Tilda Publishing

ЖУРНАЛ

ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

ISSN 1028-978X

ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Tilda Publishing

2025, № 3

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

Прогнозирование соединений состава ABX (X — As, Sn, Sb, Pb или Bi) со структурой
типа MgAgAs и параметров их кристаллической решетки

Н. Н. Киселева, В. А. Дударев, А. В. Столяренко,
О. В. Сенько, А. А. Докукин, Ю. О. Кузнецова

Проведено прогнозирование 250 еще не полученных соединений состава ABX (где A и B — разные химические элементы, а X — As, Sn, Sb, Pb или Bi) с кристаллической структурой типа MgAgAs и оценены значения параметра их кристаллической решетки с использованием программ машинного обучения. С применением метода скользящего контроля выбраны лучшие алгоритмы машинного обучения для последующего прогнозирования. При прогнозировании еще не полученных соединений наиболее точные программы были основаны на алгоритмах обучения нейронной сети, методе опорных векторов и k-ближайших соседей, для которых определена точность 88,5, 91,0 и 88,4 %, соответственно. При прогнозировании значения параметра кристаллической решетки предсказанных соединений наилучшие результаты получены с использованием программ, основанных на методах Bayesian Ridge (коэффициент детерминации R² = 0,959, средняя абсолютная ошибка MAE= 0,0370, среднеквадратичная ошибка MSE = 0,0030), ARD Regression (R² = 0.950, MAE = 0,0401, MSE = 0,0036) и Ridge (R² = 0,959, MAE = 0,0368, MSE = 0,0029), то есть отклонение расчетных значений от экспериментальных было в пределах 0,0368 – 0,0401 Å. При прогнозировании новых соединений и оценке параметра их кристаллической решетки использовали только значения свойств химических элементов, входящих в их состав.

Ключевые слова: MgAgAs, параметр кристаллической решетки, прогнозирование, машинное обучение.

DOI: 10.30791/1028-978X-2025-3-5-14

Киселева Надежда Николаевна — Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН (119334 Россия, Москва, Ленинский проспект, 49), доктор химических наук, главный научный сотрудник, специалист по применению информационных технологий в химии и материаловедении. E-mail: kis@imet.ac.ru.
Дударев Виктор Анатольевич — Ruhr-Universität Bochum (Universitätsstraβe 150; 44801 Bochum), кандидат технических наук, исследователь; специалист по информационным технологиям. E-mail: vic-dudarev@mail.ru.
Столяренко Андрей Владиславович — Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН (119334 Россия, г. Москва, Ленинский проспект, 49), кандидат технических наук, научный сотрудник, специалист по информационным технологиям. E-mail: stol-drew@yandex.ru.
Сенько Олег Валентинович — Федеральное государственное учреждение Федеральный исследовательский центр “Информатика и управление” РАН (119333 Россия, Москва, ул. Вавилова, 40), доктор физико-математических наук, профессор, ведущий научный сотрудник, специалист по методам обучения ЭВМ. E-mail: senkoov@mail.ru.
Докукин Александр Александрович — Федеральное государственное учреждение Федеральный исследовательский центр “Информатика и управление” Российской академии наук (119333 Россия, Москва, ул. Вавилова, 40), кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник; Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН (119334 Россия, Москва, Ленинский проспект, 49), старший научный сотрудник, специалист по методам обучения ЭВМ. E-mail: dalex@ccas.ru.
Кузнецова Юлиана Олеговна — Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН (119334 Россия, Москва, Ленинский проспект, 49), инженер-исследователь, специалист по информационным технологиям. E-mail: jul98@yandex.ru.

Ссылка на статью:
Киселева Н.Н., Дударев В.А., Столяренко А.В., Сенько О.В., Докукин А.А., Кузнецова Ю.О. Прогнозирование соединений состава ABX (X — As, Sn, Sb, Pb или Bi) со структурой типа MgAgAs и параметров их кристаллической решетки. Перспективные материалы, 2025, № 3, с. 5 – 14. DOI: 10.30791/1028-978X-2025-3-5-14

Литература содержит 35 ссылок.

См. подробнее о статье на сайте e-library

Перейти

ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Литература/References

Mitra M., Benton A., Akhanda S., Qi J., Zebarjadi M., Singh D.J., Poon S.J. Conventional Half-Heusler alloys advance state-of-the-art thermoelectric properties. Materials Today Physics, 2022, v. 28, pp. 100900/1-9, https://doi.org/10.1016/j.mtphys.2022.100900.
Rogl G., Rogl P.F. Development of Thermoelectric Half-Heusler Alloys over the Past 25 Years. Crystals, 2023, v. 13, pp. 1152/1-27. DOI: https://doi.org/10.3390/ cryst13071152.
Pierre J., Karla I. Giant magnetoresistance in RENiSb semiconductors (RE=Tb, Dy, Ho). J. Magnetism and Magnetic Mater., 2000, v. 217, no. 1 – 3, pp. 74 – 82, https://doi.org/10.1016/S0304-8853(00)00319-X.
Butch N.P., Syers P., Kirshenbaum K., Hope A.P., Paglione J. Superconductivity in the topological semimetal YPtBi. Phys. Rev., 2011, v. B84, pp. 220504/ 1-5, https://doi.org/10.1103/PhysRevB.84.220504.
Marazza R., Rossi D., Ferro R. On the ternary rare earth alloys: RAuPb compounds. J. Less-Common Metals, 1988, v. 138, no. 2, pp. 189 – 193, https://doi.org/10.1016/0022-5088(88)90107-5.
Merlo F., Pani M., Fornasini M.L. RMX compounds formed by Alkaline earths, europium and ytterbium. II: Ternary phases with M = Zn, Cd and X = Si, Ge, Sn, Pb. J. Less-Common Metals, 1991, v. 171, no. 2, pp. 329 – 336, https://doi.org/10.1016/0022-5088(91)90155-W.
Szytula A. Structural aspects of chemical bonding in RTX intermetallic compounds. Сroat. Chem. Acta, 1999, v. 72, no. 2 – 3, pp. 171 – 186.
Киселева Н.Н., Бурханов Г.С. Прогноз кристаллических фаз в тройных системах с элементами V группы с применением методов обучения ЭВМ. Изв.АН СССР. Неорган.материалы, 1987, т. 23, no. 12, с. 2006 – 2011. / Kiselyova N.N., Burkhanov G.S. Prognoz kristallicheskikh faz v troinykh sistemakh s elementami V gruppy s primeneniem metodov obucheniya EVM [Prediction of crystalline phases in ternary systems with group V elements using machine learning methods]. Izvestiya AN SSSR. Neorganicheskie materialy [Izvestiya AS USSR. Inorganic materials], 1987, v. 23, no. 12, pp. 2006 – 2011]. (In Russ.).
Киселева Н.Н.,Столяренко А.В., Сенько О.В., Рязанов В.В., Докукин А.А. Прогнозирование новых неорганических соединений состава ABX (X = As, Sn, Sb, Pb или Bi). Материаловедение, 2012, no. 6, с. 36 – 45. / Kiselyova N.N., Stolyarenko A.V., Senko O.V., Ryazanov V.V., Dokukin A.A. Prognozirovanie novykh neorganicheskikh soedineniy sostava ABX (X = As, Sn, Sb, Pb ili Bi) [Prediction of new inorganic compounds of composition ABX (X = As, Sn, Sb, Pb or Bi)]. Materials Science, 2012, no. 6, pp. 36 – 45]. (In Russ.).
Лидоренко Н.С., Дашевский З.М., Дудкин Л.Д., Сколоздра Р.В. Новые материалы для термоэлектрических источников. Доклады Академии наук, 1992, т. 324, no. 3, с. 567 – 570. / Lidorenko N.S., Dashevskii Z.M., Dudkin L.D., Skolozdra R.V. Novye materialy dlya termoelectricheskikh istochnikov [New materials for thermoelectric generators]. Doklady Akademii Nauk, 1992, v. 324, no. 3, pp. 567 – 570. (In Russ.).
Offernes L., Ravindran P., Kjekshus A. Electronic structure and chemical bonding in half-Heusler phases. J.Alloys and Compounds, 2007, v.439, no. 1 – 2, pp. 37 – 54, https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2006.08.316.
Barreteau C., Crivello J.-C., Joubert J.-M., Alleno E. Looking for new thermoelectric materials among TMX intermetallics using high-throughput calculations. Comput. Mater. Sci., 2019, v. 156, no. January, pp. 96 – 103, https://doi.org/10.1016/j.commatsci.2018.09.030.
Gautier R., Zhang X., Hu L., Yu L., Lin Y., Sunde T.O.L., Chon D., Poeppelmeier K.R., Zunger A. Prediction and accelerated laboratory discovery of previously unknown 18-electron ABX compounds. Nature Chem., 2015, v. 7, pp. 308 – 316, https://doi.org/10.1038/nchem.2207.
Bilinska K., Winiarski M.J. Machine Learning-Based Predictions of Power Factor for Half-Heusler Phases. Crystals, 2024, v.14, pp. 354 (1 – 11), https://doi.org/10.3390/cryst14040354.
Gzyl A.S., Oliynyk A.O., Adutwum L.A., Mar A. Solving the Coloring Problem in Half-Heusler Structures: Machine-Learning Predictions and Experimental Validation. Inorg. Chem., 2019, v.58, no. 14, pp. 9280 – 9289, https://doi.org/10.1021/acs.inorgchem.9b00987.
Zhang Y., Xu X. Machine learning modeling of lattice constants for half-Heusler alloys. AIP Advances, 2020, v. 10, pp. 045121 (1 – 11), https://doi.org/10.1063/ 5.0002448.
Carrete J., Li W., Mingo N., Wang S., Curtarolo S. Finding unprecedentedly low-thermal-conductivity half-heusler semiconductors via high-throughput materials modeling. Phys. Rev., 2014, v. X4, no. 1, pp. 011019 (1-9), https://doi.org/10.1103/PhysRevX.4.011019.
Dylla M.T., Dunn A., Anand S., Jain A., Snyder G.J. machine learning chemical guidelines for engineering electronic structures in half-heusler thermoelectric materials. AAAS Research, 2020, v. 2020, art. ID 6375171/1-8, https://doi.org/10.34133/2020/6375171.
Legrain F., Carrete J., van Roekeghem A., Madsen G.R.H., Mingo N. Materials screening for the discovery of new half-heuslers: machine learning versus ab initio methods. J. Phys. Chem. B, 2018, v. 122, no. 2, pp. 625 – 632, https://doi.org/10.1021/acs.jpcb.7b05296.
Tranas R., Lovvik O.M., Tomic O., Berland K. Lattice thermal conductivity of half-Heuslers with density functional theory and machine learning: Enhancing predictivity by active sampling with principal component analysis. Comput. Mater. Sci., 2022, v. 202, pp. 110938 (1-9), https://doi.org/10.1016/j.commatsci.2021.110938.
Kiselyova N.N., Stolyarenko A.V., Ryazanov V.V., Senko O.V., Dokukin A.A., Podbel’skii V.V. A system for computer-assisted design of inorganic compounds based on computer training. Pattern Recognition and Image Analysis, 2011, v. 21, no. 1, pp.88–94, https://doi.org/10.1134/S1054661811010081.
Dudarev V.A., Kiselyova N.N., Stolyarenko A.V., Dokukin A.A., Senko O.V., Ryazanov V.V., Vashchenko E.A., Vitushko M.A., Pereverzev-Orlov V.S. An Information System for Inorganic Substances Physical Properties Prediction Based on Machine Learning Methods. Supplementary Proceedings of the XXII International Conference on Data Analytics and Management in Data Intensive Domains (DAMDID/RCDL 2020). CEUR Workshop Proceedings (CEUR-WS.org). 2020, v.2790, pp. 89 – 102, http://ceur-ws.org/Vol-2790/paper09.pdf.
Журавлев Ю.И., Рязанов В.В., Сенько О.В. “Распознавание”. Математические методы. Программная система. Практические применения. Москва, ФАЗИС, 2006, 176 с. / Zhuravlev Yu. I., Ryazanov V. V., Sen’ko O. V. Raspoznavanie. Matematicheskie metody. Programmnaya sistema. Prakticheskie primeneniya [RECOGNITION: Mathematical Methods, Software System, Practical Applications]. Moscow, FAZIS, 2006, 176 p. (In Russ.).
Сенько О.В., Докукин А.А., Киселева Н.Н., Хомутов Н.Ю. Двухуровневый метод построения линейных регрессий с использованием наборов оптимальных выпуклых комбинаций. Доклады Академии наук, 2018, т. 479, no. 1, с. 11 – 13, https://doi.org/10.7868/S086956521801-0016. / Senko O.V., Dokukin A.A., Kiselyova N.N., Khomutov N.Yu. Two-Stage Method for Constructing Linear Regressions Using Optimal Convex Combinations. Dokl. Mathematics, 2018, v. 97, no. 2, pp. 113 – 114, https://doi.org/10.1134/S1064562418020035.
Журавлев Ю.И., Сенько О.В., Докукин А.А., Киселева Н. Н., Саенко И. А. Двухуровневый метод регрессионного анализа, использующий ансамбли деревьев с оптимальной дивергенцией. Доклады Академии наук, 2021, т. 499, с. 63 – 66, https://doi.org/10.31857/S2686954321040172. / Zhuravlev Yu.I., Senko O.V., Dokukin A.A., Kiselyova N.N., Saenko I.A. Two-level regression method using ensembles of trees with optimal divergence. Dokl. Mathematics, 2021, v. 104, no. 1, pp. 212 – 215, https://doi.org/10.1134/S1064562421040177.
Ващенко Е.А., Витушко М.А., Дударев В.А., Киселева Н.Н., Переверзев-Орлов В.С. К возможности прогнозирования значений параметров многокомпонентных неорганических соединений. Информационные процессы, 2019, т. 19, no. 4, с. 415 – 432. / Vashchenko E.A., Vitushko M.A., Dudarev V.A., Kiselyova N.N., Pereverzev-Orlov V.S. K vozmozhnosti prognozirovaniya znacheniy parametrov mnogokomponentnykh neorganicheskikh soedineniy [On the possibility of predicting the parameter values of multicomponent inorganic compounds]. Informazionnye prozessy [Information processes], 2019, v. 19, no. 4, pp. 415 – 432. (In Russ.).
Senko O.V., Dokukin A.A., Kiselyova N.N., Dudarev V.A., Kuznetsova Yu. O. New two-level ensemble method and its application to chemical compounds properties prediction. Lobachevskii Journal of Mathematics, 2023, v.44, no.1, pp.188–197, https://doi.org/10.1134/S1995080223010341.
Pedregosa F., Varoquaux G., Gramfort A., Michel V., Thirion B., Grisel O., Blondel M., Prettenhofer P., Weiss R., Dubourg V., Vanderplas J., Passos A., Cournapeau D., Brucher M., Perrot M., Duchesnay E. Scikit-learn: machine learning in python. J. Machine Learning Research, 2011, v.12, no.Oct.), pp. 2825 – 2830.
DB “Phases”: https://phase.imet-db.ru/ (visited on 29.07.2024).
DB “Elements”: https://phase.imet-db.ru/elements/main.aspx (visited on 29.07.2024).
Palstra T.T.M., Nieuwenhuys G.J., Vlastuin R.F.M., van den Berg J., Mydosh J.A., Buschow K.H.J. Magnetic and electrical properties of several equiatomic ternary U-compounds. Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 1987, v. 67, no. 3, pp. 331 – 342, https://doi.org/10.1016/0304-8853(87)90192-2
Grykalowska A., Wochowski K., Nowak B. Semi-Heusler-type intermetallics MPtSn (M = Ti, Zr, Hf, Th): a magnetic susceptibility and NMR study. Intermetallics, 2005, v. 13, no. 7, pp. 756 – 763, https://doi.org/10.1016/j.intermet.2004.11.003
Zumdick M.F., Pöttgen R. Determination of the superstructures for the stannides ZrIrSn, HfCoSn, and HfRhSn. Zeitschrift für Kristallographie, 1999, v. 214, no. 2, pp. 90 – 97, https://doi.org/10.1524/zkri.1999.214.2.90
34. Sologub O.L., Salamakha P.S. Rare earth - antimony systems. Handbook on the Physics and Chemistry of Rare Earths. Amsterdam-Boston-Heidelberg-London-New York-Oxford-Paris-San Diego-San Francisco-Singapore-Sydney-Tokyo, Elsevier, 2003, v. 33, pp. 35 – 146.
Mishra T., Schellenberg I., Eul M., Pöttgen R. Structure and properties of EuTSb (T = Cu, Pd, Ag, Pt, Au) and YbIrSb. Zeitschrift für Kristallographie, 2011, v. 226, no. 7, pp. 590 – 601, https://doi.org/10.1524/zkri.2011.1387.

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

Полимерный композиционный материал на основе карбоксилатного бутадиен-нитрильного сополимера для изготовления экологичных маканых изделий

К. Е. Дмитриев, И. С. Коротнева, А. О. Шамина

Разработан полимерный композиционный материал на основе карбоксилатного латекса бутадиен-нитрильного сополимера для производства маканых изделий. В состав полимерного композиционного материала включены стимуляторы биоразложения для ускорения деградации готовых изделий в естественных условиях после окончания срока их эксплуатации. Метод получения полимерного композиционного материала основан на приготовлении латексной композиции с применением дисперсий компонентов серной вулканизующей группы и бионаполнителя, в качестве которого применяли древесную муку или кофейный жмых, или крахмал картофельный. Выбран состав коагулянта, обеспечивающий образование бездефектного латексного геля на поверхности форм при создании маканых изделий. Проведенные испытания определения прочности при разрыве полимерных пленок доказали релевантность разработанной рецептуры полимерного композиционного материала. Установлено, что низконаполненные композиции позволяют получать изделия с более высокой прочностью по сравнению с ненаполненными. Стандартными методиками подтверждена экологическая безопасность изделий на основе разработанного полимерного композиционного материала и отсутствие токсического воздействия продуктов их деградации на всхожесть и рост на ранних стадиях высших растений. Установлено, что продукты разложения не только не оказывают отрицательного воздействия на рост высших растений, но и способствуют их развитию. Показано, что на основе разработанного полимерного композиционного материала, содержащего стимуляторы биоразложения, возможно производить маканые изделия различного назначения.

Ключевые слова: бутадиен-нитрильный сополимер, полимерный композиционный материал, маканые изделия, латекс, дисперсия, коагулянт, стимуляторы биоразложения, прочность, экологическая безопасность.

DOI: 10.30791/1028-978X-2025-3-14-23

Дмитриев Кирилл Евгеньевич — Ярославский государственный технический университет (150023, Ярославль, Московский проспект, 84), аспирант, инженер, специалист в области высокомолекулярных соединений. E-mail: kirill1998d@gmail.com.
Коротнева Ирина Сергеевна — Ярославский государственный технический университет (150023, Ярославль, Московский проспект, 84), кандидат химических наук, доцент, специалист в области высокомолекулярных соединений. E-mail: korotnevais@ystu.ru.
Шамина Александра Олеговна — Ярославский государственный технический университет (150023, Ярославль, Московский проспект, 84), магистр, специализируется в области микробиологии. E-mail: shaminaalexandra10@yandex.ru.

Ссылка на статью:
Дмитриев К.Е., Коротнева И.С., Шамина А.О. Полимерный композиционный материал на основе карбоксилатного бутадиен-нитрильного сополимера для изготовления экологичных маканых изделий. Перспективные материалы, 2025, № 3, с. 14 – 23. DOI: 10.30791/1028-978X-2025-3-14-23

Литература содержит 23 ссылки.

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

Гаврилова О.Е., Никитина Л.Л., Канаева Н.С., Геркина О.Ю. Обзор современных полимерных материалов, применяемых в производствах легкой промышленности. Вестник Казанского технологического университета, 2015, т. 18, № 1, с. 276 - 278. / Gavrilova O.E., Nikitina L.L., Kanaeva N.S., Gerkina O.Yu. Obzor sovremennyh polimernyh materialov, primenyaemyh v proizvodstvah legkoj promyshlennosti [Review of modern polymer materials used in light industry]. Vestnik Kazanskogo tekhnologicheskogo universiteta [Bulletin of Kazan Technological University], 2015, v. 18, № 1, pp. 276 - 278. (In Russ.).
Бикбов М.М., Хуснитдинов И.И., Сигаева Н.Н., Вильданова Р.Р. Полимерные гели и их применение в офтальмологии. Практическая медицина, 2017, т. 2, № 9, с. 38 - 42. / Bikbov M.M., Husnitdinov I.I., Sigaeva N.N., Vil’danova R.R. Polimernye geli i ih primenenie v oftal’mologii [Polymer gels and their use in ophthalmology]. Prakticheskaya medicina [Practical medicine], 2017, v. 2, № 9, pp. 38 - 42. (In Russ.).
Ключников Н.В., Генов И., Кудина А.Е. Полимерное поверхностно-активное вещество для нефтедобывающей отрасли. Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова, 2018, № 11, c. 99 - 103. / Klyuchnikov N.V., Genov I., Kudina A.E. Polimernoe poverhnostno-aktivnoe veshchestvo dlya neftedobyvayushchej otrasli [Polymer surfactant for the oil industry]. Vestnik Belgorodskogo gosudarstvennogo tekhnologicheskogo universiteta im. V.G. Shuhova [Bulletin of Belgorod State Technological University named after. V.G. Shukhova], 2018, № 11, pp. 99 - 103. (In Russ.).
Zhang K., Hamidian A.H., Tubić A., Zhang Y., Fang J.K.H., Wu C., Lam P.K.S. Understanding plastic degradation and microplastic formation in the environment: A review. Environmental Pollution, 2021, v. 274, art. 116554. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2021.116554.
Geyer R., Jambeck J.R., Law K.L. Production, use, and fate of all plastics ever made. Science Advances, 2017, v. 3, no. 7, art. e1700782. https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.1700782.
Lear G., Kingsbury J.M., Franchini S., et al. Plastics and the microbiome: impacts and solutions. Environmental Microbiome, 2021, v. 16, no. 1, art. 2. https://doi.org/10.1186/s40793-020-00371-w.
Rumetshofer T., Fischer J. Information-based plastic material tracking for circular economy — A Review. Polymers, 2023, v. 15, no. 7, art. 1623. https://doi.org/10.3390/polym15071623.
Ухарцева И.Ю, Цветкова Е.А., Гольдаде В.А., Шаповалов В.М. Утилизация упаковочных материалов как основа экологической безопасности: традиционные материалы. Вестник Гродненского государственного университета имени Янки Купалы. Серия 6, 2021, т. 11, № 2, с. 60 - 71. / Uharceva I.Yu, Cvetkova E.A., Gol’dade V.A., Shapovalov V.M. Utilizaciya upakovochnyhmaterialov kak osnova ekologicheskoj bezopasnosti: tradicionnye materialy [Recycling packaging materials as the basis for environmental safety: traditional materials]. Vestnik Grodnenskogo gosudarstvennogo universiteta imeni Yanki Kupaly. Seriya 6 [Bulletin of Grodno State University named after Yanka Kupala. Series 6], 2021, v. 11, no. 2, pp. 60 - 71. (In Russ.).
Gazzotti S., De Felice B., Ortenzi M.A., Parolini M. Approaches for management and valorization of non-homogeneous, non-recyclable plastic waste. International Journal of Environmental Research and Public Health, 2022, v. 19, no. 16, art. 10088. https://doi.org/10.3390/ijerph191610088.
Siracusa V. Microbial degradation of synthetic biopolymers waste. Polymers, 2019, v. 11, no. 6, art. 1066. https://doi.org/10.3390/polym11061066.
Brebu M. Environmental degradation of plastic composites with natural fillers — A Review. Polymers, 2020, v. 12, no. 1, art. 166. https://doi.org/10.3390/polym12010166.
Goel V., Luthra P., Kapur G.S., et al. Biodegradable/Bio-plastics: Myth and realities. Journal of Polymers and the Environment, 2021, no. 29, pp. 3079 – 3104. DOI.org/10.1007/s10924-021-02099-1.
Иринина О.И., Суханова К.А. Экологичная посуда и упаковка для продукции массового питания: реалии и перспективы. Сервис Plus, 2020, т. 14, № 3, с. 65 - 75. / Irinina O.I., Suhanova K.A. Ekologichnaya posuda i upakovka dlya produkcii massovogo pitaniya: realii i perspektivy [Eco-friendly tableware and packaging for mass food products: realities and prospects]. Servis Plus (Service Plus), 2020, v. 14, no. 3, pp. 65 - 75. (In Russ.). DOI: 10.24411/2413-693X-2020-10308.
Moseley B.H., Turner M.E., Redpath N.D. Biodegradable compositions, methods and uses thereof. Pat. WO no. O2014036279A1. Declared 2013.08.29. Publ. 2014.03.06.
Трофимович Д.П., Берестнев В.А. Технология переработки латексов. Москва, Изд. “Научтехлитиздат”, 2003, 372 с. / Trofimovich D.P., Berestnev V.A. Tekhnologiyapererabotki lateksov [Latex processing technology]. Moscow, Publishing house “Nauchtekhlitizdat”, 2003, 372 p. (In Russ.).
Коротнева И.С., Дмитриев К.Е. Полимерный композиционный материал, содержащий стимуляторы биоразложения, для производства маканых изделий. Патент РФ № 2813722. Заявл. 09.03.2023.Опубл. 15.02.2024. / Korotneva I.S., Dmitriev K.E. Polimernyj kompozicionnyj material, soderzhashchij stimulyatory biorazlozheniya, dlya proizvodstva makanyh izdelij [Polymer composite material containing biodegradation stimulants for the production of dipped products]. Pat. RF no. 2813722. Declared 09.03.2023. Publ. 15.02.2024. (In Russ.).
Cherezova E.N., Karaseva Y.S., Momzyakova K.S. Hydrophilic rubber based on butadiene–nitrile rubber and phytogenic powdered cellulose. Polymer Science. Series D, 2022, v. 15, pp. 118 – 121. https://doi.org/10.1134/S1995421222010075.
De Brito E.B., Tienne L.G.P., Cordeiro S.B., Marques M.F.V. Development of polypropylene composites with green coffee cake fibres subjected to water vapor explosion. Waste and biomass valorization, 2020, v. 11, pp. 6855 – 6867. https://doi.org/10.1007/s12649-019-00929-x.
Dominic M., Joseph R., Begum P.M.S., et al. Cellulosic bionanocomposites based on acrylonitrile butadiene rubber and Cuscuta reflexa: adjusting structure-properties balance for higher performance. Cellulose, 2021, v. 28, pp. 7053 – 7073. https://doi.org/10.1007/s10570-021-03958-9.
Дик Дж.С. Технология резины: рецептуростроение и испытания. Cанкт-Петербург, Изд. Научные основы и технологии, 2010, 620 с. / Dick J.S. Rubber technology: Compounding and testing for performance. Hanser Pub. Inc., 2001, 567 p.
Rajesh B.R., Shibulal G.S. Chandra A.K. Naskar K. Compounding and vulcanization. Advances in Elastomers I, 2013, v. 11, pp. 83 - 135. https://doi.org/10.1007/978-3-642-20925-3_4.
Maslowski M., Aleksieiev A., Miedzianowska J., Strzelec K. Potential application of peppermint (Mentha piperita L.), german chamomile (Matricaria chamomilla L.) and yarrow (Achillea millefolium L.) as active fillers in natural rubber biocomposites. International Journal of Molecular Sciences, 2021, v. 22, no. 14, art. 7530. https://doi.org/10.3390/ijms22147530.
Boey J.Y., Lee C.K., Tay G.S. Factors affecting mechanical properties of reinforced bioplastics: a review. Polymers, 2022, v. 14, art. 3737. https://doi.org/10.3390/polym14183737.

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 тантала на структуру и свойства нержавеющей стали AISI 316L

А. М. Романова, A. И. Горунов

Исследовано влияние тантала на микроструктуру и свойства нержавеющей стали AISI 316L, полученной в процессе прямого лазерного нанесения металла. Порошковая смесь для прямого лазерного нанесения металла подготовлена путем добавления порошка тантала к порошку из сплава AISI 316L в пропорциях 5 и 95 % соответственно. Печать металлических образцов осуществляли при мощности лазерного излучения 180 и 200 Вт. Проведено сравнение высоты и ширины в продольном и поперечном сечении, анализ микроструктуры, микротвёрдости, испытаний на трение и элементный анализ двух видов полученных образцов. Показано влияние тантала на дендритную структуру. Установлено, что содержание тантала в сплаве в процессе лазерного нанесения металла оказывает значительное влияние на объемную усадку образцов, а также способствует к появлению осей второго порядка на осях первого порядка дендритных кристаллов. Частицы тантала являются центрами кристаллизации, а также способствуют измельчению зерен нержавеющей стали AISI 316L. В процессе прямого лазерного нанесения металла частицы тантала плавятся не полностью, частично сохраняя свою исходную структуру, что подтверждается результатами элементного анализа.

Ключевые слова: аддитивное производство, прямое лазерное нанесение металла, нержавеющая сталь, тантал, микроструктура.

DOI: 10.30791/1028-978X-2025-3-24-33

Романова Анастасия Михайловна — ФГБОУ ВО “Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева – КАИ” (г. Казань, 420111, ул. К. Маркса, 10), аспирант, специалист в области лазерных и аддитивных технологий. E-mail: rom.na18@mail.ru.
Горунов Андрей Игоревич — ФГБОУ ВО “Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева – КАИ”, доктор технических наук, профессор, специалист в области лазерных и аддитивных технологий. E-mail: gorunow.andrej@yandex.ru.

Ссылка на статью:
Романова А.М., Горунов A.И. Влияние тантала на структуру и свойства нержавеющей стали AISI 316L. Перспективные материалы, 2025, № 3, с. 24 – 33. DOI: 10.30791/1028-978X-2025-3-24-33

Литература содержит 19 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

Jorge L. Amaya-Rivas, Bryan S. Perero, Carlos G. Helguero, et al. Future trends of additive manufacturing in medical applications: An overview. Heliyon, 2024, v. 10, no. 5, art. e26641. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2024.e26641.
Muthaiah V.M.S., Indrakumar S., Suwas S., Chatterjee K. Surface engineering of additively manufactured titanium alloys for enhanced clinical performance of biomedical implants: A review of recent developments. Bioprinting, 2022, v. 25, art. e00180. https://doi.org/10.1016/j.bprint.2021.e00180.
Kumawat Sh., Deshmukh S.R., Ghorpade R.R. Fabrication of Ti-6Al-4V cellular lattice structure using selective laser melting for orthopedic use: A review. 7th International Conference on Production and Industrial Engineering, online, 10 – 12 March 2023, Jalandhar. Elsevier, 2023, art. 053. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2023.08.053.
Tang H.P., Zhao P., Xiang C.S., Liu N., Jia L. Ti-6Al-4V orthopedic implants made by selective electron beam melting. In book: Titanium in Medical and Dental Applications. Elsevier Inc., 2018, pp. 239 - 249. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-812456-7.00011-1.
Kim K.T., Eo M.Y., Nguyen T.T.H., et al. General review of titanium toxicity. International Journal of Implant Dentistry, 2019, v. 5, art. 10. https://doi.org/10.1186/s40729-019-0162-x.
Kandaswamy E., Harsha M., Joshi V.M. Titanium corrosion products from dental implants and their effect on cells and cytokine release: A review. Journal of Trace Elements in Medicine and Biology, 2024, v. 84, art. 127464. https://doi.org/10.1016/j.jtemb.2024.127464.
He X., Reichl F.-X., Milz S., et al. Titanium and zirconium release from titanium- and zirconia implants in mini pig maxillae and their toxicity in vitro. Dental Materials, 2020, v. 36, no. 3, pp. 402 - 412. https://doi.org/10.1016/j.dental.2020.01.013.
Vautrin A., Aw J., Attenborough E., Varga P. Fatigue life of 3D-printed porous titanium dental implants predicted by validated finite element simulations. Front. Bioeng. Biotechnol., 2023, v. 11, art. 1240125. https://doi.org/10.3389/fbioe.2023.1240125.
Zheng Y., Yang Y., Liu X., et al. Accelerated corrosion of 316L stainless steel in a simulated oral environment via extracellular electron transfer and acid metabolites of subgingival microbiota. Bioactive Materials, 2024, v. 35, pp. 56 - 66. https://doi.org/10.1016/j.bioactmat.2024.01.007.
Eduok U. Microbiologically induced intergranular corrosion of 316L stainless steel dental material in saliva. Materials Chemistry and Physics, 2024, v. 313, art. 128799. https://doi.org/10.1016/j.matchemphys. 2023.128799.
Naser Sh.A., Anaee R.A., Jaber H.A., et al. Deposition of nickel-titanium coating on stainless steel 316L by direct current sputtering for bio-implants: Electrochemical, microstructural, and morphological investigations. Inorganic Chemistry Communications, 2024, v. 165, art. 112478. https://doi.org/10.1016/j.inoche.2024.112478.
Pathote D., Singh V., Jaiswal D., et al. Improving the electrochemical corrosion behavior of stainless steel (316L) through the deposition of tantalum-based thin films. 2nd International Conference on Management and Recycling of Metallurgical Wastes, online, 27-28 February 2023, Varanasi. Elsevier, 2023, art. 003. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2023.08.003.
Karthika Prasad, Olha Bazaka, Ming Chua, et al. Metallic biomaterials: Current challenges and opportunities. Materials, 2017, v. 10, no. 8, art. 884. https://doi.org/10.3390/ma10080884.
Pathote D., Kumari P., Singh V., et al. Biocompatibility evaluation, wettability, and scratch behavior of Ta-coated 316L stainless steel by DC magnetron sputtering for the orthopedic applications. Surface and Coatings Technology, 2023, v. 459, art. 129392. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2023.129392.
Soro N., Brodie E.G., Abdal-hay A., et al. Additive manufacturing of biomimetic titanium-tantalum lattices for biomedical implant applications. Materials & Design, 2022, v. 218, art. 110688. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2022.110688.
Горунов А.И., Морозов В.В., Гусева Д.В., Кудимов О.В. Исследование структуры и свойств нового пористого композиционного материала, полученного прямым лазерным нанесением. Вопросы материаловедения, 2023, № 4, с. 59 - 68. https://doi.org/10.22349/1994-6716-2023-116-4-59-68. / Gorunov A.I., Morozov V.V., Guseva D.V., Kudimov O.V. Issledovaniestruktury i svoistv novogo poristogo kompozitsionnogo materiala, poluchennogo priamym lazernym naneseniem [Study of structure and properties of a new porous composite material obtained by direct laser deposition]. Voprosy Materialovedeniya [Questions of Materials Science], 2023, no. 4, pp. 59 - 68. (In Russ.). https://doi.org/10.22349/1994-6716-2023-116-4-59-68. (In Russ.).
Нисияма Йо., Окада Х., Осуки Т., Дан Э. Металлический материал, устойчивый к карбюризации. Патент РФ № 2553136. Заявл. 29.05.2012. Опубл. 10.06.2015. / Nisiiama Y., Okada H., Osuki T., Dan E. Metallicheskii material, ustoichivyi k karbiurizatsii [Metal material resistant to carburetion]. Patent RU no. 2553136. Declared 2012.05.29. Publ. 2015.06.10. (In Russ.).
Ибатуллин И.Д. Триботехнические испытания на фрикционную совместимость. Самара, СНЦ РАН, 2014, 217 с. / Ibatullin I.D. Tribotekhnicheskie ispytaniia na friktsionnuiu sovmestimost’ [Tribotechnical tests for frictional compatibility]. Samara, SNTs RAN Publ., 2014, 217 p. (In Russ.).
Романова А.М., Горунов А.И. Исследование влияния Ta и Zr на структуру и свойства сплава 316L, получаемого методом прямого лазерного нанесения металла для костного имплантата. Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Машиностроение. Материаловедение, 2024, т. 26, № 1, с. 74 - 83. https://doi.org/10.15593/2224-9877/2024.1.09. / Romanova A.M., Gorunov A.I. Issledovanie vliianiia Ta i Zr na strukturu i svoistva splava 316L, poluchaemogo metodom priamogo lazernogo naneseniia metalla dlia kostnogo implantata [Study of the influence of Ta and Zr on the structure and properties of the 316L alloy obtained by direct laser application of metal for bone implant]. Vestnik Permskogo natsional’nogo issledovatel’skogo politekhnicheskogo universiteta. Mashinostroenie. Materialovedenie [Bulletin of PNRPU. Mechanical engineering, materials science], 2024, v. 26, no. 1, pp. 74 - 83. https://doi.org/10.15593/2224-9877/ 2023.4.09. (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

Исследование свойств нанокомпозитов на основе смеси полиэтиленов высокого и низкого давления с никельсодержащими нанонаполнителями

Г. Г. Мамедова, Н. И. Курбанова, Т. М. Гулиева, Э. Г. Искендерова

Исследованы композитные материалы на основе смеси полиэтиленов высокого и низкого давления, включающие добавки мелкодисперсного оксида никеля методами рентгенофазового анализа (РФА), дифференциально-термического анализа (ДТА) и сканирующей электронной микроскопии (СЭМ). Выявлено улучшение прочностных, деформационных показателей и термоокислительной стабильности композитов при введении мелкодисперсного оксида никеля, что, по-видимому, связано с образованием межфазных связей между никельсодержащими наночастицами и компонентами полимерной композиции. Показано, что нанокомпозиты на основе смеси полиэтиленов высокого и низкого давления, включающие добавки мелкодисперсного оксида никеля, могут перерабатываться как методом прессования, так и методами литья под давлением и экструзией, что расширяет сферы их применения. Небольшие количества нанонаполнителя, вводимые в полимер, играют роль структурообразователей — искусственных зародышей кристаллизации, что способствует возникновению в полимере мелкосферолитной структуры, характеризующейся улучшенными физико-механическими и термическими свойствами полученного нанокомпозита.

Ключевые слова: полиэтилен высокого давления; полиэтилен низкого давления; нанокомпозиты; наночастицы оксида никеля; прочностные свойства; деформационные свойства; термические свойства; РФА, ДТА и СЭМ анализы.

DOI: 10.30791/1028-978X-2025-3-34-41

Мамедова Гюнай Гусейн кызы —Азербайджанский государственный институт нефти и промышленности (Az1010, Азербайджан, Баку, пр. Азадлыг 20). докторант, cпециалист в области разработки композиционных материалов. E-mail: ipoma@science.az.
Курбанова Нушаба Исмаил кызы — Институт полимерных материалов Министерства Науки и Образования Азербайджанской Республики (Az5004, Азербайджан, Сумгайыт, ул. С.Вургуна, 124), доктор химических наук, заведующая лабораторией, специалист в области разработки композиционных материалов, а также нанокомпозитов, на основе эластомеров и термопластов и их бинарных смесей. E-mail: kurbanova.nushaba@mail.ru.
Гулиева Туркан Мушвиг кызы — Институт полимерных материалов Министерства Науки и Образования Азербайджанской Республики (Az5004, Сумгайыт, Азербайджан, ул. С.Вургуна, 124), старший научный сотрудник, специалист в области разработки композиционных материалов. E-mail: ipoma@science.az.
Искендерова Эсфира Гудрат кызы — Институт полимерных материалов Министерства Науки и Образования Азербайджанской Республики (Az5004, Сумгайыт, Азербайджан, ул. С.Вургуна, 124), инженер, специалист в области разработки композиционных материалов. E-mail: ipoma@science.az.

Ссылка на статью:
Мамедова Г.Г., Курбанова Н.И., Гулиева Т.М., Искендерова Э.Г. Исследование свойств нанокомпозитов на основе смеси полиэтиленов высокого и низкого давления с никельсодержащими нанонаполнителями. Перспективные материалы, 2025, № 3, с. 34 – 41. DOI: 10.30791/1028-978X-2025-3-34-41

Литература содержит 28 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

Joseph H. Koo. Polymer nanocomposites. Processing, characterization and applications. New York: McGraw-Hill. Nanoscience and Technology Series, 2006, 289 p.
Суздалев. И.П., Суздалев П.И. Нанокластеры и нанокластерные системы. Успехи химии, 2001, т. 70, № 3, с. 203 - 240. / Suzdalev I.P., Suzdalev P.I. Nanoklastery i nanoklasternye sistemy [Nanoclusters and nanocluster systems]. Uspekhi khimii [Russian chemical reviews], 2001, v. 70, no. 3, pp. 203 – 240. (In Russ.).
Помогайло А.Д. Гибридные полимер — неорганические нанокомпозиты. Успехи химии, 2000, т. 6, № 1, с. 60 - 89. / Pomogaylo A.D. Gibridnye polimer — neorganicheskie nanokompozity [Hybride polymer — inorganic nanocomposites]. Uspekhi khimii [Russian chemical reviews], 2000, v. 69, no. 1, pp. 60 – 89. (In Russ.).
Помогайло А.Д., Розенберг А.С., Уфлянд И.Е. Наночастицы металлов в полимерах. Москва, Химия, 2000, 672 с. / Pomogaylo A.D., Rozenberg A.S., Uflyand I.E. Nanochastitsy metallov v polimerakh [Nanoparticles of metals in polymers]. Moscow, Khimiya Publ., 2000, 672 p. (In Russ.).
Третьяков А.О. Полимерные нанокомпозиты — материалы XXI века. Оборудование и инструменты для профессионалов, 2003, № 2 (37), с. 18 – 20. / Tretyakov A.O. Polimernye nanokompozity — materialy XXI veka [Polymer nanocomposites –materials of XXI century]. Oborudovaniye i instrument dlya professionalov [Equipment and instruments for professionals], 2003, no. 2 (37), pp. 18 – 20. (In Russ.).
Михайлин Ю.А. Полимерные нанокомпозиционные материалы. Полимерные материалы, 2009, № 7, с. 10 – 13. / Mikhaylin Yu.A. Nanokompozitniye polimerniye materially [Polymer nanocomposition materials]. Polimernye materialy [Polymer materials], 2009, no. 7, pp. 10 – 13. (In Russ.).
Фостер Л. Нанотехнологии. Наука, инновации и возможности. Москва, Техносфера, 2008. 352 с. / Foster L.E. Nanotechnology: Science, innovation and opportunityes. Prentice Hall Publ., 2005, 336 p.
Gubin S.P., Yurkov G.Yu., Kosobudsky I.D. Nanomaterials based on metal-containing nanoparticles in polyethylene and other carbon-chain polimers. International Journal of Materials and Product Technology, 2005, v. 23, no. 1 – 2, рр. 2 – 25.
Magerramov A.M., Ramazanov M.A., Hajiyeva F.V. Structure and dielectric properties of nanocomposites on the basis of high-density polyethylene and lead sulfide. Chalcogenide Letters, 2014, v. 11, no. 4, pp. 175 - 180.
Курбанова Н.И., Гулиева Т.М., Ищенко Н.Я. Свойства нанокомпозитов на основе полиэтилена высокого давления с металлсодержащими нанонаполнителями. Перспективные материалы, 2020, № 2, c. 48 - 54. / Kurbanova N.I., Guliyeva T.M., Ishenko N.Ya. Properties of nanocomposites of high-pressure polyethylene with metal-containing nanofillers. Inorganic Materials: Applied Research, 2020, v. 11, no. 5, pp. 1180 – 1183.
Курбанова Н.И., Мамедова Г.Г., Гулиева Т.М., Искендерова Э.Г. Исследование свойств металлсодержащих композитов на основе смеси полиэтиленов высокого и низкого давления. Журнал прикладной химии, 2023, т. 96, вып. 8, c. 713 - 718. / Kurbanova N.I., Mamedova G.G., Guliyeva T.M., Iskenderova E.G. Properties of metal-containing composites based on blends of low- and high-density polyethylene. Russian Journal of Applied Chemistry, 2023, v. 96, no. 8, pp. 801 - 805.
Лавров Н.А., Белухичев Е.В. Теоретические основы и механизмы совмещения полимеров. Пластические массы, 2023, № 5-6, c. 8 - 11. / Lavrov N.A., Belukhichev Ye.V. Teoreticheskiye osnovy i mekhanizmy sovmeshcheniya polimerov [Theoretical foundations and mechanisms of combining polymers]. Plasticheskiye massy [Plastic masses], 2023, no. 5-6, pp. 8 - 11. (In Russ.).
Николайчик Ю.А., Куис Д.В., Свидунович Н.А., Ровин С.Л. Общие проблемы развития и внедрения наноматериалов и нанотехнологий. Литье и металлургия, 2020, № 4, c. 152 – 162. / Nikolaychik Yu. A., Kuis D. V., Svidunovich N. A., Rovin S. L. Obshchiye problemy razvitiya i vnedreniya nanomaterialov i nanotekhnologiy [General problems of development and implementation of nanomaterials and nanotechnologies]. Lit’ye i metallurgiya [Casting and metallurgy], 2020, no. 4, pp. 152 – 162. (In Russ.).
Севастьянов Д.В., Дориомедов М.С., Дасковский М.И., Скрипачев С.Ю. Самоармированные полимерные композиты — классификация, получение, механические свойства и применение (обзор). Электронный научный журнал “Труды ВИАМ”, 2017, № 4, c. 104 – 118. / Sevast’yanov D.V., Doriomedov M.S., Daskovskiy M.I., Skripachev S.Yu. Samoarmirovannyye polimernyye kompozity — klassifikatsiya, polucheniye, mekhanicheskiye svoystva i primeneniye (obzor) [Self-reinforced polymer composites — classification, preparation, mechanical properties and applications (review)]. Trudy VIAM: elektron. nauchnyy zhurnal [Proceedings of VIAM: electron. scientific journal], 2017, no. 4, pp. 104 – 118. (In Russ).
Mustafayeva F.A., Kakhramanov N.T. Termomechanical properties of composite based on mixtures of high and low density polyethylenes. Chemical Problems, 2023, no. 1 (21), pp. 41 – 47.
Mustafayeva F.A., Kakhramanov N.T., Ismayilov I.A., Khamedova L.Kh., Martynova G.S. Physicomechanical properties of high and low density polyethylene mixtures and modified compositions on their basis. Chemical problems, 2020, no. 3 (18), pp. 336 – 342.
Кахраманов Н.Т., Мустафаева Ф.А., Арзуманова Н.Б. Физико-механические свойства нанокомпозитов на основе монтмориллонита и полиэтилена высокой и низкой плотности. Композиты и наноструктуры, 2018, т. 10, № 2 (38), c. 79 – 84. / Kakhramanov N.T., Mustafayeva F.A., Arzumanova N.B. Fiziko-mekhanicheskiye svoystva nanokompozitov na osnove montmorillonita i polietilena vysokoy i nizkoy plotnosti [Physico-mechanical properties of nanocomposites based on montmorillonite and high and low density polyethylene]. Kompozity i nanostruktury [Composites and nanostructures], 2018, v. 10, no. 2 (38), pp. 79 – 84. (In Russ.).
Ramazanov M.A, Maharramov A.M., Hajiyev F.V., Mamedov H.M. Microwave absorption of polymer nanocomposites on the base high-density polyethylene and magnetite nanoparticles. Journal of Elastomers&Plastics, 2019, v. 51, no. 2, pp. 130 – 142.
Huseynova A.S., Rzayev R.M., Hajiyeva F.V. Influence of electrothermopolarization process on the structure and properties of nanocomposites based on high-density polyethylene and HfO₂ nanoparticles. Journal of the Korean Physical Society, 2024, v. 85, pp. 76 – 90.
Курбанова Н.И., Рагимова С.К., Алимирзоева Н.А., Медяков В.В., Ищенко Н.Я. Цинксодержащие нанокомпозиты на основе изотактического полипропилена и полиэтилена высокого давления. Перспективные материалы, 2021, №. 11, c. 47 – 53. / Kurbanova N.I., Ragimova S.K., Alimirzoeva N.A., Ishenko N.Ya., Medyakov V.V. Composites based on isotactic polypropylene and high-pressure polyethylene with zinc-containing nanofillers. Inorg. Mater.: Appl. Res., 2022, v. 13, no. 2, pp. 485 – 488.
Курбанова Н.И., Гулиева Т.М., Ищенко Н.Я. Получение и исследование свойств металлсодержащих нанокомпозитов на основе изотактического полипропилена и бутадиен-нитрильного каучука. Журнал прикладной химии, 2021, т. 94, вып. 1, c. 21 – 25. / Kurbanova N.I., GuliyevaT.M., IshenkoN.Ya. Preparation and properties of metal-containing nanocomposites based on isotactic polyprophlene and butadiene-acrylonitrile rubber. Russian Journal of Applied Chemistry, 2021, v. 94, no 1, pp. 17 – 21.
Kurbanova N.I., Alimirzoeva N.A., Guseinova Z.N., Nurullayeva D.R. Ecological method of preparation of metal-containing nanoparticles in polyethylene matrix. 3^stInternational Turkic World Conference on Chemical Sciences and Technologies (ITWCCST 2017). Baku, Azerbaijan, 10 – 13 Sept. 2017. Book of Procceedings, Baku, 2017, рр. 24 – 26.
Kurbanova N.I., Kuliyev A.M., Alimirzoeva N.A., Aliyev A.T., Ishenko N.Ya., Nurullayeva D.R. Preparation of copper-containing nanoparticles in polyethylene matrix without use of solvents. In book: Science and Technology of Polymers and Advanced Materials: Applied Research Methods. Ed. by Mukbaniani O.V., Tatrıshvili T.N., Abadie M.J.M. Apple Academic Press, Inc., 2019, 474 p.
Ragimova S.K. Оbtaining the metal-containing nanoparticles in polyethylene matrix by mechano-chemical method and study of their properties. Az. Chem. J., 2020, no 2, pp. 20 – 25.
Куренков В.Ф. Практикум по химии и физике полимеров. Москва, Химия, 1990, 299 с. / Kurenkov V.F. Praktikum po chimii i physike polimerov [Practical work on the chemistry and physics of polymers]. Moscow, Khimiya Publ., 1990, 299 p. (In Russ.).
Помогайло А.Д. Молекулярные полимер-полимерные композиции. Синтетические аспекты. Успехи химии, 2002, т. 71, № 1, рр. 5 – 38. / Pomogaylo A.D. Molecular polymer – polymer compositions. Synthetic aspects. Russian Chemical Reviews, 2002, v. 71, no. 1, pp. 1–31.
Кулезнев В.Н. Смеси и сплавы полимеров. Конспект лекций. СПб.: Научные основы и технологии, 2013, 216 с. / Kuleznev V.N. Smesi i splavy polimerov. Konspekt lektsiy [Blends and alloys of polymers. Lecture notes]. St. Petersburg, Nauchnyye osnovy i tekhnologii Publ., 2013, 216 p. (In Russ.).
Каргин В.А. Энциклопедия полимеров. Москва, Совет. Энциклопедия, 1974, т. 2, 328 с. /Kargin V.A. Enziklopediya polimerov [Encyclopaedia of polymers]. Мoscow, Soviet Encyclopedia Publ., 1974, v. 2, 328 p. (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

Разработка и исследование керметов на основе системы NiAl – Al₂O₃, модифицированных наночастицами MgAl₂O₄ и микрочастицами Y₂O₃

Л. Е. Агуреев, С. В. Савушкина, А. А. Ашмарин, Е. А. Данилина,
А. В. Иванов, С. Д. Иванова, С. А. Гарибашвили

Исследованы металлокерамические материалы на основе никеля с добавлением наночастиц тугоплавких соединений с целью повышения их механических свойств и износостойкости. Показано, что наночастицы алюмомагниевой шпинели и микрочастицы оксида иттрия играют ключевую роль в укреплении материала и блокировании роста зерен при спекании, что приводит к улучшению механических свойств. Наночастицы способствуют снижению трения и износа. Проведены рентгеновский и микроскопический анализы полученных керметов на основе системы NiAl – Al₂O₃. Рассмотрено влияние спекания на качество композитов. Определены механические и трибологические свойства композитов с добавками оксида иттрия и алюмомагниевой шпинели. Рассмотрено влияние структуры и состава на износ и трение композитов при различных температурах. Анализируются микроструктура и состав дорожек износа, показывающие усовершенствование характеристик композитов с добавкой наночастиц тугоплавких соединений. Показана важность добавки наночастиц для улучшения свойств металлокерамических материалов на основе никеля в высокотемпературных приложениях.

Ключевые слова: кермет, никель-алюминий, оксид алюминия, алюмомагниевая шпинель. наночастицы, трибология, искровое плазменное спекание.

DOI: 10.30791/1028-978X-2025-3-42-60

Агуреев Леонид Евгеньевич — Государственный научный центр Российской Федерации “Исследовательский центр имени М.В. Келдыша” (125438, Москва, ул. Онежская, 8), кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник, специалист в области материаловедения. E-mail: trynano@gmail.com.
Савушкина Светлана Вячеславовна — Государственный научный центр Российской Федерации “Исследовательский центр имени М.В. Келдыша” (125438, Москва, ул. Онежская, 8), кандидат технических наук, научный сотрудник, специалист в области материаловедения. E-mail: sveta_049@mail.ru.
Ашмарин Артём Александрович — Государственный научный центр Российской Федерации “Исследовательский центр имени М.В. Келдыша” (125438, Москва, ул. Онежская, 8), кандидат технических наук, инженер, специалист в области рентгенофазового анализа. E-mail: ashmarin-artem@list.ru.
Данилина Елена Алексеевна — Государственный научный центр Российской Федерации “Исследовательский центр имени М.В. Келдыша” (125438, Москва, ул. Онежская, 8), инженер 1 категории, специалист в области материаловедения. E-mail: gum.e@yandex.ru.
Иванов Андрей Владимирович — Государственный научный центр Российской Федерации “Исследовательский центр имени М.В. Келдыша” (125438, Москва, ул. Онежская, 8), инженер, специалист в области металлургии и композиционных материалов. E-mail: trynano@gmail.com.
Иванова Софья Дмитриевна — Государственный научный центр Российской Федерации “Исследовательский центр имени М.В. Келдыша” (125438, Москва, ул. Онежская, 8), инженер, специалист в области металлургии и прочности материалов. E-mail: trynano@gmail.com.
Гарибашвили Серго Анзорович — Государственный научный центр Российской Федерации “Исследовательский центр имени М.В. Келдыша” (125438, Москва, ул. Онежская, 8), инженер, специалист в области металлургии. E-mail: rvah@mail.ru.

Ссылка на статью:
Агуреев Л.Е., Савушкина С.В., Ашмарин А.А., Данилина Е.А., Иванов А.В., Иванова С.Д., Гарибашвили С.А. Разработка и исследование керметов на основе системы NiAl – Al₂O₃, модифицированных наночастицами MgAl₂O₄ и микрочастицами Y₂O₃. Перспективные материалы, 2025, № 3, с. 42 – 60. DOI: 10.30791/1028-978X-2025-3-42-60

Литература содержит 39 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

Karayannis V.G., Moutsatsou A.K. Synthesis and characterization of nickel-alumina composites from recycled nickel powder. Advances in Materials Science and Engineering, 2012, art. 395612.
Mileiko S.T. Oxide-fibre/Ni-based matrix composites—III: a creep model and analysis of experimental data. Composites Science and Technology, 2002, v. 62, pp. 195 – 204.
Sánchez-Herencia A.J., Hernández N., Moreno R. Fracture behaviour of pressureless sintered nickel-reinforced alumina composites. Key Engineering Materials, 2005, v. 290, pp. 324 – 327.
Бурковская Н.П., Ефимочкин И.Ю., Севостьянов Н.В., Родионов А.И. Композиционный материал на основе интерметаллида никеля с дисперсным упрочнением Al₂O₃. Материаловедение, 2015, № 8, с. 29 – 34. / Burkovskaya N.P., Yefimochkin I.Yu., Sevostyanov N.V., Rodionov A.I. A composite material based on Al₂O₃ dispersion strengthened nickel aluminide. Inorganic Materials: Applied Research, 2016, v. 7, pp. 91 – 96.
Pham H.V., Maruoka D., Nanko M. Influences of Al₂O₃ grain size on high-temperature oxidation of nano-Ni/Al₂O₃ composites. Journal of Asian Ceramic Societies, 2016, v. 4, pp. 120 – 123.
Eugene E.M. Aeronautics and astronautics: An American chronology of science and technology in the exploration of space, 1915–1960. NASA, Washington DC, 127 p.
Bettis E.S., Cottrell W.B., Mann E.R., Meem J.L., Whitman G.D. The aircraft reactor experiment-operation. Nuclear Science and Engineering, 1957, v. 2, pp. 841 – 853.
Ignatiev V., Zakirov R., Grebenkine K. Molten salts as possible fuel fluids for TRU fuelled systems: ISTC #1606 Approach. Actinide and Fission Product Partitioning and Transmutation. 6th Information Exchange Meeting, Madrid, Spain, 11 – 13 Dec., 2000, pp. 841 – 851.
Ignatiev V., Surenkov A., Abalin S., Gnidoy I., Kulakov A., Uglov V. Nickel based alloys compatibility with fuel salts for molten salt reactor with thorium and uranium support. Structural materials for innovative nuclear systems (SMINS-3), OECD, 2015, pp. 71 – 80.
Айзенкольб Ф. Успехи порошковой металлургии. Москва, Металлургия. 1969, 540 с. / Ajzenkol’b F. Uspekhi poroshkovoj metallurgii [Advances in powder metallurgy]. Moscow, Metallurgiya Publ., 1969, 540 p. (In Russ.).
Агуреев Л.Е., Иванов Б.С., Костиков В.И., Еремеева Ж. В., Агеев Е. В., Лаптев И.Н., Савушкина С.В., Рудштейн Р.И., Бармин А.А., Канушкин А.И., Ашмарин А.А. Разработка алюмокомпозитов, легированных микропорошками меди или магния, с малыми добавками оксидных наночастиц. Известия Юго-Западного государственного университета. Серия Техника и технологии, 2016, № 3, с. 9 – 20. / Agureev L.E., Ivanov B.S., Kostikov V.I., Eremeeva ZH.V., Ageev E.V., Laptev I.N., Savushkina S.V., Rudshtejn R.I., Barmin A.A., Kanushkin A.I., Ashmarin A.A. Razrabotka alyumokompozitov, legirovannyh mikroporoshkami medi ili magniya, s malymi dobavkami oksidnyh nanochastic [Development of aluminum composites alloyed with copper or magnesium micropowders with small additions of oxide nanoparticles]. Izvestiya Yugo-Zapadnogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya Tekhnika i tekhnologii [Proceedings of the Southwest State University. Technics and Technologies], 2016, no. 3, pp. 9 – 20. (In Russ.).
Агуреев Л.Е., Костиков В.И., Еремеева Ж.В., Ашмарин А.А., Рудштейн Р.И. Разработка алюмокомпозитов с малыми добавками наночастиц керамик. Металлург, 2016, № 4, с. 92 – 99. / Agureev L.E., Kostikov V.I., Eremeeva ZH.V., Ashmarin A.A., Rudshtejn R.I. Razrabotka alyumokompozitov s malymi dobavkami nanochastic keramik [Development of aluminum composites with small additions of ceramic nanoparticles]. Metallurg [Metallurgist], 2016, no. 4, pp. 92 – 99. (In Russ.).
Чувильдеев В.Н. Неравновесные границы зёрен в металлах. Теория и приложения. Москва, Физматлит, 2004, 304 с. / Chuvil’deev V.N. Neravnovesnye granicy zyoren v metallah. Teoriya i prilozheniya [Nonequilibrium grain boundaries in metals. Theory and applications]. Moscow, Fizmatlit Publ., 2004, 304 p. (In Russ.).
Тайра С., Отани Р. Теория высокотемпературной прочности материалов. Москва, Металлургия, 1986, 280 с. / Tajra S., Otani R. Teoriya vysokotemperaturnoj prochnosti materialov [Theory of high-temperature strength of materials]. Moscow, Metallurgiya Publ., 1986, 280 p. (In Russ.).
Ohji T., Hirano T., Nakahira A., Niihara K. Particle/Matrix interface and its role in creep inhibition in alumina-silicon carbide nanocomposites. Journal of American Ceramic Society, 1996, v. 79, pp. 33 – 45.
Григорович В.К., Шефтель Е.Н. Дисперсионное упрочнение тугоплавких металлов. Москва, Наука, 1980, 302 с. / Grigorovich V.K., Sheftel’ E.N. Dispersionnoe uprochnenie tugoplavkih metallov [Dispersion strengthening of refractory metals]. Moscow, Nauka Publ., 1980, 302 p. (In Russ.).
Готтштайн Г. Физико-химические основы материаловедения. Москва, БИНОМ. Лаборатория знаний, 2009. 400 с. / Gottstein G. Physical foundations of materials science. Springer, 2004, 502 p.
Thompson A.W. Substructure strengthening mechanisms. Met. Trans., 1977, no. 6, pp. 833 – 842.
Фирстов С.А., Луговской Ю.Ф. Особенности влияния микроструктуры на прочность композиционных материалов при статическом и циклическом нагружениях. Электронная микроскопия и прочность материалов. Сб. научн. тр. ІПМ НАН України, Киев, 2008, вып. 15, с. 83 – 88. / Firstov S.A., Lugovskoj Yu.F. Osobennosti vliyaniya mikrostruktury na prochnost’ kompozicionnyh materialov pri staticheskom i ciklicheskom nagruzheniyah. Elektronnaya mikroskopiya i prochnost’ materialov [Features of the influence of microstructure on the strength of composite materials under static and cyclic loading. Electron microscopy and strength of materials]. Sb. nauchn. tr. ІPM NAN Ukraїni [Collection of scientific papers of IPM of the National Academy of Sciences of Ukraine], Kiev, 2008, issue 15, pp. 83 – 88. (In Russ.).
Weeks R.A., Sonder E. Electrical conductivity of pure and Fe-doped magnesium-aluminum spinel. Journal of the American Ceramic Society, 1980, v. 63, pp. 92 – 95.
Meier S.M., Gupta D.K., Sheffler K.D. Ceramic thermal barrier coatings for commercial gas turbine engines. JOM, 1991, v. 43, pp. 50 – 53.
Карашаев М.М., Ломберг Б.С., Бакрадзе М.М., Летников М.Н. О технологических подходах к созданию композиционных материалов на основе моноалюминида никеля NiAl (обзор). Труды ВИАМ, 2019, № 12, с. 55 – 66. / Karashaev M.M., Lomberg B.S., Bakradze M.M., Letnikov M.N. O tekhnologicheskih podhodah k sozdaniyu kompozicionnyh materialov na osnove monoalyuminida nikelya NiAl (obzor) [On technological approaches to the creation of composite materials based on nickel monoaluminide NiAl (review)]. Trudy VIAM [Proceedings of VIAM], 2019, no. 12, pp. 55 – 66. (In Russ.).
Kaliński D., Chmielewski M., Pietrzak K., Choręgiewiczan K. Influence of mechanical mixing and hot-pressing on properties of NiAl/Al₂O₃composite. Archives of Metallurgy and Materials, 2012, v. 57, pp. 695 – 702.
Chmielewski M., Nosewicz S., Pietrzak K., Rojek J., Strojny-Nedza A., Mackiewicz S., Dutkiewicz J. Sintering behavior and mechanical properties of NiAl, Al₂O₃, and NiAl-Al₂O₃ composites. J. of Materials Engeneering and Performance, 2014, v. 23, pp. 3875 – 3886.
Tuan W.H., Chou W.B., You H.C., Chang S.T. The effects of microstructure on the mechanical properties of A1₂O₃-NiAl composites. Materials Chemistry and Physics, 1998, v. 56, pp. 157 – 162.
26. Beyhaghi M., Kiani-Rashid A., Khaki J.V., Kashefi M., Jonsson S., Influences of mechanical activation and heating rate on reaction processes in combustion synthesis of NiAl-Al2O3 composites. Powder Technol., 2019, v. 346, pp. 237 – 247.
Zarezadeh Mehrizi M., Sedigh Mofrad S. Synthesis of NiAl/TiC–Al₂O₃ composite by mechanically activated combustion synthesis. Ceramics International, 2021, v. 47, pp. 9258 – 9263.
Zygmuntowicz J., Konopka K., Krasnowski M., Piotrkiewicz P., Bolek J.; Wachowski M., Zurowski R., Szafran M. Characterization of Al₂O₃ matrix composites fabricated via the slip casting method using NiAl-Al₂O₃ composite powder. Materials, 2022, v. 15, art. 2920.
Karak S.K., Patra A., Dąbrowski F., Ciupinski L., Sarkar S. Development of nano-Y₂O₃ dispersed Zr alloys synthesized by mechanical alloying and consolidated by pulse plasma sintering, Materials Characterization, 2018, v. 136, pp. 337 – 345.
Xu G., Wang G., Zhang K. Effect of rare earth Y on oxidation behavior of NiAl-Al₂O₃. Transactions of Nonferrous Metals Society of China, 2011, v. 21, pp. 362 – 368.
Антонова А.В., Поварова К.Б., Дроздов А.А. Композиционные материалы с интерметаллидной матрицей на основе моноалюминидов никеля и титана, упрочненные частицами или волокнами оксидов. Металлы, 2011, № 5, с. 79 – 92. / Antonova A.V., Povarova K.B., Drozdov A.A. Composite materials with an intermetallic matrix based on nickel and titanium monoaluminides hardened by oxide particles or fibers. Russian Metallurgy (Metally), 2011, no. 5, pp. 853 – 864.
Дроздов А.А., Поварова К.Б., Скачков О.А., Морозов А.Е., Валитов В.А. Вклад наноразмерных структурно-фазовых элементов, сформированных на различных этапах получения и обработки, на характеристики жаропрочности порошковых конструкционных сплавов системы NiAl-Y₂O₃. Письма о материалах, 2015, т. 5, № 2, с. 156 – 160. / Drozdov A.A., Povarova K.B., Skachkov O.A., Morozov A.E., Valitov V.A.. Vklad nanorazmernyh strukturno-fazovyh elementov, sformirovannyh na razlichnyh etapah polucheniya i obrabotki, na harakteristiki zharoprochnosti poroshkovyh konstrukcionnyh splavov sistemy NiAl-Y₂O₃ [The contribution of nanosized structural-phase elements formed at various stages of production and processing to the heat resistance characteristics of powder structural alloys of the NiAl-Y₂O₃ system]. Pis’ma o materialah [Letters on materials], 2015, v. 5, no. 2, pp. 156 – 160. (In Russ.).
Nanko M., Maruoka D., Sato Y. High-temperature oxidation of Y₂O₃-doped Al₂O₃ matrix composites dispersed with nano-Ni particles. International Journal of Applied Ceramic Technology, 2011, v. 9, pp. 172 – 177.
Nam K.W. Crack-healing behavior and bending strength of Al2O3/SiC composite ceramics according to the amount of additive Y₂O₃. International Journal of Modern Physics B, 2010, v. 24, pp. 2910 – 2915.
Sharma S.K., Manoj Kumar B.V., Kim Y.-W. Tribological behavior of silicon carbide ceramics — A review. Journal of the Korean Ceramic Society, 2016, v. 53, pp. 581 – 596.
Kim K.J., Jang S.H., Kim Y.-W., Jang B.-K., Nishimura T. Conductive SiC ceramics fabricated by spark plasma sintering. Ceramics International, 2016, v. 42, pp. 17892 – 17896.
Xu Z.S., Hua S.Y., Zhan M. Relationship between the integrity of lubricating film and the tribological behavior on TiAl-Ag self-lubricating composites. J. Mater. Eng. Perform., 2017, v. 26, pp. 5816 – 5824.
Агуреев Л.Е., Костиков В.И., Еремеева Ж.В., Иванов Б.С., Савушкина С.В., Лаптев И.Н., Ашмарин А.А., Иванов А.В., Сивцова Г.В. Исследование структуры и свойств керметов на основе системы NiAl–Al₂O₃. Известия вузов. Порошковая металлургия и функциональные покрытия, 2021, № 2, с. 31 – 40. / Agureev L.E., Kostikov V.I., Eremeeva Zh.V., Ivanov B.S., Savushkina S.V., Laptev I.N., Ashmarin A.A., Ivanov A.V., Sivtsova G.V. Issledovanie struktury i svojstv kermetov na osnove sistemy NiAl–Al₂O₃ [Study of the structure and properties of cermets based on the NiAl–Al₂O₃ system]. Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedeny. Poroshkovaya Metallurgiya i Funktsional’nye Pokrytiya [Universitiesʹ Proceedings. Powder Metallurgy аnd Functional Coatings], 2021, no. 2, pp. 31 – 40. (In Russ.).
Zygmuntowicz J., Konopka K., Krasnowski M., Piotrkiewicz P., Wachowski M., Żurowski R., Cymerman K. Microstructure and mechanical characterization of novel Al₂O₃-(NiAl-Al₂O₃) composites fabricated via pulse plasma sintering. Materials (Basel), 2023, v. 11, art. 4136.

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

Осаждение кремний-углеродных покрытий электронно-лучевым испарением
карбида кремния в кислород содержащей среде

В. А. Бурдовицин, А. А. Андронов, Л. Ж. Нгон А Кики, Ф. А. Суховольский

Исследованы электрические, механические и оптические свойства кремний-углеродных пленок, полученных электронно-лучевым испарением карбида кремния в газовой смеси аргон-кислород в диапазоне давлений 3 – 5 Па. Генерацию электронного пучка осуществляли форвакуумным плазменным электронным источником. Показано, что с повышением содержания кислорода в газе происходит возрастание удельного сопротивления пленок, снижение твердости и увеличение оптической ширины запрещенной зоны. Измерения состава и анализ ИК-спектров пропускания пленок свидетельствуют о замене кремний-углеродных связей на кремний-кислородные по мере обогащения газовой среды кислородом.

Ключевые слова: форвакуумный электронный источник, электронно-лучевое испарение, карбид кремния, осаждение кремний-углеродных покрытий.

DOI: 10.30791/1028-978X-2025-3-61-66

Бурдовицин Виктор Алексеевич — Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники (634050, Томск, просп. Ленина, 40), доктор технических наук, профессор, специалист в области физики и техники газового разряда, а также эмиссии электронов из плазмы и формирования электронных пучков. E-mail: burdov@fet.tusur.ru.
Андронов Артем Андреевич — Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники (634050, Томск, просп. Ленина, 40), аспирант, специализируется в области формирования и применения электронных пучков. E-mail: artem.andronov.98@bk.ru.
Нгон А Кики Лионель Жоэль — Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники (634050, Томск, просп. Ленина, 40), аспирант, специализируется в области применения электронных пучков для осаждения покрытий. E-mail: joelngon52@gmail.com.
Суховольский Федор Александрович — Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники (634050, Томск, просп. Ленина, 40), студент, специализируется в области измерения характеристик пленочных покрытий. E-mail: spectrumz12@yandex.ru.

Ссылка на статью:
Бурдовицин В.А., Андронов А.А., Нгон А Кики Л.Ж., Суховольский Ф.А. Осаждение кремний-углеродных покрытий электронно-лучевым испарением карбида кремния в кислород содержащей среде. Перспективные материалы, 2025, № 3, с. 61 – 66. DOI: 10.30791/1028-978X-2025-3-61-66

Литература содержит 9 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

Zolotukhin D.B., Kazakov A.V., Oks E.M., Tyunkov A.V., Yushkov Yu.G. Electron beam synthesis of silicon-carbon coatings in the forevacuum pressure range. Ceramics International, 2022, v. 48, no. 10, pp. 13890 − 13894.
Jian Yi, Xiao Dong He, Yue Sun, Yao Li. Electron beam-physical vapor deposition of SiC/SiO₂ high emissivity thin film. Applied Surface Science, 2007, v. 253, pp. 4361 – 4366.
Jia Zheng, Lei Ye, Manduo He, Duyi He, Yuelong Huang, Jian Yu, Tao Chen. Electrical and optical properties of amorphous silicon carbide thin films prepared by e-beam evaporation at room temperature. Journal of Non-Crystalline Solids, 2022, v. 576, art. 121233.
ei Ye, Jia Zheng, Cong Guo, Yu Hu, Jian Yu, Xiaodong Zhu, Tao Chen. Opto-electrical properties of amorphous silicon carbide thin films adjustably prepared by magnetron sputtering at room temperature. Applied Surface Science, 2023, v. 631, art. 157526.
Гренадеров А.С., Оскомов К.В., Соловьев А.А., Работкин С.В. Осаждение кремний-углеродных покрытий из плазмы несамостоятельного дугового разряда с накальным катодом. Журнал технической физики, 2016, т. 86, вып. 5, c. 51 – 56. / Grenadyorov A.S., Oskomov K.V., Solov’ev A.A., Rabotkin S.V. Deposition of silicon–carbon coatings from the plasma of a non-self-sustained arc discharge with a heated cathode. Technical Physics, 2016, v. 61, no. 5, p. 690 – 695.
Mangolini F., Rose F., Hilbert J., Carpick R.W. Thermally induced evolution of hydrogenated amorphous carbon. Appl. Phys. Lett., 2013, v. 103, art. 161605.
Беневоленский Д.М., Дусь А.И., Мовнин С.М., Шануренко А.К. Модель термического окисления карбида кремния. Известия СПбГЭТУ “ЛЭТИ”, 2018, № 10, c. 5 – 10. / BenevolenskyD.M., Dus A.I., Movnin S.M., Shanurenko A.K. Model termicheskogo okisleniya karbida kremniya. [Model of thermal oxidation silicon carbide]. Izvestiya Saint Petersburgskogo Electrotecheskogo Universiteta “LETI” [Proceedings of Saint Petersburg Electrotechnical University “LETI”], 2018, no. 10, pp. 5 – 10. (In Russ.).
Tauc J. Optical properties and electronic structure of amorphous Ge and Si. Materials Research Bulletin, 1968, v. 3, pp. 37 – 46.
Burdovitsin V.A., Bakeev I.Yu., Ngon L.J., Kiki A., Oks E.M., Tyunkov A.V. Electron beam evaporation of silicon carbide for producing silicon-carbon coatings. High Temperature Material Processes, 2025, v. 29, no. 1, pp. 1 – 7.

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

Зависимость размера гранул от условной вязкости суспензии при распылении (агломерации) в сушильно-грануляционной установке

О. М. Хапков, В. С. Штатнова, Д. И. Волков, А. А. Фадеев

Исследовано распыление суспензии порошка системы WC – Co – Cr в башенной распылительной сушилке с целью определения наиболее подходящей условной вязкости суспензии для получения производительной текучести суспензии, производительность которой оценивается максимальным количеством агломератов после распылительной сушки. Максимальное количество агломератов необходимой фракции определяется дальнейшей усадкой при спекании. После спекания и рассева порошок пригоден для напыления износостойких покрытий газопламенным методом. Проведен анализ исходных материалов по размеру частиц и насыпной плотности для предварительного смешивания суспензии, определено оптимальное количество добавляемой жидкости по отношению к сухому материалу с дальнейшим измерением условной вязкости получаемых суспензий. Измерены условная вязкость суспензий и размеры частиц агломератов после распыления на сушильно-грануляционной установке. Получены зависимости размера гранул от условной вязкости суспензии при агломерации в сушильно-грануляционной установке. Максимальное количестве необходимой фракции получено при условной вязкости 20,07 с. Агломерирование композиционных материалов методом распылительной сушки позволило получить сферообразные частицы заданной фракции, пригодные для дальнейшего уплотнения и последующего напыления порошкового композиционного материала на детали с целью защиты от износа и коррозии.

Ключевые слова: сушильно-грануляционная установка, порошковый материал, суспензия, условная вязкость, размер гранул, распыление, агломерация.

DOI: 10.30791/1028-978X-2025-3-67-74

Хапков Олег Максимович — ООО СплавТехКомплект (152901 Рыбинск, ул. Крестовая, д.21), генеральный директор; ГБОУ ВПО Рыбинский государственный авиационный технический университет имени П.А. Соловьева (152934 Рыбинск, ул. Пушкина, 53), магистр, аспирант, специализация конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств.
Штатнова Вера Сергеевна — ООО СплавТехКомплект (152901 Рыбинск,
ул. Крестовая, 21), технолог; ГБОУ ВПО Рыбинский государственный авиационный технический университет имени П.А. Соловьева (152934 Рыбинск, ул. Пушкина, д.53), бакалавр, направление подготовки конструкторское и технологическое обеспечение машиностроительных производств. E-mail: shtatnova98@mail.ru.
Волков Дмитрий Иванович — ГБОУ ВПО Рыбинский государственный авиационный технический университет имени П.А. Соловьева (152934 Рыбинск, ул. Пушкина, 53), доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой, специалист в области технологии и оборудования механической и физико-технической обработки металла.
Фадеев Андрей Андреевич — Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии и материаловедения
им. А.А. Байкова РАН (119334 Москва, Ленинский пр., 49), кандидат технических наук, старший научный сотрудник лаборатории плазменных процессов в металлургии и обработке материалов.

Ссылка на статью:

Хапков О.М., Штатнова В.С., Волков Д.И., Фадеев А.А. Зависимость размера гранул от условной вязкости суспензии при распылении (агломерации) в сушильно-грануляционной установке. Перспективные материалы, 2025, № 3, с. 67 – 74. DOI: 10.30791/1028-978X-2025-3-67-74

Литература содержит 9 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

Михалева Т.В., Попов В.П., Зинюхин Г.Б., Крахмалева Т.М. Процессы распылительной сушки в нестационарных аэродинамических потоках. Оренбург, Оренбургский государственный университет, 2015, 168 c. / Mikhaleva T.V., Popov V.P., Zinyukhin G.B., Krakhmaleva T.M. Processy raspylitel’noj sushki v nestacionarnyh aerodinamicheskih potokah [Spray drying processes in unsteady aerodynamic flows]. Orenburg, Orenburg State University Publ., 2015, 168 p. (In Russ.).
Anneloes P. van Boven, Santiago M. Calderon Novoa, Reinhard Kohlus, Maarten A.I. Schutyser. Investigation on nozzle zone agglomeration during spray drying using response surface methodology. Powder Technology, 2023, v. 429, art. 118910.
Штатнова В.С., Хапков О.М. Разработка композиционного порошка на основе карбида вольфрама, с целью получения покрытий с повышенными функциональными свойствами. Сборник материалов ХХ Международной научно-технической конференции “Быстрозакаленные материалы и покрытия” (Москва, МАИ, 17-18 октября 2023). Москва, Издательство Пробел-2000, 2023, 372 с. / Shtatnova V.S., Khapkov O.M. Razrabotka kompozicionnogo poroshka na osnove karbida vol’frama, s cel’yu polucheniya pokrytij s povyshennymi funkcional’nymi svojstvami [Development of a composite powder based on tungsten carbide, in order to obtain coatings with enhanced functional properties]. Sbornik materialov XX Mezhdunarodnoj nauchno-tekhnicheskoj konferencii “Bystrozakalennye materialy i pokrytiya” [Materials of the XX International Scientific and Technical Conference “Quick-tempered materials and coatings”] (Moscow, MAI, October 17-18, 2023). Moscow, Probel-2000 Publ., 2023, 372 p. (In Russ.).
ГОСТ 12.1.007-76. ССБТ. Вредные вещества. Классификация и общие требования. M.: Стандартинформ, 1976. / GOST 12.1.007-76. SSBT. Vrednye veshchestva. Klassifikaciya i obshchie trebovaniya [Harmful substances. Classification and general requirements]. Moscow, Standartinform Publ., 1976. (In Russ.).
ГОСТ 34419-2013. Классификация опасности химической продукции по воздействию на организм. M.: Стандартинформ, 2013. / GOST 34419-2013. Klassifikaciya opasnosti himicheskoj produkcii po vozdejstviyu na organizm [Classification of the hazard of chemical products by their effects on the body]. Moscow, Standartinform Publ., 2013. (In Russ.). /
ГОСТ 32423-2013. Классификация опасности химической продукции по воздействию на окружающую среду. M.: Стандартинформ, 2013. / GOST 32423-2013. Klassifikaciya opasnosti himicheskoj produkcii po vozdejstviyuna okruzhayushchuyu sredu [Classification of the hazard of chemical products by environmental impact]. Moscow, Standartinform Publ., 2013. (In Russ.).
ТУ 48-19-265-91. Карбид вольфрама порошковообразный. 1991. / TU 48-19-265-91. Karbid vol’frama poroshkovoobraznyj [Tungsten carbide powde]. 1991. (In Russ.).
ГОСТ 9721-79. Порошок кобальтовый, M.: ИПК Издательство Стандартов, 1979. / GOST 9721-79. Poroshok kobal’tovyj [Cobalt powder]. Moscow, IPK Izdatel’stvo Standartov Publ., 1975. (In Russ.).
ТУ 14-1-1464-75. Порошок хрома. 1975. / TU 14-1-1464-75. Poroshok hroma [Chromium powder]. 1975. (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

Коррозионно-электрохимическое поведение цинкового сплава ЦАМСв4-1-2,5, легированного натрием, в среде электролита NaCl

И. Н. Ганиев, Л. З. Алиева, А. Э. Бердиев, С. Дж. Алихонова

Металлический цинк марки Ц3 не находит широкое применение из-за содержания в нем до 2,0 – 2,5 % свинца. Оценена возможность синтеза нового сплава на основе цинкового сплава ЦАМ4-1с использованием не кондиционного цинка марки Ц3 и дополнительного легирования металлическим натрием (в результате маркировка сплава ЦАМ4-1 была изменена на ЦАМСв4-1-2,5). Исследовано влияние добавки натрия на коррозионно-электрохимическое поведение цинкового сплава ЦАМСв4-1-2,5, в среде электролита NaCl на импульсном потенциостате ПИ-50-1.1 потенциодинамическим методом при скорости развёртки потенциала 2 мВ/с. Показано, что легирование сплава ЦАМСв4-1-2,5 натрием смещает в положительную область потенциалы свободной коррозии, питтингообразования и репассивации. С ростом концентрации хлорид-иона в электролите NaCl скорость коррозии сплавов увеличивается, независимо от их состава. Добавка натрия к сплаву ЦАМСв4-1-2,5 уменьшает скорость его коррозии на 10 – 15 %. Улучшение коррозионной стойкости цинкового сплава ЦАМСв4-1-2,5 на 10 % позволяет на столько же утончить толщину защитного покрытия на защищаемых изделиях, а также уменьшить загрязнение окружающий среды свинцом.

Ключевые слова: цинковый сплав ЦАМСв4-1-2,5, натрий, потенциостатический метод, электролит NaCl, скорость коррозии, потенциал свободной коррозии, потенциал питтингообразования.

DOI: 10.30791/1028-978X-2025-3-75-84

Ганиев Изатулло Наврузович — Российско-Таджикский (Славянский) университет (734025, Республика Таджикистан, Душанбе, ул. М. Турсун-заде, 30), академик, доктор химических наук, профессор, специалист в области физической химии в металлургии. E-mail: ganiev48@mail.ru.
Алиева Лола Зухурбековна — Российско-Таджикский (Славянский) университет (734025, Республика Таджикистан, Душанбе, ул. М. Турсун-заде, 30), кандидат технических наук, заведующий лабораторией, специалист в области материаловедения в металлургии и обработки металлов. E-mail: lolaalieva101195@mail.ru.
Бердиев Асадкул Эгамович — Российско-Таджикский (Славянский) университет (734025, Республика Таджикистан, Душанбе, улица М. Турсун-заде, 30), доктор технических наук., профессор, заведующий кафедрой, специалист в области физической химии в металлургии. E-mail: berdiev75@mail.ru.
Алихонова Сураё Джамшедовна — Российско-Таджикский (Славянский) университет (734025, Республика Таджикистан, Душанбе, ул. М. Турсун-заде, 30), кандидат химических наук, доцент, специалист в области технологии электрохимических процессов и защиты от коррозии. E-mail: thuraya86@inbox.ru.

Ссылка на статью:
Ганиев И.Н., Алиева Л.З., Бердиев А.Э., Алихонова С.Дж. Коррозионно-электрохимическое поведение цинкового сплава ЦАМСв4-1-2,5, легированного натрием, в среде электролита NaCl. Перспективные материалы, 2025, № 3, с. 75 – 84. DOI: 10.30791/1028-978X-2025-3-75-84

Литература содержит 18 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

Пономарева А.А., Пучков Б.И. Современное состояние промышленности по обработке цинка за рубежом. Москва, Цветметинформация, 1977, 51 с. / Ponomareva A.A., Puchkov B.I. Sovremennoe sostoyanie promyshlennosti po obrabotke cinka za rubezhom [The current state of the zinc processing industry abroad]. Moscow, Tsvetmetinformatsiya Publ., 1977, 51 p. (In Russ.).
Тонков Е.Ю. Фазовые диаграммы элементов при высоком давлении. Москва, Наука, 1979, 192 с. / Tonkov E.Yu. Fazovye diagrammy elementov pri vysokom davlenii [Phase diagrams of elements at high pressure]. Moscow, Nauka Publ., 1979, 192 p. (In Russ.).
Pathar P.D., Desal R.J. Thermal properties of some h c p metals thermal expansion of zinc and cadmium. Phas. Stal. Sol., 1980, v. 62, no. 2, pp. 625 - 629.
Свойства элементов: справочник. Под ред. Дрица М.Е. Москва, Металлургия, 1985, 671 с. / Svojstva elementov: spravochnik [Properties of elements: reference book]. Ed. by Drits M.E. Moscow, Metallurgy Publ., 1985, 671 p. (In Russ.).
Кечин В.А., Люблинский Е.Я. Цинковые сплавы. Москва, Металлургия, 1986, 247с. / Kechin V.A., Lyublinsky E.Ya. Zinc alloys. Moscow, Metallurgy Publ., 1986, 247 p. (In Russ.).
Muller C., Sarret M., Benballa M. Some peculiarities in the codeposition of zinc–nickel alloys. Electrochim. Acta, 2001, v. 46, no. 18, pp. 2811 - 2817.
Rajappa S.K., Venkatesha T.V., Praveen B.M. Effect of an organic inhibitor on the electrical properties of high carbon steel in simulated acid environment. Bull. Math. Science, 2008, v. 31, no. 1, pp. 37 - 41.
Kilinççeker G., Galip H. Electrochemical behaviour of zinc in chloride and acetate solutions. Prot. Met. and Phys. Chem. Sur., 2009, v. 45, no. 2, pp. 232 - 240.
Conceição A.M., Dutra, Eduardo N.C., Roberto Z.N. Electrochemical behavior and corrosion study of electrodeposits of Zn and Zn-Fe-Co on steel. Math. Science. and Applic., 2012, v. 3, no. 6, pp. 348 - 354.
Myeong H.L., Yeon W.K., Kyung M.L., Seung H.L., Kyung M.M. Electrochemical evaluation of zinc and magnesium alloy coatings deposited on electrogalvanized steel by PVD. Trans. Nonferrous Met. Soc. China, 2013, no. 23, pp. 876 - 880.
Бердиев А.Э., Ганиев И.Н., Ниёзов Х.Х., Эшов Б.Б. Сравнительное исследование влияния добавок лантана и скандия на анодные характеристики сплава АК1 на основе особо чистого алюминия. Журнал прикладной химии, 2015, т. 88, № 6, с. 887 - 891. / Berdiev A.E., Ganiev I.N., Niezov K.K., Eshov B.B. Comparative study of the effect of lanthanum and scandium additives on the anodic characteristics of the AK1 alloy based on special-purity aluminum. Russian Journal of Applied Chemistry, 2015, v. 88, no. 6, pp. 957 – 961.
Ганиев И.Н., Абдухоликова П.Н., Бердиев А.Э., Алихонова С.Дж. Коррозионно-электрохимическое поведение цинкового сплава ЦАМ4-1, легированного галлием, в среде электролита NaCl. Вестник технологического университета (г. Казань), 2020, т. 23, № 11, с. 44 - 48. / Ganiev I.N., Abdukholikova P.N., Berdiev A.E., Alikhonova S.J. Korrozionno-elektrohimicheskoe povedenie cinkovogo splava CAM4-1, legirovannogo galliya, v srede elektrolita NaCl [Corrosion electrochemical behavior of zinc alloy TsAM4-1, alloyed with gallium, in an electrolyte NaCl]. Herald of Technological University (Kazan), 2020, v. 23, no. 11, pp. 44 - 48. (In Russ.).
Ганиев И.Н., Аминова А.Н., Бердиев А.Э., Алихонова С.Дж. Коррозионно-электрохимическое поведение цинкового сплава ЦАМСв4-1-2,5, легированного кальцием, в среде электролита NaCl. Вестник Санкт-Петербургского государственного университета технологии и дизайна. Серия 1. Естественные и технические науки, 2020, № 4, с. 86 - 90. / Ganiev I.N., Aminova A.N., Berdiev A.E., Alikhonova S.J. Korrozionno-elektrohimicheskoe povedenie cinkovogo splava CAMSv4-1-2,5, legirovannogo kal’ciem, v srede elektrolita NaCl [Corrosion-electrochemical behavior of zinc alloy TsAMSv4-1-2.5, alloyed with calcium, in an electrolyte NaCl]. Vestnik Sankt-Peterburgskogo gosudarstvennogo universiteta tekhnologii i dizajna. Seriya 1. Estestvennye i tekhnicheskie nauki [Bulletin of the St. Petersburg State University of Technology and Design. Series 1. Natural and technical sciences], 2020, no. 4, pp. 86 - 90. (In Russ.).
14.Ганиев И.Н., Алиева Л.З., Бердиев А.Э., Алихонова С.Дж. Потенциал свободной коррозии цинкового сплава ЦАМСв4-1-2,5, легированного литием. Материалы республиканской научно-практической конференции “Современные проблемы естественных наук”, посвящ. 30-летию независимости Республики Таджикистан и 25-летию РТСУ (Душанбе, 26 мая 2021 г.). Душанбе, Издательство РТСУ, 2021, с. 92 - 95. / Ganiev I.N., Alieva L.Z., Berdiev A.E., Alikhonova S.J. Potencial svobodnoj korrozii cinkovogo splava CAMSv4-1-2,5, legirovannogo litiem. [Free corrosion potential of zinc alloy TsAMSv4-1-2.5 alloyed with lithium]. Materialy respublikanskoj nauchno-prakticheskoj konferencii “Sovremennye problemy estestvennyh nauk”, posvyashch. 30-letiyu nezavisimosti Respubliki Tadzhikistan i 25-letiyu RTSU [Proceedings of the conference “Modern problems of natural sciences”, dedicated to. To the 30th anniversary of the independence of the Republic of Tajikistan and the 25th anniversary of RTSU (Dushanbe, May 26, 2021). Dushanbe, RTSU Publishing House, 2021, pp. 92 - 95. (In Russ.).
Ганиев И.Н., Алиева Л.З., Бердиев А.Э., Алихонова С.Дж. Коррозионно-электрохимическое поведение цинкового сплава ЦАМСв4-1-2,5, легированного калием, в среде электролита NaCl. Вестник Санкт-Петербургского государственного университета технологии и дизайна. Серия 1. Естественные и технические науки, 2021, № 3, с. 55 - 60. / Ganiev I.N., Alieva L.Z., Berdiev A.E., Alikhonova S.J. Korrozionno-elektrohimicheskoe povedenie cinkovogo splava CAMSv4-1-2,5, legirovannogo kaliem, v srede elektrolita NaCl [Corrosion-electrochemical behavior of zinc alloy TsAMSv4-1-2.5, alloyed with potassium, in an NaCl electrolyte]. Vestnik Sankt-Peterburgskogo gosudarstvennogo universiteta tekhnologii i dizajna. Seriya 1. Estestvennye i tekhnicheskie nauki [Bulletin of the St. Petersburg State University of Technology and Design. Series 1. Natural and technical sciences], 2021, no. 3, pp. 55 - 60. (In Russ.).
Мальцев М.В. Модифицирование структуры металлов и сплавов. Москва, Металлургия, 1964, 215 с. / Maltsev M.V. Modificirovanie struktury metallov i splavov [Modification of the structure of metals and alloys]. Moscow, Metallurgy Publ., 1964, 215 p. (In Russ.).
Феттер К. Электрохимическая кинетика. Москва, Химия, 1967, 856 с. / Vetter K.J. Elektrochemische kinetik. Berlin, Springer - Verlag, 1961. 716 p.
Дамаскин Б.Б., Петрий О.А. Введение в электрохимическую кинетику. Москва, Высшая школа, 1975, 416 с. / Damaskin B.B., Petriy O.A. Introduction to electrochemical kinetics. Moscow, Higher School Publ., 1975, 416 p. (In Russ.).