Статьи журнала - Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Техника и технологии

Влияние кавитационно активированной воды на характеристики цементного компаунда

Кулагина Т.А., Попков В.А.

Статья научная

Изложены результаты исследований процессов отверждения жидких радиоактивных отходов низкого и среднего уровней активности в неорганические вяжущие (процесс цементирования). Образующийся при цементировании продукт обладает целым рядом достоинств: имеет высокую механическую прочность, является негорючим, радиационно и химически устойчив, понижено внешнее излучение цементных материалов из-за высокой плотности. Цементирование как технология кондиционирования жидких радиоактивных отходов представляет собой процесс иммобилизации жидких радиоактивных отходов в цементную матрицу с получением твёрдого конечного продукта (цементного компаунда). Показанацелесообразностьиспользованияэффектовкавитационнойтехнологии,достаточно легко реализуемой, энергоэффективной и в ряде случаев не имеющей альтернативы. Утилизация отходов радиохимического производства при выводе из эксплуатации ядерных энергетических установок на базе кавитационной технологии приводит к повышению прочности цементного компаунда.

Бесплатно

Влияние криогенной обработки и термоудара на закалочные напряжения и свойства сплава Д16

Суан Зунг Май, Гневко А.И., Пучков Ю.А., Плохих А.И., Куранов А.Е., Яременко О.Б.

Статья научная

Приведены результаты исследования влияния термической обработки, включающей закалку в воде, охлаждение закаленного сплава в жидком азоте, выдержку в жидком азоте и термоудар (нагрев в горячем минеральном масле), а также естественное или искусственное старение, на свойства прутков деформируемого алюминиевого сплава Д16. Методом сверления отверстий определено влияние режимов этой термической обработки на остаточные напряжения, а методами испытания на растяжение и инструментального индентирования - на относительные удлинение, сужение, предел текучести, предел прочности и трещиностойкость сплава Д16. Коррозионные свойства исследованы потенциодинамическим методом в 3%-м водном растворе NaCl.

Бесплатно

Влияние механоактивации на габитус кристаллической решетки глинозема

Юшкова Белоногова О.В., Аникина В.И., Ковалева А.А.

Статья научная

Изучено влияние механоактивации глинозема на изменение его физико-механических свойств. Показано отличие распределения частиц первичного и механоактивированного глинозема после измерения грансостава на лазерном гранулометре «Микросайзер–201С». Распределение частиц глинозема после механоактивации в планетарной мельнице М-3 представлено тремя диапазонами. Приведено объяснение механизма распределения в результате изменения кристаллов глинозема.

Бесплатно

Влияние механоактивации на стабилизацию свойств золы уноса красноярских ТЭЦ

Енджиевская И.Г., Василовская Н.Г., Дубровская О.Г., Баранова Г.П., Чудаева А.А.

Статья научная

В данной статье анализировался генезис техногенного продукта, определяющий его состав, структуру, состояние, свойства. Рассматривалась возможность использования техногенных отходов Красноярских ТЭЦ в производстве строительных материалов. Показано, что значительные колебания в химическом составе и строении золы ТЭЦ-2 обусловливают необходимость дополнительного воздействия на нее в целях стабилизации состава и свойств, а также для предотвращения негативного влияния СаОсвоб., вызванного поздними сроками гидратирования из-за стекловидной поверхностной оболочки. Для снятия опасности деструктивных процессов в продуктах твердения строительных материалов на основе золы путем нейтрализации свободного оксида кальция, как первопричины дефектов структуры камня, стабилизации состава золы и возможности использования ее в качестве наполнителя в цементных композициях (бетонах, растворах) целесообразно активировать ее в гидродинамическом диспергаторе. Изучение фазового состава продуктов твердения бесцементных составов на основе золы показало, что после активации он более однородный, с малым количеством отражений, что свидетельствует о большей гомогенности и стабильности структуры. Повышение прочностных характеристик связано в том числе с равномерностью изменения объема активированной золы.

Бесплатно

Влияние минеральных веществ на реакционную способность бурого угля при паровой газификации в условиях высокого давления

Кузнецов П.Н., Колесникова С.М., Каменский Е.С., Кузнецова Л.И.

Статья научная

Целью данной работы являлось установление особенностей протекания процесса газификации буроугольных карбонизатов с различным содержанием минеральных веществ водяным паром при повышенном давлении. В качестве объектов исследования служили угли месторождений Канско-Ачинского и Ленского бассейнов и низкозольный уголь месторождения «Яллоурн» в Австралии. Перед газификацией угли подвергали карбонизации при 700 °С. Изучены физико химические характеристики буроугольных карбонизатов (фазовый состав минеральных веществ, структурные свойства органической массы) и их реакционная способность при паровой газификации. Установлена корреляционная связь между показателями газификации и содержанием кальция в угле. Показано, что дисперсные соединения кальция в виде оксида и кальцита, образующиеся при терморазложении нативных органоминеральных соединений угля, оказывают каталитическое действие на процесс газификации.

Бесплатно

Влияние модифицирования на структуру и свойства деформируемых сплавов системы Al-Mg-Si

Антонов М.М., Окладникова Н.В., Горбунов Ю.А., Жереб В.П., Дроздова Т.Н., Орелкина Т.А., Шамсутдинова М.Г.

Статья научная

Исследована структура и фазовый состав модификаторов: лигатурных прутков AlTi5C0,2 и AlTi5B1 и дисперсной порошковой смеси МС-М. Изучено влияние исследуемых модификаторов на структуру слитков и свойства полуфабрикатов из сплавов системы Al-Mg-Si. Показано, что применение порошковой смеси при модифицировании слитков сплава АВЕ привело к существенному измельчению зерна. Для использования МС-М в серийном производстве слитков из сплавов системы Al-Mg-Si необходимо оптимизировать состав и параметры ввода модификатора.

Бесплатно

Влияние модифицирования нановолокнами Al2O3 на свойства стеновой строительной керамики на основе кварц-полевошпатового техногенного сырья

Еромасов Р.Г., Шиманский А.Ф., Симунин М.М., Васильева М.Н., Самойло А.С.

Статья научная

Изучено влияние модифицирования нановолокнами Al2O3 на свойства стеновой строительной керамики на основе кварц-полевошпатовых отходов обогащения медно- молибденовых руд. Установлено, что при добавлении 0,6 масс.% нановолокон Al2O3 прочность керамики, спеченной при 1000 °C, возрастает от 38,3 до 58,5 МПа, водопоглощение снижается от 12,8 до 10,6 %, наблюдается возрастание морозостойкости керамического материала.

Бесплатно

Влияние модифицированных углеродных волокон золь-гель методом на свойства политетрафторэтилена

Иванова А. А., Васильев А. П., Охлопкова А. А., Стручкова Т. С.

Статья научная

В работе исследованы физико-механические, триботехнические и термодинамические свойства полимерных композиционных материалов на основе политетрафторэтилена (ПТФЭ) и углеродных волокон (УВ), модифицированных золь-гель методом. Показано, что наполнение ПТФЭ углеродными волокнами в количестве 3 мас.% приводит к повышению прочности при растяжении на 18-22 %, в композитах с содержанием 5-10 мас.% УВ сохраняется на уровне полимерной матрицы. Твердость по Шору Д и напряжение при сжатии композитов относительно исходного ПТФЭ повысились на 10-14 % и 21 % соответственно. При исследовании термодинамических параметров выявили, что с увеличением содержания УВ от 3 до 10 мас.% энтальпия плавления повышается на 8-12 %, а в случае с модифицированными УВ уменьшается на 13-22 % относительно исходного ПТФЭ. Исследование триботехнических свойств композитов на основе ПТФЭ показало значительное улучшение износостойкости при сохранении низкого коэффициента трения. В композитах с 10 мас.% волокон износостойкость повысилась в 775 раз по сравнению с исходным полимером. Показано, что композиты с модифицированными УВ имеют более низкие значения коэффициента трения относительно композитов, содержащих волокна без модификации. Изучение поверхности трения композитов проводили методом сканирующей электронной микроскопии и ИК-спектроскопии.

Бесплатно

Влияние наноразмерных оксидов металлов и 2-меркаптобензтиазола на свойства и структуру сверхвысокомолекулярного полиэтилена

Васильев А.П., Данилова С.Н., Дьяконов А.А., Оконешникова А.В., Макаров И.С.

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

Суходаев П.О., Редькин В.Е., Богданова Т.А., Кузнецов В.А.

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

Влияние октиламина на окислительно-восстановительные процессы при экстракции кобальта бис(2,4,4-триметилпентил) дитиофосфиновой кислотой

Григорьева Н.А., Флейтлих И.Ю., Пашков Г.Л., Никифорова Л.К.

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

Русин Н.М., Скоренцев А.Л., Гурских А.В.

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

Влияние параметров промороженного шлака на количество подвижной воды в условиях их статического взаимодействия

Кулагина Т.А., Хаглеев Е.П., Хаглеев П.Е.

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 2527 С шлака, в котором до 8090 % 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

Влияние поверхностной обработки высокомодульных тканей на физико-механические свойства армированных эластомеров в различных средах

Марков А.Е. Дьяконов А.А. Туисов А.Г. Охлопкова А.А. Спиридонов А.М. Кычкин А.К. Кычкин А.А.

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

Влияние потерь преобразователя на точность управления потоками мощности в многотерминальных системах «преобразователь источника напряжения - высоковольтная передача постоянного тока»

Ибрагим М., Пантелеев В.И.

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

Влияние разряда малого анода на свойства тонких титаносодержащих плёнок, полученных методом магнетронного распыления с последующим отжигом

Зайцев О.В., Гареев Т.И., Нерушев О.А., Коваленко П.В.

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

Влияние скорости охлаждения на механизмы разрушения защитных оксидных слоев на поверхности жаропрочных никелевых сплавов после высокотемпературного окисления

Суходоева Н.В., Москвичев В.В., Федорова Е.Н.

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

Павлова В.В., Соколова М.Д., Федорова А.Ф.

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

Дьяконов А.А.

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

Макаров И.С., Дьяконов А.А., Спиридонов А.М., Стручкова Т.С., Охлопкова А.А., Петрова Н.Н., Лазарева Н.Н., Туисов А.Г., Кычкин А.К.

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