Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Техника и технологии @technologies-sfu
Статьи журнала - Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Техника и технологии
Все статьи: 1558
Статья научная
В работе приведены результаты исследования влияния комбинированных наполнителей (2-меркаптобензтиазол (МБТ) и наноразмерных оксидов: ZrO2, WO3, ZnO и CuO) на служебные свойства и структуру сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМПЭ). Композиты на основе СВМПЭ с бинарными наполнителями получены методом горячего прессования. Исследование физико-механических характеристик полимерных композиционных материалов показало повышение прочности при растяжении и относительного удлинения при разрыве на 43-50 % и 26-27 % соответственно по сравнению с исходным СВМПЭ. Напряжение при сжатии и твердость по Шору D композитов повысились на 41 % и 11-15 % соответственно. Микроскопические исследования композитов показали формирование сферолитных образований в надмолекулярной структуре, а плотность увеличивается во всех образцах при введении наполнителей. Термодинамические исследования показали, что энтальпия плавления и степень кристалличности композитов состава СВМПЭ/МБТ/ZrO2 и СВМПЭ/МБТ/WO3 выше по сравнению с СВМПЭ/МБТ/CuO и СВМПЭ/МБТ/ZnO. Трибологические исследования выявили улучшение износостойкости СВМПЭ/МБТ/CuO в 4 раза по сравнению с ненаполненным полимером при сохранении низкого коэффициента трения. Исследование поверхности трения композитов показало формирование вторичных структур, снижающих усталостное и абразивное изнашивание, что объясняет повышение износостойкости. Разработанные композиты на основе СВМПЭ, наполненного МБТ и оксидами металлов, могут найти применение в технике и различных оборудованиях благодаря улучшенным свойствам.
Бесплатно
Влияние наночастиц на структуру и механические свойства алюминиевых сплавов
Статья научная
В статье рассмотрено влияние добавок нанопорошков на структуру и механические свойства сплавов алюминия АК12 и А7. По результатам внутриформенного модифицирования выбраны порошки для упрочнения отливок. Получены образцы с уменьшенным размером зерен, обладающие повышенной твердостью и прочностью.
Бесплатно
Статья научная
Изучены окислительно-восстановительные процессы, протекающие в органической фазе при экстракции кобальта смесями бис(2,4,4-триметилпентил)дитиофосфиновой кислоты (HR) и октиламина (ОА). Показано, что восстановление дитиофосфината кобальта (III) до дитиофосфината кобальта (II) в присутствии ОА идёт очень быстро: за 10 мин кобальт восстанавливается на 94 %, тогда как в других изученных системах (СоR3 и СоR3+ триоктиламин) за этот период восстановления Со (III) практически не наблюдалось ( HR >> HR+ триалкиламин.
Бесплатно
Влияние олова на структуру, механические и трибологические свойства спечённого сплава Al-12Si
Статья научная
Исследованы структура, механические и трибологические свойства композитов, полученных спеканием смесей порошков сплава Al-12Si и олова. Спекание брикетов осуществляли в вакууме при 570 °С после обязательной их выдержки в течение 1 ч при температуре 550 °С. Установлено, что жидкофазное спекание по указанному режиму позволяет получать композиты (Al-12Si)хSn со связанной алюминиевой матрицей в широком диапазоне содержания олова. Конечная пористость образцов с увеличением длительности их спекания практически не менялась, но пластичность композитов улучшалась. Для устранения остаточной пористости композиты (Al-12Si)-хSn были допрессованы при температуре выше и ниже плавления олова. Обнаружено, что температура допрессовки мало влияет на прочность композитов, и её величина определяется правилом идеальной смеси. Тогда как износостойкость доуплотнённых композитов при сухом трении, наоборот, улучшается с ростом содержания в них олова, особенно это заметно при больших нагрузках.
Бесплатно
Статья научная
Исследуется статическое тепловое взаимодействие водной составляющей пульпы и промороженного шлака как один из аспектов технологии зимнего намыва шлака в дренированный шлакоотвал. Установлено влияние времени контактирования воды с частицами промороженного шлака, размеров частиц шлака, а также начальной температуры шлака на количество воды, сохраняющейся в жидкой фазе и способной двигаться в порах. Применительно к средне- и крупнозернистому шлаку подтверждена справедливость калориметрического критерия незамерзаемости воды в порах промороженного до минус 2527 С шлака, в котором до 8090 % воды остается в жидкой фазе и сохраняет подвижность. Установлена непригодность шлака с размером частиц менее 2 мм для зимнего намыва в дренированные шлакоотвалы угольных электростанций.
Бесплатно
Статья научная
В статье приводится исследование влияния углеводородной среды и высокой температуры на свойства армированных эластомеров, в зависимости от поверхностной обработки модификацией высокомодульных волокон на основе эластомерной матрицы (СКД). Модификация данного материала заключается в добавлении дополнительного слоя эластомера между базальтовой (БТ) и углеродной тканью (УТ) для лучшего поверхностного контакта между тканями. Введение высокомодульных тканей в матрицу приводит к повышению предела прочности армированных образцов до 5 раз и существенному снижению деформационных свойств по сравнению с исходным эластомером. Выдержка образцов в гидравлическом масле АМГ-10 привела к набуханию эластомера и его отслоению от армирующих тканей. При воздействии высокой температуры происходит дополнительная вулканизация эластомера, что также ведет к термоусадке, снижению подвижности макромолекул каучука из- за чего повышается предел прочности на растяжение. Испытания на адгезионную прочность показали снижение после воздействия гидравлического масла и высокой температуры. Они приводят к разрушению межфазных соединений на поверхностях резины и тканей, отрицательное воздействие сказывается именно на эластомерную матрицу. Лучший результат адгезионной прочности показал образец СКД, армированный БТ и УТ, с поверхностной обработкой Хемосилом.
Бесплатно
Статья научная
Потери мощности в преобразователях вызывают в сети постоянного тока отклонения потока мощности от желаемого значения. Для точного управления потоком мощности в сети постоянного тока необходимо устранить указанные отклонения. При моделировании пятитерминальной системы ПИН-ВППТ в Matlab/Simulink показано, как добиться точного управления потоком мощности в системе МППТ с учетом потерь мощности в преобразователях и в линии постоянного тока
Бесплатно
Статья научная
Эта статья предлагает модифицированный метод магнетронного распыления с использованием дополнительного разряда вблизи подложки, создаваемого малым анодом. Это дает возможность управлять концентрацией потока заряженных частиц, поступающих на подложку, что позволяет контролировать свойства получаемых покрытий. Полученные данным методом плёнки титана были отожжены на воздухе и в азоте при различных температурах. Полученные титаносодержащие плёнки демонстрировали свойства, зависящие от свойств исходной плёнки. Было выявлено, как плотность исходных плёнок влияет на кинетику трансформации во время отжига.
Бесплатно
Статья научная
Проведен сравнительный анализ микроструктуры оксидных слоев, формирующихся при высокотемпературном изотермическом окислении (T = 1000 °C, 50 ч) на поверхности промышленных монокристаллических сплавов на основе никеля. Установлено влияние скорости охлаждения на состояние границы раздела металл/оксид и механизмы разрушения оксидных слоев.
Бесплатно
Влияние содержания и природы пластификатора на свойства бутадиен-нитрильной резины
Статья научная
В данной статье исследовано влияние содержания пластификаторов на свойства резин на основе каучука БНКС-18 АМН. В качестве пластификаторов использованы традиционный, широко применяемый диоктилфталат (ДОФ), а также более современный, экологичный диоктилтерефталат (ДОТФ). Установлено, что введение пластификаторов способствует получению резин с улучшенным комплексом эксплуатационных свойств, таких как эластичность, морозостойкость, стойкость к среде СЖР-3. При этом по результатам исследований выявлено, что введение пластификаторов в количестве 20 масс.ч. приводит к наиболее заметному улучшению этих свойств. По физико-механическим и низкотемпературным свойствам образцы, содержащие ДОТФ, заметно превосходят показатели образцов, содержащих ДОФ. Таким образом, полученные нами данные показали перспективность применения ДОТФ в качестве альтернативы широко применяемому ДОФ.
Бесплатно
Влияние содержания технического углерода на свойства бутадиен-нитрильного эластомера
Статья научная
В статье представлены результаты комплексного исследования влияния содержания среднеактивного технического углерода (ТУ) N 550 на свойства бутадиен-нитрильных эластомеров. Установлено, что оптимальные упруго-прочностные характеристики достигаются при содержании 60–80 масс.ч. ТУ: максимальное относительное удлинение наблюдается при 60 масс.ч., тогда как наилучшие показатели износостойкости и прочности при 80 масс.ч. Превышение данной концентрации приводит к ухудшению свойств вследствие перенасыщения системы. Показано, что термическое старение вызывает снижение эластичности и увеличение прочности, причем эти эффекты ослабевают с ростом содержания ТУ. Водонасыщение в течение 30 суток приводит к незначительному снижению твердости без изменения прочностных характеристик. Температура стеклования не зависит от содержания ТУ, однако начало сегментальной подвижности матрицы смещается в область более высоких температур с увеличением концентрации наполнителя. Исследована морфология поверхности низкотемпературных сколов и поверхности после испытания на износостойкость. Установлено, что при содержании 80 масс.ч. ТУ структура материала имеет наиболее гладкую поверхность, а образцы с 60–80 масс.ч. демонстрируют специфический характер износа. Практическая значимость работы подтверждена успешным внедрением разработанной рецептуры в качестве уплотнительных колец расходомера FIP M9.02.01 на предприятии АО «Водоканал» г. Якутска. Эксплуатация изделий в течение более двух лет подтвердила их надежность и эффективность, уплотнители продолжают работать.
Бесплатно
Влияние содержания технического углерода на свойства бутадиенового эластомера
Статья научная
В работе приведены результаты исследования физико-механических свойств до и после термического старения, степени набухания в гидравлическом масле, а также температурные свойства эластомеров на основе бутадиенового каучука марки СКД-В в зависимости от содержания малоактивного печного технического углерода марки П-803. С увеличением содержания технического углерода до 110 масс.ч. в эластомерной матрице происходит повышение относительного удлинения и условной прочности на разрыв, с дальнейшим увеличением содержания наблюдается снижение. С увеличением содержания технического углерода в резиновой смеси показатели плотности, твердости, условного напряжения и агрессивостойкости повышаются. После испытания на термическое старение наблюдается повышение плотности, твердости и условного напряжения, а относительное удлинение и предел прочности при разрыве снижаются. При помощи термомеханического анализатора установлено, что увеличение количества содержания технического углерода в резиновой смеси не оказывает существенного влияния на начало сегментальной подвижности эластомеров, но снижает изменение линейных размеров при повышении температуры. Методом дифференциально сканирующей калориметрии установлено, что изменение количества содержания технического углерода не влияет на среднюю температуру стеклования. При оптимальном содержании технического углерода наблюдается наиболее равномерное распределение частиц в объеме эластомерной матрицы без образования большого количества агломератов либо пустот.
Бесплатно
Статья научная
В работе рассмотрено влияние введения двуокиси титана (TiO2) и титаната бария (BaTiO3) на электрофизические и физико-механические свойства композиционного материала на основе эпоксидного пресс-материала. Описана технология приготовления композиционных материалов с улучшенными радиотехническими характеристиками. Установлены такие характеристики материала, как диэлектрическая проницаемость, усадка, твердость и водопоглощение. Показана возможность повышения диэлектрической проницаемости материала. Установлено, что наполнение 30 % масс. TiO2 повышает диэлектрическую проницаемость в 1,4 раза; введение BaTiO3 в том же соотношении - в 1,7 раза. Приведены технология и режимы изготовления деталей из этого материала.
Бесплатно
Статья научная
В этой статье обсуждается влияние сопротивления линии постоянного тока на распределение баланса мощности системы постоянного тока МППТ при стабилизации напряжения постоянного тока. Сопротивление линии постоянного тока в многотерминальной системе MППТ приводит к изменениям напряжения на шине постоянного тока при изменении потока мощности в системе. Это, в свою очередь, влияет на распределение мгновенного баланса мощности в системе МППТ при управлении с целью стабилизации напряжения постоянного тока. Значения коэффициента усиления напряжения постоянного тока определяют степень влияния снижения напряжения постоянного тока на распределение баланса мощности в системе постоянного тока. В данной статье получена математическая модель для оценки распределения баланса мощности с учетом влияния сопротивления постоянного тока. Система МППТ с пятью терминалами ПИН-ВППТ была смоделирована в программном пакете Matlab/Simulink для демонстрации влияния сопротивления линии постоянного тока на распределение баланса мощности, а также для проверки предложенной математической модели, которая оценивает распределение баланса мощности.
Бесплатно
Статья научная
Представлены результаты расчетов температурных полей в узлах крепления каркаса вентилируемого фасада стеновых ограждающих конструкций. Установлено, что увеличение сопротивления теплопередачи теплоизоляционного слоя при устройстве внутри стеновой конструкции способствует уменьшению значения теплового потока и увеличению локальной зоны пониженных температур в стеновом ограждении в местах крепления анкера.
Бесплатно
Статья научная
Статья посвящена исследованию влияния технологии комплексной химико-термической обработки (КХТО) на свойства поверхностных слоев углеродистых сталей. КХТО включала в себя цементацию, диффузионное насыщение в среде легкоплавких жидкометаллических расплавов (ДЛЛЖР) и последующую термическую обработку. Цементация выполнялась при температуре 950 0С, с выдержкой 8 часов. ДЛЛЖР проводилось в диапазоне температур от 950 до 1050 ºС. Длительность выдержки варьировалась от 1 до 8 часов. ДЛЛЖР проводилось в среде Pb-Bi с добавлением 3-5 % порошка Cr. Исследования выполнялись на образцах, изготовленных из сталей Ст3, 20Х13, 40Х, 40Х13. Было выявлено, что такие характеристики, как толщина покрытия и концентрация хрома в поверхностном слое, зависят от режимов ДЛЛЖР и состава покрываемой стали. Максимальная толщина покрытий наблюдалась на стали Ст3 после КХТО при температуре 1070 °C, длительностью 8 часов и составляла 50 мкм. При том же режиме на стали 20Х13 толщина покрытия составляла 37 мкм, на стали 40Х - 45 мкм, на стали 40Х13-30 мкм. После проведения КХТО на поверхностности образцов из стали Ст3 концентрация хрома составляет 68,8 %, на стали 40Х - 64,22 %, на стали 20Х13 содержание хрома составляет 62,54 %, на стали 40Х13-64,22 %.
Бесплатно
Влияние строения на электропроводность кристаллов полупроводникового германия
Статья научная
Установлен характер взаимосвязи электропроводности и строения поликристаллических образцов германия полупроводникового оптического качества (ГПО) и особо чистого германия (ОЧГ). Удельная электрическая проводимость ГПО снижается при уменьшении размера кристаллитов, что связано с уменьшением подвижности носителей заряда, вызванным их рассеянием на границах кристаллитов. Противоположная тенденция выявлена при исследовании ОЧГ, его электропроводность возрастает с уменьшением размера кристаллитов вследствие увеличения концентрации поверхностных электронных состояний.
Бесплатно
Влияние температуры и времени выдержки на выход продуктов пиролиза резинотехнических отходов
Статья научная
В статье представлены результаты экспериментальных исследований по выходу и свойствам пиролизной жидкости, твердого углеродсодержащего остатка и составу газообразных веществ в результате термического разложения резинотехнических отходов в цилиндрическом реакторе с неподвижным плотным слоем со скоростью нагрева 10–12 °C и выдержкой при температурах процесса 550, 600, 650 и 700 °C. Составлены материальные балансы процесса пиролиза резиновой крошки отработанных крупногабаритных шин классов крупности 0–1, 1–3, 2–3.5 и 2–4 мм. Показаны объемы полученных продуктов и скорость их образования в зависимости от времени выдержки процесса пиролиза. Представлены результаты численного моделирования процесса термического разложения в цилиндрическом реакторе с неподвижным плотным слоем для измельчённых отработанных крупногабаритных шин крупностью 1–3 мм в диапазоне температур от 350–370 (начало выхода летучих веществ) до 700 °C по составу газовой фазы и твердому остатку при температуре 550 °C.
Бесплатно
Влияние температуры обжига на фазовый состав керамического образца глины с кеком деарсенизации
Статья научная
Изучен фазовый состав при различных температурах обжига керамического образца, полученного на основе сукпакской глины и кека деарсенизации отвального шлама комбината «Тувакобальт». В интервале 800-900 °C в керамических образцах глины с кеком обнаруживается новая фаза - нефелин NaAlSiO4. При оптимальной температуре обжига, равной 900 °C, в образцах установлено отсутствие фаз соединений мышьяка и наличие клиноэнстатита, акерманита, кварца, плагиоклаза, которые в образующейся системе определяют высокую прочность материала.
Бесплатно
Статья научная
В данной работе исследовано влияние термически обработанного политетрафторэтилена (ПТФЭ) на свойства и структуру сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМПЭ). Приведены результаты исследования прочности при сжатии, плотности и триботехнических характеристиках полимерных композитов на основе СВМПЭ, наполненного с исходным ПТФЭ и с термической обработкой. Показано, что введение в СВМПЭ политетрафторэтилена с термической обработкой приводит к улучшению износостойкости в 4 раза и прочности при сжатии до 50 % по сравнению с полимерной матрицей. Структурными исследованиями показано, что улучшение износостойкости связано со снижением окислительных процессов при трении за счет дискретно распределенных частиц термически обработанного ПТФЭ. Благодаря высокой износостойкости разработанные материалы могут найти применение в узлах трения машин и техники.
Бесплатно
