SCI Библиотека

С каждым годом в мире количество цифровой информации нелинейно возрастает. Эта тенденция делает необходимым поиск новых современных элементов памяти, для чего требуется решение задач материаловедения, в частности отработки технологии осаждения тонких пленок диэлектриков, обладающих принципиально новыми свойствами, обусловленными электромиграцией в них кислородных вакансий или атомов металла. В статье представлены результаты разработки процесса осаждения и исследования пленок диоксида титана модифицированного (легированного) медью для создания на этой базе запоминающих устройств (мемристоров). Построены вольт-амперные зависимости. Показан эффект резистивного переключения. Обнаружено, что из предложенных способов получения диоксида титана приводит к существенному улучшению основных мемристивных характеристик в сравнении запоминающими устройствами на основе диоксида титана без модификации медью. В частности, показано, что использование данных пленок в структуре мемристора позволяет увеличить отношение состояния с высоким электрическим сопротивлением к состоянию с низким электрическим сопротивлением более чем в 102 раз.

Повышение точности получаемых данных, стабильности результатов исследования скважин, улучшение прочностных свойств радиопрозрачного корпуса, и как следствие, повышение ресурса геофизического прибора невозможно без диагностики свойств материала корпуса и оценки уровней нагрузок, способных привести материал к потере несущей способности. Исследовано влияние разных схем циклического нагружения на форму и размеры петли неупругости при испытаниях кольцевых образцов из стеклопластика (0 º-90 º), изготовленных методом косослойно-продольно-поперечной намотки стеклянного волокна на основе алюмоборосиликатного и магнийалюмоборосиликатного стекла. В результате исследования влияния схем нагружения было показано изменение формы и петли неупругости и переход от релаксационного типа неупругости к неупругости гистерезисного типа из-за накопления остаточных деформаций при изменении угла нагружения с 30 º на 45 º и увеличении амплитуды нагрузки. Результаты разрушения образцов при схемах нагружения аналогичны условиям нагружения в эксплуатации и могут быть использованы для оценки процесса разрушения.

В статье рассматривается применение силикатов кальция и магния в качестве наполнителей эпоксидных материалов. Исследуются наполнители, которые получены на основе природного, растительного и техногенного сырья, то есть на базе природных минералов, золы рисовой шелухи и отходов черной металлургии. Эти наполнители повышают твердость на 14 %, износостойкость эпоксидных композиций на 37 %, прочность при изгибе до 55% и адгезию к стали до 75%, при этом снижая коэффициент статического трения на 67 %. В работе также рассматривается зависимость физико-механических свойств эпоксидных материалов от концентрации в них наполнителя. Экспериментально доказано, что оптимальным является соотношение компонентов 5-15 мас. ч. наполнителя на 100 мас.ч эпоксидной смолы. Диопсид содержащий наполнитель техногенного происхождения обеспечивает значительно большее снижение коэффициента статического трения материалов, то есть их лучшие трибологические характеристики, как по сравнению с применением Миволл 10-97, так и синтетического волластонита на основе золы рисовой шелухи. Полученные результаты свидетельствуют о том, что, характер модифицирующего действия силикатных наполнителей практически не зависит от их состава, который влияет только на величину конкретных эксплуатационных показателей.

Представлены результаты экспериментального исследования повышения температуры модельных водных суспензий гексахлорэтана (ГХЭ) при их обработке в установке с многоцилиндровым роторно-пульсационным аппаратом (РПА). Приводится описание лабораторной установки, РПА и методики проведения исследований по оценке нагрева 1 и 4%-ных водных суспензий ГХЭ при их гидромеханической обработке. Для двух значений чисел оборотов ротора РПА (33,3 и 45,8с-1), а также для двух значений радиального зазора между цилиндрами ротора и статора (0,1·10-3 и 1·10-3м) получены экспериментальные данные по увеличению температуры модельных суспензий. В предположении, что вся подводимая к обрабатываемой среде механическая энергия переходит в тепловую и теплообмен с окружающей средой отсутствует, выполнена расчётная оценка нагрева суспензии. Показано, что при увеличении числа оборотов ротора РПА и концентрации суспензии, темп её нагрева возрастает. Уменьшение величины радиального зазора между цилиндрами ротора и статора способствует значительному разогреву суспензии. Отмечена удовлетворительная сходимость расчётных и экспериментальных данных по нагреву суспензий. Полученные сведения могут быть полезными при проектировании оборудования для обработки систем «жидкость-твёрдое».

Приводится описание конструкции и принципа работы роторно-пульсационного аппарата (РПА), предназначенного для тонкого измельчения дисперсных пожаро- и взрывоопасных веществ в жидкой инертной среде. Для повышения эффективности обработки устройство ввода суспензии в рабочую камеру аппарата выполнено в виде насадка с цилиндрическим сопловым каналом. Насадок имеет коноидальную форму входа. Центральная часть ротора снабжена плоской отбойной пластиной с насечкой. Расстояние от среза соплового насадка до поверхности отбойной пластины составляет от 3 до 5 диаметров отверстия соплового насадка. Конструкция РПА исключает забивку рабочей камеры измельчаемым материалом. Отмечается, что аппарат обеспечивает эффективное измельчение дисперсных материалов, имеющих твёрдость до 5 единиц по шкале Мооса. При этом концентрация суспензии не должна превышать 15 % масс. Работоспособность аппарата, имеющего радиальный зазор между ротором и статором 0,1·10-3м, подтверждена при обработке водной суспензии сибунита с концентрацией твёрдой фазы 13,5 % масс. Установлено, что основная фракция измельчённых частиц имеет размер (3-10)·10-6м. Приводится микрофотография частиц после обработки в РПА. Отмечается, что полученный продукт имеет однородный дисперсный состав и может быть использован в качестве носителя для катализаторов гидрирования.

В работе рассмотрено влияние борполимера в вязкотекучем состоянии на физико-механические, триботехнические и термодинамические сверхвысокомолекулярного полиэтилена. Полученные результаты обосновываются и дополняются исследованиями структуры композитов методом ИК-спектроскопии и сканирующей электронной микроскопии. Борполимер был переведен в вязкотекучее состояние с помощью органического растворителя на основе эпоксиангидридного связующего. Методом ИК-спектроскопии установили, что растворитель в основном содержит эпоксидные, формальдегидные, альдегидные и гидроксильные группы. Порошок полимера и навеску вязкого борполимера смешивали в лопастном смесителе, далее полученные смеси перерабатывали методом горячего прессования с последующим получением образцов. Результаты исследований свойств образцов свидетельствуют о том, что введение вязкотекучего борполимера приводит к повышению их механических свойств. Отмечено, что композиты, содержащие борполимер, характеризуются повышением прочности при растяжении на 44 % и модуля упругости на 62 % относительно исходного сверхвысокомолекулярного полиэтилена. Полученные результаты объяснили структурными исследованиями. Надмолекулярная структура образцов при меньшем содержании борполимера характеризуется формированием сферолитной структуры, а с увеличением концентрации происходит разрыхление и разупорядочивание структуры («аморфизация»). Это подтверждается результатами исследования дифференциально-сканирующей калориметрии, в котором отмечено снижение степени кристалличности на 7-12 % и энтальпии плавления на 6-12 % относительно полимерной матрицы. Трибологические испытания показывают снижение коэффициента трения на 21 %, что обусловлено влиянием борполимера как смазочного материала в процессах трения, облегчая скольжение материала по поверхности стального контртела. Морфология поверхности трения и их ИК-спектры подтверждают полученные результаты, так показано, что борполимер активно участвует в трибохимических процессах и формирует вторичную структуру на поверхности трения композита.

На сегодняшний день широко известно интенсифицирующее влияние ультразвукового кавитационного воздействия на физико-химические процессы. Многократно установлено, что кавитационные и сопутствующие нелинейные явления (ударные волны, акустические потоки, нагрев среды) ускоряют физико-химические процессы. Однако современные исследования влияния кавитации либо основаны на теоретических подходах, которые, как правило, рассматривают ударно-волновое давление в отдельности без учёта других факторов, либо на экспериментальных исследованиях, которые определяют конечную эффективность процесса (критерий эффективности зависит от вида процесса) под действием совокупности факторов кавитации. В то же время для обеспечения максимальной эффективности процесса необходимо выявить действие каждого фактора в отдельности, чтобы подобрать режимы и условия воздействия (а, возможно, и способы модуляции ультразвуковых колебаний), которые усиливают фактор, который наиболее влияет на скорость процесса и ослабляет паразитные факторы. Для развития направления экспериментальных исследований влияния отдельных факторов кавитации разработан стенд, который позволяет осуществить воздействие на среду с аналогичным изменением температуры, как и при ультразвуковом воздействии, но без ударно-волнового давления, образуемого при схлопывании кавитационных пузырьков.

Разработка эффективной системы водоподготовки на ТЭЦ основана на реализации обработки воды в несколько ступеней, на первой осуществляется удаление взвесей и коллоидных примесей, частичная дезинфекция и обесцвечивание. На второй ступени происходит более тонкая очистка от растворенных примесей мембранными, ионоообменными, методами, магнитной обработкой и другими. Выбор конкретного метода предподготовки основывается на специфике производства и предъявляемым к нему требованиям. Рассматривается схема обессоливания котловой воды коксохимического предприятия, где в настоящее время используется ионный обмен. На стадии предварительной очистки вода осветляется с применением коагулянта и известкового молока, после чего фильтруется через угольные фильтры. Далее вода подается на установку обессоливания ионным обменом на Н-катионитовые и ОН-анионитовые фильтры, между которыми расположен декарбонизатор для удаления углекислого газа. Предложено заменить первую ступень ионообменных фильтров на мембранную установку нанофильтрации, которая позволит выводить из воды растворенную углекислоту, как следствие - исключить из схемы декарбонизатор. Использование нанофильтрации с последующей доочисткой ионным обменом увеличивает фильтроцикл ионного обмена второй ступени, что сокращает расход реагентов на регенерацию ионита, количество промывных вод и уменьшает затраты на реагентное хозяйство

Рассматривается переход российской науки к мобилизационному сценарию развития. Приводятся данные опроса, демонстрирующие, что этот переход вызывает у большей части российского научного сообщества позитивное отношение. Данный довольно парадоксальный факт автор объясняет двумя причинами. Во-первых, тем, что учёные устали от пребывания отечественной науки в состоянии российской «нирваны», когда работа в режиме «ни шатко, ни валко», на достаточно низком уровне своих возможностей, возведена в норму. Во-вторых, они понимают, что в нынешних условиях Россию выручает в основном наличие у неё ядерного оружия, созданного во времена мобилизации отечественной науки. Мобилизационный сценарий развития российской науки рассматривается как включающий четыре основных составляющих: 1) более жёсткий контроль (со стороны государства) разрабатываемой проблематики, 2) оптимизация кадрового состава науки, 3) изменение (меритократической) формы её организации, 4) интенсификация научного труда. Ставится вопрос о том, какую часть отечественной науки целесообразно подвергнуть мобилизации. Автор считает, что мобилизация всего нашего научного организма была бы излишеством, однако некоторые его элементы - избавление от «мёртвых душ», интенсификация научного труда и т.д. - стоит осуществить применительно ко всей отечественной науке. Рассматриваются также риски, возникающие перед российской наукой в условиях её мобилизации: деинтернационализация, снижение международных инвестиций и др.

Обсуждаются версии определения понятий мобилизационной, обособленной и гибридной научной деятельности. Прослежена эволюция мобилизационных проектов в советскую эпоху. Рассмотрен кейс Гордоновских исследовательских конференций как инструмента интенсификации научных обменов в обособленном формате. Приведены примеры современных удачных и неудачных мобилизационных проектов. Успех проекта зависит от правильной оценки необходимых ресурсов, степени концентрации исследовательского потенциала, от постановки задачи. В качестве задач, посильных для мобилизационных проектов, предпочтительны задачи реинжиниринга, интеграции и адаптации готовых решений.