Статьи в выпуске: 8
Важность наноматериалов обусловлена тем фактом, что они обладают свойствами, отличающими их от классических материалов, что делает их более эффективными в ряде областей применения. Таким образом, в этой статье обсуждается один из таких наноматериалов, которым является нанооксид железа, и его типы (альфа; -Fe2O3, гамма; -Fe2O3 и Fe3O4) в виде частиц. Основное внимание было уделено экологичному методу и его свойствам с использованием растительных экстрактов, которые являются частью методологии получения наноматериалов по принципу “снизу вверх”. Также были рассмотрены факторы, влияющие на процесс получения, включая время реакции, рН и температуру, с помощью нескольких исследований для определения оптимальных условий приготовления.
Сланцы Коцюбинского месторождения Волжского бассейна перспективны как альтернативный источник редкого и стратегически важного металла — рения. Для оценки целесообразности их переработки необходимы данные о количественном содержании рения, что требует разработки относительно быстрого и надежного метода анализа. Определение рения проведено рентгенофлуоресцентным методом с предварительным электрохимическим концентрированием металла его осаждением на катоде после предварительного вскрытия пробы. Применение рентгенофлуоресцентного анализа позволяет определить рений на фоне десятикратного избытка молибдена и других металлов. Содержание рения в глинистых сланцах составило 0,68 plusmn 0,20 г/т, что делает экономически оправданной их переработку. В черных сланцах рений не обнаружен. Результаты анализа рентгенофлуоресцентным методом с предварительным электрохимическим концентрированием сопоставимы с полученными методом ИСП МС. В то же время анализ методом ЛА ИСП МС приводит к заниженным результатам по содержанию рения, что, по-видимому, связано с его тугоплавкостью. Сравнивая два метода, приводящих к достоверным результатам (ИСП МС и электрохимическое концентрирование + рентгенофлуоресцентный анализ), можно отметить, что предлагаемый метод не требует дорогостоящего оборудования и реализуем в полевых условиях
До настоящего времени в основе исследований процессов зажигания разряда в безэлектродных плазменных ускорителях было изучение их однонаправленных конфигураций. Однако многонаправленные безэлектродные плазменные ускорители отличаются от однонаправленных тем, что имеют несколько отверстий во внутреннюю полость газоразрядной камеры и разное направление магнитного поля внутри них, что может влиять на движение электронов при воздействии электрических и магнитных полей во время зажигания разряда. Экспериментально исследован переходный процесс (зажигание разряда) и определены параметры устойчивого зажигания разряда в симметричной газоразрядной камере, открытой с двух концов во внешнее пространство, варьированием напряженностью азимутального электрического и индукцией осевого магнитного полей и расходом разреженного газа. Показано, что в многонаправленных волновых плазменных ускорителях происходит снижение пороговых (поджигных) напряженностей электрического поля при увеличении индукции внешнего статического магнитного поля, в отличие от однонаправленных высокочастотных индукционных плазменных ускорителей с внешним магнитным полем
Рассмотрена космологическая модель инфляции с обобщенным потенциалом скалярного поля, основанная на точных решениях, которые получены из уравнений космологической динамики. Предложенный обобщенный потенциал подразумевает возможность реализации различных инфляционных механизмов в рамках одной космологической модели. На основе предложенного метода получен вид эффективного обобщенного потенциала скалярного поля, включающего в себя описание различных физических эффектов: спонтанного нарушения электрослабой симметрии, тахионной конденсации, спонтанного нарушения суперсимметрии и др. На реализацию конкретного физического механизма в течение инфляции влияет выбор параметров модели. Показано, что предложенные космологические модели соответствуют современным наблюдательным ограничениям на значения параметров космологических возмущений. В рамках гравитации Эйнштейна объединение различных физических эффектов на основе одного обобщенного эффективного потенциала возможно только для сверхпланковских скалярных полей. Тем не менее, используя гравитацию Эйнштейна — Гаусса — Бонне, возможно построение рассматриваемых моделей для субпланковских скалярных полей. Для рассмотренных инфляционных моделей ожидаемый вклад реликтовых гравитационных волн в поляризацию и анизотропию реликтового излучения существенно меньше современных наблюдательных ограничений
Представлены результаты рентгеноструктурного исследования эпитаксиальных пленок (Ge2)1 - x - y(ZnSe)x(GaAs1 - -sBi-s)y, выращенных методом жидкостной эпитаксии на кремниевых подложках с кристаллографической ориентацией (111). Выращенные эпитаксиальные пленки представляют собой твердые растворы (Ge2)1 - y(ZnSe)x(GaAs1 - -sBi-s)y с постепенно изменяющимся молярным составом (0 менее или равно x менее или равно 0,72 и 0 менее или равно y менее или равно 0,46), в которых осуществляется взаимное замещение компонентов. Происходит формирование слоя, обогащенного широкозонными соединениями ZnSe и GaAs1 - -sBi-s, в переходной области между подложкой и поверхностными слоями пленки. Установлено, что полученная эпитаксиальная пленка представляет собой монокристалл с кристаллографической ориентацией (111), состоящий из элементарных ячеек алмазоподобной структуры с параметром решетки aexp = 0,5658 нм. Результаты анализа показали, что нанокристаллиты соединений GaAs1 - -sBi-s, самопроизвольно сформировавшиеся в поверхностных областях эпитаксиальных слоев, имеют кубическую элементарную ячейку с параметром решетки 5,9978 нм и принадлежат фазовой группе P43m. Установлено следующее: размеры нанокристаллитов (33,9; 34,5; 34,9 нм) и их среднее значение (~ 34 нм) свидетельствуют о том, что нанокристаллиты имеют округлую геометрическую форму и формируются преимущественно одинаковых размеров
Гидрогели представляют собой трехмерные полимерные сетки, в которых узлами выступают химические или физические сшивки между макромолекулами. В настоящее время гидрогели на основе полиакриламида являются перспективными материалами для изготовления тканеимитирующих фантомов мягких биологических тканей. Ключевое преимущество таких гидрогелей — возможность регулирования их механических свойств за счет варьирования концентрации сшивателя, т. е. числа сшивок, что позволяет имитировать характеристики различных органов и тканей. Однако подбор концентрации сшивателя для создания фантомов с заданными характеристиками представляет собой сложную задачу, требующую значительных временных и вычислительных ресурсов. Алгоритмы машинного обучения могут определять корреляцию между концентрацией сшивки и параметрами упругости полученного гидрогеля. На основе двух алгоритмов “случайный лес” реализована модель машинного обучения, способная прогнозировать механические свойства тканеимитирующих фантомов. Алгоритмы обучены на основе синтетических данных, полученных в результате проведения численных экспериментов на индентирование в лицензионном программном обеспечении для конечно-элементного анализа ANSYS Workbench (Ansys Inc., США), с применением как линейно-упругой модели поведения материала, так и гиперупругих неогуковской модели и модели Муни — Ривлина, а также на данных натурных экспериментов. Предсказания валидированы с помощью тестовых данных, составивших 30 % всего массива данных и не использованных в обучении алгоритмов, а также на результатах натурных экспериментов Работа выполнена в рамках государственного задания НИЦ “Курчатовский институт”
Представлены результаты испытаний полиэтилена марки 2НТ11-9 (ПЭ-100) на одноосное растяжение для широкого диапазона значений скорости нагружения при сравнительно невысоких деформациях (менее 15…20 %). Для изучения процесса кратковременной (неустановившейся) ползучести приведены релаксационные кривые для различных уровней напряжения. Время наблюдения за процессом релаксации при испытаниях 1 ч. Исследована зависимость остаточных деформаций в материале от достигнутых при прямом нагружении полных деформаций. Для описания полученного набора экспериментальных данных предложены определяющие соотношения, учитывающие деформационное размягчение материала и его ползучесть с сохранением гипотезы о малости (линейности) деформаций. Подробно описан способ определения числовых значений параметров предлагаемой модели поведения материала. Значения упругих параметров модели установлены по равновесной кривой растяжения, а вязких — по кривым релаксации. Показано, что построенная модель с найденным таким образом единым набором числовых значений параметров позволяет удовлетворительно описать кривые одноосного растяжения материала при различных значениях скорости деформирования. В общем случае представленная модель поведения материала может быть использована при анализе кратковременной прочности изделий из частично кристаллических полимеров
Представлено численное моделирование перехода от ламинарного течения к турбулентному, что является одной из важнейших и сложных задач современной вычислительной гидродинамики (CFD). Использованы различные подходы к моделированию переходных течений, включая модели турбулентности k–kl–, Transition SST, модель напряжений Рейнольдса (RSM S–) и двухжидкостную модель турбулентности Маликова. Перечисленные модели описывают переходные процессы с учетом специфики турбулентного течения. Проведено сравнение численных результатов с экспериментальными данными при различных уровнях интенсивности турбулентности, что позволило оценить точность и применимость этих моделей. Результаты анализа показали, что двухжидкостная модель Маликова без дополнительных коррекций дает результаты, сопоставимые с другими моделями турбулентности, которые используют дополнительные коррекции для описания перехода от ламинарного течения к турбулентному. Полученные результаты могут быть использованы для совершенствования численных методов моделирования в аэродинамике, теплообменных процессах и в других инженерных приложениях, где важно точное описание переходных турбулентных режимов