Tilda Publishing
ЖУРНАЛ
ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
ISSN 1028-978X

ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Tilda Publishing
ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
2025, № 2
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
Структура и механические свойства электролитических хромовых покрытий,
осажденных на внутреннюю поверхность оболочки твэла из стали ЭП823-Ш

Г. Н. Елманов, Р. Ш. Исаев, П. С. Джумаев,
А. Д. Яковлева, Б. А. Логинов, И. А. Науменко

Изучена структура и определены некоторые механические свойства электролитических хромовых покрытий, осажденных на внутреннюю поверхность оболочки твэла из ферритно-мартенситной стали ЭП823-Ш. Показано, что оптимальной температурой электролитической ванны для осаждения твердых плотных покрытий без трещин является температура 30 – 35 °C при плотности тока 0,15 – 0,18 А/см2. При более высокой температуре осаждаются столбчатые мелкодисперсные кристаллы хрома, появляется текстура и образуются микротрещины, что снижает защитные свойства покрытия. Определены нанотвердость, модуль упругости, предел упругости, предельная относительная деформация, предел разрушения при растяжении. Проведены предварительные испытания на стойкость покрытий к абразивному износу.

Ключевые слова: сталь ЭП823-Ш, хромовое покрытие, микроструктура, механические свойства, электроосаждение, адгезия, микротвердость.

DOI: 10.30791/1028-978X-2025-2-5-16
Елманов Геннадий Николаевич — Национальный исследовательский ядерный университет “МИФИ” (115409 Москва, Каширское ш., 31), кандидат технических наук, доцент, специалист в области металловедения и термической обработки металлов. E-mail: gnelmanov@mephi.ru.
Исаев Рафаэл Шахбаз оглы — Национальный исследовательский ядерный университет “МИФИ” (115409 Москва, Каширское ш., 31), инженер, исследователь-преподаватель. E-mail: rsisayev@mephi.ru.
Джумаев Павел Сергеевич — Национальный исследовательский ядерный университет “МИФИ” (115409 Москва, Каширское ш., 31), кандидат технических наук, доцент, специалист в области электронной микроскопии. E-mail: psdzhumaev@mephi.ru.
Яковлева Анастасия Дмитриевна — Национальный исследовательский ядерный университет “МИФИ” (115409 Москва, Каширское ш., 31), магистр. E-mail: znastya108@gmail.com.
Логинов Борис Альбертович — Национальный исследовательский университет “МИЭТ” (124498 Москва, Зеленоград, площадь Шокина, 1), начальник лаборатории; АО “Завод ПРОТОН” (124527 Москва, Зеленоград, Солнечная аллея, 8), начальник отдела приборостроения, специалист в области сканирующей зондовой микроскопии. E-mail: b-loginov@mail.ru.
Науменко Ирина Александровна — Высокотехнологический научно-исследовательский институт неорганических материалов имени академика А. А. Бочвара (123098 Москва, ул. Рогова, 5а), кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник, специалист в области реакторного материаловедения. E-mail: ianaumenko@rosatom.ru.
Ссылка:
Елманов Г.Н., Исаев Р.Ш., Джумаев П.С., Яковлева А.Д., Логинов Б.А., Науменко И.А. Структура и механические свойства электролитических хромовых покрытий, осажденных на внутреннюю поверхность оболочки твэла из стали ЭП823-Ш. Перспективные материалы, 2025, № 2, с. 5 – 16. DOI: 10.30791/1028-978X-2025-2-5-16
Литература содержит 16 ссылок.

См. подробнее о статье на сайте e-library
Перейти
ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Литература/References

  1. Grachev A.F., Zherebtsov A.A., Zabudko L.M. et al. Results of investigations of BREST-type reactor fuel rods with mixed uranium-plutonium nitride fuel, irradiated in BOR-60 and BN-600. Atomic Energy, 2019, v. 125, pp. 314 – 321.
  2. Grachev A.F., Zabudko L.M., Mochalov Y.S. et al. Post-reactor studies of fuel rods with uranium-plutonium nitride fuel with gas and liquid-metal sublayer. Atomic Energy, 2021, v. 129, pp. 320 – 325.
  3. Mandich N.V., Snyder D.L. Electrodeposition of chro­mium. Modern electroplating, 2010, v. 5, pp. 205 – 241.
  4. Михайлов Б.Н., Михайлов Р.В. Исследование процесса хромирования из электролита с добавкой ионов олова. Вестник ИрГТУ, 2014, № 3 (86), с. 145 – 151. / Mikhaylov B.N., Mikhaylov R.V. Issledovaniye protsessa khromirovaniya iz elektrolita s dobavkoy ionov olova [Study of the process of chromium plating from an electrolyte with the addition of tin ions]. Vestnik IrGTU [Bulletin of IrSTU], 2014, no. 3 (86), pp. 145 – 151. (In Russ.).
  5. Логинов Б.А., Логинов П.Б., Логинов В.Б., Логинов А.Б. Зондовая микроскопия: применения и рекомен­дации по разработке. Наноиндустрия, 2019, т. 12, № 6 (92), с. 352 – 365. /Loginov B.A., Loginov P.B., Loginov V.B., Loginov A.B. Zondovaya mikroskopiya: primeneniya i rekomendatsii po razrabotke [Probe microscopy: applications and recommendations for development]. Nanoindustria [Nanoindustry], 2019, v. 12, no. 6 (92), pp. 352 – 365. (In Russ.).
  6. Колесник Е.В., Клименко А.П. Расчетное определение вязкости разрушения покрытий электроосажденным железом и сплавами на его основе. Нові матеріали і технології в металургії та машинобудуванні, 2014, № 2, c. 121 – 125. /Kolesnik Ye.V., Klimenko A.P. Raschetnoye opredeleniye vyazkosti razrusheniya pokrytiy elektroosazhdennym zhelezom i splavami na yego osnove [Calculation of fracture toughness of coatings with electrodeposited iron and alloys based on it]. Novi materialy i tekhnolohiyi v metalurhiyi ta mashynobuduvanni [New materials and technologies in metallurgy and mechanical engineering], 2014, no. 2, pp. 121 – 125. (In Ukrainian).
  7. Zhong X.C., Wang R.-X., Liu Q.-S. et al. Effects of fluoride and chloride ions on anodic layer and corrosion behavior of Pb-Ag anode. Chin. J. Nonferrous Met., 2018, v. 28, no. 04, pp. 792 – 801.
  8. Okonkwo B.O., Jeong Ch., Lee H.B. et al. Development and optimization of trivalent chromium electrodeposit on 304L stainless steel to improve corrosion resistance in chloride-containing environment. Heliyon, 2023, v. 9, no. 12, art. e22538.
  9. Wolf G., Halwax E., Kronberger H. Effect of current density and temperature on the morphology of electro­deposited chromium. Metal Finishing, 2010, v. 108, no. 1, pp. 19 – 27.
  10. Ковенский И.М., Поветкин В.В. Металловедение покрытий: Учебник для вузов. М.: СП “Интермет Инжиниринг”, 1999, 296 с. / Kovenskiy I.M., Povetkin V.V. Metallovedeniye pokrytiy: Uchebnik dlya vuzov [Metallurgy of coatings: Textbook for universities]. Moscow, SP “Intermet Inzhiniring” Publ., 1999, 296 p.
  11. Saravanan G., Mohan S. Corrosion behavior of Cr electrodeposited from Cr (VI) and Cr (III)-baths using direct (DCD) and pulse electrodeposition (PED) techniques. Corrosion Science, 2009, v. 51, no. 1, pp. 197 – 202.
  12. Lee S.L., Windover D., Mello K. Grain orientations in electrolytic high contraction and low contraction chromium deposition. JCPDS-International Centre for Diffraction Data, Newtown Square, PA, USA, 1999, pp. 707 – 717.
  13. Torres-González J., Benaben P. Study of the influence of electrolyte chemical composition on the properties of chromium electrodeposits—microstructure, crystallo­graphic texture, residual stress, and microhardness. Metal Finishing, 2003, v. 101, no. 6, pp. 107 – 116.
  14. Федосов С.А., Пешек Л. Определение механических свойств материалов микро-индентированием: Совре­менные зарубежные методики. М.: Физический факультет МГУ, 2004, 100 с. / Fedosov S.A., Peshek L. Opredeleniye mekhanicheskikh svoystv materialov mikro-indentirovaniyem: Sovre­men­nyye zarubezhnyye metodiki [Determination of mechanical properties of materials by micro-indentation: Modern foreign methods]. Moscow, Physics Department of Moscow State University, 2004, 100 p. (In Russ.).
  15. Guillon R., Dalverny O., Fori B. et al. Mechanical behaviour of hard chromium deposited from a trivalent chromium bath. Coatings, 2022, v. 12, no. 3, art. 354.
  16. Фирстов С.А., Горбань В.Ф., Печковский Э.П. Современные возможности метода инструмен­таль­ного индентирования. Вестник российских университетов. Математика, 2013, т. 18, № 4 – 2, с. 1932 – 1934. /Firstov S.A., Gorban’ V.F., Pechkovskiy E.P. Sovremennyye vozmozhnosti metoda instrumen­tal’nogo indentirovaniya [Modern possibilities of the instrumental indentation method]. Vestnik rossiyskikh universitetov. Matematika [Bulletin of Russian Universities. Mathematics], 2013, v. 18, no. 4 – 2, pp. 1932 – 1934. (In Russ.).
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
Сравнительная характеристика биоактивности материалов на основе смеси фосфатов
кальция и полисахаридов

А. А. Цыганова, О. А. Голованова

Синтезированы композиционные материалы на основе смеси фосфатов кальция и полисахаридов (альгинат натрия, хитозан, гиалуроновая кислота), свойства которых возможно корректировать при помощи варьирования соотношения наполнитель/матрица и температуры сушки. Изучен состав, морфология образцов и их деградация в среде трис-буферного физиологического раствора и модельного SBF раствора. Установлено, что в SBF растворе на поверхности образцов формируется кальций-фосфатный слой, что свидетельствует о биоактивности образцов. При этом в среде трис-буфера наблюдается постепенный переход ионов кальция с поверхности материла в раствор.

Ключевые слова: композиционный материал, смесь фосфатов кальция, гиалуроновая кислота, хитозан, альгинат натрия.

DOI: 10.30791/1028-978X-2025-2-17-27
Цыганова Анна Анатольевна — ФГБОУ ВО Омский государственный университет им. Ф.М. Достоевского (644077, Омск, проспект Мира, 55-А),
кандидат химических наук, преподаватель, специалист в области бионеорганической химии, разработке новых материалов для медицины. E-mail: a.a.tsyganova1993@yandex.ru.
Голованова Ольга Александровна — ФГБОУ ВО Омский государственный университет им. Ф.М. Достоевского (644077, Омск, проспект Мира, 55-А), доктор геолого-минералогических наук, профессор, зав. кафедры неорганической химии, специалист в области бионеорганической химии, разработке новых материалов для медицины. E-mail: golovanoa2000@mail.ru.
Ссылка:
Цыганова А.А., Голованова О.А. Сравнительная характеристика биоактивности материалов
на основе смеси фосфатов кальция и полисахаридов. Перспективные материалы, 2025, № 2, с. 17 – 27. DOI: 10.30791/1028-978X-2025-2-17-27
Литература содержит 24 ссылок.

См. подробнее о статье на сайте e-library
Перейти
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
Литература/References

  1. Hernandez-Gonzalez A.C., Tellez-Jurado L., Rodriguez-Lorenzo L.M. Alginate hydrogels for bone tissue engineering, from injectables to bioprinting: A review. Carbohydrate Polymers, 2020, v. 229, art. 115514.
  2. Komlev V.S. Barinov S.M., Bozo I.I., et al. Bioceramics composed of octacalcium phosphate demonstrate enhanced biological behavior. ACS Appl. Mater. Interfaces, 2014, v. 6, no. 19, рр. 16610 – 16620.
  3. Абилова Г.К., Махаева Д.Н., Ирмухаметова Г.С., Хуторянский В.В. Гидрогели на основе хитозана и их применение в медицине. Вестник КазНУ. Серия химическая, 2020, т. 97, № 2, с. 16 – 28. / Abilova G.K., Makhayeva D.N., Irmukhametova G.S., Khutoryanskiy V.V. Gidrogeli na osnove hitozana i ih primenenie v medicine [Chitosan based hydrogels and their use in medicine]. Vestnik KazNU. Seriya himicheskaya [Chemical Bulletin of Kazakh National University], 2020, рр. 16 – 28. (In Russ.).
  4. Ершова А.М. Сравнительная оценка применения синтетических и ксеногенных остео- пластических материалов для сохранения параметров альвео­ляр­ной кости челюстей перед дентальной имплан­тацией. Стоматология, 2017, т. 96, № 3, с. 67 – 68. /Ershova A.M. Sravnitel’naya ocenka primeneniya sinteticheskih i ksenogennyh osteo- plasticheskih materialov dlya sohraneniya parametrov al’veolyarnoj kosti chelyustej pered dental’noj implantaciej [Comparative assessment of the use of synthetic and xenogeneic osteoplastic materials to preserve the parameters of the alveolar bone of the jaws before dental implantation]. Stomatologiya [Dentistry], 2017, v. 96, no. 3, pp. 67 – 68. (In Russ.).
  5. Фадеева И.В., Селезнева И.И., Давыдова Г.А., Фомин А.С., Антонова О.С., Филиппов Я.Ю., Баринов С.М. Керамика из железозамещенных трикальцийфосфатов. Доклады академии наук, 2016, т. 468, № 2, с. 171 – 174. /Fadeeva I.V., Fomin A.S., Antonova O.S., Barinov S.M., Selezneva I.I., Davydova G.A., Filippov Y.Y. Iron-substituted tricalcium phosphate ceramics. Doklady Chemistry, 2016, v. 468, no. 1, pp. 159 – 161.
  6. Insley G., Suzuki O. Octacalcium phosphate biomaterials: Understanding of bioactive properties and application. Woodhead Publishing, 2019, 376 p.
  7. Dovedytis, M. Hyaluronic acid and its biomedical applications: A review. Engineered Regeneration, 2020, v. 1, рр. 102 – 113.
  8. Гурин А.Н., Комлев В.С., Федотов А.Ю. и др. Сравнительная характеристика материалов на основе хитозана, альгината и фибрина в комплексе с β-трикальцийфосфатом для остеопластики (экспе­ри­ментально-морфологическое исследование). Стоматология, 2014, т. 93, № 1, с. 4 – 10. / Gurin A.N., Komlev V.S., Fedotov A.Yu. et al. Sravnitel’naya harakteristika materialov na osnove hitozana, al’ginata i fibrina v komplekse s β-trikal’cijfosfatom dlya osteoplastiki (eksperimental’no-morfologicheskoe issledovanie). [Comparative characteristics of materials based on chitosan, alginate and fibrin in combination with β-tricalcium phosphate for osteoplasty (experimental and morphological study)]. Stomatologiya [Dentistry], 2014, v. 93, no. 1, pp. 4 – 10. (In Russ.).
  9. Цыганова А.А., Голованова О.А. Синтез компо­зиционного материала на основе смеси фосфатов кальция и альгината натрия. Неорганические материалы, 2019, т. 55, № 11, с. 1224 – 1229. / Tsyganova A.A., Golovanova O.A. Synthesis of a composite material based on a mixture of calcium phosphates and sodium alginate. Inorganic Materials, 2019, v. 55, no. 11, рр. 1156 – 1161.
  10. Popova E.V., Matveeva O.D., Beznos O.V., et al. Chitosan-covered calcium phosphate particles co-loaded with superoxide dismutase 1 and ACE inhibitor: Development, characterization and effect on intraocular pressure. Pharmaceutics, 2023, v. 15, no. 2, art. 550.
  11. Савченко И.В. Обзор приложений хитозана в медицине и в технологии биоотображения. Вестник науки, 2023, № 6 (63), т. 1, с. 1240 – 1254. / Savchenko I.V. Obzor prilozhenij hitozana v medicine i v tekhnologii biootobrazheniya [Review of chitosan applications in medicine and in bioimaging technology]. Vestnik nauki [Bulletin of Science], 2023, №6 (63), v. 1, pp. 1240 – 1254. (In Russ.).
  12. Fadeeva I.V., Deyneko D.V., Knotko A.V., Olkhov A.A., Slukin P.V., Davydova G.A., et al. Antibacterial composite material based on polyhydroxybutyrate and Zn-doped brushite cement. Polymers, 2023, v. 15, no. 9, art. 2106.
  13. Forysenkova A.A., Fadeeva I.V., Deyneko D.V., Gosteva A.N., Mamin G.V., Shurtakova D.V., et al. Polyvinylpyrrolidone – alginate – carbonate hydroxyapatite porous composites for dental applications. Materials, 2023, v. 16, no. 12, art. 4478.
  14. Форысенкова, А.А., Слукин, П.В., Трофимчук, Е.С., Давыдова, Г.А., Фадеева И.В. Композиционные мине­рал-полимерные материалы, содержащие ка­тион­замещенные фосфаты кальция. Перспективные материалы, 2022, № 7, с. 35 – 48. / Forysenkova A.A., Slukin P.V., Trofimchuk E.S., Davydova G.A., Fadeeva I.V. Composite mineral–polymer materials with cation-substituted calcium phosphates. Inorganic Materials: Applied Research, 2023, v. 14, no. 2, pp. 331 – 340.
  15. Фадеева И.В., Гольдберг М.А., Фомин А.С., Шворнева Л.И., Волчёнкова В.А., Баринов С.М. Получение и некоторые свойства пористых хитозановых матриксов. Материаловедение, 2016, т. 10, c. 27 – 30. / Fadeeva I.V., Goldberg M.A., Fomin A.S., Shvorneva L.I., Volchyonkova V.A., Barinov S.M. Poluchenie i nekotorye svojstva poristyh hitozanovyh matriksov [Preparation and some properties of porous chitosan matrices]. Materialovedenie [Materials science], 2016, v. 10, pp. 27 – 30. (In Russ.).
  16. Савоськин О.В., Семенова Е.Ф., Рашевская Е.Ю., и др. Характеристика различных методов получения гиалуроновой кислоты. Научное обозрение. Биологические науки, 2017, № 2, с. 125 – 135. / Savoskin, O.V., Semenova E.F., Rashevskaya E.Yu., et al. Harakteristika razlichnyh metodov polucheniya gialuronovoj kisloty. [Characteristics of various methods for obtaining hyaluronic acid]. Nauchnoe obozrenie. Biologicheskie nauki [Scientific Review. Biological Sciences], 2017, № 2, pp. 125 – 135. (In Russ.).
  17. Цыганова А.А., Голованова О.А. Физико-хими­ческие свойства композиционного материала на основе смеси фосфатов кальция и гиалуроновой кислоты. Журн. Сиб. федер. ун-та. Химия, 2023, т. 16, № 4, с. 608 – 617. / Tsyganova A.A., Golovanova O.A. Fiziko-himicheskie svojstva kompozicionnogo materiala na osnove smesi fosfatov kal’ciya i gialuronovoj kisloty [Physico-chemical properties of a composite material based on a mixture of calcium phosphates and hyaluronic acid]. Zhurn. Sib. feder. un-ta. Himiya. [J. Sib. federal university. Chemistry], 2023, v. 16, no. 4, pp. 608 – 617. (In Russ.).
  18. Golovanova O.A., Tsyganova A.A., Chikanova E.S. Targeted synthesis of octacalcium phosphate and a study of its properties. Glass Physics and Chemistry, 2016, v. 42, no. 6, рр. 615 – 620.
  19. Kokubo T., Takadama Н. How useful is SBF in predicting in vivo bone bioactivity? Biomaterials, 2006, v. 27, рр. 2907 – 2915.
  20. Юсова А.А., Гусев И.В., Липатова И.М. Исследование физико-механических и транспортных свойств смешанных гидрогелей на основе альгината и высокометоксилированного пектина. Изв. Вузов. Химия и хим. технология, 2015, т. 58, № 4, с. 58 – 63. / Yusova A.A., Gusev I.V., Lipatova I.M. Issledovanie fiziko-mekhanicheskih i transportnyh svojstv smeshannyh gidrogelej na osnove al’ginata i vysokometoksilirovannogo pektina [Study of the physicomechanical and transport properties of mixed hydrogels based on alginate and highly methoxylated pectin]. Izv. Vuzov. Himiya i him. tekhnologiya [Izv. Universities. Chemistry and Chem. Technology], 2015, v. 58, no. 4, pр. 58 – 63. (In Russ.).
  21. Ohtsuki C., Aoki Y., Kokubo T., et. аl. Transmission electron microscopic observation of glass ceramic AW and apatite layer formed on its surface in a simulated bodyfluid. J. Ceram. Soc., 1995, v. 103, рр. 449 – 454.
  22. Troiano G., Zhurakivska K., Lo Muzio L., et al. Combination of bone graft and resorbable membrane for alveolar ridge preservation: A systematic review, meta-analysis, and trial sequential analysis. Journal of periodontology, 2018, v. 89, no. 1, рр. 46 – 57.
  23. Бозо И.Я., Юрьева К., Дробышев А.Ю. и др. Сравнительная оценка биологической активности ген-активированных остеопластических материалов из октакальциевого фосфата и плазмидных ДНК, несущих гены VEGF и SDF: Часть 1 – in vitro. Гены и клетки, 2016, т. 6, № 4, с. 34 – 42. /Bozo I.Ya., Yuryeva K., Drobyshev A.Yu., et al. Sravnitel’naya ocenka biologicheskoj aktivnosti gen-aktivirovannyh osteoplasticheskih materialov iz oktakal’cievogo fosfata i plazmidnyh DNK, nesushchih geny VEGF i SDF: Chast’ 1 – in vitro [Comparative assessment of the biological activity of gene-activated osteoplastic materials from octacalcium phosphate and plasmid DNA carrying the VEGF and SDF genes: Part 1 – in vitro]. Geny i kletki [Genes and Cells], 2016, v. 6, no. 4, pp. 34 – 42. (In Russ.).
  24. Васильев А.В., Бухарова Т.Б., Кузнецова В.С., и др. Сравнение кинетики высвобождения импрег­нированного костного морфогенетического белка-2 из биополимерных матриксов. Перспективные материалы, 2019, № 4, с. 13 – 27. /Vasiliev A.V., Bukharova T.B., Kuznetsova V.S., et al. Comparison of impregnated bone morphogenetic protein-2 release kinetics from biopolymer scaffolds. Inorganic Materials: Applied Research, 2019, v. 10, no. 5, pp. 1093 –1100. (In Russ.).
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
Воздействие разряда постоянного тока на свойства и структуру поверхности пленок полифениленоксида

М. С. Пискарев, А. В. Зиновьев, A. Б. Гильман, Е. А. Скрылева, Б. Р. Сенатулин,
A. К. Гатин, Д. А. Сырцова, А. Ю. Алентьев, A. A. Kузнецов

Исследовано воздействие разряда постоянного тока пониженного давления на пленки полифениленоксида. В качестве рабочего газа использован фильтрованный атмосферный воздух. Показано, что обработка в плазме приводит к существенной гидрофилизации поверхности полимера при обработке на катоде и аноде, а хранение модифицированных пленок на воздухе — к уменьшению гидрофильности, которое в большей степени характерно для пленок, обработанных на аноде. Исследовано изменение химического строения модифицированных в плазме образцов методом рентгенофотоэлектронной спектроскопии. Показано, что при обработке пленок в плазме происходит образование значительного количества кислородсодержащих групп. Атомное содержание кислорода в большей степени возрастало после обработки на аноде. С помощью метода атомно-силовой микроскопии изучено изменение морфологии пленок после воздействия плазмы и установлено значительное увеличение их шероховатости. Модифицированные пленки обладали существенно более высокой селективностью газопроницаемости по парам
CO2/CH4, CO2/N2 и O2/N2 без снижения потока CO2 и O2 относительно исходных значений.

Ключевые слова: полифениленоксид, модифицирование поверхности, разряд постоянного тока, гидрофильность, метод рентгенофотоэлектронной спектроскопии, метод атомно-силовой микроскопии, газопроницаемость, селективность.

DOI: 10.30791/1028-978X-2025-2-28-40
Пискарев Михаил Сергеевич — Институт синтетических полимерных материалов им. Н.С. Ениколопова Российской академии наук (117393 Москва, ул. Профсоюзная, 70), кандидат химических наук, старший научный сотрудник, специалист в области полимерных материалов и плазмохимии. E-mail: mikhailpiskarev@gmail.com.
Зиновьев Александр Владимирович — Институт синтетических полимерных материалов им. Н.С. Ениколопова Российской академии наук (117393 Москва, ул. Профсоюзная, 70), аспирант. E-mail: zinovev.97@inbox.ru.
Гильман Алла Борисовна — Институт синтетических полимерных материалов им. Н.С. Ениколопова Российской академии наук (117393 Москва, ул. Профсоюзная, 70), кандидат химических наук, старший научный сотрудник, доцент, специалист в области полимерной химии и плазмохимии. E-mail: gilmanab@gmail.com.
Скрылева Елена Александровна — Национальный исследовательский технологический университет “МИСИС” (119049 Москва, Ленинский проспект, 1), ведущий инженер, специалист по рентгеноструктурному анализу. E-mail: easkryleva@gmail.com.
Сенатулин Борис Романович — Национальный исследовательский технологический университет “МИСИС” (119049 Москва, Ленинский проспект, 1), инженер, специалист по рентгеноструктурному анализу. E-mail: borisis@yandex.ru.
Гатин Андрей Константинович — Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семенова Российской академии наук (119991, Москва, ул. Косыгина, 4), кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник, специалист в области морфологии полимеров и АСМ. E-mail: akgatin@yandex.ru.
Сырцова Дарья Александровна — Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева Российской академии наук (119991 Москва, Ленинский проспект, 29), кандидат химических наук, старший научный сотрудник, специалист в области мембранных процессов. E-mail: syrtsova@ips.ac.ru.
Алентьев Александр Юрьевич — Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева Российской академии наук (119991 Москва, Ленинский проспект, 29), доктор химических наук, ведущий научный сотрудник, специалист в области мембранных процессов. E-mail: Alentiev1963@mail.ru.
Кузнецов Александр Алексеевич — Институт синтетических полимерных материалов им. Н.С. Ениколопова Российской академии наук (117393 Москва, ул. Профсоюзная, 70), доктор химических наук, профессор, заведующий лабораторией, специалист в области полимерной химии. E-mail: kuznets24@yandex.ru.
Ссылка:
Пискарев М.С., Зиновьев А.В., Гильман A.Б., Скрылева Е.А., Сенатулин Б.Р., Гатин A.К., Сырцова Д.А., Алентьев А.Ю., Kузнецов A.A. Воздействие разряда постоянного тока на свойства и структуру поверхности пленок полифениленоксида. Перспективные материалы, 2025, № 2, с. 28 – 40. DOI: 10.30791/1028-978X-2025-2-28-40
Литература содержит 21 ссылку.

См. подробнее о статье на сайте e-library
Перейти
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
Литература/References

  1. Khulbe K.C., Matsuura T. Membrane applications. In: Nanotechnology in Membrane Processes. Lecture Notes in Nanoscale Science and Technology. Basel: Springer, 2021, pp. 199 – 343.
  2. Мулдер М. Введение в мембранную технологию. М.: Мир, 1999, 513 с. / Mulder M. Basic principles of membrane technology. Dodrecht: Kluwer Academic, 1991, 503 p.
  3. Maier G. Gas separation with polymer membranes. Angew. Chem. Int. Ed., 1998, v. 37, pp. 2960 – 2974.
  4. Li J-X., Chan C. Phase structure and mechanical properties of modified poly(phenylene oxide) with high fluidity. Polym. Adv. Techn., 2012, v. 23, pp. 803 – 809.
  5. Sridhar S., Smitha B., Ramakrishna M., Aminabhavi T.M. Modified poly(phenylene oxide) membranes for the separation of carbon dioxide from methane. J. Membr. Sci., 2006, v. 280, pp. 202 – 209.
  6. Dmitrenko M., Sushkova X., Chepeleva A., Liamin V., Mikhailovskaya O., Kuzminova A., Semenov K., Ermakov S., Penkova A., Modification approaches of polyphenylene oxide membranes to enhance nanofiltration performance. Membranes, 2023, v. 13, pp. 534 – 539.
  7. Khuble K., Matsuura T. Characterization of PPO membranes by oxygen plasma etching, gas separation and atomic force microscopy. J. Membr. Sci., 2000, v. 171, no. 2, pp. 273 – 284.
  8. Kumazawa H., Yoshida M., Mechanism of gas transport of NH3-plasma-treated poly(phenylene oxide) membrane. J. Appl. Polym. Sci., 2000, v. 78, no. 10, pp. 1845 – 1852.
  9. Gancarz I., Bryjak J., Bryjak M., Tylus W., Poźniak G. Poly(phenylene oxide) films modified with allylamine plasma as a support for invertase immobilization. Europ. Polym. J., 2006, v.42, no.10, pp. 2430 – 2440.
  10. Poźniak G., Gancarz I., Tylus W. Modified poly(phenylene oxide) membranes in ultrafiltration and micellar-enhanced ultrafiltration of organic compounds. Desalination, 2006, v. 198, pp. 215 – 224.
  11. Gancarz I., Pozniak G., Bryjak J., Bryjak M., Kunicki J. Plazma modification of polymer membranes. ARS Separatoria, 2007. IAEA, Wrozlaw University-2007, pp. 112 – 120.
  12. Зиновьев А.В., Пискарев М.С., Скрылева Е.А., Сенатулин Б.Р., Гатин А.К., Гильман А.Б., Сырцова Д.А., Тепляков В.В., Кузнецов А.А. Модифицирование поливинилтриметилсилана в разряде постоянного тока. Химия высоких энергий, 2021, т. 55, № 5, с. 410 – 416. / Zinoviev A.V., Piskarev M.S., Skryleva E.A., Senatulin B.R., Gatin A.K., Gilman A.B., Syrtsova D.A., Teplyakov V.V., Kuznetsov A.A., Modification of polyvinyltrimethylsilane in direct-current discharge. High Energy Chemistry, 2021, v. 55, no. 5, pp. 407 – 413.
  13. Сырцова Д.А., Зиновьев А.В., Пискарев М.С., Скрылева Е.А., Гатин А.К., Гильман А.Б., Гайдар А.И., Кузнецов А.А., Тепляков В.В., Воздей­ствие низкотемпературной плазмы на структуру поверхностных слоев и газораздели­тельные свойства мембран из поливинилтриметилсилана. Мембраны и мембранные технологии, 2023, т. 13, № 2, с. 117 – 127. / Syrtsova D.A., Zinoviev A.V., Piskarev M.S., Skryleva E.A., Gatin A.K., Gilman A.B., Gaidar A.I., Kuznetsov A.A., Teplyakov V.V. Effect of low-temperature plasma on the structure of surface layers and gas-separation properties of poly(vinyltrimethyl-silane) membranes. Membr. Membr. Technol., 2023, v. 5, no. 2, pp. 98 – 106.
  14. Demina T.S., Drozdova M.G., Yablokov M.Y., Gaidar A.I., Gilman A.B., Zaytseva-Zotova D.S., Markvicheva E.A., Akopova T.A., Zelenetskii A.N. DC discharge plasma modification of chitosan films: an effect of chitosan chemical structure. Plasma Proc. Polym., 2015, v. 12, no. 8, pp. 710 – 719.
  15. Wu S. Polymer interfaces and adhesion. N.Y.: Marcel Dekker, 1982, 152 p.
  16. Beamson G., Briggs D. High resolution XPS of organic polymers: The Scienta ECA300 Databas. Chichester: Wiley, 1992, 295 p.
  17. Efimova E.A., Syrtsova D.A., Teplyakov V.V. Gas permeability through graphite foil: The influence of physical density, membrane orientation and temperature. Separation Purif. Techn., 2017, v. 179, pp. 467 – 474.
  18. Wade W.L., Mannuone R.J., Binder M. Surface properties of commercial polymer films following various gas plasma treatments. J. Appl. Polym. Sci., 1991, v. 43, pp. 1589 – 1591.
  19. Yang Y.-S., Jeon S.-W., Bae S.-Y. Studies on plasma treatment of polymeric membranes for CO2/N2 mixture gas separation. Frontiers Separ. Sci. Techn., 2004, pp. 547 – 552.
  20. Syrtsova D., Piskarev M., Zinoviev A., Кuznetsov A., Skryleva E., Gilman A., Теplyakov V. Improving the gas separation properties of poly(vinyltrimethylsilane) by low-temperature plasma treatment. J. Appl. Polym. Sci., 2022, v. 139, no. 41, art. e52821.
  21. Ricard A. Reactive plasmas. Paris: SFV, 1996, 180 р.
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
Синтез композиционного материала в режиме горения из смеси Ti + 2B
и композитных частиц Ni – Al с различным соотношением компонентов

М. А. Пономарев, В. Э. Лорян, Н. А. Кочетов

Для получения композита с взаимопроникающими фазами интерметаллид/керамика (по типу IPC – interpenetrating phase composites) методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС) использована порошковая система Ni – Al – Ti – 2B, состоящая из механически активированных композитных частиц-гранул (Ni + Al) и смеси мелкодисперсного бора и порошка титана. Количественное соотношение между гранулами и смесью Ti + 2B варьировали. Для всех составов синтез реализован в режиме горения без подогрева. Во фронте волны горения химические реакции протекали в композитных гранулах и в смеси вокруг гранул — между титаном и бором. В результате горения: возникал пористый каркас из диборида титана; в поры каркаса проникал расплав из алюминидов никеля. Металлокерамический продукт горения характеризуется развитой пористостью и композиционной структурой с диборидной и интерметаллидной фазами, расположенными подобно взаимопроникающим каркасам. Структура TiB2 – NiAl зависит от соотношения компонентов в смеси. На месте гранул образовались поры, повторяющие их форму.

Ключевые слова: самораспространяющийся высокотемпературный синтез, механическая активация, термически сопряженные процессы, композит c взаимопроникающими фазами интерметаллид/керамика, металл/керамика.

DOI: 10.30791/1028-978X-2025-2-41-54
Пономарёв Михаил Анатольевич — Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения им. А.Г. Мержанова Российской академии наук (142432 Черноголовка, Московская обл., ул. Академика Осипьяна, 8), кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник, специалист в области самораспространяющегося высокотемпературного синтеза и выращивания тугоплавких монокристаллов методом плазменно-дугового переплава. E-mail: map@ism.ac.ru.
Лорян Вазген Эдвардович — Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения им. А.Г. Мержанова Российской академии наук (142432 Черноголовка, Московская обл., ул. Академика Осипьяна, 8), доктор технических наук, заведующий лабораторией, специалист в области самораспространяющегося высокотемпературного синтеза и материаловедения. E-mail: loryan@ism.ac.ru.
Кочетов Николай Александрович — Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения им. А.Г. Мержанова Российской академии наук (142432 Черноголовка, Московская обл., ул. Академика Осипьяна, 8), кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник, специалист в области самораспространяющегося высокотемпературного синтеза и механической активации. E-mail: kolyan_kochetov@mail.ru.
Ссылка:
Пономарев М.А., Лорян В.Э., Кочетов Н.А. Синтез композиционного материала в режиме горения из смеси Ti + 2B и композитных частиц Ni – Al с различным соотношением компонентов. Перспективные материалы, 2025, № 2, с. 41 – 54. DOI: 10.30791/1028-978X-2025-2-41-54
Литература содержит 31 ссылку.

См. подробнее о статье на сайте e-library
Перейти
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
Литература/References

  1. Kota N., Charan M.S., Laha T., Roy S. Review on development of metal/ceramic interpenetrating phase composites and critical analysis of their properties. Ceram. Int., 2022, v. 48, no. 2, pp. 1451 – 1483. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2021.09.232.
  2. Hyjek P., Sulima I., Jaworska L. Characteristics of the NiAl/Ni3Al matrix composite with TiB2 particles fabricated by high pressure – high temperature sintering. Arch. Metall. Mater., 2017, v. 62, no. 3, pp. 1511 – 1520. doi 10.1515/amm-2017-0234.
  3. Shokati A.A., Parvin N., Shokati M. Combustion synthesis of NiAl matrix composite powder reinforced by TiB2 and TiN particulates from Ni – Al – Ti – BN reaction system. J. Alloys Compd., 2014, v. 585, pp. 637 – 643. doi 10.1016/j.jallcom.2013.09.020.
  4. Fraś E., Janas A., Kurtyka P., Wierzbiński S. Structure and properties of cast Ni3Al/TiC and Ni3Al/TiB2 composites. Part II. Investigation of mechanical and tribological properties and of corrosion resistance of composites based on intermetallic phase Ni3Al reinforced with particles of TiC and TiB2. Arch. Metall. Mater., 2004, v. 49, no. 1, pp. 113 – 141.
  5. Kumar V.M., Venkatesh C.V. A comprehensive review on material selection, processing, characterization and applications of aluminium metal matrix composites. Mater. Res. Express, 2019, v. 6, no. 7, art. 072001. doi 10.1088/2053-1591/ab0ee3
  6. Мержанов А.Г., Мукасьян А.С. Твердопламенное горение. М.: Торус Пресс, 2007, 336 с. / Merzhanov A.G., Mukas’yan A.S. Tverdoplamennoe gorenie [Solid flame combustion]. Moscow, Torus Press, 2007, 336 p. (In Russ.).
  7. Амосов А.П., Латухин Е.И., Умеров Э.Р. Приме­нение процессов инфильтрации и самораспростра­няющегося высокотемпературного синтеза для получения керметов. Обзор. Изв. вузов. Цветная металлургия, 2021, т. 27, № 6, с. 52 – 75. doi 10.17073/0021-3438-2021-6-52-75 / Amosov A.P., Latukhin E.I., Umerov E.R. Applying infiltration processes and self-propagating high-temperature synthesis for manufacturing cermets: А review. Russ. J. Non-ferrous Metals, 2022, v. 63, no. 1, pp. 81 – 100. doi 10.3103/S1067821222010047
  8. Левашов Е.А., Рогачев А.С., Курбаткина В.В., Максимов Ю.М., Юхвид В.И. Перспективные материалы и технологии самораспространяющегося высокотемпературного синтеза. Москва, Изд. Дом МИСиС, 2011, 377 с. / Levashov E.A., Rogachev A.S., Kurbatkina V.V., Maksimov Yu.M., and Yukhvid V.I., Perspektivnye materialy i tekhnologii samorasprostranyayushchegosya vysokotemperaturnogo sinteza [Promising self-propagating high-temperature synthesis materials and technologies]. Moscow, Izdatel’skii Dom MISiS Publ., 2011, 377 p. (In Russ.).
  9. Алымов М.И., Уваров В.И., Капустин Р.Д. и др. Синтез нанопористых керамических материалов для фильтрации жидкостей и газов методом технологического горения. Изв. вузов. Порошковая металлургия и функциональные покрытия, 2020, № 2, с. 55 – 63. doi 10.17073/1997-308X-2020-2-55-63 / Alymov M.I., Uvarov V.I., Kapustin R.D. et al. Synthesis of nanoporous ceramic materials for the filtration of liquids and gases by the technological combustion method. Russ. J. Non-ferrous Metals, 2020, v. 61, pp. 725 – 731. doi 10.3103/S1067821220060036
  10. Ma L., Cui H.Z., Cao L.L., Teng F.L., Cui N., Liu L. The synthesis of porous TiC – TiB2 – NiAl composites by SHS. Adv. Mater. Res., 2013, v. 634 – 638, pp. 2110 – 2118. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/amr.634-638.2110
  11. Гуляев П.Ю., Долматов А.В., Милюкова И.В. и др. Разработка СВС-каталитических материалов на основе наноструктурированных интерметаллидов и цеолитов для решения экологических проблем транспорта. Вестник Югорского гос. ун-та, 2009, т. 13, № 2, с. 23 – 28. / Gulyaev P.Yu., Dolmatov A.V., Milyukova I.V., et al. Razrabotka SVS-kataliticheskih materialov na osnove nanostrukturirovannyh intermetallidov i ceolitov dlya resheniya ekologicheskih problem transporta. [Development of SHS-catalytic materials based on nanostructured intermetals and zeolites for solving traffic ecological problems]. Vestnik Yugorskogo gosudarstvennogo universiteta. [Bulletin of the Yugra State University], 2009, v. 13, no. 2, pp. 23 – 28. (In Russ.).
  12. Ayers R., Burkes D., Gottoli G., Yi H.C., Moore J.J. The application of self-propagating high-temperature synthesis of engineered porous composite biomedical materials. Materials and Manufacturing Processes, 2007, v. 22, no. 4, pp. 481 – 488. doi 10.1080/10426910701235967
  13. Пономарев М.А., Лорян В.Э. Синтез пористых композиционных материалов при горении смеси порошков титана, сплава ВТ6 и аморфного бора. Неорганические материалы, 2018, т. 54, № 8, с. 816 – 822. doi 10.1134/S0002337X18080158 / Ponomarev M.A., Loryan V.E. Synthesis of porous composite materials via combustion of a mixture of titanium, VT6 alloy, and amorphous boron powders. Inorg. Mater., 2018, v. 54, no. 8, pp. 772 – 778. doi 10.1134/S0020168518080150
  14. Пономарев М.А., Лорян В.Э. Синтез компо­зиционного материала в системе Al – Ti – B при горении порошков титана, бора и плакированных алюминием гранул сплава ВТ6. Перспективные материалы, 2019, № 3, с. 62 – 73. doi 10.30791/1028-978X-2019-3-62-73 / Ponomarev M.A., Loryan V.E. Synthesis of composite material in Al – Ti – B system during combustion of titanium and boron powders and aluminum-clad granules of VT6 alloy. Inorg. Mater. Appl. Res., 2019, v. 10, no. 5, pp. 1204 – 1212. doi 10.1134/S2075113319050241
  15. Пономарев М.А., Лорян В.Э. Синтез пористого композиционного материала при горении порошков титана, бора и гранул плакированного никелем алюминия. Изв. вузов. Порошковая металлургия и функциональные покрытия, 2020, № 2, с. 44 – 54. doi 10.17073/1997-308X-2020-2-44-54 / Ponomarev M.A., Loryan V.E. Synthesis of porous composite material at combustion of titanium and boron powders and nickel-clad aluminum granules. Russ. J. Non-Ferrous Met., 2020, v. 61, no. 6, pp. 716 – 724. doi 10.3103/S1067821220060176
  16. Пономарев М.А., Лорян В.Э., Кочетов Н.А., Щукин А.С. Синтез композиционного материала при горении порошков титана, бора и механически активированной смеси алюминия и никеля. Неорганические материалы, 2022, т. 58, № 2, с. 141 – 149. doi 10.31857/S0002337X22020117 / Ponomarev M.A., Loryan V.E., Kochetov N.A., Shchukin A.S. Synthesis of a composite material via combustion of titanium and boron powders and a mechanically activated aluminum + nickel mixture. Inorg. Mater, 2022, v. 58, no. 2, pp. 133 – 141. doi 10.1134/S002016852202011X
  17. Рогачев А.С. Механическая активация гетероген­ных экзотермических реакций в порошковых смесях. Успехи химии, 2019, т. 88, № 9, с. 875 – 900. https://doi.org/10.1070/RCR4884 / Rogachev A.S. Mechanical activation of heterogeneous exothermic reactions in powder mixtures. Russ. Chem. Rev., 2019, v. 88, no. 9, pp. 875 – 900. https://doi.org/10.1070/RCR4884
  18. Кочетов Н.А., Ковалев И.Д. Рентгенографическое исследование структурных изменений при механической активации смеси Ni + Al с использованием порошков никеля, полученных разными способами. Неорганические материалы, 2019, т. 55, № 2, с. 215 – 218. doi 10.1134/S0002337X19020052 / Kochetov N.A., Kovalev I.D. An X-Ray diffraction study of mechanical activation-induced structural changes in Ni + Al mixtures containing nickel powders prepared by different techniques. Inorg. Mater., 2019, v. 55, no. 2, pp. 191 – 194. doi 10.1134/S0020168519020055
  19. Мержанов А.Г. Термически сопряженные процессы самораспространяющегося высокотемпературного синтеза. Доклады Академии наук, 2010, т. 434, № 4, с. 489 – 492. / Merzhanov A.G. Thermally coupled processes of self-propagating high-temperature synthesis. Dokl. Phys. Chem., 2010, v. 434, no. 2, pp. 159 – 162. doi 10.1134/S0012501610100015
  20. Пономарев М.А., Сапронов Ю.А. Измерение дав­ления примесного газа при горении “безгазо­вой”системы в длинномерной цилиндрической оболочке. Физ. горения и взрыва, 2010, т. 46, № 6, с. 100 – 106. / Ponomarev M.A., Sapronov Yu.A. Measurement of the impurity gas pressure during combustion of a “gasless” system in a long cylindrical shell. Combust., Explos. Shock Waves, 2010, v. 46, no. 6, pp. 702 – 707. doi 10.1007/s10573-010-0093-6
  21. Попов К.В., Князик В.А., Штейнберг A.C. Исследование высокотемпературного взаимодейст­вия Ti с B методом электротеплового взрыва. Физ. горения и взрыва, 1993, т. 29, № 1, с. 82 – 87. / Popov K.V., Knyazik V.A., Shteinberg A.S. Study of high-temperature reaction of Ti with B by the method of electrothermal explosion. Combust., Explos. Shock Waves, 1993, v. 29, no. 1, pp. 77 – 81. doi 10.1007/BF00755335
  22. Шкодич Н.Ф., Кочетов Н.А., Рогачев А.С. и др. Формирование кристаллической структуры интер­металлидов в механоактивированных системах Ni – Al, Ti – Al в процессе СВС. Известия РАН. Серия физическая, 2007, т. 71, № 5, с. 674 – 676. / Shkodich N.F., Kochetov N.A., Rogachev A.S. et al. Formation of the crystal structure of intermetallic compounds in mechanically activated Ni – Al and Ti – Al systems during self-propagating high-temperature synthesis. Bulletin of the Russian Academy of Sciences: Physics, 2007, v. 71, no. 5, pp. 650 – 652. doi 10.3103/S1062873807050152
  23. Mukasyan A.S., White J.D.E., Kovalev D.Y. et al. Dynamics of phase transformation during thermal explosion in the Al – Ni system: Influence of mechanical activation. Physica B: Condensed Matter., 2010, v. 405, no. 2, pp. 778 – 784. doi 10.1016/J.PHYSB.2009.10.001
  24. Vadchenko S.G., Boyarchenko O.D., Shkodich N.F. et al. Thermal explosion in various Ni – Al systems: Effect of mechanical activation. Int. J Self-Propag. High-Temp. Synth., 2013, v. 22, no. 1, pp. 60 – 64. doi 10.3103/S1061386213010123
  25. Корчагин М.А., Филимонов В.Ю., Смирнов Е.В., Ляхов Н.3. Тепловой взрыв механически активиро­ванной смеси 3Ni + Al. Физика горения и взрыва, 2010, т. 46, № 1, с. 48 – 53. / Korchagin M.A., Filimonov V.Y., Smirnov E.V., Lyakhov N.Z. Thermal explosion of a mechanically activated 3Ni – Al mixture. Combust., Explos. Shock Waves, 2010, v. 46, no. 1, pp. 41 – 46. doi 10.1007/s10573-010-0007-7
  26. Гаспарян А.Г., Штейнберг А.С. Макрокинетика взаимодействия и тепловой взрыв в смесях порошков Ni и Al. Физ. горения и взрыва, 1988, т. 24, № 3, с. 67 – 74. / Gasparyan, A.G., Shteinberg, A.S. Macrokinetics of reaction and thermal explosion in Ni and Al powder mixtures. Combust., Explos. Shock Waves, 1988, v. 24, no. 3, pp. 324 – 330. doi 10.1007/BF00750616
  27. Biswas A., Roy S.K. Comparison between the microstructural evolutions of two modes of SHS of NiAl: Key to a common reaction mechanism. Acta Mater., 2004, v. 52, no. 2, pp. 257 – 270. doi 10.1016/j.actamat.2003.08.018
  28. Александров В.В., Корчагин М.А. О механизме и макрокинетике реакций при горении СВС-систем. Физ. горения и взрыва, 1987, т. 23, № 5, с. 55 – 63. / Aleksandrov V.V., Korchagin M.A. Mechanism and macrokinetics of reactions accompanying the combustion of SHS systems. Combust., Explos. Shock Waves, 1987, v. 23, no. 5, pp. 557 – 564. doi 10.1007/BF00756537
  29. Итин В.И., Найбороденко Ю.С. Высокотем­пера­турный синтез интерметаллических соединений. Томск, Изд. Том. унив., 1989, 214 с. / Itin V.I., Naiborodenko Yu.S. Vysokotemperaturnyi sintez intermetallicheskikh soedinenii. Monografiya [High-Temperature Synthesis of Intermetallic Compounds: A Monograph], Tomsk: Tomsk. Univ. Publ., 1989, 214 p. (In Russ.).
  30. Korchagin M.A., Dudina D.V., Bokhonov B.B. et al. Synthesis of nickel boride by thermal explosion in ball-milled powder mixtures. Journal of Materials Science, 2018, v. 53, no. 19, pp. 13592 – 13599. doi 10.1007/s10853-018-2290-8
  31. Torres R.D., Reimanis I.E., Moore J.J. et al. Reaction steps in the combustion synthesis of NiAl/TiB2 composites. Metall. Mater. Trans. B, 2000, v. 31, no. 3, pp. 433 – 438. doi 10.1007/s11663-000-0149-1.
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
Углеродное волокно из изотропного нефтяного пека, легированного углеродными нанотрубками

К. О. Грязнов, В. З. Мордкович, Д. Д. Приходько, Н. И. Батова, Э. Б. Митберг,
О. Н. Абрамов, Д. В. Жигалов, П. А. Стороженко, Н. Ю. Бейлина

Проведено комплексное исследование морфологии поверхности, внутренней структуры, а также физических и физико-механических свойств (коэффициент теплопроводности, удельное электрическое сопротивление, прочность на разрыв, модуль Юнга) углеродного волокна, полученного из изотропного пека на основе тяжелой смолы пиролиза нефти. Исходный изотропный пек был легирован сверхдлинными двухстенными углеродными нанотрубками c длиной единичного филамента более 10000 нм, количество которых варьировали от 0 до 1,0 масс. %. Сформованное углеродное волокно после перевода в неплавкое состояние методом термического окисления подвергали различным режимам термообработки: карбонизации при 2000 °С, а также графитации при 2500 или 2800 °С. Показано, что увеличение содержания углеродных нанотрубок приводит к разнонаправленным эффектам. Так, в сравнении с нелегированным углеродным волокном происходит рост коэффициента теплопроводности (от 6,61 до 12,72 Вт/(м·К)) и падение удельного электрического сопротивления (от 33,90 до 5,41 мкОм·м). Однако, это сопровождается формированием неоднородностей распределения легирующего компонента в теле филамента углеродного волокна, что приводит к значимому ухудшению физико-механических свойств. Рассмотрены типовые дефекты поверхности и структуры итогового филамента (перетяжки, выступы, полости), возникающие в процессе его формования и в зависимости от содержания углеродных нанотрубок в пековом материале.

Ключевые слова: углеродное волокно, изотропный пек, углеродные нанотрубки, полое углеродное волокно.

DOI: 10.30791/1028-978X-2025-2-55-65
Грязнов Кирилл Олегович — Федеральное государственное бюджетное
научное учреждение Технологический институт сверхтвердых и новых углеродных материалов (108840, Москва, Троицк, ул. Центральная, 7а), кандидат технических наук, старший научный сотрудник, специалист в области физико-химического анализа углеродных материалов. E-mail: gryaznovkirill@tisnum.ru.
Мордкович Владимир Зальманович — Федеральное государственное бюджетное научное учреждение Технологический институт сверхтвердых и новых углеродных материалов (108840, Москва, Троицк, ул. Центральная, 7а), доктор химических наук, заместитель директора по научной работе, специалист в области химии и физики углеродных наноструктур. E-mail: mordkovich@tisnum.ru.
Приходько Дмитрий Дмитриевич — Федеральное государственное бюджетное
научное учреждение Технологический институт сверхтвердых и новых углеродных материалов (108840, Москва, Троицк, ул. Центральная, 7а), кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник, специалист в области физического анализа углеродных материалов. E-mail: dmitrii.prikhodko@phystech.edu.
Батова Наталья Ивановна — Федеральное государственное бюджетное научное учреждение Технологический институт сверхтвердых и новых углеродных материалов, (108840, Москва, Троицк, ул. Центральная, 7а), ведущий инженер, специалист в области растровой электронной микроскопии. E-mail: nat59bat@tisnum.ru.
Митберг Эдуард Борисович — Федеральное государственное бюджетное научное учреждение Технологический институт сверхтвердых и новых углеродных материалов (108840, Москва, Троицк, ул. Центральная, 7а), кандидат химических наук, ведущий научный сотрудник, специалист в области углеродных материалов. E-mail: mitbergeb@tisnum.ru.
Абрамов Олег Николаевич — Акционерное общество Государственный Ордена Трудового Красного Знамени Научно-исследовательский институт химии и технологии элементоорганических соединений (105118, Москва,
ш. Энтузиастов, 38), ведущий научный сотрудник, специалист в области пековых углеродных волокон. E-mail: abramov@eos.su.
Жигалов Дмитрий Владимирович — Акционерное общество Государственный Ордена Трудового Красного Знамени Научно-исследовательский институт химии и технологии элементоорганических соединений (105118, Москва, ш. Энтузиастов, 38), начальник лаборатории, специалист в области компонентов композиционных материалов. E-mail: zhigalov@eos.su.
Стороженко Павел Аркадьевич — Акционерное общество Государственный Ордена Трудового Красного Знамени Научно-исследовательский институт химии и технологии элементоорганических соединений (105118, Москва, ш. Энтузиастов, 38), доктор химических наук, профессор, первый заместитель генерального директора, специалист в области элементоорганических соединений. E-mail: bigpastor@eos.su.
Бейлина Наталья Юрьевна — Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования МИРЭА-Российский технологический университет (119454, Москва, пр. Вернадского, 78), доктор технических наук, профессор, специалист в области химических технологий углеродных композиционных материалов. E-mail: beilinan@mail.ru.
Ссылка:
Грязнов К.О., Мордкович В.З., Приходько Д.Д., Батова Н.И., Митберг Э.Б., Абрамов О.Н.,
Жигалов Д.В., Стороженко П.А., Бейлина Н.Ю. Углеродное волокно из изотропного нефтяного пека, легированного углеродными нанотрубками. Перспективные материалы, 2025, № 2, с. 55 – 65. DOI: 10.30791/1028-978X-2025-2-55-65
Литература содержит 16 ссылок.

См. подробнее о статье на сайте e-library
Перейти
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
Литература/References

  1. Мухамедзянова А.А., Будник В.А., Алябьев А.С. и др. Исследование волокнообразующих свойств пеков из тяжелых смол пиролиза углеводородного сырья. Вестник Башкирского университета, 2012, т. 17, № 4, с. 1726 – 1730. /Mukhamedzianova A.A., Budnik V.A., Aliabev A.S., et al. Issledovanie voloknoobrazuiushchikh svoistv pekov iz tiazhelykh smol piroliza uglevodorodnogo syria [Investigation of fiber-forming properties of pitches from heavy resins of pyrolysis of hydrocarbon raw materials]. Vestnik Bashkirskogo universiteta [Bulletin of Bashkir University], 2012, v.17, no. 4, pp. 1726 – 1730. (In Russ.).
  2. Бервено В.П., Брюховецкая Л.В., Наймушина Т.М. и др. Нанотекстура углеродного волокна из пека. Химия в интересах устойчивого развития, 2005, т. 13, с. 423 – 426. / Berveno V.P., Briukhovetskaia L.V., Naimushina T.M., et al. Nanotekstura uglerodnogo volokna iz peka [Carbon fiber nanotexture from pitch]. Khimiia v interesakh ustoichivogo razvitiia [Chemistry for sustainable development], 2005, v. 13, pp. 423 – 426. (In Russ.).
  3. Кайдар Б.Б., Смагулова Г.Т., Имаш А.А. и др. Углеродные волокна на основе пека: приготовление и применение. Горение и плазмохимия, 2021, т. 19, с. 159 – 170. / Kaidar B.B., Smagulova G.T., Imash A.A., et al. Uglerodnye volokna na osnove peka: prigotovlenie i primenenie [Pitch-based carbon fibers: preparation and applications]. Gorenie i plazmokhimiia [Combustion and plasmochemistry], 2021, v. 19, pp. 159 – 170. (In Russ.).
  4. Насибулин А.В., Петров А.В., Бейлина Н.Ю. и др. Исследование влияния способа введения наноструктурированной добавки на свойства пековой матрицы. Химия и химическая технология, 2014, т. 57, вып. 5, с. 25 – 28. /Nasibulin A.V., Petrov A.V., Beilina N.Iu., et al. Issledovanie vliianiia sposoba vvedeniia nano­strukturirovannoi dobavki na svoistva pekovoi matritsy [Investigation of the effect of the method of administration of a nanostructured additive on the properties of the baking matrix]. Khimiia i khimicheskaia tekhnologiia [Chemistry and chemical technology], 2014, v. 57, no. 5, pp. 25 – 28. (In Russ.).
  5. Данилов Е.А., Гаврилов Ю.В., Бейлина Н.Ю. Получение и некоторые технологические характеристики углеродных порошков на основе углеродных нанотрубок и связующих различной природы. Химия и химическая технология, 2013, т. 56, вып. 7, с. 126 – 130. / Danilov E.A., Gavrilov Iu.V., Beilina N.Yu. Poluchenie i nekotorye tekhnologicheskie kharakteristiki ugle­rodnykh poroshkov na osnove uglerodnykh nanotrubok i sviazuiushchikh razlichnoi prirody [Production and some technological characteristics of carbon powders based on carbon nanotubes and binders of various nature]. Khimiia i khimicheskaia tekhnologiia [Chemistry and chemical technology], 2013, т. 56, no. 7, pp. 126 – 130. (In Russ.).
  6. Хакимов Р.Р., Бервено В.П. Реологические свойства каменноугольных пеков, модифицированных углеродными нанотрубками. Химия и химическая технология, 2013, т. 56, вып. 7, с. 130 – 132. / Khakimov R.R., Berveno V.P. Reologicheskie svoistva kamennougolnykh pekov, modifitsirovannykh uglerodnymi nanotrubkami [Rheological properties of coal pitches modified with carbon nanotubes]. Khimiia i khimicheskaia tekhnologiia [Chemistry and chemical technology], 2013, v. 56, no. 7, pp. 130 – 132. (In Russ.).
  7. Абрамов О.Н., Сидоров Д.В., Апухтина Т.Л. и др. Получение пекового углеродного волокна на основе нефтяного сырья. Известия высших учебных заведений. Химия и химическая технология, 2015, № 5, с. 86 – 89. / Abramov O.N., Sidorov D.V., Apukhtina T.L., et al. Poluchenie pekovogo uglerodnogo volokna na osnove neftianogo syria [Production of pitch carbon fiber based on petroleum raw materials]. Izvestiia vysshikh uchebnykh zavedenii. Khimiia i khimicheskaia tekhnologiia [Chemistry and chemical technology], 2015, no. 5, pp. 86 – 89. (In Russ.).
  8. Mordkovich V.Z., Kazennov N.V., Ermolaev V.S., et al. Scaled-up process for producing longer carbon nanotubes and carbon cotton by macro-spools. Diamond and Related Materials, 2018, v. 83, pp. 15 – 20.
  9. ГОСТ 11506-73. Битумы нефтяные. Метод опре­деления температуры размягчения по кольцу и шару. Москва, Стандартинформ, 2008. / GOST 11506-73. Bitumy neftianye. Metod opredeleniia temperatury razmiagcheniia po koltsu i sharu [Oil bitumen. A method for determining the softening temperature by ring and ball]. Moscow, Standartinform, 2008. (In Russ.).
  10. ГОСТ 7847-73. Метод определения массовой доли веществ, нерастворимых в толуоле. Москва, ИПК Издательство стандартов, 1997. / GOST 7847-73. Metod opredeleniia massovoi doli veshchestv, nerastvorimykh v toluole [A method for determining the mass fraction of substances insoluble in toluene]. Moscow, IPK Izdatelstvo Standartov Publ., 1997. (In Russ.).
  11. ГОСТ 10200-83. Пек каменноугольный электродный. Москва, ИПК Издательство стандартов, 1998. / GOST 10200-83. Pek kamennougolnyi elektrodnyi [Coal-fired electrode pitch]. Moscow, IPK Izdatelstvo Standartov Publ., 1998. (In Russ.).
  12. Самойлов В.М., Находнова А.В., Осмова М.А. и др. Определение конфигурации температурных полей и эффективной температуры высокотемпературной обработки углеродных материалов методом рамановской спектроскопии по образцам-свидетелям. В сб. статей “НИИ конструкционных материалов на основе графита 60 лет”. Москва, 2020, c. 160 – 180. / Samoilov V.M., Nakhodnova A.V., Osmova M.A., et al. Opredelenie konfiguratsii temperaturnykh polei i effektivnoi temperatury vysokotemperaturnoi obrabotki uglerodnykh materialov metodom ramanovskoi spektroskopii po obraztsam-svideteliam [Determination of the configuration of temperature fields and the effective temperature of high-temperature processing of carbon materials by Raman spectroscopy using witness samples]. Sbornik statei “NII konstruktsionnykh materialov na osnove grafita 60 let” [Collection of articles “Research Institute of graphite-based structural materials for 60 years”]. Moscow, 2020, c. 160 – 180. (In Russ.).
  13. Маянов Е.П. Вербец Д.Б., Бахаева Е.В., Бейлина Н.Ю., Бучнев Л.М., Данилов Е.А., Дворянчиков Ю.М., Леонова Т.В., Проценко А.К., Самойлов В.М. Способ упрочнения углеродного волокна. Патент РФ № 2634450. Заявл. 20.07.2016. Опубл. 30.10.2017. / Maianov E.P. Verbets D.B., Bakhaeva E.V., Beilina N.Iu., Buchnev L.M., Danilov E.A., Dvorianchikov Iu.M., Leonova T.V., Protsenko A.K., Samoilov V.M. Sposob uprochneniia uglerodnogo volokna [Carbon fiber hardening method]. Patent RF № 2634450. Declared 20.07.2016. Publ. 30.10.2017. (In Russ.).
  14. Maldonado O. Pulse method for simultaneous measu­rement of electric thermopower and heat conductivity at low temperatures. Cryogenics, 1992, v. 32, no. 10, pp. 908 – 912.
  15. Gryaznov K.O., Lugvishchuk D.S., Kazennov N.V., et al. Physical properties enhancement of carbon fiber obtained from isotropic pitch doped by ultra-long carbon nanotubes. Carbon Trends, 2022, v. 9, art. 100224.
  16. ГОСТ 32667-2014. Волокно углеродное. Определение свойств при растяжении элементарной нити. Москва, Стандартинформ, 2014. GOST 32667-2014. Volokno uglerodnoe. Opredelenie svoistv pri rastiazhenii elementarnoi niti [Carbon fiber. Determination of properties during stretching of an elementary filament]. Moscow, Standartinform, 2014. (In Russ.).
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
Получение гафнатов европия и гадолиния со структурой пирохлора с применением микроволнового излучения

Н. В. Гречишников, А. А. Ильичева, Л. И. Подзорова, Е. Е. Никишина

Рассмотрен метод получения гафнатов европия и гадолиния с общей формулой
Eu2 – xGdxHf2O7 при x = 0 – 2 с применением микроволнового излучения. Исследовано влияние продолжительности микроволновой обработки и температуры последующего обжига при получении порошков гафнатов европия и гадолиния на их фазовый состав. Установлено оптимальное время микроволновой обработки порошковых систем, обеспечивающее в фазовом составе материала максимальное содержание гафната европия и гафната гадолиния. При отклонении от найденной оптимальной продолжительности микроволнового воздействия, в образцах присутствуют фазы индивидуальных оксидов исходных металлов, то есть диоксида гафния и оксидов редкоземельных элементов. Термообработка при температуре 1350 °С интенсифицирует процесс упорядочения кристаллической структуры, переход из метастабильной фазы флюорита в стабильную фазу пирохлора. Это положение подтверждается рассчитанными параметрами элементарной ячейки состава Eu2 – xGdxHf2O7 при x = 0 и 2, прошедших термическую обработку при 1200 – 1450 °С. В системах с x = 0,5 – 1,5, отожжённых при 1500 °С, определена зависимость типа структуры, в которой они кристаллизуются, от продолжительности СВЧ-обработки.

Ключевые слова: гафнаты редкоземельных элементов, пирохлор, флюорит, микроволновое излучение, термобарьерные покрытия.

DOI: 10.30791/1028-978X-2025-2-66-72
Гречишников Николай Владимирович — Институт металлургии и материаловедения имени А. А. Байкова РАН (119334, Москва, Ленинский пр., 49), младший научный сотрудник, специалист в области технологии керамик. E-mail: nklgrchshnkv@yandex.ru.
Ильичева Алла Александровна — Институт металлургии и материалове-дения имени А. А. Байкова РАН (119334, Москва, Ленинский пр., 49), старший научный сотрудник, специалист в области исследования низкотемпературного синтеза прекурсоров оксидов.
Никишина Елена Евгеньевна — Российский технологический университет ИТХТ им. М.В. Ломоносова (119571, Москва, пр. Вернадского, 86), кандидат химических наук, доцент, специалист в области химии и технологии соединений циркония и гафнияE-mail: nikishina@mirea.ru.
Подзорова Людмила Ивановна — Институт металлургии и материаловедения имени А. А. Байкова РАН (119334, Москва, Ленинский пр., 49), кандидат химических наук, ведущий научный сотрудник, специалист в области физико-химических основ технологии конструкционной керамики. E-mail: ludpodzorova@gmail.com.
Ссылка:
Гречишников Н.В., Ильичева А.А., Подзорова Л.И., Никишина Е.Е. Получение гафнатов европия и гадолиния со структурой пирохлора с применением микроволнового излучения. Перспективные материалы, 2025, № 2, с. 66 – 72. DOI: 10.30791/1028-978X-2025-2-66-72
Литература содержит 18 ссылку.

См. подробнее о статье на сайте e-library
Перейти
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
Литература/References

  1. Turner K.M., Rittman D.R., Heymach R.A., et al. Pressure-induced structural modifications of rare-earth hafnate pyrochlore. J. Phys. Condens. Matter, 2017, v. 29, art. 255401.
  2. Shu X., Fan L., Xie Y., et al. Alpha-particle irradiation effects on uranium-bearing Gd2Zr2O7 ceramics for nuclear waste forms. Journal of the European Ceramic Society, 2017, v. 37, no. 2, pp. 779 – 785.
  3. Калинина М.В., Симоненко Т.Л., Арсентьев М.Ю. и др. Протонпроводящая керамика на основе гафната и церата бария, легированных оксидами циркония, иттрия и иттербия для электролитов топливных элементов. Перспективные материалы, 2021, № 2, с. 41 – 51. / Kalinina M.V., Simonenko T.L., Arsentiev M.Y., et al. Proton-conducting ceramics based on barium hafnate and cerate doped with zirconium, yttrium, and ytterbium oxides for fuel cell electrolytes. Inorganic Materials: Applied Research, 2021, v. 12, no. 5, pp. 1265 – 1270.
  4. Cong L., Zhang S., Gu S., Li W. Thermophysical properties of a novel high entropy hafnate ceramic. Journal of Materials Science and Technology, 2021, v. 85, pp. 152 – 157.
  5. Stanek C.R., Jiang C., Uberuaga B.P., et al. Predicted structure and stability of A4B3O12 δ-phase compositions. Physical Review B — Condensed Matter and Materials Physics, 2009. v. 80, no. 17, art. 174101.
  6. Cepeda-Sánchez N.M., Díaz-Guillén J.A., Maczka M., et al. Mechanochemical synthesis, crystal structure and ion conduction in the Gd2Hf2−xTixO7 system. Journal of Materials Science, 2017, v. 52, no. 20, pp. 11933 – 11946.
  7. Rahimi-Nasrabadi M., Mahdavi S., Adib K. Controlled synthesis and characterization of Dy2Ti2O7 nanoparticles through a facile approach. Journal of Materials Science: Materials in Electronics, 2017, v. 28, no. 21, pp. 16133 – 16140.
  8. Chen H., Gao Y., Liu Y., Luo H. Coprecipitation synthesis and thermal conductivity of La2Zr2O7. Journal of Alloys and Compounds, 2009, v. 480, no. 2, pp. 843 – 848.
  9. Mani R., Jiang H., Gupta S.K., et al. Role of synthesis method on luminescence properties of Europium(II, III) ions in β-Ca2SiO4: Probing local site and structure. Inorganic Chemistry, 2018, v. 57, no. 3, pp. 935 – 950.
  10. Gupta S.K., Ghosh P.S., Yadav A.K., et al. Origin of blue-green emission in α-Zn2P2O7 and local structure of Ln3+ ion in α-Zn2P2O7:Ln3+ (Ln = Sm, Eu): Time-resolved photoluminescence, EXAFS, and DFT measurements. Inorganic Chemistry, 2017, v. 56, no. 1, pp. 167 – 178.
  11. Гречишников Н.В., Никишина Е.Е., Ильичева А.А., Подзорова Л.И. Влияние СВЧ обработки на фазовый состав цирконата европия. Цветные металлы, 2023, №. 10, doi: 10.17580/tsm.2023.10.06. / Grechishnikov N.V., Nikishina E.E., Ilyicheva A.A., Podzorova L.I. Vliyanie SVCh obrabotki na fazovyj sostav cirkonata evropiya [The influence of microwave treatment on the phase composition of europium zirconate]. Cvetnye metally [Non-ferrous metals], 2023, no. 10, doi: 10.17580/tsm.2023.10.06. (In Russ.).
  12. Liu H., Wang R., Jiang H., et al. Study on adsorption characteristics of uranyl ions from aqueous solutions using zirconium hydroxide. Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 2016, v. 308, no. 1, pp. 213 − 220.
  13. Matovic B., Maletaskic J., Bucevac D. Synthesis, characterization and sintering of Gd2Hf2O7 powders synthesized by solid state displacement reaction at low temperature. Ceramics International, 2018, v. 44, pp. 16978 – 16976.
  14. Lumpkin G.R., Aughterson R.D. Perspectives on pyrochlores, defect fluorites, and related compounds: building blocks for chemical diversity and functionality. Frontiers in Chemistry, 2021, v. 9, art. 778140.
  15. Stopyra M., Moskal G., Niemiec D. Synthesis and thermal properties of europium zirconate and hafnate via solid state reaction and polymerized complex method. Surface and Coatings Technology, 2015, v. 284, pp. 38 – 43.
  16. Mikuśkiewicz M., Moskal G., Migas D., Stopyra M. Thermal diffusivity characterization of europium zirconate, cerate and hafnate. Ceramics International, 2019, v. 45, no. 2, pp. 2760 – 2770.
  17. Sevastyanov V.G., Simonenko E.P., Simonenko N.P., et al. Synthesis, vaporization and thermodynamic properties of superfine Nd2Hf2O7 and Gd2Hf2O7. European Journal of Inorganic Chemistry, 2013, no. 26, pp. 4636 – 4644.
  18. Guskov V.N., Tyurin A.V., Guskov A.V., et al. Thermal expansion and thermodynamic properties of gadolinium hafnate ceramics. Ceramics International, 2020, v. 46, no. 8, pp. 12822 – 12827.
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
Исследование образцов алюминия, армированного полыми медными сферами,
полученных литьем

В. А. Гулевский, В. И. Антипов, А. Г. Колмаков, С. Н. Цурихин, Н. Ю. Мирошкин,
В. В. Гулевский, Ю. Э. Мухина, Е. Е. Баранов, М. А. Каплан

Проведен анализ механического поведения армированного алюминия с металлизи­­рованными сферами. Образцы из армированного алюминия, полученные по усовершенствованной литейной технологии, исследованы на изгиб. Изучена роль металлизированных сфер при сопротивлении деформации. Определена зависимость предел прочности на изгиб от диаметра армирующих сфер. Установлено, что применение сфер минимального размера предпочтительней, так как достигается максимальная нагрузка с малой деформацией и удлинением образца. Применение сфер пенополистирола покрытых медно-графитовым слоем приводит к облегчению изделия до 30 % от общей массы.

Ключевые слова: армированный алюминий; испытания на изгиб; литейные технологии.

DOI: 10.30791/1028-978X-2025-2-73-79
Гулевский Виктор Александрович — Волгоградский индустриальный техникум (400112, Волгоград, Красноармейский район, ул. Арсеньева, 8), преподаватель, кандидат технических наук, специалист в области материаловедения, углеродных материалов и металлов. E-mail: gulevskiy.v@mail.ru.
Антипов Валерий Иванович — Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН (119334 Москва, Ленинский проспект, 49), кандидат технических наук, старший научный сотрудник, ведущий научный сотрудник, специалист в области порошковой металлургии, покрытий и композиционных материалов. E-mail: viantipov@imet.ac.ru.
Колмаков Алексей Георгиевич — Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН (Москва, 119334, Ленинский проспект, 49), доктор технических наук, член-корреспондент РАН, заведующий лабораторией, специалист в области композиционных и наноматериалов, мультифрактального анализа, синергетики. E-mail: akolmakov@imet.ac.ru.
Цурихин Сергей Николаевич — Волгоградский государственный технический университет (400131 Волгоград, проспект Ленина, 28), кандидат технических наук, доцент, специалист в области разработки и создания композиционных материалов. E-mail: madgestic@yandex.ru.
Мирошкин Николай Юрьевич — Волгоградский государственный технический университет (400131 Волгоград, проспект Ленина 28), кандидат технических наук, заведующий лабораторией, специалист в области технологии изготовления композиционных материалов. E -mail: nikolays34rus@gmail.com.
Гулевский Василий Викторович — Волгоградский государственный технический университет (400131 Волгоград, проспект Ленина 28), аспирант, специалист в области технологии изготовления композиционных материалов. E -mail: gulevskij.v@yandex.ru.
Мухина Юлия Эдуардовна — Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН (119334 Москва, Ленинский проспект, 49), кандидат технических наук, научный сотрудник, специалист в области структурного анализа и физикохимии неорганических материалов. E-mail:
mukhina.j.e.imet@yandex.ru.
Баранов Евгений Евгеньевич — Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН (119334 Москва, Ленинский проспект, 49), научный сотрудник, специалист в области материаловедения и физики металлов. E-mail: arefy@mail.ru.
Каплан Михаил Александрович — Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН (119334 Москва, Ленинский проспект, 49), кандидат технических наук, младший научный сотрудник, специалист в области порошковой металлургии, композиционных материалов, титановых сплавов. E-mail: Misha279@yandex.ru.
Ссылка:
Гулевский В.А., Антипов В.И., Колмаков А.Г., Цурихин С.Н., Мирошкин Н.Ю., Гулевский В.В., Мухина Ю.Э., Баранов Е.Е., Каплан М.А. Исследование образцов алюминия, армированного полыми медными сферами, полученных литьем. Перспективные материалы, 2025, № 2, с. 73 – 79. DOI: 10.30791/1028-978X-2025-2-73-79
Литература содержит 11 ссылку.

См. подробнее о статье на сайте e-library
Перейти
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
Литература/References

  1. Bastawros A.F., Bart-Smith H., Evans A.G. Experimental analysis of deformation mechanisms in a closed-cell aluminum alloy foam. Journal of the Mechanics and Physics of Solids, 2000, v. 48, no. 2, рр. 301 – 322.
  2. Dannemann K.A., Lankford Jr.J. High strain rate compression of closed-cell aluminium foams. Materials Science and Engineering A, 2000, v. 293, no. 1 – 2, pp. 157 – 164.
  3. Deshpande V.S., Fleck N.A. High strain rate compressive behaviour of aluminium alloy foams. International Journal of Impact Engineering, 2000, v. 24, no. 3, pp. 277 – 298.
  4. Neville B.P., Rabiei A. Composite metal foams processed through powder metallurgy. Materials and Design, 2008, v 29, no. 2, pp. 388 – 396.
  5. Ramamurty U., Paul A. Variability in mechanical properties of a metal foam. Acta Materialia, 2004, v. 52, no. 4, pp. 869 – 876.
  6. Rabiei A., Garcia-Avila M. Effect of various parameters on properties of composite steel foams under variety of loading rates. Materials Science and Engineering A, 2012, v. 564, pp. 539 – 547.
  7. Seitzberger M., Rammerstorfer F.G., Gradinger R., Degischer H.P., Blaimschein M., Walch C. Experimental studies on the quasi-static axial crushing of steel columns filled with aluminium foam. International Journal of Solids and Structures, 2000, v. 37, pp. 4125 – 4147.
  8. Shen J., Lu G., Ruan D. Compressive behaviour of closed-cell aluminium foams at high strain rates. Composites Part B: Engineering, 2010, v. 41, no. 8, pp. 678 – 685.
  9. Schüler P., Fischer S.F., Bührig-Polaczek A., Fleck C. Deformation and failure behaviour of open cell Al foams under quasistatic and impact loading. Materials Science and Engineering A, 2013, v. 587, pp. 250 – 261.
  10. Гулевский В.А., Цурихин С.Н., Барабанов С.В., Кидалов Н.А. Исследование пенометалла с про­питкой медного каркаса алюминием. Заготови­тель­ные производства в машиностроении, 2019, № 5, c. 7 – 10. / Gulevskii V.A., Tsurikhin S.N., Barabanov S.V., Kidalov N.A. Issledovaniye penometalla s propitkoy mednogo karkasa alyuminiyem [Study of foam metal with impregnation of a copper frame with aluminum]. Zagotovitel’nye proizvodstva v mashinostroenii [Procurement production in mechanical engineering], 2019, no. 5, pp. 7 – 10. (In Russ.).
  11. РД 03-495-02 Технологический регламент прове­дения аттестации сварщиков и специалистов сва­рочного производства. Источник: https://znaytovar.ru/gost/2/RD_0349502_Texnologicheskij_re.html? / RD 03-495-02 Tekhnologicheskii reglament provedeniya attestatsii svarshchikov i spetsialistov svarochnogo proizvodstva [Technological regulations for certification of welders and welding production specialists]. https://znaytovar.ru/gost/2/RD_0349502_Texnologicheskij_re.html?
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
Анализ микроструктуры и твердости сварных точек при лазерно-акустическом
способе нагрева нержавеющей стали

И. В. Шварц, Я. В. Крылов, С. А. Никифоров, А. И. Горунов, А. Х. Гильмутдинов

Рассматрен лазерно-акустический способ точечного нагрева нержавеющей стали AISI 316L. Разработана оснастка для проведения экспериментов с приложением ультразвуковых колебаний частотой 40 кГц и мощностью 100 Вт и без. Проведен анализ микроструктуры сварных точек на основе полученных оптических снимков. Выявлена глобулярная форма дендритов при обработке с ультразвуковым воздействием в отличии от полученной столбчатой формы дендритов при обработке традиционным способом. Разработан алгоритм определения процентного содержания фазовых составляющих полученной микроструктуры — аустенита и введённой условно “X”-фазы, учитывающей феррит и другие возможные новообразования в структуре сварной точки. Сравнительный анализ показал, что содержание “X”-фазы на линии сплавления практически одинаково, в то время как в центральной и смешанной зоне сварной точки её процентное содержание на 51 % и 41 % больше в экспериментах, проведенных с ультразвуковым воздействием. Анализ показал повышение твердости сварных точек в пределах 5 %. Сделан вывод о целесообразности разработки и применения лазерно-акустического способа обработки.

Ключевые слова: лазерная сварка, ультразвуковые колебания, нержавеющая сталь, микроструктура.

DOI: 10.30791/1028-978X-2025-2-80-88
Шевченко Валерий Павлович — Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт” (123182 Москва, пл. Курчатова, 2), доктор химических наук, старший научный сотрудник, ведущий научный сотрудник, специалист в области синтеза изотопномеченых соединений. E-mail: ATRegister@mail.ru.
Нагаев Игорь Юлианович — Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт” (123182 Москва, пл. Курчатова, 2), кандидат химических наук, старший научный сотрудник, специалист в области синтеза изотопномеченых соединений. E-mail: nagaev.img@yandex.ru.
Мясоедов Николай Федорович — Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт” (123182 Москва, пл. Курчатова, 2), доктор химических наук, профессор, академик РАН, специалист в области биоорганической химии и биотехнологии, синтеза изотопномеченых соединений. E-mail: myasoedov-nf.img@yandex.ru.
Ссылка:
Шварц И.В., Крылов Я.В., Никифоров С.А., Горунов А.И., Гильмутдинов А.Х. Анализ микроструктуры и твердости сварных точек при лазерно-акустическом способе нагрева нержавеющей стали. Перспективные материалы, 2025, № 2, с. 80 – 88. DOI: 10.30791/1028-978X-2025-2-80-88
Литература содержит 10 ссылку.

См. подробнее о статье на сайте e-library
Перейти
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
Литература/References

  1. Patterson T., Lippold J., Panton B. Laser weld formation and microstructure evolution in stainless steel alloys. Welding in the World, 2022, v. 66, pp. 1521 – 1534. https://doi.org/10.1007/s40194-022-01285-6.
  2. Федосеева Е.М., Ольшанская Т.В., Душина А.Ю. Закономерности формирования структуры в механизмах кристаллизации аустенитных сталей (обзор). Вестник ПНИПУ. Машиностроение. Материаловедение, 2023, т. 25, № 1, с. 83 – 97. doi: 10.15593/2224-9877/2023.1.09 / Fedoseeva E.M., Olshanskaya T.V., Dushina A.Yu. Zakonomernosti formirovaniya struktury v mekha­nizmah kristallizacii austenitnyh stalej (obzor) [Regularities of structure formation in crystallization mechanisms of austenitic steels (review)]. Vestnik PNIPU. Mashinostroenie. Materialovedenie. [Bulletin of PNRPU. Mechanical engineering, materials science.], 2023, v. 25, no. 1, pp. 83 – 97. (In Russ.). doi: 10.15593/2224-9877/2023.1.09
  3. Kumar S., Kumar D., Singh I., Rath D. An insight into ultrasonic vibration assisted conventional manu­facturing processes: A comprehensive review. Advances in Mechanical Engineering, 2022, v. 14, iss. 6, art. 168781322211078. https://doi.org/10.1177/ 16878132221107812.
  4. Горунов А.И, Нюхляев О.А., Гильмутдинов А.Х. Лазерно-акустическая сварка образцов из стали 12Х18Н9Т. Вестник ЮГУ, 2023, вып. 4, с. 112 – 119. / Gorunov A.I., Nyukhlaev O.A., Gilmutdinov A.Kh. Lazerno-akusticheskaya svarka obrazcov iz stali 12H18N9T [Features of the formation of the structure of welds obtained by laser-acoustic welding of stainless steels]. Vestnik YUGU [Yugra State University Bulletin], 2023, no. 4, pp. 112 – 119. (In Russ.).
  5. Zuguo Liu, Xiangzhong Jin, Junyi Zhang, Zhongjia Hao, Junhao Li. Microstructure evolution and mechanical properties of SUS301L stainless steel sheet welded joint in ultrasonic vibration assisted laser welding. Optics & Laser Technology, 2022, v. 153, art. 108193. https://doi.org/10.1016/j.optlastec.2022.108193.
  6. Zuguo Liu, Dabin Zhang, Xiangzhong Jin, Chaojing Yu. Suppression of deformation and enhancement of weld properties in thin stainless steel using synchronous heat sink + ultrasonic hybrid laser welding. Journal of Materials Processing Technology, 2023, v. 322, art. 118215. https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2023.118215
  7. Haipeng Liao, Zhenmin Wang, Bin Zhang, Peng Chi, Yuhai Wang, Jiyu Tian, Xiangmiao Wu, Qin Zhang. Microstructure and mechanical properties of SUS304 weldments manufactured by ultrasonic vibration assisted local dry underwater welding, Journal of Materials Processing Technology, 2023, v. 322, art. 118183. https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2023.118183.
  8. Siyu Zhou, Guangyi Ma, Wu Dongjiang, Dongsheng Chai, Mingkai Lei. Ultrasonic vibration assisted laser welding of nickel-based alloy and austenite stainless steel. Journal of Manufacturing Processes, 2018, v. 31, pp. 759 – 767. https://doi.org/10.1016/j.jmapro.2017.12.023
  9. Елицкий, М.М. и Афанасьева, Л.Е. Влияние азота на микроструктуру сварного шва коррозионно —стойкой стали 12Х18Н10Т после газолазерной резки. Вестник Тверского государственного университета. Серия: Физика, 2011, no. 13, pp. 57 – 62. / Elitsky M.M., Afanasieva L.E. Vliyanie azota na mikrostrukturu svarnogo shva korrozionno - stojkoj stali 12H18N10T posle gazolazernoj rezki. [Effect of nitrogen on the weld joint microstructure after gas laser welding of corrosion-resistant 12X18H10N steel]. Vestnik Tverskogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya: Fizika [Bulletin of Tver State University. Seris: Physiscs], 2011, no. 13, pp. 57 – 62. (In Russ.).
  10. Gilmutdinov A. Kh., Gorunov A. I., Nyukhlaev O. A., Schmidt M. Investigations of the sound frequency effect on laser acoustic welding of stainless steel. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 2020, v. 106, iss. 7–8, pp. 3033 – 3043. https://doi.org/10.1007/s00170-019-04825-5.
Made on
Tilda