различных подложках методом вакуумного напыления. Проведены оптические исследования полученных пленок, в ходе которых измерены их электронные спектры поглощения. Анализ характеристик электронных спектров поглощения показал зависимость свойств пленок бутилзамещенного фталоцианина цинка от природы подложек. Установлено, что кристаллическая форма пленок бутилзамещенного фталоцианина цинка на поверхностях органического и неорганического материала имеет, соответственно, метастабильную -фазу и стабильную -фазу. Выявлено значительное влияние взаимодействия между молекулами бутилзамещенного фталоцианина цинка и молекулами подложек на свойства пленок. Для возможного применения пленок бутилзамещенного фталоцианина цинка в качестве активного элемента в газовых сенсорах необходимо учитывать природу взаимодействия между молекулами бутилзамещенного фталоцианина цинка и молекулами подложек.

Статья знакомит с разработкой методик измерений характеристик пластичности сталей при испытании на статическое растяжение – относительного удлинения после разрыва, относительного сужения после разрыва.

Работа имела масштабную цель. Проанализировать бюджеты неопределенности измерений относительного удлинения после разрыва, относительного сужения после разрыва, определяемых при испытании на статическое растяжение. Оптимизировать параметры измерений, связанных с подготовкой образцов, методическими факторами. Оценить вклады в бюджеты неопределенности измерений в процессе разработки методик измерений. Разработать методики измерений относительного удлинения после разрыва, относительного сужения после разрыва, предназначенных для оценки правильности результатов измерений, полученных с использованием стандартных методик измерений этих же величин по ГОСТ 1497– 2023 «Металлы. Методы испытаний на растяжение».

При достижении цели проведены теоретические и экспериментальные исследования для составления бюджетов неопределенностей измерений относительного удлинения после разрыва, относительного сужения после разрыва с указанием выявленных источников неопределенности. Рассчитаны метрологические характеристики методик измерений.

В результате разработаны и аттестованы две предназначенные для проведения испытаний в целях утверждения типа стандартных образцов методики измерений характеристик пластичности сталей на микроскопе видеоизмерительном, обеспечивающие запас точности по сравнению со стандартизованной методикой измерений по ГОСТ 1497– 2023.

В статье рассмотрена проблема отсутствия прослеживаемости результатов измерений механической деформации к государственным эталонам единиц величин и описано исследование, целью которого являлась разработка проекта поверочной схемы. Проанализированы требования к метрологическим характеристикам тензометров, предъявляемые в отечественных и зарубежных стандартах. Определены основные способы нормирования метрологических характеристик, проведен их сравнительный анализ. Установлены преимущества и недостатки нормирования метрологических характеристик экстензометров, определенных в ISO 9513 Metallic materials – Calibration of extensometer systems used in uniaxial testing и ASTM E 83 Standard practice for verification and classification of extensometer systems. Предложен единый подход к способу выражения допускаемых значений погрешности в единицах, принятых для измерений механической деформации, и представлен порядок передачи единицы деформации таким средствам измерений, как экстензометры, тензометры и измерительные преобразователи деформации. Предлагаемая поверочная схема для средств измерений деформации имеет значимость при установлении метрологической прослеживаемости средств измерений деформации, применяемых при одноосных испытаниях.

Работа сфокусирована на вопросах, которые необходимо учесть при создании единой системы метрологического обеспечения измерений деформации, в частности – о необходимости введения классификации средств измерений деформации, способах нормирования метрологических характеристик и методах передачи единицы от эталонов к измерителям деформации.

Рамановская спектроскопия в основном используется для качественного анализа, поскольку интенсивность рамановских линий зависит от прибора, на котором измерен спектр. В то же время высокая селективность рамановских спектров стимулирует интерес к поиску способов их использования также и для количественного анализа. В этой связи особую актуальность приобретает разработка способов эффективного применения рамановской спектроскопии для количественного анализа.

Целью настоящего исследования являлось изучение возможностей применения для количественного анализа по рамановским спектрам разработанной в ФГБУ «ВНИИОФИ» меры, предназначенной для калибровки рамановских приборов по шкале волновых чисел рамановских сдвигов.

Разработанная мера (93847-24 – регистрационный номер в Федеральном информационном фонде по обеспечению единства измерений) представляет собой полимерную пленку из полистирола с добавлением серы. Мера позволяет хранить и передавать единицу волновых чисел рамановских сдвигов для длин волн возбуждения рамановского рассеяния 532, 633 и 785 нм.

В статье описано исследование, в ходе которого рассмотрена возможность применения данной меры для количественного анализа веществ за счет измерения интенсивности рамановских линий в приборно-независимых единицах. Установлено, что применение меры позволяет определять объемную долю индивидуальных веществ (на примере этанола) с относительной случайной погрешностью менее 3 % и относительной систематической погрешностью менее 6 %. Для анализа многокомпонентных смесей (спиртов, сахаров) с помощью меры строилась многомерная градуировка с применением метода частичных наименьших квадратов. При этом объемная доля компонентов в неизвестном образце определялась с относительной погрешностью, не превышающей 15 %.

Практическая значимость полученных результатов исследования позволяет производить калибровку рамановских микроскопов и спектрометров по шкале волновых чисел рамановских сдвигов, а также осуществлять количественный анализ индивидуальных веществ в многокомпонентных системах с помощью рамановской спектроскопии.