Zero Block

Click "Block Editor" to enter the edit mode. Use layers, shapes and customize adaptability. Everything is in your hands.

Tilda Publishing

ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

2024, № 9

ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Zero Block

Click "Block Editor" to enter the edit mode. Use layers, shapes and customize adaptability. Everything is in your hands.

Tilda Publishing

ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Особенности применения установок
Плазменный фокус в радиационном
и космическом материаловедении

А. С. Демин, Е. В. Морозов, Н. А. Епифанов,
С. А. Масляев, В. Н. Пименов

Рассмотрены особенности применения установок Плазменный фокус (ПФ) в сфере радиационного и космического материаловедения, связанные со спецификой генерации в рабочих камерах ПФ нескольких видов излучений. Отмечено, что основную роль в повреждаемости и модифицировании структурного состояния поверхностных слоев материалов, облучаемых в катодной зоне рабочей камеры ПФ, играют мощные импульсные пучки ионов рабочего газа и потоки высокотемпературной плазмы нано- и микросекундного диапазона длительности импульса. Показано, что помимо распространенного комбинированного пучково-плазменного воздействия на образец-мишень установки ПФ допускают возможность раздельного облучения материала мишени ионным и плазменным потоками. Представлен обзор экспериментальных работ по разделению в установке ПФ импульсных потоков горячей плазмы и быстрых ионов в пространстве и во времени. Отмечено, что установки ПФ являются перспективным инструментом для решения фундаментальных и прикладных задач радиационного и космического материаловедения, в том числе для имитационных экспериментов, ориентированных на задачи термоядерной энергетики и аэрокосмической техники. Обсуждается возможность использования импульсов жёсткого рентгеновского излучения с длительностью импульса в наносекундном диапазоне, возникающих при разрядах в рабочей камере ПФ, для неразрушающей динамической дефектоскопии деталей машин и механизмов в процессе их работы.
Ключевые слова: импульсные потоки, плазма, ионы, плазменный фокус, космическое материаловедение, радиационное материаловедение.
DOI: 10.30791/1028-978X-2024-9-5-17

Ссылка:
Демин А.С., Морозов Е.В., Епифанов Н.А., Масляев С.А., Пименов В.Н. Особенности применения установок Плазменный фокус в радиационном и космическом материаловедении. Перспективные материалы, 2024, № 9, c. 5 – 17. DOI: 10.30791/1028-978X-2024-9-5-17

Zero Block

Click "Block Editor" to enter the edit mode. Use layers, shapes and customize adaptability. Everything is in your hands.

Tilda Publishing

ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Разработка и исследования перспективного материала
для высокомощных фторуглеродных катодов

П. Д. Иванов, И. А. Пуцылов, С. Е. Смирнов

Разработан оригинальный метод синтеза оксида ванадия серебра (Ag2V4O11), включающий механоактивацию смеси пентаоксида ванадия и нитрата серебра на планетарной мельнице с последующей термообработкой в муфельной печи при температуре 700 °С в течении 5 ч в воздушной атмосфере и обеспечивающий выход продукта 99,5 % в высокодисперсном состоянии. Установлено, что введение 8 масс. % Ag2V4O11позволило вдвое улучшить поляризационные характеристики в сравнении с обычным (CFx)n образцом. Показано, что при плотности разрядного тока выше 1,0 мА/см2 наблюдается существенное снижение разрядной удельной емкости и среднеразрядного потенциала у традиционного (CFx)n образца и у образцов с малым содержанием оксида ванадия серебра. Увеличение содержания Ag2V4O11 свыше 8 масс. % приводит к снижению удельной емкости образцов из-за более низкой энергоемкости данного материала по сравнению с энергоемкостью (CFx)n. Наивысшей энергоемкостью при более высоком разрядном потенциале обладает образец с 8 масс. % содержанием оксида ванадия серебра (630 (мА·ч)/г, а у традиционного образца — 570 (мА·ч)/г). Электроды на основе композиции фторуглерод – оксид ванадия серебра и первичные элементы на их основе по емкости, стабильности и сохраняемости превосходят известные аналоги.
Ключевые слова: оксид ванадия серебра, литий, фторуглерод, катод, разряд, ток.
DOI: 10.30791/1028-978X-2024-9-18-23

Ссылка:
Иванов П.Д., Пуцылов И.А., Смирнов С.Е. Разработка и исследования перспективного материала для высокомощных фторуглеродных катодов. Перспективные материалы, 2024, № 9, c. 18 – 23. DOI: 10.30791/1028-978X-2024-9-18-23

Zero Block

Click "Block Editor" to enter the edit mode. Use layers, shapes and customize adaptability. Everything is in your hands.

Tilda Publishing

ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Бактериостатический и бактерицидный
эффекты органо-неорганического гибридного
материала йодид меди-полипиррол

А. О. Конаков, М. В. Дмитриева, К. В. Горьков,
Е. В. Золотухина

Органо-неорганический гибридный (ОНГ) материал йодид меди-полипиррол (CuI-PPy), полученный однореакторным методом в водных смешанных растворах прекурсоров, применяли в качестве бактериостатического и бактерицидного средства на средах, содержащих культуру Escherichia coliBB. Внесение в культуральные среды материала ОНГ в концентрации 1 мг/мл подавляло рост E.coli в течение 60 ч, после чего эффективность бактериостатического действия составила более 80 %. Использование CuI-PPy в качестве добавки к лакокрасочному покрытию приводит к гибели бактерий через 1 ч контакта раствора с клетками бактерий со стеклянными пластинами, покрытыми модифицированной CuI-PPy лакокрасочными покрытиями. После 12 ч контакта бактерицидный эффект пленки, модифицированной CuI-PPy, остается неизменным. Обсуждены преимущества использования ОНГ материала по сравнению с чистым CuI.
Ключевые слова: бактериостатический эффект, бактерицидный эффект, E. coli, CuI, CuI-PPy.
DOI: 10.30791/1028-978X-2024-9-24-32

Ссылка:
Конаков А.О., Дмитриева М.В., Горьков К.В., Золотухина Е.В. Бактериостатический и бактерицидный эффекты органо-неорганического гибридного материала йодид меди-полипиррол. Перспективные материалы, 2024, № 9, c. 24 – 32. DOI: 10.30791/1028-978X-2024-9-24-32

Zero Block

Click "Block Editor" to enter the edit mode. Use layers, shapes and customize adaptability. Everything is in your hands.

Tilda Publishing

ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Композиционные мембраны
для обессоливания воды

Л. И. Кравец, М. А. Ярмоленко, А. Б. Гильман,
V. Satulu, B. Mitu, G. Dinescu

Рассмотрены способы формирования покрытий на поверхности трековой мембраны из полиэтилентерефталата путем магнетронного распыления и электронно-лучевого диспергирования политетрафторэтилена в вакууме. Показано, что применение данных методов модифицирования приводит к образованию композиционных мембран, состоящих из двух слоев, одним из которых является исходная трековая мембрана, характеризующаяся средним уровнем гидрофильности. Второй слой имеет гидрофобную природу. Краевой угол смачивания этого слоя изменяется в зависимости от его толщины и используемого метода модифицирования. Осаждение покрытий методом магнетронного распыления политетрафторэтилена ведет к сглаживанию структурных неоднородностей поверхности исходной трековой мембраны. Осаждение методом электронно-лучевого диспергирования полимера, напротив, вызывает повышение поверхностной шероховатости. Наблюдаемые различия в морфологии поверхностного слоя композиционных мембран связаны с размерами осаждающихся полимерных наноструктур. Наноструктуры, образующиеся на поверхности трековых мембран при диспергировании политетрафторэтилена под действием электронного пучка, имеют существенно большие размеры. Значительное повышение шероховатости за счет роста размеров наноструктур позволяет получать покрытия, обладающие высоко- и супергидрофобными свойствами. Композиционные мембраны, состоящие из гидрофильной основы с осажденным на поверхности гидрофобным покрытием, обеспечивают более высокую селективность разделения в процессе обессоливания водного раствора хлорида натрия методом мембранной дистилляции по сравнению с исходной полиэтилентерефталатной трековой мембраной. Производительность двухслойных композиционных мембран в процессе мембранной дистилляции вследствие низкого сопротивления массопереносу выше в сравнении с трековой мембраной из полипропилена.
Ключевые слова: трековые мембраны, магнетронное распыление и электронно-лучевое диспергирование полимеров в вакууме, политетрафторэтилен, гидрофобизация, композиционные мембраны, обессоливание воды.
DOI: 10.30791/1028-978X-2024-9-33-44

Ссылка:
Кравец Л.И., Ярмоленко М.А., Гильман А.Б., Satulu V., Mitu B., Dinescu G. Композиционные мембраны для обессоливания воды. Перспективные материалы, 2024, № 9, c. 33 – 44. DOI: 10.30791/1028-978X-2024-9-33-44

Zero Block

Click "Block Editor" to enter the edit mode. Use layers, shapes and customize adaptability. Everything is in your hands.

Tilda Publishing

ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Влияние состава и свойств поверхности
образцов из титановых сплавов медицинского
назначения на способность поддерживать адгезию
Escherichia coli и формирование биопленки

Е. О. Насакина, М. А. Сударчикова, А. Ю. Иванников,
В. М. Андреевская, С. Ю. Котцов, Н. А. Дормидонтов,
Я. А. Морозова, С. В. Конушкин, К. В. Сергиенко,
М. А. Севостьянов, А. Г. Колмаков

Изучено влияние 6 видов струйной обработки и электролитно-плазменной полировки на шероховатость и смачиваемость поверхности и взаимодействие с бактерией Escherichia coli двух коммерческих сплавов на основе титана, применяемых в медицине, ВТ1-0 (чистый титан) и ВТ6 (сплав титана с алюминием и ванадием), а также разрабатываемого в ИМЕТ РАН сплава Ti – Nb – Zr. Отмечено, что все полученные поверхности смачиваемы, угол смачивания закономерно тем выше, чем ниже шероховатость поверхности, однако в случае всех материалов после пескоструйной обработки смесями с широким разбросом частиц по размеру отмечается повышение угла смачивания. Все образцы металлов не обладают антибактерицидной активностью и не способствуют образованию стерильной зоны. Изучена способность образовывать на поверхности металлов биопленки из бактерии E. сoli. Показано, что их количество существенно меньше в присутствии образцов по сравнению с контролем. Разрабатываемый сплав Ti – Nb – Zr, потенциально обладающий лучшей биомеханической совместимостью, чем использованные коммерческие, не показал ухудшение поверхностных характеристик и влияния на рост бактерий.
Ключевые слова:титановый сплав, биомедицинский сплав, шероховатость поверхности, смачиваемость поверхности, Escherichia coli, поляризационные кривые.
DOI: 10.30791/1028-978X-2024-9-45-56

Ссылка:
Насакина Е.О., Сударчикова М.А., Иванников А.Ю., Андреевская В.М.,
Котцов С.Ю., Дормидонтов Н.А., Морозова Я.А., Конушкин С.В.,
Сергиенко К.В., Севостьянов М.А., Колмаков А.Г. Влияние состава и свойств поверхности образцов из титановых сплавов медицинского назначения на способность поддерживать адгезию escherichia coli и формирование биопленки. Перспективные материалы, 2024, № 9, c. 45 – 56. DOI: 10.30791/1028-978X-2024-9-45-56

Zero Block

Click "Block Editor" to enter the edit mode. Use layers, shapes and customize adaptability. Everything is in your hands.

Tilda Publishing

ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Самораспространяющийся высокотемпературный синтез
композиционного материала ZrO2 – ZrB2 – ZrC

А. П. Чижиков, А. О. Жидович, Н. Ю. Хоменко, М. С. Антипов, П. М. Бажин

Методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза получены композиционные материалы на основе оксида циркония стабилизированного оксидом иттрия. Содержание стабилизирующей добавки оксида иттрия в соотношении (1 – х)ZrO2 – xY2O3соответствовало
x ϵ [0; 9] мол. %. Проведены термодинамические расчеты адиабатической температуры горения исследованных составов. Расчеты приведены для случаев, учитывающих различные варианты плавления продуктов синтеза. Согласно расчетам, введение стабилизирующей добавки оксида иттрия оказывает влияние на температуру горения исследованных материалов. Например, введение оксида иттрия в количестве, соответствующем х = 1 мол. % резко увеличивает температуру горения. Дальнейшее увеличение концентрации оксида иттрия в исходных материала приводит к монотонному снижению адиабатической температуры горения. Результаты экспериментального изучения температуры горения исследованных материалов показали, что реальная зависимость указанного параметра от содержания оксида иттрия в исходных материалах имеет аналогичный с теоретическим характер. Введение в исходную смесь стабилизирующей добавки оксида иттрия приводит к увеличению количества тетрагональной модификации оксида циркония в продуктах синтеза. При этом, было установлено, что кроме моноклинного и тетрагонального оксида циркония, продукты синтеза содержали карбид и диборид циркония. Показано, что оксид циркония являлся матрицей, содержащей равномерно распределенные частицы карбида и диборида циркония.
Ключевые слова: самораспространяющийся высокотемпературный синтез, оксид циркония, оксид иттрия, борид циркония, карбид циркония, композиционный материал.
DOI: 10.30791/1028-978X-2024-9-57-66

Ссылка:
Чижиков А. П., Жидович А. О., Хоменко Н. Ю., Антипов М. С., Бажин П. М. Самораспространяющийся высокотемпературный синтез композиционного материала ZrO2 – ZrB2– ZrC. Перспективные материалы, 2024, № 9, c. 57 – 66. DOI: 10.30791/1028-978X-2024-9-57-66

Zero Block

Click "Block Editor" to enter the edit mode. Use layers, shapes and customize adaptability. Everything is in your hands.

Tilda Publishing

ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Ориентационное упрочнение эпоксидной смолы
в процессе полимеризации

К. А. Драчев, А. В. Казарбин, В. И. Римлянд

Экспериментально исследовано влияние механической деформации в процессе полимеризации эпоксидной смолы ЭД-20 на механические свойства отвержденных образцов. Измерения зависимости механического напряжения от деформации и предела прочности проводили в автоматическом режиме с помощью испытательной машины Devotrans BP D NU. Проведенные экспериментальные измерения зависимости механического напряжения от деформации для образцов, подвергнутых растяжению в процессе полимеризации, позволяют сделать вывод об увеличении предела прочности в 1,5 – 2,5 раза отвержденных образцов в зависимости от степени растяжения и стадии полимеризации, при которой проводилось растяжение. Модуль Юнга отвержденных образцов практически не изменяется. Данный эффект может быть использован при производстве изделий из эпоксидных смол, включая композиционные материалы на основе эпоксидного связующего.
Ключевые слова: эпоксидная смола, упрочнение, полимеризация, механические свойства, измерения, образцы.
DOI: 10.30791/1028-978X-2024-9-67-74

Ссылка:
Драчев К.А., Казарбин А.В., Римлянд В.И. Ориентационное упрочнение эпоксидной смолы в процессе полимеризации. Перспективные материалы, 2024, № 9, c. 67 – 74. DOI: 10.30791/1028-978X-2024-9-67-74

Zero Block

Click "Block Editor" to enter the edit mode. Use layers, shapes and customize adaptability. Everything is in your hands.

Tilda Publishing

ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Влияние предварительной подготовки
исходного материала и состава газовой среды
на характеристики активированных углей
из хлопкового пуха при двухэтапном сверхвысокочастотном нагреве

Е. В. Матвеев, А. И. Гайдар, Б. А. Лапшинов, В. В. Берестов

Исследовано влияние предварительной подготовки исходного материала и состава газовой среды на адсорбционные и микроструктурные характеристики активированных углей, полученных из хлопкового пуха путем двухэтапного сверхвысокочастотного нагрева. Образцы хлопкового пуха пропитывали 5 % раствором H3PO4, формовали в виде 3-х типов цилиндров: I — без надрезов, II — с поперечными надрезами, III — из измельчённого пуха–“крошки”. В ходе двухэтапного СВЧ нагрева: первый этап — карбонизация в среде Ar, CO2 или N2в течение 60 с, второй — активация на воздухе в течение 50 с, образцы пуха полностью карбонизируются и активируются. Установлено, что двухэтапный процесс позволяет достичь более высоких показателей адсорбционной ёмкости готового активированного угля по индикатору метиленовому синему по сравнению с одноэтапным СВЧ нагревом в течение 120 с. Показано, что за счёт надрезания или измельчения обрабатываемых образцов можно дополнительно увеличить адсорбционную ёмкость. Причинами более высокой адсорбционной ёмкости карбонизированных образцов типа III являются более высокая однородность плотности за счёт измельчения исходного материала, позволяющая достичь более высоких температур карбонизации в установившемся режиме (до 1100 °C в среде CO2). Измельчение также приводит к дополнительному развитию поверхности как за счёт рассечения волокна на несколько фрагментов, так и за счет расслоения стенки волокон в процессе карбонизации.
Ключевые слова: СВЧ нагрев, активированный уголь, хлопковые волокна, растровая электронная микроскопия.
DOI: 10.30791/1028-978X-2024-9-75-84

Ссылка:
Матвеев Е. В., Гайдар А. И., Лапшинов Б. А., Берестов В. В. Влияние предварительной подготовки исходного материала и состава газовой среды на характеристики активированных углей из хлопкового пуха при двухэтапном сверхвысокочастотном нагреве. Перспективные материалы, 2024, № 9, c. 75 – 84. DOI: 10.30791/1028-978X-2024-9-75-84