Предложен метод количественного анализа изображений микроструктуры наномодифицированного композита, основанный на выполнении двоичной деком- позиции яркостного поля. Показано, что по результатам двоичной декомпозиции может быть найден критерий, подобный фрактальной размерности. Обсуждаются результаты применения предложенного метода к анализу изображений, получен- ных методами оптической и сканирующей зондовой микроскопии.

Бесплатно

Фталаты оксиалкилированных спиртов

Маскова А.Р., Аминова Г.К., Рольник Л.З., Файзуллина Г.Ф., Мазитова А.К.

Статья научная

Поливинилхлорид (ПВХ) используется для получения широкого спектра материалов различного назначения. Высокий спрос на ПВХ связан с возможностью модификации поливинилхлорида и получением большого разнообразия материалов с улучшенными свойствами, а также с экономически обоснованным соотношением затрат – производительностью, доступным сырьем, экономией природных ресурсов. Однако при обычной температуре поливинилхлорид является хрупким и неэластичным, что ограничивает области применения ПВХ. Выпуск основных ПВХ-композиций невозможен без применения пластификаторов – низкомолекулярных соединений, которые позволяют направленно регулировать физико-механические свойства полимера. Производство пластификаторов стало одной из важных отраслей нефтехимической промышленности. Однако в последнее время ассортимент и производство резко сократились из-за возросшей себестоимости, что снизило конкурентоспособность пластифицированных ПВХ-изделий. Поэтому расширение ассортимента пластификаторов для ПВХ является приоритетным направлением и имеет практическую значимость. В данной работе описаны методы получения сложных эфиров на основе оксиалкилированных спиртов, предложенных в качестве пластификаторов поливинилхлорида. Изучены физико-химические свойства синтезированных соединений. Подобраны условия их получения с максимальным выходом. Результаты испытаний полученных соединений в качестве добавок при пластификации ПВХ показали, что полученные образцы кабельного пластиката, ленты ПВХ липкой и многослойного поливинилхлоридного линолеума по основным показателям соответствуют всем техническим требованиям: кабельный пластикат – ГОСТ 5960-72 с изм. 1-9; лента ПВХ липкая – ТУ 2245-001-00203312-2003; многослойный линолеум – ГОСТ 7251-77. По результатам испытаний фталаты оксиалкилированных спиртов обладают достаточно высокой эффективностью как пластификаторы поливинилхлорида и рекомендуются для использования в вышеуказанных промышленных ПВХ-рецептурах.

Бесплатно

Химический состав наномодифицированного композиционного вяжущего с применением нано- и микроразмерных гидросиликатов бария

Королев Евгений Валерьевич, Гришина Анна Николаевна, Сатюков Антон Борисович

Статья научная

В статье представлены результаты исследования химического состава цементного камня, модифицированного микроразмерными гидросиликатами бария, цементного камня, модифицированного наноразмерными гидросиликатами бария и цементного камня, модифицированного микро- и наноразмерными гидросиликатами бария с применением комплекса методов исследования: ИК-Фурье спектроскопии, дифференциально-термического и рентгенофазового анализов. Проведена идентификация образующихся фаз и сравнительная количественная оценка их содержания. Установлено, что применение нано- и микроразмерных добавок гидросиликатов бария обеспечивает снижение содержания портландита на 27...28%, а при их совместном применении - на 83,3%. Введение нано- и микроразмерных модификаторов позволяет увеличить количество гидросиликатов кальция в продуктах твердения, а также способствует формированию мелкокристаллической структуры продуктов гидратации. Микроразмерные гидросиликаты бария являются химически активной добавкой и способствуют образованию дополнительного количества гидросиликатов кальция типа CSH (I). Применение наноразмерных гидросиликатов бария способствует формированию гидросиликатов кальция CSH (I), CSH (II), риверсайдита и ксонотлита. Совместное использование нано- и микроразмерных гидросиликатов бария позволяет увеличить содержание фазы CSH(II), что подтверждается дифференциально-термиче ским и рентгенофазовым анализами, а так же CSH (I), риверсайдита и различных тоберморитов. Показано увеличение эффективности использования наноразмерных гидросиликатов бария при их введении в композиционное вяжущее, оптимизированное на микроуровне.

Бесплатно

Цели и задачи; первый год выхода; периодичность; тематика статей и целевая аудитория; международный редакционный совет; международная редакционная коллегия; редакция; учредитель и издатель; издательская этика; контактные данные; минимальные системные требования, необходимые для доступа к изданию; архивирование; график издания

Другой

Бесплатно

Цели и задачи; первый год выхода; периодичность; тематика статей и целевая аудитория; международный редакционный совет; международная редакционная коллегия; редакция; учредитель и издатель; издательская этика; контактные данные; минимальные системные требования, необходимые для доступа к изданию;архивирование; график издания

Другой

Бесплатно

Целью программы «Российский Олимп» является выявление компаний и специалистов, работающих качественно и эффективно

Другой

Бесплатно

Цементный камень на кварцезолоцементном вяжущем

Косач Анатолий Федорович, Кузнецова Ирина Николаевна, Ращупкина Марина Алексеевна, Педун Геннадий Алексеевич

Статья научная

Введение. Одним из перспективных направлений в формировании структуры бетона на минеральном вяжущем с заданными эксплуатационными свойствами является ведение в состав вяжущего ультрадисперсных наполнителей (наномодификаторов). В качестве наномодификаторов использовали активированные отходы кварца и золы гидроудаления. Присутствие наноразмерных частиц в вяжущем может существенным образом изменить процессы гидратации и твердения бетонной смеси. Методы и материалы. В качестве материалов для цементного камня на кварцезолоцементном вяжущем использовали кварцевые отходы от производства особо чистого кварцевого концентрата как усилителя пуццолановой активности к золам гидроудаления, золы гидроудаления Омской ТЭЦ-5, цемент. Наномодификатор получали при механической, механогидравлической (H2O) и механогидрохимической (H2O + добавка Мегалит С-3МЛ) активациях. Активация кварцезоловой смеси проводилась в мельнице непрерывного действия роторного типа. При механическом способе осуществляется только механическая активация, при механогидравлическом способе механическая, гидравлическая, турбулентная и акустическая активации, а при мехногидрохимическом способе - все способы гидравлической активации, и химическая. Результаты и обсуждения. В статье исследован цементный камень на кварцезолоцементном вяжущем (активированные кварцевые отходы и золы гидроудаления Омских ТЭЦ-5, цемент). Рассмотрены технологии активации кварцезоловой смеси путем увеличения удельной поверхности дисперсной фазы для производства кварцезолоцементного вяжущего различного назначения. Полученные результаты весового распределения частиц зол гидроудаления и кварца до и после активации показывают, что средний размер диаметра частиц составляет от 25 до 1,5 мкм (наноразмерных частиц) при удельной поверхности от 967 до 7729 см2/г. Заключение. Применение наноразмерных частиц в кварцезоловой смеси позволяет увеличить прочностные характеристики цементного камня от 23 до 59%. Использование кварцевых отходов от производства особо чистого кварцевого концентрата и зол гидроудаления Омской ТЭЦ-5 с применением предложенных технологий их активации позволит улучшить структуру цементного камня на кварцезолоцементном вяжущем за счет повышения плотности упаковки и химической активности наноразмерных частиц в процессах фазообразования гидратных соединений, что снизит межзерновую пустотность между непрогидратированными зернами цемента и улучшит физико-механические характеристики цементного камня. Использование активированных кварцевых отходов с повышенной удельной поверхностной энергией как высокореакционного пуццолана способствует получению более прочного и долговечного цементного камня.

Бесплатно

Цифровой двойник здания как основа применения нанотехнологий в строительстве

Котляревская А.В., Клименко К.Е.

Статья научная

Введение. Целью проведенного исследования является анализ возможностей, которые предоставляет система «цифровой город», и перспектив применения нанотехнологий. Задачей проведенного исследования является определение возможности цифровизации в управлении городом и порядка принятия более обоснованных решений касательно эксплуатации недвижимости. Возможности практического применения результатов исследования обусловлены целесообразностью внедрения авторского подхода к анализу работы городских систем вообще и «умного дома», в частности. Методы и материалы. В статье с использованием методов технологий «цифровых двойников» рассмотрено понятие «цифрового двойника здания», его функции, составляющие, особенности построения и работы; охарактеризовано понятие цифровизации, а также механизмы внедрения инноваций в жизнь городов; показано, что «цифровой город» включает разнообразные инновационные технологии: интернет вещей, искусственный интеллект, аналитику данных, облачные вычисления и т.д. Технологии, которые использует «цифровой город», не только собирают данные о жизни города, но используют эти данные для управления электроснабжением, сбором отходов, обеспечением безопасности людей, а также, как будет понятно из статьи, транспортной системы. Обсуждение. Цифровизация в управлении городом помогает создать более удобную и устойчивую городскую среду, к чему стремятся правительства многих стран. Внедрение сенсоров, датчиков, анализ полученных с них данных дает возможность улучшить качество жизни горожан и повысить эффективность использования ресурсов. Как приятный «бонус», все это позволяет сделать среду жизни граждан более экологичной, решить вопрос, который стал «зубной болью» многих правительств, вопрос экологизации существования людей в городе. Ведь снижение количества пробок автоматически снижает и количество выбросов углекислого газа в воздух, а включение городского освещения по сигналу от сенсора дает экономию электричества из-за снижения количества потребленных киловатт, потому что лампочки не горят зря. Для устранения данных проблем предлагается использование нанотехнологий, что позволит придавать обычным строительным материалам новые уникальные свойства. Появление нанотехнологий и их применение может решить проблему энергосбережения в строительной области. Кроме того, нанотехнологии не только позволяют получать новые продукты с уникальными свойствами, но и повышают эффективность используемых материалов в строительстве. В данной связи ключевым вопросом для определения места применения нанотехнологий является изыскание их возможностей встраивания в систему цифровизации управления городом, которая итак уже имеет применение множества инноваций и новых технологий, которые помогают оптимизировать работу городских служб и повышать качество жизни горожан.

Бесплатно

Эйлер и приложения квантовой механики. Парадокс IH. Часть 1

Ивасышин Генрих Степанович

Статья

Существует оценка, что тридцать процентов валового национального продукта США зависят от приложений квантовой механики в той или иной форме. Рассматриваются различные аспекты развития квантовой теории. На основе определения остаточных напряжений и релаксации их в деталях произвольной формы методом профилированной координатной сетки анализируется технологический вариант интерпретации парадокса Эйнштейна-Подольского-Розена, касающегося загадки измерений двух далеко отстоящих друг от друга частиц, находящихся, однако, во взаимосвязанных квантовых состояниях. Рассмотрено применение эвольвенты с переменной эволютой для повышения работоспособности сопряжений в муфтах свободного хода, зубчатых передачах и спирально-реечных механизмах.

Бесплатно

Эйлер и приложения квантовой механики. Парадокс IH. Часть 2

Ивасышин Генрих Степанович

Статья научная

Бесплатно

Эйнштейн и Фреттинг. Булгаков и квантовая механика. Часть 1

Ивасышин Генрих Степанович

Статья научная

Рассматриваются математические и трибофизические модели на основе повышения точности определения физико-механических характеристик материалов с целью создания конкурентоспособных технологий в области приложений квантовой механики. Специалист в области механики, трибологии, транспорта Г.С. Гура [5] в монографии рассматривает, в частности, вопросы природы трения и изнашивания материалов, основ трибологии. «...Современное изложение теоретической механики базируется на основных положениях, которые выдвинуты И. Ньютоном.». «.В основу своей механики И. Ньютон положил понятие пространства, времени, силы и массы. Между этими базовыми понятиями имеется логическая связь, выраженная в основных законах механики И. Ньютона.». «.Однако с развитием науки и техники появились новые задачи, которые не могут быть решены в рамках научных построений, предложенных И. Ньютоном. И это, прежде всего, касается несвободного движения тела. Существенным ограничением в изложении одного из важнейших разделов современной теоретической механики — трения — является постулат абсолютно твердого тела и неизменности его массы.». «.А. Эйнштейн и многие другие крупные ученые обращали внимание на неполноту механики И. Ньютона, подвергали сомнению абсолютизм некоторых основных понятий. Представление о ньютоновской силе имеет ограниченный смысл также в некоторых взаимодействиях в квантовой механике. Недостаточно представлять механические взаимодействия с помощью ньютоновских сил в современных моделях сплошных сред. Это утверждение можно в полной мере отнести к механическим системам с трением...». «Исследованию трения посвятили свои работы многие выдающиеся умы человечества на протяжении многих веков. Великий русский ученый Д.И. Менделеев (1834—1907) неслучайно в свое время заметил, что предмет же трения твердых тел труден. Необходимо много опытных исследований, чтобы узнать законы трения.». Г.С. Гура приводит мнение выдающихся трибологов И.В. Крагельского (1908—1989) и В.С. Щедрова (1911—1975) о проблемах в исследовании процессов трения и сопутствующего ему износа. «Сухое трение до сих пор не имеет достаточного физического объяснения. Сталкиваясь всюду с трением, инженер не только не умеет им управлять, но даже правильно учесть его наличие, физик же не располагает достаточными данными, чтобы его исчерпывающе объяснить. Причина заключается в том, что трение представляет более сложную совокупность многих физических явлений, чем это кажется на первый взгляд.». «.Важное замечание о трении принадлежит лауреату Нобелевской премии в области физики Р. Фейнману (1918—1988): очень трудно добиться точности в количественных опытах по трению, и до сей поры трение не очень хорошо проанализировано, несмотря на огромное значение такого анализа для механики. Абсолютно твердых тел не существует. Все тела (как принято считать в механике) — конгломерат прочно связанных между собой внутренними когезионными связями различной физико-химической природы отдельных материальных частиц, которые непрерывно заполняют пространство в некотором объеме и образуют сплошную среду с различной прочностью этих связей. При взаимодействии материалы этих тел деформируются, расстояния между отдельными материальными частицами тел меняются. Возникают условия для перемещения некоторой массы на фрикционном контакте без ее отрыва от тела...».

Бесплатно

Эйнштейн и Фреттинг. Булгаков и квантовая механика. Часть 2

Ивасышин Генрих Степанович

Статья научная

Бесплатно

Экономика замкнутого цикла при переработке отходов из бетона и железобетона

Грачева А.В., Лушин К.И., Пуляев И.С., Кудрявцева В.Д.

Статья научная

Введение. В процессе сноса и демонтажа аварийных зданий, а также при строительстве и реконструкции ежегодно в России образуется более 70 млн. тонн строительных отходов. В основе экономики замкнутого цикла лежит принцип возобновления ресурсов, переработки вторичного сырья, технологических мероприятий по возвращению отходов в повторный хозяйственный оборот. В настоящее время проблема экономии природных ресурсов, уменьшения отходов строительного производства особенно актуальны. Около 80% строительных отходов составляет тяжелый и легкий железобетон, из которого может производиться вторичный щебень, увеличение объемов использования которого является одной из задач при переходе линейной экономики на экономику замкнутого цикла.

Бесплатно

Экспериментальное исследование асфальтобетона в качестве оптимального материала для облицовки оросительных каналов

Молдамуратов Ж.Н., Исмаилова А.Б., Тухтамишева А.З., Ескермесов Ж.Е., Рахимов М.А.

Статья научная

Введение. Основные потери воды в оросительных системах происходят вследствие фильтрации, обуславливающейся свойствами грунтов, в которых проходит канал. Потеря на фильтрацию в оросительных системах составляет до 50% забираемой для орошения воды. Кроме физико-химических свойств грунта, имеет большое значение также величина смоченного периметра, горизонт воды в канале, уровень грунтовых вод и другие факторы. Методы и материалы. Подбор рецептов асфальтобетона выполнялся по лабораторному методу и по кривым Циата. Исследование проводилось по химическим и физическим свойствам шымкентских битумов и их смесей с актауским битумом; применялись заполнитель-лесс, известняк и шымкентский цемент. Микрои наноструктурный анализ полученного асфальтобетона проводился методом растрового электронного микроскопа (SEM). Результаты и обсуждение. Асфальтобетон, приготовленный с цементом, показал понижение временного сопротивления сжатию при 50°С на 70-38%, приготовленный с известняком на 47-33%, и приготовленный с лессом на 66-20%. Заключение и выводы. Лучшим заполнителем для асфальтобетона оказался молотый известняк, так как он дает более высокое качество асфальтобетону, чем другие заполнители. Особенно резкое повышение качества асфальтобетона молотый известняк дает в мелкозернистом асфальтобетоне. Повышение температуры с 20 до 50°С резко понижает временное сопротивление сжатию асфальтобетона и менее резко с повышением от 50 до 70°С.

Бесплатно

Экспериментальное исследование влияния коллоидных систем с наночастицами на фильтрационные характеристики трещин гидравлического разрыва пласта

Сергеев В.В., Шарапов Р.Р., Кудымов А.Ю., Зейгман Ю.В., Мухаметшин В.Ш.

Статья научная

Коллоидные системы в виде эмульсий или суспензий нашли широкое применение в различных отраслях промышленности, в том числе в отрасли разработки нефтегазовых месторождений. Обратные эмульсии и суспензии активно применяются в процессах разработки месторождений, включая такие направления, как увеличение нефтеотдачи пластов, интенсификация добычи нефти, строительство и подземный ремонт скважин. В данной статье представлены результаты лабораторных экспериментов по исследованию физических свойств гетерогенных систем двух типов: эмульсионная система с наночастицами; эмульсионно-суспензионная система с наночастицами. Данные коллоидные системы обладают уникальными физико-химическими свойствами и могут быть эффективно применимы в процессах разработки месторождений в качестве водоограничивающего или блокирующего агентов обратимого действия. В рамках проведенных лабораторных экспериментов произведена оценка влияния новых систем на фильтрационные характеристики моделей трещин гидравлического разрыва пласта...

Бесплатно

Экспериментальное исследование вязкостных свойств эмульсионных систем с содержанием наночастиц SiO2

Зейгман Юрий Вениаминович, Мухаметшин Вячеслав Шарифуллович, Сергеев Виталий Вячеславович, Кинзябаев Фанис Сулейманович

Статья научная

При наращивании объемов добычи нефти в условиях применения интенсивных систем разработки с применением поддержания пластового давления закачкой воды в пласты недропользователи сталкиваются с проблемой прорыва вытесняющего агента по более проницаемым интервалам пластов, что приводит к резкому обводнению продукции добывающего фонда скважин и снижению экономической эффективности эксплуатации скважин. В настоящее время специалистами отрасли предложены более сотни технологий ограничения притоков пластовых вод и вытесняющего агента к забоям добывающих скважин. Технологии ограничения водопритоков различаются по виду применяемых химических составов и способам их доставки в пласт. При этом анализ химических составов, применяемых для ограничения водопритоков, позволил выявить общую особенность. Эта особенность заключается в том, что применяемые химические составы являются неселективными и оказывают изолирующее или блокирующее действие как на водонасыщенные, так и на нефтенасыщенные интервалы пластов. Применение неселективных высокостабильных химических составов приводит к неконтролируемой кольматации всех обрабатываемых интервалов и дополнительным трудностям вовлечения обработанных интервалов в процесс фильтрации. В статье представлена технология интенсификации добычи нефти с применением эмульсионных систем с наночастицами SiO2 и загущенных кислотных составов. Технология разработана для селективного воздействия на призабойную зону пласта (ПЗП), которое обеспечивается блокировкой водонасыщенных интервалов и стимуляцией менее проницаемых нефтенасыщенных интервалов в ПЗП. Представлены результаты комплекса лабораторных экспериментов по исследованию вязкостных свойств эмульсионных систем с содержанием наночастиц SiO2. По результатам лабораторных исследований выявлена способность наночастиц SiO2 увеличивать динамическую вязкость эмульсионных систем прямого и обратного типа. Тесты на термостабильность модифицированных эмульсионных систем показали устойчивость систем при температуре 80°C. При этом модифицированные наночастицами SiO2 эмульсионные системы сохранили способность к значительному снижению вязкости при реакции с углеводородами, т.е. являются селективными составами для ограничения водопритоков.

Бесплатно

Экспериментальное исследование стабильности эмульсионных систем с содержанием наночастиц SiO2

Зейгман Юрий Вениаминович, Беленкова Наталья Геннадьевна, Сергеев Виталий Вячеславович

Статья научная

С начала 21-го века научные исследования в области изучения свойств наноразмерных частиц и их промышленного применения в области разработки нефтяных и газовых месторождений получили стремительное развитие. Потенциал значительного увеличения эффективности технологических решений посредством применения наноразмерных частиц определяет данное направление одним из наиболее актуальных и перспективных на сегодняшний день. одним из основных направлений применения наночастиц в области разработки нефтяных и газовых месторождений является разработка высокоэффективных технологических жидкостей с новыми или усовершенствованными физико-химическими свойствами. Способность наночастиц модифицировать смачиваемость поверхности горных пород и закрепляться на адсорбционно-сольватных слоях глобул делает их уникальным средством для регулирования физико-химических свойств технологических жидкостей и геолого-физических свойств горных пород. В статье раскрыты результаты нового этапа исследований физических свойств эмульсионных систем с содержанием наночастиц двуокиси кремния (Sio2), проводимых в рамках международного проекта «разработка и внедрение водоограничивающих составов на основе применения наночастиц двуокиси кремния». Представлены результаты сравнительных испытаний стабильности классических эмульсий прямого и обратного типов и эмульсионных систем, модифицированных наночастицами двуокиси кремния с различным характером смачиваемости (гидрофильные или гидрофобные). По результатам сравнительных испытаний определено, что термостабильность большинства образцов модифицированных эмульсионных систем с содержанием гидрофильных или гидрофобных наночастиц двуокиси кремния превышает термостабильность классических эмульсий более, чем на 100%. В ходе сравнительных исследований проведены следующие виды экспериментов: измерение агрегативной устойчивости, электростабильности и термостабильности образцов. Статья является продолжением комплекса научно-исследовательских работ, представленных в статье [1].

Бесплатно

Экспериментальное исследование теплоизоляционных наноматериалов на основе аэрогелей

Байков И.Р., Смородова О.В., Трофимов А.Ю., Кузнецова Е.В.

Статья научная

В настоящее время достижения в развитии передовых технологий непосредственно связаны с качеством и технологичностью используемых материалов. К наиболее перспективным относятся аэрогели – наноструктурированные материалы со множеством полезных свойств. Мезопористая структура аэрогелей определяет их широкое применение, как в промышленности, так и в науке. За период около полувека наноструктурированный материал на основе кремнезема нашел широкое применение во многих направлениях науки и техники. Среди них – тепло- и шумоизоляция, автоматика, химия, медицина, охрана окружающей среды, промышленная и пожарная безопасность, энергетика, аэрокосмическая промышленность, потребительские товары и военные технологии. В статье рассмотрено экспериментальное исследование теплозащитных свойств теплоизоляционного материала на основе кремнийоксидного аэрогеля – Insuflex. Это гибкий рулонный материал для снижения теплопотерь с поверхности технологического оборудования, трубопроводных систем, отсекающей и регулирующей арматуры. Методом порядковых статистик установлена экспоненциальная зависимость коэффициента теплопроводности аэрогеля от средней температуры образца. Полученные результаты свидетельствуют о возможности энергоэффективного применения материала в системах теплоснабжения и теплопотребления.

Бесплатно

Экспериментальные исследования волнового воздействия на суспензию монтмориллонитовой глины

Артамонов Вадим Юрьевич, Ганиев Станислав Ривнерович, Исмаков Рустэм Адипович, Кузнецов Юрий Степанович, Пустовгар Андрей Петрович, Султанов Данир Ризифович, Шмырков Олег Владимирович

Статья научная

В работе приведены результаты комплексных исследований влияния волновых технологий на физико-механические свойства тонкодисперсных монтмориллонитовых суспензий в лабораторных условиях Научного Центра нелинейной волновой механики и технологии РАН (НЦ НВМТ ИМАШ РАН). Показано, что в результате волновой обработки проточными гидродинамиче- скими генераторами вихревого типа с тангенциальными и радиальными ка- налами и генераторами плоского типа с цилиндрическими телами обтекания динамическое напряжение сдвига существенно увеличилось, количество ча- стиц раствора размером 1–2 мкм выросло в 2,5 раза. Это означает, что вол- новая обработка глинистой суспензии приводит к повышению коллоидной фракции, а следовательно, и к повышению качества суспензии, к снижению расхода глинопорошка, а также к уменьшению в несколько раз времени при- готовления по сравнению с традиционной технологией. Показано, что основ- ной вклад в достижение высокой эффективности волновой обработки вносят нелинейные волновые и кавитационные процессы, протекающие в проточной части гидродинамических генераторов.

Бесплатно

Эксперт РА: налаживание связей с инновационным сообществом - ключевое условие конкурентоспособности Госкорпораций

Другой

Бесплатно

Журнал