Tilda Publishing
ЖУРНАЛ
ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
ISSN 1028-978X

ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Tilda Publishing
ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
2025, № 4
ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Центробежное литье алюминиевых сплавов, как способ получения полуфабрикатов
с повышенным комплексом свойств для изделий космической техники

П. Ю. Предко, Д. И. Майоров, Н. Д. Шанин, А. А. Алпатов, С. Г. Бочвар

Рассмотрено влияние центробежного литья на механические свойства деформируемых полуфабрикатов из алюминиевых сплавов систем Al – Zn – Mg – Cu и Al – Mg для изделий космической техники. Исследование проводили на листах толщиной 3 мм и раскатном кольце толщиной 10 мм, полученных из кольцевых литых заготовок c размером внешний/внутренний диаметр — 350/240 мм, отлитых методом центробежного литья. Анализ значений твердости, измеренных по ширине литых колец, показал, что твердость практически не изменяется от внешней стороны к внутренней и только на расстоянии 5 – 7 мм от внутреннего края происходит её резкое падение. Показано, что деформированные полуфабрикаты, полученные из заготовок, отлитых методом центробежного литья, имеют минимальную анизотропию прочностных свойств. Уровень свойств раскатного кольца сплава системы Al – Mg превышает свойства подобных изделий, изготовленных по стандартным технологиям. Предлагаемая технология изготовления цельнокатаных колец из заготовок-шайб, полученных методом центробежного литья, позволит не только повысить надежность изделий при существенном снижении трудоемкости, но и снизить их вес за счет повышения механических характеристик.

Ключевые слова: центробежное литье, алюминиевые сплавы, механические свойства, размер зерна, интерметаллиды.

DOI: 10.30791/1028-978X-2025-4-5-17
Предко Павел Юрьевич — Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук (119334, Москва, Ленинский проспект, 49), научный сотрудник, специалист в области сварки и литья алюминиевых и магниевых сплавов. E-mail: ppredko@imet.ac.ru.
Майоров Дмитрий Игоревич — Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук (119334, Москва, Ленинский проспект, 49), инженер-исследователь, специалист в области разработки алюминиевых и магниевых сплавов. E-mail: maiorovdi@mail.ru.
Шанин Николай Дмитриевич — Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии и материаловедения
им. А.А. Байкова Российской академии наук (119334, Москва, Ленинский проспект, 49), кандидат технических наук, старший научный сотрудник, специалист в области обработки металлов давлением. E-mail: nshanin@imet.ac.ru.
Алпатов Андрей Алеексеевич — Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук (119334, Москва, Ленинский проспект, 49), заместитель директора Института по финансово-экономической деятельности, доктор экономических наук, специалист в области материаловедения алюминиевых сплавов. E-mail: aaalpatov@imet.ac.ru.
Бочвар Сергей Георгиевич — Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук (119334, Москва, Ленинский проспект, 49), доктор технических наук, ведущий научный сотрудник, специалист в области материаловедения алюминиевых сплавов. E-mail: sbochvar@imet.ac.ru.
Ссылка на статью:
Предко П.Ю., Майоров Д.И., Шанин Н.Д., Алпатов А.А., Бочвар С.Г. Центробежное литье алюминиевых сплавов, как способ получения полуфабрикатов с повышенным комплексом свойств для изделий космической техники. Перспективные материалы, 2025, № 4, с. 5 – 17. DOI: 10.30791/1028-978X-2025-4-5-17
Литература содержит 28 ссылок.

См. подробнее о статье на сайте e-library
Перейти
Литература/References
к статье Предко П.Ю., Майоров Д.И., Шанин Н.Д., Алпатов А.А., Бочвар С.Г. Центробежное литье алюминиевых сплавов, как способ получения полуфабрикатов с повышенным комплексом свойств для изделий космической техники. Перспективные материалы, 2025, № 4, с. 5 – 17.
  1. Алиева С.Г., Альтман М.Б., Амбарцумян С.М. и др. Промышленные алюминиевые сплавы. Справочник. Москва, Металлургия, 1984, 528 с. / Alieva S.G., Al’tman M.B., Ambarcumyan S.M. et al. Promyshlennye alyuminievye splavy [Industrial aluminum alloys]. Spravochnik [Guide]. Moscow, Metallurgy Publ., 1984, 528 p. (In Russ.).
  2. Справочник по алюминиевым сплавам. Под ред. Елагина В.И. Москва, ВИЛС, 1978, 132 с. / Spravochnik po alyuminievym splavam [Handbook of aluminum alloys]. Ed. by Elagin V.I. Moscow, VILS Publ., 1978, 132 p. (In Russ.).
  3. Воронов С.М., Елагин В.И. О природе пресс-эффекта в алюминиевых сплавах Труды МАТИ. Москва, Оборонгиз, 1954, вып. 23, с. 68 – 85. / Voronov S.M., Elagin V.I. O prirode press-effekta v alyuminievyh splavah [About the nature of the press effect in aluminum alloys]. Trudy MATI [Proceedings of MATI]. Moscow, Oborongiz Publ., 1954, v. 23, pp. 68 – 85. (In Russ.).
  4. Воронов С.М., Елагин В.И. Исследование явления пресс-эффекта в алюминиевых сплавах. Труды МАТИ. Москва, Оборонгиз, 1958, вып. 34, с. 5 – 157. / Voronov S.M., Elagin V.I. Issledovanie yavleniya press-effekta v alyuminievyh splavah [Investigation of the phenomenon of the press effect in aluminum alloys]. Trudy MATI [Proceedings of MATI]. Mocow, Oborongiz Publ., 1958, v. 34, pp. 5 – 157. (In Russ.).
  5. Филатов Ю.А. Дальнейшее развитие деформи­руемых алюминиевых сплавов на основе системы Al-Mg-Sc. Технология легких сплавов, 2021, № 2, c. 12 − 22. / Filatov Yu.A. Dal’nejshee razvitie deformiruemyh alyuminievyh splavov na osnove sistemy Al-Mg-Sc [Further development of Al-Mg-Sc wrought alloys]. Tekhnologiya legkikh splavov [Technology of Light Alloys], 2021, № 2, pp. 12 − 22. (In Russ.).
  6. Рябов Д.К., Панов А.В., Виноградов Д.А. и др. Перспективы применения экономнолегированных скандийсодержащих алюминиевых сплавов. Технология легких сплавов, 2021, № 2, c. 23 − 31. / Ryabov D.K., Panov A.V., Vinogradov D.A. et al. Perspektivy primeneniya ekonomnolegirovannyh skandijsoderzhashchih alyuminievyh splavov [Prospects for the use of economically alloyed scandium-containing aluminum alloys]. Tekhnologiya legkikh splavov [Technology of Light Alloys], 2021, no. 2, pp. 23 − 31. (In Russ.).
  7. Добаткин В.И., Елагин В.И., Федоров В.М. Быстрозакристаллизованные алюминиевые сплавы. Москва, ВИЛС, 1995, 341 с. / Dobatkin V.I., Elagin V.I., Fedorov V.M. Bystrozakristallizovannye alyuminievye splavy [Rapidly crystallized aluminum alloys]. Moscow, VILS Publ., 1995, 341 p. (In Russ.).
  8. Захаров В.В., Елагин В.И., Ростова Т.Д., Самарина М.В. Пути развития и совершенствования высокопрочных сплавов системы Al–Zn–Mg–Cu. Технология легких сплавов, 2008, № 4, c. 7 – 14. / Zaharov V.V., Elagin V.I., Rostova T.D., Samarina M.V. Puti razvitiya i sovershenstvovaniya vysokoprochnyh splavov sistemy Al–Zn–Mg–Cu [Ways of development and improvement of high–strength alloys of the Al-Zn–Mg–Cu system]. Tekhnologiya legkikh splavov [Technology of Light Alloys], 2008, no. 4, pp. 7 – 14. (In Russ.).
  9. Рохлин Л.Л., Бочвар Н.Р., Тарытина И.Е. Влияние скандия совместно с цирконием на структуру и прочностные свойства сплавов на основе системы Al – Mg2Si. Металлы, 2015, № 5, c. 60 – 66. / Rokhlin L.L., Bochvar N.R., Tarytina I.E. Joint effect of scandium and zirconium on the recrystallization of aluminum Al-Mg2Si alloys. Russian Metallurgy (Metally), 2015, no. 5, pp. 381 – 388.
  10. Ding Yu., Gao K., Guo Sh., Wen Sh., Huang H., Wu X., Nie Z., Zhou D. The recrystallization behavior of Al-6Mg-0.4Mn-0.15Zr-xSc (x = 0,04 – 0.10 wt.%) alloys. Materials Characterization, 2019, v. 147, pp. 262 – 270.
  11. Tzeng Yu-Ch., Chung Ch.-Yu., Chien H.-Ch. Effect of trace amounts of Zr and Sc on the recrystallization behavior and mechanical properties of Al-4.5Zn-1.6Mg alloys. Materials Letters, 2018, v. 228, pp. 270 – 272.
  12. Wang Yi., Pan Q., Song Y., Li Zh., Chen Q., Yin Zh. Recrystallization of Al-5.8Mg-Mn-Sc-Zr alloys. Trans. Nonferrous Met. Soc. China, 2013, v. 23, pp. 3235 – 3241.
  13. Pengfei X., Gao B., Yanxin Z., Kaihua L., Ganfeng T. Effect of erbium on properties and microstructure of Al – Si eutectic alloy. Journal of Rare Earths, 2010, v. 28, no. 6, pp. 927 – 930.
  14. Vo N.Q., Dunand D.C., Seidman D.N. Improving aging and creep resistance in a dilute Al – Sc alloy by microalloying with Si, Zr and Er. Acta Materialia, 2014, v. 63, pp. 73 – 85.
  15. Colombo M., Buzolin R. H., Gariboldi E., Rovatti L., Vallant R., Sommitsch C. Effects of Er and Zr Additions on the As-Cast Microstructure and on the solution-heat-treatment response of innovative Al-Si-Mg-based alloys. Metallurgical & Materials Transactions. Part A, 2020, v. 51, no. 2, pp. 1000 – 1011.
  16. Pozdniakov A.V., Barkov R.Yu., Prosviryakov A.S., Churyumov A.Yu., Golovin I.S., Zolotorevsky V.S. Effect of Zr on the microstructure, recrystallization behavior, mechanical properties and electrical conductivity of the novel Al-Er-Y alloy. J. Alloys and Compounds, 2018, v. 765, pp. 1 – 6.
  17. Van Dalen M.E., Dunand D.C., Seidman D.N. Microstructural evolution and creep properties of precipitation-strehgthened Al – 0.06Sc – 0.02Yb (at. %) alloy. Acta Materialia, 2011, v. 59, pp. 5224 – 5237.
  18. Booth-Morrison C., Dunand D.C., Seidman D.N. Coarsening resistance at 400 °C of precipitation-strengthened Al – Zr – Sc – Er alloys. Acta Materialia, 2011, v. 59, pp. 7029 – 7042.
  19. Набока Е.П., Марченко В.Н. Совершенствование процесса центробежного литья алюминиевого сплава. Сборник статей XII международной научно-практической конференция МЦНС “Наука и просвещение” (Пенза, 05.03.2019). Пенза, Издательство: Наука и Просвещение (ИП Гуляев Г.Ю.), 2019, c. 90 – 92. / Naboka E.P., Marchenko V.N. Sovershenstvovanie processa centrobezhnogo lit’ya alyuminievogo splava [Improving the process of centrifugal casting of aluminum alloy]. Sbornik statej XII mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii MCNS “Nauka i prosveshchenie” [XII International scientific and practical conference MCNS “Science and Education”. Collection of articles] (Penza, 05.03.2019). Penza, Nauka i prosveshchenie Publ., 2019, pp. 90 – 92. (In Russ.).
  20. Степанов Ю.А., Баландин Г.Ф., Рыбкин В.А. Тех­но­логия литейного производства: Специальные способы литья. М. Машиностроение, 1983, 287 с. / Stepanov Yu.A., Balandin G.F., Rybkin V.A. Tekhnologiya litejnogo proizvodstva: Special’nye sposoby lit’ya. Ucheb. dlya vuzov [Technology of foundry production: Special casting methods]. M. Mashinostroenie Publ., 1983, 287 p. (In Russ.).
  21. Занько Д.В., Левчук С.В., Сахаревич А.Н. Особенности оборудования для центробежного литья и технология получения отливок. Литье и металлургия, 2012, № 3, с. 251 – 254. / Zan’ko D. V., Levchuk S. V., Saharevich A. N. Osobennosti oborudovaniya dlya centrobezhnogo lit’ya i tekhnologiya polucheniya otlivok [Features of equipment for centrifugal casting and technology for obtaining blanks]. Lit’e i metallurgiya [Casting and metallurgy], 2012, № 3, pp. 251 – 254. (In Russ.). /
  22. Толочко Н.К., Марукович Е.И., Стеценко В.Ю. Современные литейные технологии. Минск, БГАТУ, 2009, 359 с. / Tolochko N.K., Marukovich E.I., Stocenko V.Ju. Sovremennye litejnye tekhnologii [Modern casting technologies.]. Minsk, BGATU Publ., 2009, 359 p. (In Russ.).
  23. Волков Д.А., Волков А.Д. Технологии изготовления короткомерных трубных заготовок методом центробежного литья. Литье и металлургия, 2013, № 3, c. 128 – 137. / Volkov D.A., Volkov A.D. Tekhnologii izgotovleniya korotkomernyh trubnyh zagotovok metodom centrobezhnogo lit’ya [Technologies for manufacturing short-sized pipe blanks by centrifugal casting]. Lit’e i metallurgiya [Casting and metallurgy], 2013, no. 3, pp. 128 – 137. (In Russ.).
  24. Стеценко В.Ю., Баранов К.Н., Новиков В.В. Влияние гравитационного коэффициента на структуру центробежных отливок из силумина АК18. Литье и металлургия, 2013, № 3, c. 125 – 127. / Stecenko V.Yu., Baranov K.N., Novikov V.V. Vliyanie gravitacionnogo koefficienta na strukturu centrobezhnyh otlivok iz silumina AK18 [The effect of the gravitational coefficient on the structure of centrifugal castings from silumin AK18]. Lit’e i metallurgiya [Casting and metallurgy], 2013, no. 3, pp. 125 – 127. (In Russ.).
  25. Петров А.П., Еремеев Н.В, Еремеев В.В., Стешин А.С. Аспекты технологии получения крупногабаритных кольцевых полуфабрикатов из алюминиевых сплавов. Технология легких сплавов, 2013, № 3, с. 7 – 11. / Petrov A.P., Eremeev N.V, Eremeev V.V., Steshin A.S. Aspekty tekhnologii polucheniya krupnogabaritnyh kol’cevyh polufabrikatov iz alyuminievyh splavov [Aspects of technology for the production of large–sized ring semi–finished products from aluminum alloys]. Tekhnologiya legkikh splavov [Technology of Light Alloys], 2013, no. 3, pp. 7 – 11. (In Russ.).
  26. Петров А.П., Еремеев В.В, Еремеев Н.В., Краснобородько И.О., Злыднев И.М. Перспективы развития и применения способа центробежного литья в облсти создания новых материалов на основе лёгких сплавов. Двигатель, 2017, № 4, c. 4 – 8. / Petrov A.P., Eremeev V.V, Eremeev N.V., Krasnoborod’ko I.O., Zlydnev I.M. Perspektivy razvitiya i primeneniya sposoba centrobezhnogo lit’ya v oblsti sozdaniya novyh materialov na osnove lyogkih splavov [Prospects for the development and application of the centrifugal casting method in the field of creating new materials based on light alloys.]. Dvigatel’ [Engine Publ.], 2017, no. 4, pp. 4 – 8. (In Russ.).
  27. Предко П.Ю., Шанин Н.Д., Бахтеева Н.Д., Умнов П.П., Чуева Т.Р., Бочвар С.Г., Алпатов А.А. Новые подходы к получению высокопрочных алюминиевых сплавов системы Al–Zn–Mg–Cu. Технология легких сплавов, 2023, № 1, с. 12 – 21. / Predko P.Yu., Shanin N.D., Bahteeva N.D., Umnov P.P., Chueva T.R., Bochvar S.G., Alpatov A.A. Novye podhody k polucheniyu vysokoprochnyh alyuminievyh splavov sistemy Al–Zn–Mg–Cu [New approaches to the production of high–strength aluminum alloys of the Al–Zn–Mg–Cu system]. Tekhnologiya legkikh splavov [Technology of Light Alloys], 2023, no. 1, pp. 12 – 21. (In Russ.).
  28. Шанин Н. Д., Осипов В. А., Гереев М. И. и др. Способ изготовления цельнокатаных силовых шпангоутов из центробежнолитой заготовки-шайбы. Патент РФ № 2663916. Заявл. 04.04.2016. Опубл. 08.13.2018. / Shanin N.D., Osipov V.A., Gureev M.I. et al. Sposob izgotovleniya cel’nokatanyh silovyh shpangoutov iz centrobezhnolitoj zagotovki-shajby [Method of manufacturing solid-rolled power frames from a centrifugal-cast blank washer]. Patent Russian Federation no. 2663916. Declared. 04.04.2016. Publ. 08.13. 2018.
ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Влияние состава газовой фазы на рост нитевидных нанокристаллов кремния
в системе Si – H – Cl

В. А. Небольсин, В. В. Корнеева, В. В. Мальцев

Определены термодинамические условия влияния состава газовой фазы на рост нитевидных нанокристаллов (ННК) кремния с использованием частиц различных металлов — катализаторов роста. Экспериментально установлена зависимость скорости роста ННК кремния в открытой химической системе SiCl4 – Н2 от молярного соотношения компонентов [SiCl4] и [H2]. С увеличением молярного отношения [SiCl4]/[H2] скорость роста ННК проходит через максимум, а при высоких концентрациях тетрахлорида кремния вследствие взаимодействия с газовой фазой возможно удаление поверхностных слоев кристаллов и подложки. Показано, что в отличие от системы SiH4 – Н2 наблюдаемый экстремальный ход зависимости скорости роста ННК от состава газовой фазы обусловлен обратимостью химической реакции между SiCl4 и Н2. Установлена прямая корреляция между коэффициентом теплопроводности металла-катализатора и скоростью роста ННК. Рассмотрена термодинамическая модель процесса, определяющая термодинамические условия преимущественного роста ННК Si по механизму пар→жидкость→кристалл по отношению к кристаллизации по механизму пар→кристалл. Рассчитаны величины стандартных изменений мольных энтальпии, энтропии и энергии Гиббса некоторых реакций, протекающих в хлоридно-водородном процессе получения ННК кремния. Определен допустимый для устойчивого роста ННК диапазон изменения состава газовой фазы при заданной температуре роста.

Ключевые слова: нитевидные нанокристаллы, скорость, рост, кремний, газовая фаза, состав.

DOI: 10.30791/1028-978X-2025-4-18-37
Небольсин Валерий Александрович — ФГБОУ ВО Воронежский государственный технический университет (394006, Воронеж, ул. 20-летия Октября, 84), доктор технических наук, профессор, специалист в области синтеза и изучения свойств нитевидных нанокристаллов полупроводниковых материалов, углеродных нанотрубок, нанотубулярных структур оксида титана, физико-химии оксида графена. E-mail: nebolsin.va.2023@mail.ru.
Корнеева Валерия Владиславовна — ФГБОУ ВО Воронежский государственный технический университет (394006, Воронеж, ул. 20-летия Октября, 84), кандидат технических наук, доцент, специалист в области синтеза, изучения свойств нитевидных нанокристаллов полупроводниковых материалов и механизмов испарения из полупроводниковых материалов AIIIBV. E-mail: vkorneeva@vgasu.vrn.ru.
Мальцев Виктор Владимирович — ФГБОУ ВО Воронежский государственный технический университет (394006, Воронеж, ул. 20-летия Октября, 84), магистр по направлению “Электроника и наноэлектроника”. E-mail: malcev_vityd@bk.ru.
Ссылка на статью:
Небольсин В.А., Корнеева В.В., Мальцев В.В. Влияние состава газовой фазы на рост нитевидных нанокристаллов кремния в системе Si – H – Cl. Перспективные материалы, 2025, № 4, с. 18 – 37. DOI: 10.30791/1028-978X-2025-4-18-37
Литература содержит 14 ссылок.

См. подробнее о статье на сайте e-library
Перейти
Литература/References
к статье Небольсин В.А., Корнеева В.В., Мальцев В.В. Влияние состава газовой фазы на рост нитевидных нанокристаллов кремния в системе Si – H – Cl. Перспективные материалы, 2025, № 4, с. 18 – 37. DOI: 10.30791/1028-978X-2025-4-18-37
  1. Небольсин В.А. Актуальные аспекты меха­низма роста нитевидных нанокристаллов пар→ жидкость→кристалл. Воронеж, Научная книга, 2024, 166 с. / Nebol’sin V.A. Aktual’nyye aspekty mekhanizma rosta nitevidnykh nanokristallov par→zhidkost’→kristall: uchebnoye posobiye [Actual aspects of the growth mechanism of nanowires vapor→liquid→solid: a tutorial] Voronezh, Nauchnaya kniga Publ., 2024, 166 p. (in Russ.).
  2. Güniat L., Caroff P., Fontcuberta i Morral A. Vapor phase growth of semiconductor nanowires: Key developments and open questions. Chem. Rev., 2019, v. 119, no. 15, pp. 8958 – 8971. DOI: 10.1021/acs.chemrev.8b00649
  3. Krylyuk S., Davydov A.V., Levin I. Tapering control of Si nanowires grown from SiCl4 at reduced pressure. ACS Nano, 2011, v. 5, pp. 656 – 664. DOI: 10.1021/nn102556s
  4. Maiolо J.R., Kayes B.M., Filler M.A., Putnam M.C., Kelzenberg M.D., Lewis N.S., Atwater H.A. High aspect ratio silicon wire array photoelectrochemical cells. J. Am. Chem. Soc., 2007, v. 129, pp. 12346 – 12347. DOI: 10.1021/ja074897c
  5. Гиваргизов Е.И. Рост нитевидных и пластинчатых кристаллов из пара. Москва, Наука, 1977, 304 с. / Givargizov E.I. Rost nitevidnykh i plastinchatykh kristallov iz para [Growth of whisker and plate crystals from vapor]. Moscow, Nauka Publ., 1977, 304 p. (In Russ.).
  6. Гиваргизов Е.И. Роль адсорбционного слоя при химическом осаждении из газовой фазы. В кн.: Рост кристаллов. Москва, Наука, 1980, т. 13. с. 27 – 33. / Givargizov E.I. Rol’ adsorbtsionnogo sloya pri khimicheskom osazhdenii iz gazovoy fazy. V kn.: Rost kristallov [Role of adsorption layer in chemical vapor deposition. In: Crystal growth]. Moscow, Nauka Publ., 1980, v. 13. pp. 27 – 33 (In Russ.).
  7. Крапухин В.В., Соколов И.А., Кузнецов Г.Д. Физико-химические основы технологии полупроводниковых материалов. Москва, Металлургия, 1982, 352 с. / Krapuhin V.V., Sokolov I.A., Kuznetsov G.D. Fiziko-khimicheskiye osnovy tekhnologii poluprovodnikovykh materialov [Physicochemical foundations of semiconductor materials technology]. Moscow, Metallurgy Publ., 1982, 352 p. (In Russ.).
  8. Козенков О.Д., Косырева Л.Г. Зависимость скорости роста нитевидного кристалла, лимитируемого гетерогенной химической реакцией, от состава газовой фазы. Неорганические материалы, 2015, т. 51, № 11, с. 1255 – 1259. DOI: 10.7868/S0002337X15100097 / Kozenkov O.D., Kosyreva L.G. Effect of vapor-phase composition on the whisker growth rate limited by a heterogeneous chemical reaction. Inorganic Materials, 2015, v. 51, no. 11, pp. 1163 – 1167.
  9. Термодинамические свойства индивидуальных веществ. В 4-х томах. Под ред. В.П. Глушко. Mосква, Наука, 1979. / Termodinamicheskiye svoystva prirodnykh veshchestv [Thermodynamic properties of individual substances]. In 4 volumes. Ed. V.P. Glushko. Moscow, Nauka Publ., 1979. (In Russ.).
  10. Кошкин Н.И., Ширкевич М.Г. Справочник по элементарной физике. Москва, Наука, 1982, 206 c. / Koshkin N.I., Shirkevich M.G. Spravochnik po elementarnoy fizike [Handbook of elementary physics]. Moscow, Nauka Publ., 1982, 206 p.
  11. Ives D.J.G. Chemical thermodynamics. University chemistry series. London, Macdonald Technical and Scientific, 1971, 211 р.
  12. Небольсин В.А., Юрьев В.А., Свайкат Н., Воробъев А.Ю., Самофалова А.С. Влияние тем­пе­ратуры на скорость роста нитевидных нано­кристаллов полупроводников. Неорганические материалы, 2022, т. 58, № 12, с. 1279 – 1286. DOI: 10.31857/S0002337X22110124 / Nebol’sin V.A., Yur’ev V.A., Swaikat N., Vorob’ev A.Yu., Samofalova A.S. Effect of temperature on the growth rate of semiconductor nanowires. Inorganic Materials, 2022, v. 58, no. 12, pp. 1235 – 1241. DOI: 10.1134/S0020168522110127
  13. Schmidt V., Wittemann J.V., Senz S., Gösele U. Silicon nanowires: A Review on aspects of their growth and their electrical properties. Adv. Mater., 2009, v. 21, pp. 2681 – 2702. DOI:10.1002/adma.200803754
  14. Habuka H., Aoyama Y., Akiyama S., Otsuka T., Qu W.-F., Shimada M., Okuyama K. Chemical process of silicon epitaxial growth in a SiHCl3-H2 system. J. Cryst. Growth, 1999, v. 207, pp. 77 – 86. DOI: 10.1016/S0022-0248(99)00360-7
ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Анализ параметров деформационных моделей гиперупругих биотканей

С. А. Муслов, А. И. Лотков, А. Н. Никишенко

Представлены расчеты деформационного поведения гиперупругих материалов в системе компьютерной алгебры Mathcad 15.0 и сравнение их с результатами расчётов этих свойств по другим моделям. Перечень моделей соответствует их “рейтингу” в мировой литературе по механике конечных деформаций. Всего проанализировано 7 моделей: неогуковская, Муни – Ривлина (2-параметрическая), Муни – Ривлина (3-параметрическая), Огдена, полиномиальная, Веронда-Вестманн и Йео. Прогностическая близость результатов модельных расчётов к экспериментальным данным оценена с помощью показателей математической статистики. Приведен пример расчета параметров модели гиперупругой деформации биоматериала (кожи участка спины человека).

Ключевые слова: модели гиперупругой деформации, Mathcad, аппроксимация, вычислительная математика.

DOI: 10.30791/1028-978X-2025-4-28-37
Муслов Сергей Александрович — Московский государственный медико-стоматологический университет им А.И. Евдокимова (Российский университет медицины, 127473, Москва, ул. Делегатская, 20, стр. 1), доктор биологических наук, профессор, член-корреспондент Российской академии естествознания, профессор кафедры нормальной физиологии и медицинской физики, специалист в области сплавов с памятью формы и их применения в медицине, стоматологического материаловедения, упругих свойств твердых дентальных тканей. E-mail: muslov@mail.ru.
Лотков Александр Иванович — Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики прочности и материаловедения Сибирского отделения Российской академии наук (634055, Томск,
пр. Академический, 2/4), доктор физико-математических наук, профессор, советник директора, главный научный сотрудник лаборатории материаловедения сплавов с памятью формы, специалист в области структурных и фазовых превращений в сплавах на основе никелида титана. E-mail: lotkov@ispms.ru
Никишенко Алексей Николаевич — ООО “Конструкторское бюро технических средств реабилитации” (299053, Севастополь, ш. Фиолентовское, 1/2), генеральный директор, специалист в области научных исследований и разработок в области естественных и технических наук. E-mail: alexejnikolaewitch@yandex.ru.
Ссылка на статью:
Муслов С.А., Лотков А.И., Никишенко А.Н. Анализ параметров деформационных моделей гиперупругих биотканей. Перспективные материалы, 2025, № 4, с. 28 – 37. DOI: 10.30791/1028-978X-2025-4-28-37
Литература содержит 19 ссылок.

См. подробнее о статье на сайте e-library
Перейти
Литература/References
к статье Муслов С.А., Лотков А.И., Никишенко А.Н. Анализ параметров деформационных моделей гиперупругих биотканей. Перспективные материалы, 2025, № 4, с. 28 – 37. DOI: 10.30791/1028-978X-2025-4-28-37
  1. Жиляков Е.Г., Белов С.П., Белов А.С., Прохоренко Е.И. Модель реакции базилярной мембраны внутреннего уха человека на тональные акустические воздействия. Инфокоммуникационные технологии, 2021, т. 19, № 2, с. 145 − 151. / Zhilyakov E.G., Belov S.P., Belov A.S., Prohorenko E.I. Model’ reakcii bazilyarnoj membrany vnutrennego uha cheloveka na tonal’nye akusticheskie vozdejstviya [A model of the response of the basilary membrane of the humans inner ear to tone acoustic impact]. Infokommunikacionnye tekhnologii [Infocommunication technologies], 2021, v. 19, no. 2, pp. 145 − 151. (In Russ.).
  2. Арутюнов С.Д., Муслов С.А., Чижмаков Е.А., Грачев Д.И., Нерсесов Г.С., Харах Я.Н. Качество жизни пациентов с полной утратой зубов и психометрические свойства опросника OHIP-20 DG. Часть 1. Валидизация и автоматизация. Российский стоматологический журнал, 2021, т. 25, № 5, с. 387 – 397. DOI: https://doi.org/10.17816/1728-2802-2021-25-5-399-408 / Arutyunov S.D., Muslov S.A., Chizhmakov E.A., Grachev D.I., Nersesov G.S., Harah Ya.N. Kachestvo zhizni pacientov s polnoj utratoj zubov i psihometricheskie svojstva oprosnika OHIP-20 DG. Chast’ 1. Validizaciya i avtomatizaciya [Quality of life of patients with complete edentulousness and psychometric properties of the OHIP-20 DG questionnaire. Part 1. Validation and automation]. Rossijskij stomatologicheskij zhurnal [Russian Dental Journal], 2021, v. 25, № 5, pp. 387 – 397. (In Russ.).
  3. Янишен И.В. Клиническое изучение жевательного давления на этапах ортопедического лечения съёмными протезами. Наука и здравоохранение, 2015, № 3, с. 70 − 79. / Yanishen I.V. Klinicheskoe izuchenie zhevatel’nogo davleniya na etapah ortopedicheskogo lecheniya s’yomnymi protezami [Clinical research of chewing pressure on stages of orthopedic treatment by removable dentures]. Nauka i zdravoohranenie [Science and Healthcare], 2015, no. 3, pp. 70 − 79.
  4. Ulrich D., Edwards S. L., Su Kai, et al. Influence of reproductive status on tissue composition and biomechanical properties of ovine vagina. PLoS ONE, 2014, v. 9, no. 4, art. e93172. https://doi.org/10.1055/s-0034-1374740
  5. Egorov V., van Raalte H., Lucente V. Quantifying vaginal tissue elasticity under normal and prolapse conditions by tactile imaging. Int. Urogynecol. J., 2012, v. 23, no. 4, pp. 459 – 466. https://doi.org/10.1007/s00192-011-1592-z
  6. ГОСТ Р 15.111-2015. Система разработки и постановки продукции на производство. Технические средства реабилитации инвалидов. Мщсква, Стандартинформ, 2016, 25 с. / GOST R 15.111-2015. Sistema razrabotki i postanovki produkcii na proizvodstvo. Tekhnicheskie sredstva reabilitacii invalidov [System of development and putting into production of products. Technical means of rehabilitation of disabled people]. Moscow, Standartinform, 2016, 25 p. (In Russ.).
  7. Янковский В.М., Черникова М.В., Кузичева А.Д., Фогт Е.В. Медицинские аспекты протезирования пациентов после ампутации на уровне голени с использованием цифровых технологий. Гений ортопедии, 2022, т. 28, № 4, с. 495 − 502. https://doi.org/10.18019/1028-4427-2022-28-4-495-502 / Yankovskij V.M., Chernikova M.V., Kuzicheva A.D., Fogt E.V. Medicinskie aspekty protezirovaniya pacientov posle amputacii na urovne goleni s ispol’zovaniem cifrovyh tekhnologij [Medical aspects of prosthetics for patients after amputation at the level of the lower leg using digital technologies]. Genij ortopedii [Genius of Orthopedics], 2022, v. 28, no. 4, pp. 495 − 502. (In Russ.).
  8. Муслов С.А., Поляков Д.И., Лотков А.И. Измерение и расчет параметров механических свойств силиконового каучука. Известия вузов. Физика, 2020, т. 63, № 9(753), с. 68 − 71. https://doi.org/10.17223/00213411/63/9/68 / Muslov S.A., Polyakov D. I., Lotkov A. I. Measurement and calculation of mechanical properties of silicone rubber. Russian Physics Journal, 2021, v. 63, pp 1525 – 1529.
  9. Fung Y.C. Biomechanics: Mechanical properties of living tissues. 2nd Edition. New York, Springer New York, 1993, 586 p.
  10. Муслов С.А., Перцов С.С., Арутюнов С.Д. Физико-механические свойства биологических тканей. Под ред. академика РАН Янушевича О.О. Москва, МГМСУ им. А.И. Евдокимова, 2023, 456 с. / Muslov S.A., Percov S.S., Arutyunov S.D. Fiziko-mekhanicheskie svojstva biologicheskih tkanej [Physical and mechanical properties of biological tissues]. Ed. by akad.Yanushevich O.O. Moskow, MGMSU im. A.I. Evdokimova Publ., 2023, 456 p. (In Russ.).
  11. Шмурак М.И., Кучумов А.Г., Воронова Н.О. Анализ гиперупругих моделей для описания поведения мягких тканей организма человека. Master`s Journal, 2017, № 1, с. 230 – 243. / Shmurak M.I., Kuchumov A.G., Voronova N.O. Analiz giperuprugih modelej dlya opisaniya povedeniya myagkih tkanej organizma cheloveka [Hyperelastic models analysis for description of soft human tissues behavior]. Master`s Journal, 2017, no. 1, pp. 230 – 243. (In Russ.).
  12. Stephen K.M., Liwu L., Yanju L., Jinsong L. A review on material models for isotropic hyperelasticity. Int. J. Mech. Syst. Dyn., 2021, no. 1, pp. 71 – 88. https://doi.org/10.1002/msd2.12013
  13. Ogden R.W. Large deformation isotropic elasticity – on the correlation of theory and experiment for incompressible rubberlike solids. Proceedings of the royal society of London. Series A. Mathematical and Physical Sciences, 1972, v. 326, no. 1567, pp. 565 − 584. https://doi.org/10.5254/1.3542910
  14. Rackl M. Curve fitting for Ogden, Yeoh and polynomial models. ScilabTEC 2015, 7th International Scilab Users Conference. Paris, France, 21st and 22nd May 2015. 18 p.
  15. Calvo-Gallego J.L., Martínez-Reina J., Domínguez J. A polynomial hyperelastic model for the mixture of fat and glandular tissue in female breast. Int. J. Numer. Meth. Biomed. Engng., 2015, art. 02723. DOI: 10.1002/cnm.2723.
  16. Arnab Chanda. Biomechanical modeling of human skin tissue surrogates. Biomimetics (Basel). 2018, v. 3, no. 3, art. 18. doi:10.3390/biomimetics3030018.
  17. Yeoh O.H. Some forms of the strain energy function for rubber. Rubber Chemistry and Technology, 1993, v. 66, no. 5, pp. 754 – 771. https://doi.org/10.5254/1.3538343
  18. Annaidh, A.N., Bruyère K., Destrade M. Gilchrist M.D., Otténio M. Characterization of the anisotropic mechanical properties of excised human skin. J. Mech. Behav. Biomed. Mater., 2012, v. 5, no. 1, pp. 139 – 148. https://doi.org/10.1016/j.jmbbm.2011.08.016
  19. Armstrong J.S., Collopy F. Error measures for generalizing about forecasting methods:8 empirical comparisons. International Journal of Fong, 1992, v. 8, pp. 69 − 80. https://doi.org/10.1016/0024-6301(93)90280-s
ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Влияние органических и неорганических пластифицирующих агентов на свойства алюмооксидных носителей и СoMo/Al2O3-катализаторов гидроочистки дизельных фракций.
Часть 1. Алюмооксидные носители

П. П. Мухачёва, Ю. В. Ватутина, К. А. Надеина, И. Г. Данилова, П. П. Дик, В. П. Пахарукова,
Е. Ю. Герасимов, И. П. Просвирин, О. В. Климов, А. С. Носков

Исследовано влияние органических (уксусная кислота, лимонная кислота и диэтиленгликоль) и неорганических (азотная кислота и аммиак) пластифицирующих агентов на свойства алюмооксидных носителей. Алюмооксидные носители были исследованы методами элементного CHNS-анализа, рентгенофазового анализа (РФА), низкотемпературной адсорбции-десорбции азота, термопрограммируемой десорбции NH3 (ТПД-NH3), ИК спектроскопии адсорбированного пиридина. Определена величина механической прочности образцов. Варьирование пластифицирующего агента оказывает существенное влияние на текстурные характеристики получаемых носителей. Использование водного раствора аммиака в качестве пластифицирующего агента привело к увеличению объема пор в образце носителя и к росту содержания более крупных пор размером 13 – 50 нм в 4 – 16 раз в сравнении с другими образцами носителей. В случае образца алюмооксидного носителя, пластифицированного диэтиленгликолем, происходит снижение объема пор в образце почти в 2 раза по сравнению с образцом, пластифицированным аммиаком, что объясняется увеличением доли пор размером < 7 нм на 9 – 35 %. Значительного влияния пластифицирующего агента на концентрацию кислотных центров оксида алюминия не было обнаружено. Среди исследуемой серии выделялся образец оксида алюминия, приготовленный с добавлением азотной кислоты. Для него по результатам ТПД-NH3 и ИК спектроскопии адсорбированного пиридина было отмечено уменьшение концентрации Льюисовских кислотных центров (ЛКЦ), в сравнении с остальными образцами.

Ключевые слова: пластификация, оксид алюминия, неорганическая кислота, органическая кислота, гидроочистка.

DOI: 10.30791/1028-978X-2025-4-38-48
Мухачёва Полина Павловна — Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН (630090, Новосибирск, пр. Ак. Лаврентьева, 5), младший научный сотрудник, специалист в области носителей и катализаторов гидроочистки, их приготовления и характеризации. E-mail: mpp@catalysis.ru.
Ватутина Юлия Витальевна — Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН (630090, Новосибирск, пр. Ак. Лаврентьева, 5), кандидат химических наук, научный сотрудник, специалист в области носителей и катализаторов гидроочистки, их приготовления и характеризации. E-mail: y.vatutina@catalysis.ru.
Надеина Ксения Александровна — Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН (630090, Новосибирск, пр. Ак. Лаврентьева, 5), кандидат химических наук, старший научный сотрудник, специалист в области носителей и катализаторов гидроочистки, их приготовления и характеризации. E-mail: lakmallow@catalysis.ru.
Данилова Ирина Геннадьевна — Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН (630090, Новосибирск, пр. Ак. Лаврентьева, 5), кандидат химических наук, старший научный сотрудник, специалист в области характеризации катализаторов методами ИК- и УФ-спектроскопии. E-mail: danig@catalysis.ru.
Дик Павел Петрович — Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН (630090, Новосибирск, пр. Ак. Лаврентьева, 5), кандидат химических наук, научный сотрудник, специалист в области носителей и катализаторов гидрокрекинга, их приготовления и характеризации. E-mail: dik@catalysis.ru.
Пахарукова Вера Павловна — Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН (630090, Новосибирск, пр. Ак. Лаврентьева, 5), кандидат химических наук, старший научный сотрудник, специалист в области характеризации носителей и катализаторов методом РФА. E-mail: verapakharukova@yandex.ru.
Герасимов Евгений Юрьевич — Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН (630090, Новосибирск, пр. Ак. Лаврентьева, 5), кандидат физико-математических наук, ведущий научный сотрудник, специалист в области исследования материалов методам ПЭМВР, СЭМ. E-mail: gerasimov@catalysis.ru.
Просвирин Игорь Петрович — Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН (630090, Новосибирск, пр. Ак. Лаврентьева, 5), кандидат химических наук, старший научный сотрудник, специалист в области характеризации носителей и катализаторов методом РФЭС. E-mail: prosvirin@catalysis.ru.
Климов Олег Владимирович — Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН (630090, Новосибирск, пр. Ак. Лаврентьева, 5), кандидат химических наук, ведущий научный сотрудник, специалист в области носителей и катализаторов гидроочистки, их приготовления и характеризации. E-mail: klm@catalysis.ru.
Носков Александр Степанович — Институт катализа
им. Г.К. Борескова СО РАН (630090, Новосибирск, пр. Ак. Лаврентьева, 5), член-корреспондент, заведующий ОТКП, специалист в области носителей и катализаторов гидроочистки, их приготовления и характеризации. E-mail: noskov@catalysis.ru.
Ссылка на статью:
Мухачёва П. П., Ватутина Ю. В., Надеина К. А., Данилова И. Г., Дик П. П., Пахарукова В. П., Герасимов Е. Ю., Просвирин И. П., Климов О. В., Носков А. С. Влияние органических и неорганических пластифицирующих агентов на свойства алюмооксидных носителей и СoMo/Al2O3-катализаторов гидроочистки дизельных фракций. Часть 1. Алюмооксидные носители. Перспективные материалы, 2025, № 4, с. 38 – 48. DOI: 10.30791/1028-978X-2025-4-38-48
Литература содержит 26 ссылок.

См. подробнее о статье на сайте e-library
Перейти
Литература/References
к статье Мухачёва П. П., Ватутина Ю. В., Надеина К. А., Данилова И. Г., Дик П. П., Пахарукова В. П., Герасимов Е. Ю., Просвирин И. П., Климов О. В., Носков А. С. Влияние органических и неорганических пластифицирующих агентов на свойства алюмооксидных носителей и СoMo/Al2O3-катализаторов гидроочистки дизельных фракций. Часть 1. Алюмооксидные носители. Перспективные материалы, 2025, № 4, с. 38 – 48. DOI: 10.30791/1028-978X-2025-4-38-48
  1. Van Garderen N., Clemens F.J., Aneziris C.G., Graule T. Improved γ-alumina support based pseudo-boehmite shaped by micro-extrusion process for oxygen carrier support application. Ceram. Int. 2012, v. 38, pp. 5481 – 5492.
  2. Okamoto Y., Breysse M., Dhar G.M., Song C. Effect of support in hydrotreating catalysis for ultra clean fuels. Catal. Today, 2003, v. 86, pp. 1 – 3.
  3. Breysse M., Afanasiev P., Geantet C., Vrinat M. Overview of support effects in hydrotreating catalysts. Catal. Today, 2003, v. 86, pp. 5 – 16.
  4. Verwey E.J.W., Overbeek J.T.G., van Nes K. Theory of the stability of lyophobic colloids. The interaction of solparticles havingand electron double layer. Elsevier Publishing Company, 1948, 205 p.
  5. Vatutina Y.V., Nadeina K.A., Klimov O.V., et al. Peptization of alumina by ammonia to adjust catalytic properties of NiMo/B-Al2O3 hydrotreating catalysts. Catal. Today, 2021, v. 375, pp. 377 – 392.
  6. Drouin J.M., Chopin T., Nortier P., Van Damme A.H. Rheology and structure of peptized boehmite pastes. J. Colloid Interface Sci., 1988, v. 125, pp. 314 – 326.
  7. Karouia F., Boualleg M., Digne M., Alphonse P. Control of the textural properties of nanocrystalline boehmite (γ-AlOOH) regarding its peptization ability. Powder Technol., 2013, v. 237, pp. 602 – 609.
  8. Moroz E.M., Zyuzin D.A., Tregubenko V.Y., et al. Effect of structural defects in alumina supports on the formation and catalytic properties of the active component of reforming catalysts. React. Kinet. Mech. Catal., 2013, v. 110, pp. 459 – 470.
  9. Трегубенко В.Ю., Удрас И.Е., Дроздов В.А., Белый А.С. Изучение влияния условий приготов­ления γ-оксида алюминия в качестве носителя катализаторов риформинга на его физико-химические свойства. Журнал физической химии, 2009, т. 83, № 12, с. 2238 – 2243. / Tregubenko V.Y., Udras I.E., Drozdov V.A., Belyi A.S. A study of the influence of the conditions of preparation of γ-aluminum oxide as a carrier for reforming catalysts on its physicochemical properties. Russ. J. Phys. Chem. A, 2009, v. 83, pp. 2039 – 2044.
  10. Трегубенко В.Ю., Виниченко Н.В., Талзи В.П., Белый А.С. Каталитические свойства в риформинге н-гептана платинового катализатора, нанесенного на модифицированный щавелевой кислотой оксид алюминия. Известия Академии наук. Серия химическая, 2020, № 9, с. 1719 – 1723. / Tregubenko V.Y., Vinichenko N. V., Talzi V.P., Belyi A.S. Catalytic properties of the platinum catalyst supported on alumina modified by oxalic acid in n-heptane reforming. Russian Chemical Bulletin, 2020, v. 69, pp. 1719 – 1723.
  11. Трегубенко В.Ю., Белый А.С. Исследование эффектов кислотного модифицирования алюмооксидного носителя катализаторов риформинга. Кинетика и катализ, 2020, т. 61, № 1, с. 119 – 125. / Tregubenko V.Y., Belyi A.S. Characterization of acid-modified alumina as a support for reforming catalysts. Kinet. Catal., 2020, v. 61, pp. 130 – 136.
  12. Трегубенко В.Ю., Удрас И.Е., Дроздов В.А., Белый А.С. Влияние пептизации псевдобемита орга­ническими кислотами на текстурные характе­ристики получаемых оксидов алюминия. Журнал прикладной химии, 2011, т. 84, № 1, с. 10 – 18. / Tregubenko V.Y., Udras I.E., Drozdov V.A., Belyi A.S. Effect of pseudoboehmite peptization by organic acids on texture characteristics of obtained aluminum oxides. Russ. J. Appl. Chem., 2011, v. 84, pp. 9 – 16.
  13. Danilevich V.V., Klimov O.V., Nadeina K.A., Gerasimov E.Y., Cherepanova S.V., Vatutina Y.V., Noskov A.S. Novel eco-friendly method for preparation of mesoporous alumina from the product of rapid thermal treatment of gibbsite. Superlattices Microstruct., 2018, v. 120, pp. 148 – 160.
  14. Mukhacheva P.P., Vatutina Y.V., Nadeina K.A., et al. Comparison of the HDS DBT reaction using bulk and supported catalysts. Chim. Techno Acta, 2024, v. 11, pp. 10 – 12.
  15. Avdeenko E.A., Nadeina K.A., Larina T.V., et al. Advances of isomerizing-hydrogenating properties of CoMo catalysts supported on ASA-Al2O3. J. Korean Chem. Soc., 2022, v. 66, pp. 349 – 361.
  16. Emeis C.A. Determination of integrated molar extinction coefficients for infrared absorption bands of pyridine adsorbed on solid acid catalysts. J. Catal., 1993, v. 141, pp. 347 – 354.
  17. Thommes M., Kaneko K., Neimark A.V., et al. Physisorption of gases, with special reference to the evaluation of surface area and pore size distribution (IUPAC Technical Report). Pure Appl. Chem., 2015, v. 87, pp. 1051 – 1069.
  18. Hu L., Chen Z., Sun W., et al. Measurement of pore diffusivity in NiMo/Al2O3 catalyst pellets by the zero-length column method. Ind. Eng. Chem. Res., 2020, v. 59, pp. 8426 – 8435.
  19. Prada Silvy R. Parameters controlling the scale-up of CoMoP/Γ-Al2O3 and NiMoP/Γ-Al2O3 catalysts for the hydrotreating and mild-hydrocracking of heavy gasoil. Catal. Today, 2019, v. 338, pp. 93 – 99.
  20. Klimov O.V., Leonova K.A., Koryakina G.I., et al. Supported on alumina Co-Mo hydrotreating catalysts: Dependence of catalytic and strength characteristics on the initial AlOOH particle morphology. Catal. Today, 2014, v. 220–222, pp. 66 – 77.
  21. Knözinger H., Ratnasamy P. Catalytic aluminas : Surface models and characterization of surface sites. Catalysis Reviews : Science and engineering, 1978, v. 17, no. 1, pp. 31 – 70.
  22. Tsyganenko A.A., Mardilovich P.P. Structure of alumina surfaces. J. Chem. Soc. Faraday Trans., 1996, v. 92, pp. 4843 – 4852.
  23. Klimov O.V, Vatutina Y.V, Nadeina K.A., et al. CoMoB/Al2O3 catalysts for hydrotreating of diesel fuel. The effect of the way of the boron addition to a support or an impregnating solution. Catal. Today, 2018, v. 305, pp. 192 – 202.
  24. Bergwerff J.A., Visser T., Weckhuysen B.M. On the interaction between Co- and Mo-complexes in impregnation solutions used for the preparation of Al2O3-supported HDS catalysts: A combined Raman/UV–vis–NIR spectroscopy study. Catal. Today, 2008, v. 130, pp. 117 – 125.
  25. Busca G. Chapter three — structural, surface, and catalytic properties of aluminas. In: Adv. Catal. (Ed by Jentoft F.C.). Academic Press, 2014, pp. 319 – 404.
  26. Morterra C., Magnacca G. A case study: surface chemistry and surface structure of catalytic aluminas, as studied by vibrational spectroscopy of adsorbed species. Catal. Today, 1996, v. 27, pp. 497 – 532.
ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Исследование воздействия импульсных потоков ионов гелия и гелиевой плазмы
на структуру и механические свойства поверхностных слоев сплавов
системы Ti – Nb – Mo – Zr – Al

К. В. Сергиенко, М. А. Севостьянов, А. С. Дёмин, Е. В. Морозов, Н. А. Епифанов,
С. В. Конушкин, М. А. Каплан, Я. А. Морозова, А. Г. Колмаков

Исследовано влияние облучения импульсными потоками ионов гелия и гелиевой плазмы на структурные характеристики и механические свойства титановых сплавов следующих составов (масс. %): Ti – 0,5 Nb – 0,5 Mo – 3 Zr – 3 Al; Ti – 1 Nb – 1 Mo – 3 Zr – 3 Al; Ti – 1,5 Nb – 1,5 Mo – 3 Zr – 3 Al. Облучение проведено на установке типа “Плазменный фокус” с плотностью мощности потоков: для ионов гелия q = 2·108 Вт/см2, и для гелиевой плазмы q = 4·107 Вт/см2, длительностью импульса 20 – 100 нс. Проведены металлографический и рентгенофазовый анализ, определены механические свойства (предел прочности, предел текучести, относительное удлинение) и микротвердость образцов сплавов до и после облучения. Облучение приводило к незначительному (менее 10 %) снижению показателей прочности и пластичности образцов сплавов, а значения микротвердости практически не изменялись.

Ключевые слова: титановый сплав, легирование, ионы гелия, гелиевая плазма механические свойства.

DOI: 10.30791/1028-978X-2025-4-49-57
Сергиенко Константин Владимирович — Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН (119334, Москва, Ленинский проспект, 49), младший научный сотрудник, специалист в области титановых сплавов и термической обработки материалов. E-mail: ksergienko@imet.ac.ru.
Севостьянов Михаил Анатольевич — Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН (119334, Москва, Ленинский проспект, 49), кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник, специалист в области титановых сплавов и термической обработки материалов. E-mail: msevostyanov@imet.ac.ru.
Дёмин Александр Сергеевич — Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН (119334, Москва, Ленинский проспект, 49), научный сотрудник, специалист в области высокоэнергетической обработки материалов. E-mail: ademin@imet.ac.ru.
Морозов Евгений Вадимович — Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН (119334, Москва, Ленинский проспект, 49), научный сотрудник, специалист в области высокоэнергетической обработки материалов. E-mail: lieutenant@list.ru.
Епифанов Никита Андреевич — Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН (119334, Москва, Ленинский проспект, 49), младший научный сотрудник, специалист в области высокоэнергетической обработки материалов. E-mail: mophix94@gmail.com.
Конушкин Сергей Викторович — Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН (119334, Москва, Ленинский проспект, 49), кандидат технических наук, научный сотрудник, специалист в области титановых сплавов и термической обработки материалов. E-mail: skonushkin@imet.ac.ru.
Каплан Михаил Александрович — Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН (119334, Москва, Ленинский проспект, 49), кандидат технических наук, младший научный сотрудник, специалист в области титановых сплавов и термической обработки материалов. E-mail:
mkaplan@imet.ac.ru.
Морозова Ярослава Анатольевна — Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН (119334, Москва, Ленинский проспект, 49), инженер-исследователь, специалист в области титановых сплавов. E-mail: yasya12987@gmail.com.
Колмаков Алексей Георгиевич — Институт металлургии и материаловедения
им. А.А. Байкова РАН (119334, Москва, Ленинский проспект, 49), член-корреспондент РАН, доктор технических наук, заведующий лабораторией, специалист в области титановых сплавов и термической обработки материалов. E-mail: akolmakov@imet.ac.ru.
Ссылка на статью:
Сергиенко К.В., Севостьянов М.А., Дёмин А.С., Морозов Е.В., Епифанов Н.А., Конушкин С.В., Каплан М.А., Морозова Я.А., Колмаков А.Г. Исследование воздействия импульсных потоков ионов гелия и гелиевой плазмы на структуру и механические свойства поверхностных слоев сплавов системы Ti – Nb – Mo – Zr – Al. Перспективные материалы, 2025, № 4, с. 49 – 57. DOI: 10.30791/1028-978X-2025-4-49-57
Литература содержит 10 ссылок.

См. подробнее о статье на сайте e-library
Перейти
Литература/References
к статье Сергиенко К.В., Севостьянов М.А., Дёмин А.С., Морозов Е.В., Епифанов Н.А., Конушкин С.В., Каплан М.А., Морозова Я.А., Колмаков А.Г. Исследование воздействия импульсных потоков ионов гелия и гелиевой плазмы на структуру и механические свойства поверхностных слоев сплавов системы Ti – Nb – Mo – Zr – Al. Перспективные материалы, 2025, № 4, с. 49 – 57. DOI: 10.30791/1028-978X-2025-4-49-57
  1. Страумал Б.Б., Горнакова А.С., Кильмаметов А.Р., Рабкин Е., Анисимова Н.Ю., Киселевский М.В. Сплавы для медицинских применений на основе β-титана. Известия вузов. Цветная металлургия. 2020. № 6, с. 52 – 64. DOI: dx.doi.org/10.17073/0021-3438-2020-6-52-64 / Straumal B.B., Gornakova A.S., Kilmametov A.R., Rabkin E., Anisimova N.Yu., Kiselevsky M.V. Splavy dlya medicinskih primenenij na osnove β-titana [β-Ti-based alloys for medical applications]. Izvestiya Vuzov. Tsvetnaya Metallurgiya [Izvestiya. Non-Ferrous Metallurgy], 2020, no. 6, pp. 52 – 64. (In Russ.). DOI: dx.doi.org/10.17073/0021-3438-2020-6-52-64
  2. Ешкулов У.Э., Тарбоков В.А., Иванов С.Ю., Ночовная Н.А., Дымников А.Д., Алымбаев Р.С. In vitro исследование биосовместимости титановых сплавов с модифицированной поверхностью. Биомедицина, 2021, т. 17, № 2, с. 79 – 87. https://doi.org/10.33647/2074-5982-17-2-79-87 / Eshkulov U.E., Tarbokov V.A., Ivanov S.Yu., Nochovnaya N.A., Dymnikov A.D., Alymbaev R.S. In vitro issledovanie biosovmestimosti titanovyh splavov s modificirovannoj poverhnost’yu [In vitro study of biocompatibility of titanium alloys with a modified surface]. Biomedicina [Biomedicine], 2021, v. 17, no. 2, pp. 79 – 87. (In Russ.).
  3. Гриб С.В., Колосова Е.В., Хамитов А.А., Горелов В.С. Разработка подходов по созданию сплавов на основе титана, механически совместимых с биотканями. Сборник материалов международной научной школы для молодежи “Материаловедение и металлофизика легких сплавов” (Екатеринбург, 8 – 12 ноября 2010). Екатеринбург, 2010, с. 5 – 7. http://elar.urfu.ru/handle/10995/22617 / Grib S.V., Kolosova E.V., Hamitov A.A., Gorelov V.S. Razrabotka podhodov po sozdaniyu splavov na osnove titana, mekhanicheski sovmestimyh s biotkanyami [Development of approaches for the creation of titanium-based alloys mechanically compatible with biological fabrics.]. Sbornik materialov mezhdunarodnoj nauchnoj shkoly dlya molodezhi “Materialovedenie i metallofizika legkih splavov” [Collection of materials of the International scientific school for youth “Materials Science and Metallophysics of Light alloys” (Ekaterinburg, 8 – 12 november, 2010)]. Ekaterinburg, 2010, pp. 5 – 7. (In Russ.).
  4. Abdel-Hady Gepreel M., Niinomi M. Biocompatibility of Ti-alloys for long-term implantation. J. Mech. Behav. Biomed. Mater., 2013, v. 20, pp. 407 – 415. doi: 10.1016/j.jmbbm.2012.11.014
  5. Geetha M., Singh A.K., Asokamani R., Gogia A.K. Ti based biomaterials, the ultimate choice for orthopaedic implants – A review. Progress in Materials Science, 2009, v. 54, no. 3, pp. 397 – 425. ttps://doi.org/10.1016/j.pmatsci.2008.06.004
  6. Тёммес А., Иванов И. В., Кузьмин Р. И. Влияние содержания ниобия на микроструктуру и меха­нические свойства сплавов Ti–Nb для применения в медицине. Материалы XVIII Международной научно-технической Уральской школы-семинара металловедов — молодых ученых (Екатеринбург, 21 – 23 ноября 2017). Екатеринбург, УрФУ, 2017, c. 594 – 598. / Thoemmes A.L, Ivanov I.V., Kuzmin R.I. Vliyanie soderzhaniya niobiya na mikrostrukturu i mekhanicheskie svojstva splavov Ti–Nb dlya primeneniya v medicine [The influence of Nb content on microstructure and mechanical properties of Ti–Nb alloys for biomedicine]. Materialy XVIII Mezhdunarodnoj nauchno-tekhnicheskoj Ural’skoj shkoly-seminara metallovedov — molodyh uchenyh (Ekaterinburg, 21 – 23 noyabrya 2017) [Materials of the XVIII International Scientific and Technical Ural School-seminar of metal scientists-young scientists (Ekaterinburg, 21 – 23 nov. 2017)]. Ekaterinburg, UFU Publ., 2017, pp. 594 – 598. (In Russ.).
  7. Севостьянов М.А., Сергиенко К.В., БаикинА.С., Насакина Е.О., Конушкин С.В., Каплан М.А., Шустер Е.П. Способ двухэтапного получения сплава TiMoNbZrAl. Патент РФ RU2806683C1. Заявл. 23.12.2022. Опубл. 02.11.2023. / Sevost’janov M.A., Sergienko K.V., Baikin A.S., Nasakina E.O., Konushkin S.V., Kaplan M.A., Shuster E.P. Sposob dvuhjetapnogo poluchenija splava Ti-Mo-Nb-Zr-Al [Method for two-stage production of Ti-Mo-Nb-Zr-Al Alloy]. Patent RF RU2806683C1. Declared 23.12.2022. Publ. 02.11.2023. (In Russ.).
  8. Niinomi M. Recent metallic materials for biomedical applications. Metallurg. Mat. Trans. A., 2002, v. 33, pp. 477 – 486.
  9. Фурцев Т.В., Зеер Г.М. Сравнительное исследование поверхностей трех типов имплантатов (TiUnite, SLA, RBM) с контрольным образцом, периимплантитом, обработанных лазером Er;Cr;YSGG длиной волны 2780 нм. Стоматология. 2019, т. 98, № 3, с. 52 – 55. https://doi.org/10.17116/stomat20199803152 / Furtsev T.V., Zeer G.M. Sravnitel’noe issledovanie poverhnostej trekh tipov implantatov (TiUnite, SLA, RBM) s kontrol’nym obrazcom, periimplantitom, obrabotannyh lazerom Er;Cr;YSGG dlinoj volny 2780 nm [Comparative research of implants with three types of surface processing (TiUnite, SLA, RBM), control, with periimplantitis and processed by 2780 nm Er;Cr;YSGG laser]. Stomatologiya [Stomatology], 2019, v. 98, no. 3, pp. 52 – 55. (In Russ.).
  10. Грибков В.А., Боровицкая И.В., Демин А.С., Морозов Е.Н., Масляев С.А., Пименов В.Н., Голиков А.В., Дулатов А.К., Бондаренко Г.Г., Гайдар А.И. Установка “Вихрь” типа Плазменный фокус для диагностики радиационно-термической стойкости материалов перспективных для термоядерной энергетики и аэрокосмической техники. Приборы и техника эксперимента, 2020, №1, с.75 – 83. doi: 10.31857/S0032816219060193 / Gribkov V.A., Borovitskaya I.V., Demin A.S., Morozov E.V., Maslyaev S.A., Pimenov V.N., Golikov A.V., Dulatov A.K., Bondarenko G.G., Gaydar A.I. The Vikhr plasma focus device for diagnosing the radiation-thermal resistance of materials intended for thermonuclear energy and aerospace engineering. Instruments and Experimental Techniques, 2020, v. 63, no. 1, pp. 68 – 76. doi.org/10.1134/S0020441219060162.
ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Особенности изотермической кристаллизации композитов на основе полиэтилена высокой плотности и волокнистого базальта

Н. Т. Кахраманов, О. М. Гулиева, А. А. Гасанова, С. С. Алиева

Исследовано влияния содержания волокнистого базальта на закономерности кристаллизации композитов на основе полиэтилена высокой плотности. Процесс кристаллизации исследовали методом ступенчатой дилатометрии в температурном диапазоне 20 – 210 °С. Содержание волокнистого базальта в составе ПЭВП варьировали в пределах 1 – 20 масс. %. Методом дилатометрического анализа изучена зависимость удельного объема композитов от температуры. Результаты анализа позволили определить фазовый переход первого рода, фазовый переход второго рода (температуру стеклования), свободный и занятый удельный объем композитов. Проведенные исследования показали, что волокнистый базальт распределяется в свободном объеме полимерной матрицы, который в основном находится в межсферолитном аморфном пространстве. Исследованы кинетические закономерности кристаллизации композитов в координатах Колмогорова – Аврами, установлено, что механизм роста кристаллических образований при непрерывном формировании центров зародышеобразования в значительной степени зависит от содержания волокнистого наполнителя. В частности, определено, что исходный полиэтилен выcокой плотности и композиты с содержанием наполнителя 1 – 5 масс. % характеризуются трехмерным сферолитным типом роста кристаллических образований, композиты с содержанием волокнистого наполнителя 10 – 15 масс. % — пластинчатым типом роста кристаллов, а образцы с содержанием наполнителя 20 масс. % — стержневидным типом, самым простейшим типом роста кристаллических образований.

Ключевые слова: изотермическая кристаллизация, волокнистый базальт, компатибилизатор, межсферолитная область, удельный объем, свободный удельный объем, фазовый переход, температура стеклования.

DOI: 10.30791/1028-978X-2025-4-58-65
Кахраманов Наджаф Тофик оглы — Институт полимерных материалов Министерства науки и образования Азербайджана (AZ5004, Сумгайыт, ул. Самеда Вургуна, 124), доктор химических наук, профессор, заведующий лабораторией, специалист в области химической и механо-химической модификации полимерных композитов и нанокомпозитов, исследования их структуры и свойств. E-mail: najaf1946@rambler.ru.
Гулиева Офеля Муслат гызы — Институт полимерных материалов Министерства науки и образования Азербайджана (AZ5004, Сумгайыт, ул. Самеда Вургуна, 124), диссертант, специализируется в области модификации структуры и свойств полимерных композитов.
Гасанова Айнура Ахмед гызы — Институт полимерных материалов Министерства науки и образования Азербайджана (AZ5004, Сумгайыт, ул. Самеда Вургуна, 124), старший научный сотрудник, специалист в области модификации структуры и свойств полимерных композитов и нанокомпозитов.
Алиева Севда Сафарали гызы — Институт полимерных материалов Министерства науки и образования Азербайджана (AZ5004, Сумгайыт, ул. Самеда Вургуна, 124), научный сотрудник, специалист в области исследования физико-механических свойств композитов.
Ссылка на статью:
Кахраманов Н.Т., Гулиева О.М., Гасанова А.А., Алиева С.С. Особенности изотермической кристаллизации композитов на основе полиэтилена высокой плотности и волокнистого базальта. Перспективные материалы, 2025, № 4, с. 58 – 65. DOI: 10.30791/1028-978X-2025-4-58-65
Литература содержит 25 ссылок.

См. подробнее о статье на сайте e-library
Перейти
Литература/References
к статье Кахраманов Н.Т., Гулиева О.М., Гасанова А.А., Алиева С.С. Особенности изотермической кристаллизации композитов на основе полиэтилена высокой плотности и волокнистого базальта. Перспективные материалы, 2025, № 4, с. 58 – 65. DOI: 10.30791/1028-978X-2025-4-58-65
  1. Арзуманова Н.Б., Кахраманов Н.Т. Полимерные нанокомпозиты. Сумгайыт, Изд-во: “Азери полиграфия”, 2020, 256 с. / Arzumanova N.B., Kakhramanov N.T. Polimernye nanokompozity [Polymer nanocomposites]. Sumgayit, Publishing House: Azeri Printing, 2020, 256 p. (In Russ.).
  2. Kakhramanov N.T., Azizov A.G., Osipchik V.S., Mamedli U.M., Arzumanova H.B. Nanostructured composites and polymer materials. International Polymer Science and technologi, 2017, v. 44, no. 2, pp. 37 − 47.
  3. Hsissou R., Seghiri R., Benzekri Z., et al. Polymer composite materials: A comprehensive review. Composite Structures, 2021, v. 262, art. 113640.
  4. Охлопкова А.А., Адрианова О.А., Попов С.Н. Модификация полимеров ультрадисперсными соеди­нениями. Якутск, ЯФ Изд-ва СО РАН, 2003, 224 с. / Ohlopkova A.A., Adrianova O.A., Popov S.N. Modifikaciya polimerov ul’tradispersnymi soedine­niyami [Modification of polymers with ultradispersed compounds.]. Yakutsk, YaF Publishing House SB RAS, 2003, 224 p. (In Russ.).
  5. Wong D., Anwar M., Debnath S., et al. A Review: Recent development of natural fiber-reinforced polymer nanocomposites. Nanomaterials and Composites for Energy Conversion and Storage, 2021, v. 73, pp. 2504 − 2515.
  6. Kakhramanov N.T., Allahverdiyeva Kh.V., Gadzhieva R.Sh., Shukyurova A.A. Physical and mechanical properties of filled nanocomposites based on thermoplastic copolymers of ethylene with α-olefins. Polymer Science, Series D, 2023, v. 16, no. 1, pp. 193 – 198.
  7. Тинь Н.К., Чалая Н.М., Осипчик В.С. Композиты на основе полипропилена, наполненные стеклянными микросферами и базальтовым волокном. Пластические массы, 2020, № 9-10, с. 72 − 76. / Tin’ N.K., CHalaya N.M., Osipchik V.S. Kompozity na osnove polipropilena, napolnennye steklyannymi mikrosferami i bazal’tovym voloknom [Polypropylene-based composites filled with glass microspheres and basalt fiber]. Plasticheskie massy [Plastic materials], 2020, no. 9-10, pp. 72 − 76. (In Russ.).
  8. Охлопкова А.А., Васильев С.В., Гоголева О.В. Раз­работка полимерных композитов на основе политетрафторэтилена и базальтового волокна. Электронный научный журнал “Нефтегазовое дело”, 2011, № 6, с. 405 − 411. / Ohlopkova A.A, Vasil’ev S.V., Gogoleva O.V. Razrabotka polimernyh kompozitov na osnove politetraftoretilena i bazal’tovogo volokna [Development of polymer composites based on polytetrafluoroethylene and basalt fiber]. Elektronnyj nauchnyj zhurnal “Neftegazovoe delo” [Electronic scientific journal “Oil and Gas Business”], 2011, no. 6, pp. 405 − 411. (In Russ.).
  9. Кахраманов Н.Т., Аллахвердиева Х.В., Кахраманлы Ю.Н., Дадашева Э.В. Физикомехани­ческие свойства многокомпонентных нанокомп­озитов на основе полиолефинов. Перспективные материалы, 2022, № 7, с. 58 – 65. / Kakhramanov N.T., Allahverdieva Kh.V., Kakhramanly Y.N., Dadasheva E.V. Physicomechanical properties of multicomponent nanocomposites based on polyolefins. Inorganic Materials: Applied Research, 2023, v. 14, no. 2, pp. 424 – 429.
  10. Кахраманов Н.Т., Нуралиева Г.Х., Арзуманова Н.Б., Хамедова Л.Х. Механо-химический синтез и свойства базальтопластиков на основе рандом сополимера полипропилена. Перспективные материалы, 2024, №8, с. 53 − 61. / Kakhramanov N.T., Nuraliyeva G.H., Arzumanova N.B., Khamedova L.H. Mekhano-himicheskij sintez i svojstva bazal’toplastikov na osnove random sopolimera polipropilena [Mechanochemical synthesis and properties of basalt plastics based on random copolymer polypropylene]. Perspektivnye materialy [Promising materials], 2024, no. 8, pp. 53 − 61. (In Russ.).
  11. Kakhramanov N.T., Guliyeva O.M., Allahverdiyeva Kh.V., Akhmedi K.J., Ismayilov I.A. Physico-mechanical properties of dynamically vulcanized basaltoplastics based on compatibilized ethylene-hexene copolymer. Processes of Petrochemistry and Oil of Refining, 2024, v. 25, no. 2, pр. 474 − 483.
  12. Wang X., Zhao J., Chen M., et al. Improved self-healing of polyethylene/carbon black nanocomposites by their shape memory effect. Journal of Physical Chemistry B, 2013, v. 117, pp. 1467 − 1474.
  13. Allahverdiyeva Kh.V., Kakhramanov N.T., Martynova G.S., Mustafayeva F.A., Gahramanli Y.N. et al. Structural features and mechanism of crystallization of nanocomposites based on maleinated high density polyethylene and carbon black. Heliyon, 2023, v. 9, art. e14829.
  14. Калистратова Л.Ф., Егорова В.А. Упорядочение аморфной фазы как одна из характеристик надмолекулярной структуры аморфно-кристаллического полимера. Материаловедение, 2019, № 1, с. 3 − 8. / Kalistratova L.F., Egorova V.A. Ordering of the Amorphous Phase as one of the characteristics of supramolecular structure of amorphous-crystalline polymer. Inorganic Materials: Applied Research, 2019, v. 10, no. 4, pp. 933 – 938.
  15. Lipatov Yu.S., Privalko V.P. The relationship between the free volume and the molecular parameters of linear polymers. Polymer Science U.S.S.R., 1973, v. 15, no. 7, pp. 1701 − 1707.
  16. Ye Ch.M., Shentu B.Q., Weng Z.X. Thermal conductivity of high density polyethylene filled with graphite. Journal of Applied Polymer Science, 2006, v. 101, no. 6, pp. 3806 − 3810.
  17. Атлуханова Л.Б., Козлов. Г.В., Долбин И.В. Взаимосвязь структуры нанонаполнителя и свойств полимерных нанокомпозитов: фрактальная модель. Материаловедение, 2019, № 7, с.19 − 22. / Atluhanova L.B, Kozlov. G.V., Dolbin I.V. The correlation between the nanofiller structure and the properties of polymer nanocomposites: Fractal model. Inorganic Materials: Applied Research, 2020, v. 11, no. 1, pp.188 – 191.
  18. Allahverdiyeva Kh.V., Kakhramanov N.T., Martynova G.S., Mustafayeva F.A., Gahramanli Y.N. et al. New approaches for the interpretation of the structure and phase transitions in nanocomposites based on modified polyolefins and technical carbon. J. Chem. Soc. Pak., 2023, v. 45, no. 2, pp. 119 − 127.
  19. Машков Ю.К., Калистратова Л.Ф., Кропотин О.В. Развитие методов формирования эффективных структурно-фазовых состояний полимерных композитов на основе ПТФЭ. Пластические массы, 2017, №3-4, с.12 − 14. / Mashkov Yu.K., Kalistratova L.F., Kropotin O.V. Razvitie metodov formirovaniya effektivnyh strukturno-fazovyh sostoyanij polimernyh kompozitov na osnove PTFE [Development of methods for the formation of effective structural-phase states of polymer composites based on PTFE]. Plasticheskie massy [Plastic materials], 2017, no. 3-4, pp.12 − 14. (In Russ.).
  20. Allahverdiyeva Kh.V., Kakhramanov N.T., Mustafayeva F.A. Structure and properties of conducting composites based on polyolefins and carbon black. Russian Journal of Applied Chemistry, 2022, v. 95, no. 8, pp. 1146 – 1152.
  21. Алоев В.З., Жирикова З.М., Тарчокова М.А. Эффективность использования нанонаполнителей разных типов в полимерных композитах. Изв. вузов. Химия и хим. технология, 2020, т. 63, вып. 4, с. 81 − 85. / Aloev V.Z., Zhirikova Z.M., Tarchokova M.A. Effektivnost’ ispol’zovaniya nanonapolnitelej raznyh tipov v polimernyh kompozitah [Efficiency of using different types of nanofillers in polymer composites.]. Izv. Vuzov. Himiya i Him. Tekhnologiya [Proc. of Universities. Chemistry and Chemical Technology], 2020, v. 63, no. 4, pp. 81 − 85. (In Russ.).
  22. Мустафаева Ф.А., Кахраманов Н.Т., Исмаилов И.А. Влияние компатибилизатора на свойства высокона­полненного композита на основе гидроксида алюминия и смеси полиэтиленов высокой и низкой плотности. Материаловедение, 2021, № 8, с. 19 – 26. / Mustafaeva F.A., Kakhramanov N.T. and Ismailov I.A. The effect of compatibilizer on the properties of a highly filled composite based on aluminum hydroxide and a mixture of high- and low-density polyethylenes. Inorganic Materials: Applied Research, 2022, v. 13, no. 1, pp. 225 – 230.
  23. Tarani E., Papageorgiou G.Z., Bikiaris D.N., Chrissafis K. Kinetics of crystallization and thermal degradation of isotactic polypropylene matrix reinforced with graphene/glass-fiber filler. Molecules, 2019, v. 24, no. 10, art. 1984.
  24. Аллахвердиева Х.В., Кахраманов Н.Т. Кинетические закономерности кристаллизации нанокомпозитов на основе малеинированного полиэтилена высокой плотности и графита. Материаловедение, 2023, №9, с. 29 – 35. / Allahverdiyeva Kh.V., Kakhramanov N.T. Kinetic regularities of crystallization of nanocomposites based on maleated high-density polyethylene and graphite. Inorganic Materials: Applied Research, 2024, v. 15, no. 4, pp. 943 − 948.
  25. Trasi N.S., Teylor L.S. Effect of polymers on nucleation and crystal growth of amorphous acetaminophen. Cryst. Eng. Comm., 2012, v. 14, pp. 5188 – 5197.
ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Фрикционная обработка плазменного слоистого Ni + WС – 12 масс. % Co + Ni +
WС – 12 масс. % Co + Ni покрытия на цилиндрической титановой подложке

В. И. Калита, Д. И. Комлев, А. А. Радюк, А. Б. Михайлова

Выполнен анализ микроструктуры и микротвердости плазменного слоистого покрытия
Ni + WС – 12 масс. % Co + Ni + WС – 12 масс. % Co + Ni на цилиндрической титановой подложке после фрикционной обработки (ФО) с одновременным давлением двумя инструментами из быстрорежущей стали. Эксперименты выполнены с вращением подложки и перемещением инструментов вдоль образующей подложки. Основные параметры ФО, линейная скорость покрытия при его вращении и сдвиговое усилие инструментов на покрытии, определяют мощность процесса — до 0,77 кВт. Выполненная работа на покрытии, отнесенная к его площади, 34 Дж/мм2 определяет температуру процесса — до 1391 °С. Локальная деформация покрытия при ФО на подложках с гладкими и резьбовыми профилями поверхности, с высотой 89 – 371 мкм, уплотняет покрытие в большей степени в его верхней части и над гребнями. Микротвердость слоя WC – 12 масс. % Co покрытия в состоянии после плазменного напыления при нагрузке на индентор 200 Г составляет 6,91 ГПа и
12,09 ГПа при Р = 20 Г, после ФО микротвердость повышается до 18,92 ГПа при нагрузке на индентор 200 Г и до 21,56 ГПа при нагрузке 20 Г и соответствуют значениям микротвердости напыляемого порошка.

Ключевые слова: плазменное слоистое покрытие, Ni + WС – 12 масс. % Co + Ni + WС –
12 масс.% Co + Ni, фрикционная обработка, мощность процесса, цилиндрическая титановая подложка, температура, микроструктура, микротвердость.

DOI: 10.30791/1028-978X-2025-4-66-76
Калита Василий Иванович — Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН (119334, Москва, Ленинский проспект, 49), доктор технических наук, главный научный сотрудник, заведующий лабораторией, специалист в области плазменного напыления. E-mail: vkalita@imet.ac.ru.
Комлев Дмитрий Игоревич — Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН (119334, Москва, Ленинский проспект, 49), кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник, специалист в области плазменного напыления. E-mail: imet-lab25@yandex.ru.
Радюк Алексей Александрович — Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН (119334, Москва, Ленинский проспект, 49), кандидат технических наук, научный сотрудник, специалист в области плазменного напыления. E-mail: imet-lab25@yandex.ru.
Михайлова Александра Борисовна — Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН (119334, Москва, Ленинский проспект, 49), кандидат технических наук, старший научный сотрудник, специалист в области рентгеновского анализа материалов. E-mail: sasham1@mail.ru.
Ссылка на статью:
Калита В.И., Комлев Д.И., Радюк А.А., Михайлова А.Б. Фрикционная обработка плазменного слоистого Ni + WС – 12 масс. % Co + Ni + WС – 12 масс. % Co + Ni покрытия на цилиндрической титановой подложке. Перспективные материалы, 2025, № 4, с. 66 – 76. DOI: 10.30791/1028-978X-2025-4-66-76
Литература содержит 9 ссылок.

См. подробнее о статье на сайте e-library
Перейти
Литература/References
к статье Калита В.И., Комлев Д.И., Радюк А.А., Михайлова А.Б. Фрикционная обработка плазменного слоистого Ni + WС – 12 масс. % Co + Ni + WС – 12 масс. % Co + Ni покрытия на цилиндрической титановой подложке. Перспективные материалы, 2025, № 4, с. 66 – 76. DOI: 10.30791/1028-978X-2025-4-66-76
  1. Алиева С.Г., Альтман М.Б., Амбарцумян С.М. и др. Промышленные алюминиевые сплавы. Справочник. Москва, Металлургия, 1984, 528 с. / Alieva S.G., Al’tman M.B., Ambarcumyan S.M. et al. Promyshlennye alyuminievye splavy [Industrial aluminum alloys]. Spravochnik [Guide]. Moscow, Metallurgy Publ., 1984, 528 p. (In Russ.).
  2. Справочник по алюминиевым сплавам. Под ред. Елагина В.И. Москва, ВИЛС, 1978, 132 с. / Spravochnik po alyuminievym splavam [Handbook of aluminum alloys]. Ed. by Elagin V.I. Moscow, VILS Publ., 1978, 132 p. (In Russ.).
  3. Воронов С.М., Елагин В.И. О природе пресс-эффекта в алюминиевых сплавах Труды МАТИ. Москва, Оборонгиз, 1954, вып. 23, с. 68 – 85. / Voronov S.M., Elagin V.I. O prirode press-effekta v alyuminievyh splavah [About the nature of the press effect in aluminum alloys]. Trudy MATI [Proceedings of MATI]. Moscow, Oborongiz Publ., 1954, v. 23, pp. 68 – 85. (In Russ.).
  4. Воронов С.М., Елагин В.И. Исследование явления пресс-эффекта в алюминиевых сплавах. Труды МАТИ. Москва, Оборонгиз, 1958, вып. 34, с. 5 – 157. / Voronov S.M., Elagin V.I. Issledovanie yavleniya press-effekta v alyuminievyh splavah [Investigation of the phenomenon of the press effect in aluminum alloys]. Trudy MATI [Proceedings of MATI]. Mocow, Oborongiz Publ., 1958, v. 34, pp. 5 – 157. (In Russ.).
  5. Филатов Ю.А. Дальнейшее развитие деформи­руемых алюминиевых сплавов на основе системы Al-Mg-Sc. Технология легких сплавов, 2021, № 2, c. 12 − 22. / Filatov Yu.A. Dal’nejshee razvitie deformiruemyh alyuminievyh splavov na osnove sistemy Al-Mg-Sc [Further development of Al-Mg-Sc wrought alloys]. Tekhnologiya legkikh splavov [Technology of Light Alloys], 2021, № 2, pp. 12 − 22. (In Russ.).
  6. Рябов Д.К., Панов А.В., Виноградов Д.А. и др. Перспективы применения экономнолегированных скандийсодержащих алюминиевых сплавов. Технология легких сплавов, 2021, № 2, c. 23 − 31. / Ryabov D.K., Panov A.V., Vinogradov D.A. et al. Perspektivy primeneniya ekonomnolegirovannyh skandijsoderzhashchih alyuminievyh splavov [Prospects for the use of economically alloyed scandium-containing aluminum alloys]. Tekhnologiya legkikh splavov [Technology of Light Alloys], 2021, no. 2, pp. 23 − 31. (In Russ.).
  7. Добаткин В.И., Елагин В.И., Федоров В.М. Быстрозакристаллизованные алюминиевые сплавы. Москва, ВИЛС, 1995, 341 с. / Dobatkin V.I., Elagin V.I., Fedorov V.M. Bystrozakristallizovannye alyuminievye splavy [Rapidly crystallized aluminum alloys]. Moscow, VILS Publ., 1995, 341 p. (In Russ.).
  8. Захаров В.В., Елагин В.И., Ростова Т.Д., Самарина М.В. Пути развития и совершенствования высокопрочных сплавов системы Al–Zn–Mg–Cu. Технология легких сплавов, 2008, № 4, c. 7 – 14. / Zaharov V.V., Elagin V.I., Rostova T.D., Samarina M.V. Puti razvitiya i sovershenstvovaniya vysokoprochnyh splavov sistemy Al–Zn–Mg–Cu [Ways of development and improvement of high–strength alloys of the Al-Zn–Mg–Cu system]. Tekhnologiya legkikh splavov [Technology of Light Alloys], 2008, no. 4, pp. 7 – 14. (In Russ.).
  9. Рохлин Л.Л., Бочвар Н.Р., Тарытина И.Е. Влияние скандия совместно с цирконием на структуру и прочностные свойства сплавов на основе системы Al – Mg2Si. Металлы, 2015, № 5, c. 60 – 66. / Rokhlin L.L., Bochvar N.R., Tarytina I.E. Joint effect of scandium and zirconium on the recrystallization of aluminum Al-Mg2Si alloys. Russian Metallurgy (Metally), 2015, no. 5, pp. 381 – 388.
  10. Ding Yu., Gao K., Guo Sh., Wen Sh., Huang H., Wu X., Nie Z., Zhou D. The recrystallization behavior of Al-6Mg-0.4Mn-0.15Zr-xSc (x = 0,04 – 0.10 wt.%) alloys. Materials Characterization, 2019, v. 147, pp. 262 – 270.
  11. Tzeng Yu-Ch., Chung Ch.-Yu., Chien H.-Ch. Effect of trace amounts of Zr and Sc on the recrystallization behavior and mechanical properties of Al-4.5Zn-1.6Mg alloys. Materials Letters, 2018, v. 228, pp. 270 – 272.
  12. Wang Yi., Pan Q., Song Y., Li Zh., Chen Q., Yin Zh. Recrystallization of Al-5.8Mg-Mn-Sc-Zr alloys. Trans. Nonferrous Met. Soc. China, 2013, v. 23, pp. 3235 – 3241.
  13. Pengfei X., Gao B., Yanxin Z., Kaihua L., Ganfeng T. Effect of erbium on properties and microstructure of Al – Si eutectic alloy. Journal of Rare Earths, 2010, v. 28, no. 6, pp. 927 – 930.
  14. Vo N.Q., Dunand D.C., Seidman D.N. Improving aging and creep resistance in a dilute Al – Sc alloy by microalloying with Si, Zr and Er. Acta Materialia, 2014, v. 63, pp. 73 – 85.
  15. Colombo M., Buzolin R. H., Gariboldi E., Rovatti L., Vallant R., Sommitsch C. Effects of Er and Zr Additions on the As-Cast Microstructure and on the solution-heat-treatment response of innovative Al-Si-Mg-based alloys. Metallurgical & Materials Transactions. Part A, 2020, v. 51, no. 2, pp. 1000 – 1011.
  16. Pozdniakov A.V., Barkov R.Yu., Prosviryakov A.S., Churyumov A.Yu., Golovin I.S., Zolotorevsky V.S. Effect of Zr on the microstructure, recrystallization behavior, mechanical properties and electrical conductivity of the novel Al-Er-Y alloy. J. Alloys and Compounds, 2018, v. 765, pp. 1 – 6.
  17. Van Dalen M.E., Dunand D.C., Seidman D.N. Microstructural evolution and creep properties of precipitation-strehgthened Al – 0.06Sc – 0.02Yb (at. %) alloy. Acta Materialia, 2011, v. 59, pp. 5224 – 5237.
  18. Booth-Morrison C., Dunand D.C., Seidman D.N. Coarsening resistance at 400 °C of precipitation-strengthened Al – Zr – Sc – Er alloys. Acta Materialia, 2011, v. 59, pp. 7029 – 7042.
  19. Набока Е.П., Марченко В.Н. Совершенствование процесса центробежного литья алюминиевого сплава. Сборник статей XII международной научно-практической конференция МЦНС “Наука и просвещение” (Пенза, 05.03.2019). Пенза, Издательство: Наука и Просвещение (ИП Гуляев Г.Ю.), 2019, c. 90 – 92. / Naboka E.P., Marchenko V.N. Sovershenstvovanie processa centrobezhnogo lit’ya alyuminievogo splava [Improving the process of centrifugal casting of aluminum alloy]. Sbornik statej XII mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii MCNS “Nauka i prosveshchenie” [XII International scientific and practical conference MCNS “Science and Education”. Collection of articles] (Penza, 05.03.2019). Penza, Nauka i prosveshchenie Publ., 2019, pp. 90 – 92. (In Russ.).
  20. Степанов Ю.А., Баландин Г.Ф., Рыбкин В.А. Тех­но­логия литейного производства: Специальные способы литья. М. Машиностроение, 1983, 287 с. / Stepanov Yu.A., Balandin G.F., Rybkin V.A. Tekhnologiya litejnogo proizvodstva: Special’nye sposoby lit’ya. Ucheb. dlya vuzov [Technology of foundry production: Special casting methods]. M. Mashinostroenie Publ., 1983, 287 p. (In Russ.).
  21. Занько Д.В., Левчук С.В., Сахаревич А.Н. Особенности оборудования для центробежного литья и технология получения отливок. Литье и металлургия, 2012, № 3, с. 251 – 254. / Zan’ko D. V., Levchuk S. V., Saharevich A. N. Osobennosti oborudovaniya dlya centrobezhnogo lit’ya i tekhnologiya polucheniya otlivok [Features of equipment for centrifugal casting and technology for obtaining blanks]. Lit’e i metallurgiya [Casting and metallurgy], 2012, № 3, pp. 251 – 254. (In Russ.). /
  22. Толочко Н.К., Марукович Е.И., Стеценко В.Ю. Современные литейные технологии. Минск, БГАТУ, 2009, 359 с. / Tolochko N.K., Marukovich E.I., Stocenko V.Ju. Sovremennye litejnye tekhnologii [Modern casting technologies.]. Minsk, BGATU Publ., 2009, 359 p. (In Russ.).
  23. Волков Д.А., Волков А.Д. Технологии изготовления короткомерных трубных заготовок методом центробежного литья. Литье и металлургия, 2013, № 3, c. 128 – 137. / Volkov D.A., Volkov A.D. Tekhnologii izgotovleniya korotkomernyh trubnyh zagotovok metodom centrobezhnogo lit’ya [Technologies for manufacturing short-sized pipe blanks by centrifugal casting]. Lit’e i metallurgiya [Casting and metallurgy], 2013, no. 3, pp. 128 – 137. (In Russ.).
  24. Стеценко В.Ю., Баранов К.Н., Новиков В.В. Влияние гравитационного коэффициента на структуру центробежных отливок из силумина АК18. Литье и металлургия, 2013, № 3, c. 125 – 127. / Stecenko V.Yu., Baranov K.N., Novikov V.V. Vliyanie gravitacionnogo koefficienta na strukturu centrobezhnyh otlivok iz silumina AK18 [The effect of the gravitational coefficient on the structure of centrifugal castings from silumin AK18]. Lit’e i metallurgiya [Casting and metallurgy], 2013, no. 3, pp. 125 – 127. (In Russ.).
  25. Петров А.П., Еремеев Н.В, Еремеев В.В., Стешин А.С. Аспекты технологии получения крупногабаритных кольцевых полуфабрикатов из алюминиевых сплавов. Технология легких сплавов, 2013, № 3, с. 7 – 11. / Petrov A.P., Eremeev N.V, Eremeev V.V., Steshin A.S. Aspekty tekhnologii polucheniya krupnogabaritnyh kol’cevyh polufabrikatov iz alyuminievyh splavov [Aspects of technology for the production of large–sized ring semi–finished products from aluminum alloys]. Tekhnologiya legkikh splavov [Technology of Light Alloys], 2013, no. 3, pp. 7 – 11. (In Russ.).
  26. Петров А.П., Еремеев В.В, Еремеев Н.В., Краснобородько И.О., Злыднев И.М. Перспективы развития и применения способа центробежного литья в облсти создания новых материалов на основе лёгких сплавов. Двигатель, 2017, № 4, c. 4 – 8. / Petrov A.P., Eremeev V.V, Eremeev N.V., Krasnoborod’ko I.O., Zlydnev I.M. Perspektivy razvitiya i primeneniya sposoba centrobezhnogo lit’ya v oblsti sozdaniya novyh materialov na osnove lyogkih splavov [Prospects for the development and application of the centrifugal casting method in the field of creating new materials based on light alloys.]. Dvigatel’ [Engine Publ.], 2017, no. 4, pp. 4 – 8. (In Russ.).
  27. Предко П.Ю., Шанин Н.Д., Бахтеева Н.Д., Умнов П.П., Чуева Т.Р., Бочвар С.Г., Алпатов А.А. Новые подходы к получению высокопрочных алюминиевых сплавов системы Al–Zn–Mg–Cu. Технология легких сплавов, 2023, № 1, с. 12 – 21. / Predko P.Yu., Shanin N.D., Bahteeva N.D., Umnov P.P., Chueva T.R., Bochvar S.G., Alpatov A.A. Novye podhody k polucheniyu vysokoprochnyh alyuminievyh splavov sistemy Al–Zn–Mg–Cu [New approaches to the production of high–strength aluminum alloys of the Al–Zn–Mg–Cu system]. Tekhnologiya legkikh splavov [Technology of Light Alloys], 2023, no. 1, pp. 12 – 21. (In Russ.).
  28. Шанин Н. Д., Осипов В. А., Гереев М. И. и др. Способ изготовления цельнокатаных силовых шпангоутов из центробежнолитой заготовки-шайбы. Патент РФ № 2663916. Заявл. 04.04.2016. Опубл. 08.13.2018. / Shanin N.D., Osipov V.A., Gureev M.I. et al. Sposob izgotovleniya cel’nokatanyh silovyh shpangoutov iz centrobezhnolitoj zagotovki-shajby [Method of manufacturing solid-rolled power frames from a centrifugal-cast blank washer]. Patent Russian Federation no. 2663916. Declared. 04.04.2016. Publ. 08.13. 2018.
ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Сравнительный анализ влияния методов синтеза ксерогелей на физико-химические свойства нанопорошков и керамических материалов системы СеО2 – Dy2O3

М. В. Калинина, Т. В. Хамова, Н. В. Фарафонов,
Н. Р. Локтюшкин, С. В. Мякин, И. Ю. Кручинина

Двумя методами жидкофазного синтеза: методом совместного осаждения гидроксидов и совместной кристаллизации азотнокислых солей синтезированы высокодисперсные мезопористые порошки состава: (СeO2)1 – x(Dy2O3)x (х = 0,05; 0,10; 0,15; 0,20), обладающие удельным объемом пор 0,028 – 0,086 см3/г и площадью удельной поверхности 22,68 – 66,32 м2/г. На их основе получены керамические наноматериалы заданного состава, представляющие собой кубические твердые растворы типа флюорита с областью когерентного рассеяния (ОКР) ~ 78 – 91 нм (1300 °С), с открытой пористостью в интервале 2 – 14 %, высокими значениями кажущейся плотности 5,87 – 7,05 г/см3. Выявлено различное влияние условий проведения синтеза на физико-химические свойства керамических электролитных материалов. Показано, что спекающая добавка ZnO для керамики, полученной разными методами синтеза влияет на открытую пористость и плотность по-разному: в случае использования метода совместной кристаллизации солей, открытая пористость уменьшается в 3 – 5 раза, плотность увеличивается. Однако, для образцов, синтезированных методом соосаждения гидроксидов, пористость снизилась в 2 раза, что доказывает избирательное влияние спекающих добавок. По своим физико-химическим свойствам (плотность, пористость, коэффициент термического расширения) полученные керамические материалы перспективны в качестве твердооксидных электролитов среднетемпературных топливных элементов.

Ключевые слова: соосаждение гидроксидов, совместная кристаллизация солей, оксиды, высокодисперсные порошки, нанокерамика, плотность, пористость, топливные элементы, электролитные материалы.

DOI: 10.30791/1028-978X-2025-4-77-88
Калинина Марина Владимировна — Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Трудового Красного Знамени Институт химии силикатов им. И.В. Гребенщикова Российской академии наук (199034, Санкт-Петербург, наб. Макарова, 2), кандидат химических наук, старший научный сотрудник, специалист в области химии твердого тела, синтеза и физико-химических свойств функциональных керамических наноматериалов. E-mail: tikhonov_p-a@mail.ru.
Хамова Тамара Владимировна — Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Трудового Красного Знамени Институт химии силикатов им. И.В. Гребенщикова Российской академии наук (199034, Санкт-Петербург, наб. Макарова, 2), кандидат химических наук, ученый секретарь. Специалист в области исследования дисперсности и текстурных свойств нанопорошков. E-mail: tamarakhamova@gmail.com.
Мякин Сергей Владимирович — Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технологический университет) (190013, Санкт-Петербург, Московский проспект, 24-26), кандидат химических наук, доцент кафедры теоретических основ материаловедения. Специалист в области поверхности материалов, синтеза и исследования композиционных материалов. E-mail: sergey_mjakin@mail.ru.
Фарафонов Николай Владимирович — Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технологический университет) (190013, Санкт-Петербург, Московский проспект, 24–26), Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Трудового Красного Знамени Институт химии силикатов им. И.В. Гребенщикова Российской академии наук (199034, Санкт-Петербург, наб. Макарова, 2), студент 4 курса СПБГТИ(ТУ), старший лаборант ИХС РАН. E-mail: nikolayfarafonov23@gmail.com.
Локтюшкин Никита Романович — Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технологический университет) (190013, Санкт-Петербург, Московский проспект, 24–26), Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Трудового Красного Знамени Институт химии силикатов им. И.В. Гребенщикова Российской академии наук (199034, Санкт-Петербург, наб. Макарова, 2), студент 4 курса СПБГТИ(ТУ), старший лаборант ИХС РАН. E-mail: lokotihs58@mail.ru
Кручинина Ирина Юрьевна — Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Трудового Красного Знамени Институт химии силикатов им. И.В. Гребенщикова Российской академии наук (199034,Санкт-Петербург, наб. Макарова, 2), доктор технических наук, директор Института химии силикатов РАН. Специалист в области исследования и моделирования свойств материалов для объектов децентрализованной, в том числе, химической энергетики. E-mail: kruchinina@iscras.ru.
Ссылка на статью:
Калинина М. В., Хамова Т. В., Фарафонов Н. В., Локтюшкин Н. Р., Мякин С. В., Кручинина И. Ю. Сравнительный анализ влияния методов синтеза ксерогелей на физико-химические свойства нанопорошков и керамических материалов системы СеО2 – Dy2O3. Перспективные материалы, 2025, № 4, с. 77 – 88. DOI: 10.30791/1028-978X-2025-4-77-88
Литература содержит 25 ссылок.

См. подробнее о статье на сайте e-library
Перейти
Литература/References
к статье Калинина М. В., Хамова Т. В., Фарафонов Н. В., Локтюшкин Н. Р., Мякин С. В., Кручинина И. Ю. Сравнительный анализ влияния методов синтеза ксерогелей на физико-химические свойства нанопорошков и керамических материалов системы СеО2 – Dy2O3. Перспективные материалы, 2025, № 4, с. 77 – 88. DOI: 10.30791/1028-978X-2025-4-77-88
  1. Maric R., Mirshekari G. Solid oxide fuel cells: From fundamental principles to complete systems. CRC Press, 2021, 256 p.
  2. Пономарева А.А., Иванова А.Г., Шилова О.А., Кручинина И.Ю. Современное состояние и перспек­тивы изготовления и эксплуатации топливных элементов, работающих на метане (обзор). Физика и химия стекла, 2016, т. 42, № 1, с. 7 − 32. / Ponomareva A.A., Ivanova A.G., Shilova O.A., Kruchinina I.Yu. Current state and prospects of manufacturing and operation of methane-based fuel cells (review). Glass Physics and Chemistry, 2016, v. 42, no. 1, pp. 1 − 19.
  3. Ponomareva A., Babushok V., Simonenko E., Simonenko N., Sevast’janov V., Shilova O., Kruchinina I. Influence of pH of solution on phase composition of samariumstrontium cobaltite powders synthesized by wet chemical technique. Sol-Gel Sci. Technol., 2018, v. 87, no. 1, pp. 74 – 82.
  4. Данилевич Я.Б., Жабрев В.А., Гончаров В.Д., Кручинина И.Ю., Миронов Б.Н., Цветкова И.Н., Хамова Т.В., Шилова О.А. Разработка технологии получения и хранения водорода с использованием наноструктурированных материалов. Физика и химия стекла, 2009, т. 35, № 5, с. 650 − 664. / Danilevich Ya.B., Zhabrev V.A., Goncharov V.D., Kruchinina I.Yu., Mironov B.N., Tsvetkova I.N., Khamova T.V., Shilova O.A. Development of the technology for preparing and storing hydrogen with the use of nanostructured materials for an autonomous integrated wind power plant. Glass Physics and Chemistry, 2009, v. 35, no. 5, pp. 491 − 503.
  5. Коровин Н.В. Электрохимическая энерге­тика. М: Энергоатомиздат, 1991, 264 с. / Korovin N.V. Elektrohimicheskaya energetika [Electrochemical power engineering]. Moscow, Energoatomizdat Publ., 1991, 264 p.
  6. Ramos-Alvarez P., Villafuerte-Castrejón M.E., González G., Cassir M., Flores-Morales C., Chávez-Carvayar J.A. Ceria-based electrolytes with high surface area and improved conductivity for intermediate temperature solid oxide fuel cells. Journal of Materials Science, 2017, v. 52, no. 1, pp. 519 − 532.
  7. Sal’nikov V.V., Pikalova E.Y. Raman and impedance spectroscopic studies of the specific features of the transport properties of electrolytes based on CeO2. Phys. Solid State, 2015, v. 57, pp. 1944 − 1952.
  8. Tian C., Chan S.-W. Ionic conductivities, sintering temperatures and microstructures of bulk ceramic CeO2 doped with Y2O3. Solid State Ionics, 2000, v. 134, no. 1, pp. 89 − 102.
  9. Moghadasi M., Du W., Li M., et al. Ceramic binder jetting additive manufacturing: Effects of particle size on feedstock powder and final part properties. Ceramics International, 2020, v. 46, no. 10, pp. 16966 − 16972.
  10. Fathy A., Wagih A., Abu-Oqail A. Effect of ZrO2 content on properties of Cu-ZrO2 nanocomposites synthesized by optimized high energy ball milling. Ceramics International, 2019. v. 45, no. 2, pp. 2319 − 2329.
  11. Trovarelli A. Catalysis by ceria and related materials. Catal. Sci. Ser., London, Imperial College Press, 2002, v. 2, 508 p.
  12. Кузнецова Т.Г., Садыков В.А. Особенности дефектной структуры метастабильных нанодисперсных диоксидов церия и циркония и материалов на их основе. Кинетика и катализ, 2008, т. 49, №. 6, с. 886 – 905. / Kuznetsova T. G., Sadykov V. A. Specific features of the defect structure of metastable nanodisperse ceria, zirconia, and related materials. Kinetics and Catalysis, 2008, v. 49, no. 6, pp. 840 – 858.
  13. Jud E., Gauckler L.-J. The effect of cobalt oxide addition on the conductivity of Ce0.9Gd0.1O1.95. J. Electroceram., 2005, v. 15, pp. 159 – 166.
  14. Kaneko K., Inoke K., Freitag B., Hungria A.B., Midgley P.A., Hansen T.W., Zhang J., Ohara S., Adschiri T. Structural and morphological characterization of cerium oxide nanocrystals prepared by hydrothermal synthesis. Nano Lett., 2007, v. 7, no. 2, pp. 421 – 425.
  15. Prasad D.H., Son J.-W., Kim B.-K., Lee H.-W., Lee J.-H. Synthesis of nano-crystalline Ce0.9Gd0.1O1.95 electrolyte by novel sol–gel thermolysis process for IT-SOFCs. Journal of the European Ceramic Society, 2008, v. 28, pp. 3107 – 3112.
  16. Li Z., He Q., Xia L., et al. Effects of cathode thickness and microstructural properties on the performance of protonic ceramic fuel cell (PCFC): A 3D modelling study. International Journal of Hydrogen Energy, 2022, v. 47, no. 6, pp. 4047 – 4061.
  17. Хасанов О.Л., Двилис Э.С., Бикбаева З.Г. Методы компактирования и консолидации наноструктурных материалов и изделий. Томск, Изд. Томского политехнического университета, 2008, 212 с. / Khasanov O.L., Dvilis E.S., Bikbaeva Z.G. Metody kompaktirovaniya i konsolidacii nanostrukturnyh materialov i izdelij [Methods of compaction and consolidation of nanostructured materials and products]. Tomsk, Publishing house of Tomsk Polytechnic University, 2008, 212 p. (In Russ.).
  18. Шилова О.А., Антипов В.Н., Тихонов П.А., Кручинина И.Ю., Арсентьев М.Ю., Панова Т.И., Морозова Л.В.; Московская В.В.; Калинина М.В.; Цветкова И.Н. Керамические нанокомпозиты на основе оксидов переходных металлов для ионисторов. Физика и химия стекла, 2013, т. 39, № 5, с. 803 – 815. / Shilova O.A., Antipov V.N., Tikhonov P.A., Kruchinina I.Y., Panova T.I., Morozova L.V., Moskovskaya V.V., Kalinina M.V., Tsvetkova I.N. Ceramic nanocomposites based on oxides of transition metals of ionistors. Glass Physics and Chemistry, 2013, v. 39, pp. 570 – 578.
  19. Rempel A.A., Gusev A.I. Nanocrystalline materials. Cambridge International Science Publishing, 2004, 351 p.
  20. Калинина М.В., Морозова Л.В., Егорова Т.Л., Арсентьев М.Ю., Дроздова И.А., Шилова О.А. Синтез и физико-химические свойства твердоок­сидного нанокомпозита на основе системы ZrO2-Y2O3-Gd2O3-MgO, Физика и химия стекла, 2016, т. 42, № 5, с. 86 – 95. / Kalinina M.V., Morozova L.V., Egorova T.L., Arsent’ev M.Yu., Drozdova I.A., Shilova O.A. Synthesis and physicochemical properties of a solid oxide nanocomposite based on a ZrO2-Y2O3-Gd2O3-MgO system. Glass Physics and Chemistry, 2016, v. 42, no. 5, pp. 505 – 511.
  21. Kalinina M.V., Dyuskina D.A., Mjakin S.V., Kruchinina I.Yu., Shilova O.A. Comparative study of physicochemical properties of finely dispersed powders and ceramics in the systems CeO2–Sm2O3 and CeO2–Nd2O3 as electrolyte materials for medium temperature fuel cells. Ceramics, 2023, v. 6, no. 2, pp. 1210 – 1226.
  22. Калинина М.В., Полякова И.Г., Мякин С.В., Хамова Т.В., Ефимова Л.Н., Кручинина И.Ю. Синтез и исследование электролитных и электродных материалов в системах СeO2-Nd2O3 и Gd2O3–La2O3–SrO–Ni(Co)2O3-δ для среднетемпературных топливных элементов. Физика и химия стекла, 2024, т. 50, № 1, с. 69 – 87. / Kalinina M.V., Polyakova I.G., Myakin S.V., Khamova T.V., Efimova L.N., Kruchinina I.Yu. Synthesis and study of electrolyte and electrode materials in the CeO2-Nd2O3 and Gd2O3–La2O3–SrO–Ni(Co)2O3-δ systems for medium-temperature fuel cells. Glass Physics and Chemistry, 2024, v. 50, no. 1, pp. 17 – 30.
  23. ГОСТ 473.4-81. Изделия химически стойкие и термостойкие керамические. Метод определения кажущейся плотности и кажущейся пористости. Государственный стандарт СССР. Mосква, Издательство стандартов, 1981, 32 с. / GOST 473.4-81. Izdeliya himicheski stojkie i termostojkie keramicheskie. Metod opredeleniya kazhushchejsya plotnosti i kazhushchejsya poristosti [Chemically resistant and heat-resistant ceramic products. Method for determining apparent density and apparent porosity]. State standard of the USSR. Moscow, Publishing house of standards, 1981, 32 p. (In Russ.).
  24. Ярославцев И.Ю., Богданович Н.М., Вдовин Г.К., Демьяненко Т.А., Бронин Д.И., Исупова ЛА. Катоды на основе никелато-ферритов редкоземельных метал­лов, изготовленные с применением промышленного сырья для твердооксидных тоаливных элемнтов. Электрохимия, 2014, т. 50, № 6, с. 611 – 617. / Yaroslavtsev I.Yu., Bogdanovich N.M., Vdovin G.K., Demyanenko T.А., Bronin D.I., Isupova L.A. Cathodes based on rare-earth metal nickelate ferrites prepared from industrial raw materials for solid oxide fuel cells. Russian Jоurnal of Electrochemistry, 2014, v. 50, no. 6, pp. 548 – 553.
  25. Yarong Wang, Toshiyuki Mori, Ji-Guang Li, John Drennan. Synthesis, characterization, and electrical conduction of 10 mol.% Dy2O3 doped CeO2 ceramics. J. of the European Ceramic Society, 2005, v. 25, no. 6, pp. 940 – 956.
Made on
Tilda