SCI Библиотека

Использование сверхпластической деформации (СПД) позволяет технологически успешно решать проблемы формообразования при изготовлении изделий сложного профиля, в частности, полых конструкций. Успешность изготовления деталей определяется не только высокой точностью воспроизведения геометрической формы, но и достижением заданных механических свойств материала в готовом изделии. Свойства титановых сплавов определяются не только структурой, но и химическим составом. Особенностью СПД является ускоренный рост зерен за счет существенной активизации диффузионных процессов по границам зерен, выравнивание зерен по размеру, сохранение их равноосности, повышение однородности распределения легирующих элементов внутри зерен и фаз, размытие кристаллографической структуры. Между тем, не только структура, но и химическая композиция сплава непрерывно эволюционируют в процессе его технологической обработки. Для ответственных авиационных деталей вопрос локальной или общей загрязненности титанового сплава легкими элементами, такими как азот, углерод, кислород, водород, может оказаться критичным с точки зрения достижения необходимого качества. В этой связи пути гарантированного обеспечения высокого качества деталей, полученных с использованием сверхпластичности (СП) связаны в первую очередь предотвращением загрязненности титанового сплава указанными вредными примесями. Такими путями являются - снижение температуры СПД за счет использования ультрамелкозернистых (УМЗ) исходных заготовок, а также существенное сокращение длительности нахождения титанового сплава при повышенных температурах на всех технологических этапах с обязательным применением защитной атмосферы или вакуума.

В задачах связанных с исследованиями многокомпонентных высокоэнтропийных сплавов обнаруживается большое многообразие наночастиц различных типов кристаллических структур и сверхструктур. В таких случаях представляется интересным иметь кристаллогеометрические характеристики зародышей систем. Число зародышей стандартных кристаллогеометрических структур подчиняется стандартным правилам кристаллографии. В процессах формирования высокоэнтропийных материалов в структурах формирующихся образований могут возникать зародыши, соответствующие определенным типам сверхструктур, межфазные границы. В случае бинарных сплавов таких сверхструктур может формироваться более сотни, и во много раз больше для многокомпонентных материалов [1-3]. В работах [4, 5] был предложен простой метод практической кристаллографии, согласно которому заполнение координационных сфер для кристаллов кубической симметрии представляется последовательностью и сочетанием семи правильных и полуправильных многогранников Платона и Архимеда - куба, октаэдра, кубооктаэдра, ромбокубооктаэдра, усеченного куба, усеченного октаэдра, усеченного кубооктаэдра с числом узлов - 8, 6, 12, 24, 24, 24, 48. В настоящей работе излагается методика применения подобного алгоритма в задачах конструирования наночастиц для сплава сверхструктуры В32.

В работе представлены результаты компьютерного моделирования алмазоподобных полупроводниковых наночастиц, построенных на базе арсенида галлия и на базе антимонида галлия. В работе были исследованы модели наночастиц размером 3´3´3 элементарные ячейки и размером 5´5´5 элементарных ячеек с различным содержанием атомов сурьмы в подрешетке BV. Методом нелокального орбитально-оболочечного функционала плотности были получены равновесные параметры связей пар атомов, входящих в состав кристаллической структуры исследуемых наноэлектромеханических систем (НЭМС). Методами молекулярной механики была изучена зависимость энергии наночастиц антимонида - арсенида галлия от размера наночастицы и содержания сурьмы в ее составе. Было показано незначительное изменение межатомного расстояния в полупроводниковых системах с алмазоподобной структурой и в НЭМС состоянии. Показано, что при введении атомов сурьмы в систему арсенида галлия система стабилизируется, а при введении атомов мышьяка в систему антимонида галлия система дестабилизируется.

В рамках данного исследования проведен детальный анализ волновых процессов в двумерной структуре черного фосфорена под воздействием непрерывного продольного сжатия. Это сжатие осуществлялось строго в двух кристаллографических ориентациях фосфорена - либо в направлении “зигзаг”, либо в направлении “кресла”. Сложная атомная геометрия фосфорена, значительно отличающаяся от структуры графена, вносит дополнительные особенности в динамику распространения волн, возникающих в материале в результате сжатия. Для моделирования динамических явлений были применены методы молекулярной динамики. Процесс возбуждения акустических и ударных волн был инициирован с помощью сжимающего поршня, движущегося с постоянной заданной скоростью. В ходе исследования был проведен детальный анализ распространения волнового фронта на атомном уровне. В рамках этого анализа были изучены колебания атомов, проходящих через волны, и изменения энергетических параметров атомов и волны в зависимости от скорости движения поршня. Полученные результаты вносят вклад в понимание нелинейных волновых процессов в двумерных материалах и расширяют представления о поведении волн в сложных геометрических кристаллических структурах. Это исследование помогает получить более глубокое понимание механизмов распространения и эволюции ударных и акустических волн в таких материалах, как фосфорен, и имеет важное значение для разработки новых наноматериалов и технологий. Полученные результаты расширяют наше понимание динамики материалов на атомном уровне и могут найти практическое применение в области нанотехнологий и разработке новых материалов с улучшенными свойствами.

Флавоноид кверцетин является природным полифенольным антиоксидантом. Перспективным способом увеличения растворимости и биологической активности кверцетина является проведение его твердофазной механохимической реакции с твердыми щелочами. Некоторые свойства кверцетина ярче проявляются в жидкой среде, в водных растворах. Структурная формула кверцетина показывает наличие пяти гидроксильных групп, способных диссоциировать с образованием аниона. Для кверцетина чаще рассматривается только одна ступень диссоциации. Величина приводимых значений константы диссоциации находится в диапазоне pK1=5-9. Исследование диссоциации кверцетина осложнено заметным окислением с ростом рН раствора. Предлагается проводить титрование в атмосфере инертного газа. В работе представлены результаты рН-метрического титрования кверцетина щелочью в водно-спиртовом растворе. На основании моделей диссоциации одно-, двух- и трехосновной слабых кислот проводился анализ кривых титрования кверцетина. Разработана компьютерная программа анализа кривых, отклонения экспериментальных результатов титрования от модельных расчетов обрабатывались по МНК. Лучшим образом кривая титрования описывается моделью двухосновной слабой кислоты. Определены константы диссоциации для этой модели: рК1=8,64, рК2=11,09 Значение рК1 удовлетворительно согласуется с литературными данными. При титровании в водной среде кислоты с рК>12 не определяются. Поэтому вопрос об остальных константах диссоциации остается открытым. Проведен анализ начального участка кривой титрования по ее второй производной. В зависимости от знака второй производной меняется форма кривой титрования на начальном участке, что позволяет грубо оценить первую константу диссоциации и сравнить с получаемыми результатами вычислений. Подход позволяет критически оценивать литературные данные.

Известно, что развитие биомедицинских технологий увеличивает спрос на создания биосовместимых материалов, которые обладали бы схожими свойствами с костной тканью и подходили для его имплантации. Многие композиционные материалы представляют собой мультифазные системы, состоящие из полимерной матрицы и неорганического компонента различных форм и размеров. Полимерная составляющая необходима для улучшения механических и биосовместимых свойств. Данный компонент может быть представлен биосовместимым, макропористым и нетоксичным полимером, продукты распада которого будут приниматься организмом за обычные метаболиты и будут выводиться из него. Неорганический компонент может быть представлен гидроксиапатитом, состав и структура которого аналогичны костному апатиту, что обеспечивает взаимную интеграцию и образование химических связей между фповреждённой костью и имплантатом. В физиологических условиях происходит образование кальций-фосатного слоя, что обеспечивает биологическую активность гидроксиапатита. Кальций-фосфатный слой может характеризоваться различной структурой и составов, так как происходит взаимодействие с ионами, находящимися в физиологических жидкостях организма.

В настоящей статье ставится вопрос о рецепции романа «Остров сокровищ» Р. Л. Стивенсона в романе В. Каверина «Два капитана». Показано, что для Каверина, который на протяжении всего своего писательского пути считал остросюжетность важной составляющей художественного произведения, ключевым в переосмыслении этой категории оказывается опыт Стивенсона. Значимым условием, которое становится основанием для сопоставления «Острова Сокровищ» и «Двух капитанов», является не только принадлежность к одному и тому же жанру и даже его инварианту - географическому роману приключений, - но и использование одной и той же повествовательной структуры - повествования от первого лица. В построении повествовательной структуры художественного текста Каверин наследует стивенсовский принцип наложения взрослой и мальчишеской точек зрения: свои истории читателю рассказывают (и пишут) герои, наделенные качествами и юноши, и мужчины одновременно. На протяжении всего повествования в образе юного Джима Хокинса подчеркивается его мужество и зрелость, а в образе взрослого Сани Григорьева, наоборот, мальчишество, юность души. И у Стивенсона, и у Каверина важную роль играет пространство приключений, которое «самостоятельно» наделяет мальчишескими, свойственными юношеству качествами не только главных героев, но и второстепенных персонажей, например, доктора Иван Иваныча и Джона Сильвера. В пространстве приключений обоих романов главными действующими лицами являются мужские персонажи, мир приключений предстает перед читателем совершенно мальчишеским: даже в «Двух капитанах», несмотря на звучащую в них мысль о женщине как о полноправном участнике приключения, Катя Татаринова не становится путешественником или первооткрывателем. Каверину, как и Стивенсону, удается выстроить аксиологическую систему главных героев, которая сглаживает присущую «Двум капитанам» насыщенность острыми сюжетными коллизиями, а также позволяет отнести этот роман к категории «сюжетных», а не «фабульных».

Методами просвечивающей электронной дифракционной микроскопии выполнен анализ структуры, фазового состава, дислокационной субструктуры в головке длинномерных дифференцированно закаленных рельсов специального назначения из стали Э90ХАФ после пропущенного тоннажа 187 млн. тонн брутто. Исследования проведены вдоль центральной оси и радиуса скругления выкружки на поверхности и на расстоянии 10 мм от нее. Установлено, что структура стали представлена зернами пластического перлита и феррито-карбидной смеси с частицами карбида пластической и глобулярной морфологии. Выявлена фрагментация пластин цементита (размеры фрагментов 10-12 нм) и феррита (размеры фрагментов 250-500 нм). Отмечено формирование изгибных контуров экстинкции, свидетельствующих об упруго-напряженном состоянии головки рельсов в результате длительной эксплуатации. Выявлены источники кривизны-кручения кристаллической решетки- внутрифазные (границы раздела зерен перлита) и межфазные (границы раздела пластин феррита и цементита перлитных колоний) границы. Формирующаяся структура на поверхности катания отличается от структуры поверхности выкружки. В последней не выявляется субзеренной структуры. Проведено сравнение деформационного преобразования поверхностных слоев с ранее опубликованными результатами для рельсов общего назначения из доэвтектоидной стали. Рассмотрены механизмы разрушения пластин цементита и повторного выделения частиц наноразмерной карбидной фазы округлой формы (третичный цементит). Проведено сравнение скалярной плотности дислокационной субструктуры поверхности катания по центральной оси и радиусу скругления выкружки.

В работе представлены результаты исследования влияния концентрации пентаоксида тантала в покрытиях, полученных методом плазменного электролитического оксидирования (ПЭО), на их электрохимические свойства и изучена способность данных покрытий к образованию апатитов в условиях in vitro. Согласно результатам анализа электрохимического поведения покрытий в растворе, имитирующем плазму крови человека по минеральному составу (SBF-растворе), модуль импеданса Ta2O5-содержащих ПЭО-покрытий, в среднем более чем на 2 порядка выше по сравнению с модулем импеданса сплава МА8 без покрытия. Введение в состав электролита наночастиц Ta2O5 и увеличение содержания пентаоксида тантала в составе ПЭО-покрытий приводит к снижению их защитных свойств, по сравнению с базовым ПЭО-слоем. Установлено, что первые кластеры апатитов появляются на поверхности ПЭО-покрытия уже после 1 дня выдержки в SBF-растворе. Через 28 дней ПЭО-покрытие полностью покрывается слоем апатитов с пластинчатой морфологией. На 21 сутки выдержки Ta2O5-содержащего ПЭО-покрытия в SBF-растворе концентрация ионов Ca2+ в растворе стабилизируется, что обусловлено достижением равновесия окружающего раствора с образовавшимся слоем апатитов.

Используя метод проволочно-дугового аддитивного производства (WAAM-wire arc additive manufacturing) на подложке из алюминиевого сплава 5083, было сформировано покрытие из высокоэнтропийного сплава (ВЭС) Mn-Cr-Fe-Co-Ni неэквиатомного состава. Методами сканирующей и просвечивающей электронной микроскопии выполнен анализ структуры, фазового и элементного состава зоны контакта после облучения низкоэнергетическими электронными пучками с параметрами: плотность энергии пучка электронов 30 Дж/см2, длительность импульса 200 мкс, количество импульсов 3, частота следования импульсов 0,3 Гц. Выявлено образование многофазной многоэлементной субмикро- нанокристаллической структуры, сформированной преимущественно в подложке, которая имеет более низкую температуру плавления по сравнению c ВЭС. Установлено, что контактные слои, примыкающие к подложке и покрытию, имеют структуру высокоскоростной ячеистой кристаллизации. В слое, примыкающем к подложке, ячейки образованы твердым раствором магния в алюминии. По границам ячеек выявлены прослойки второй фазы, обогащенные атомами покрытия и подложки. В слое, примыкающем к покрытию, ячейки сформированы сплавом состава 0,17Mg-20,3Al-4,3Cr-16,7Fe-9,3Co-49,2Ni. По границам ячеек выявлены прослойки второй фазы, обогащенные преимущественно магнием и атомами покрытия. Центральная область зоны контакта толщиной ~ 1700 мкм сформирована кристаллитами пластинчатой формы, ее основным элементом является алюминий (≈ 77 ат. %).