Tilda Publishing
ЖУРНАЛ
ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
ISSN 1028-978X

ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Tilda Publishing
ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
2025, № 7
ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Тензорезистивность композитов на основе полипропилена и углеродных нанотрубок: экспериментальные и численные исследования влияния армирования стеклотканью

О. В. Лебедев, Т. С. Куркин, М. Ю. Яблоков, Е. К. Голубев, А. Н. Озерин

С целью разработки эффективного метода исследования и предсказания деформационного поведения электропроводности проводящих нанокомпозиционных материалов, дополнительно армированных стеклотканью, предложена численная модель, учитывающая взаимосвязь характеристик такого рода композитов на различных масштабах их структуры. Для экспериментальной верификации разработанной многомасштабной модели были изготовлены композиты на основе полипропилена, модифицированного многостенными углеродными нанотрубками. Полученные нанокомпозиты дополнительно армировали слоями стеклоткани с укладкой слоев по схеме 0°/90°, что обеспечивало многоуровневость структуры результирующего композиционного материала, а также изотропность электропроводности в плоскости стеклоткани в композите. Экспериментальными и численными методами провели одноосную деформацию изготовленных армированных стеклотканью нанокомпозитов с одновременным непрерывным определением их электропроводности. Результаты численного моделирования сопоставили с экспериментальными данными, полученными как для наполненного нанотрубками полипропилена, так и для наработанных на его основе армированных стеклотканью нанокомпозитов. Показано, что введение стеклоткани в электропроводящий нанокомпозит увеличивает тензочувствительность электропроводности материала при его одноосной деформации, что адекватно предсказывает предложенный метод многомасштабного моделирования при условии корректного отражения структурных особенностей композита.

Ключевые слова: нанокомпозиты; углеродные нанотрубки; полипропилен; стеклоткань; многомасштабное моделирование; электропроводность; тензорезистивность.

DOI: 10.30791/1028-978X-2025-7-5-17
Лебедев Олег Владимирович — Институт синтетических полимерных материалов им. Н.С. Ениколопова Российской академии наук (117393 Москва, Профсоюзная ул., 70), Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет) (141700 Долгопрудный, Институтский переулок, 9) кандидат физико-математических наук, Ph.D. Material Science & Engineering, старший научный сотрудник, специалист в области численного моделирования полимерных композиционных материалов. E-mail: oleg.lebedev@phytsech.edu.
Куркин Тихон Сергеевич — Институт синтетических полимерных материалов им. Н.С. Ениколопова Российской академии наук (117393 Москва, Профсоюзная ул., 70), кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник, специалист в области электронной микроскопии, обработки экспериментальных и численных данных. E-mail: t.kurkin@gmail.com.
Яблоков Михаил Юрьевич — Институт синтетических полимерных материалов им. Н.С. Ениколопова Российской академии наук (117393 Москва, Профсоюзная ул., 70), кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник, специалист в области экспериментальных исследований структуры и свойств полимеров и композиционных материалов. E-mail:
yabl1@yandex.ru.
Голубев Евгений Константинович — Институт синтетических полимерных материалов им. Н.С. Ениколопова Российской академии наук (117393 Москва, Профсоюзная ул., 70), Федеральный исследовательский центр химической физики имени Н.Н. Семенова (119991 Москва, ул. Косыгина, 4, корп. 1), научный сотрудник, специалист по переработке полимеров и полимерных композитов. E-mail: jeckagolubev@gmail.com
Озерин Александр Никифорович — Институт синтетических полимерных материалов им. Н.С. Ениколопова Российской академии наук (117393 Москва, Профсоюзная ул., 70), доктор химических наук, член-корреспондент РАН, профессор, главный научный сотрудник, специалист в области физики и химии полимеров и полимерных композиционных материалов. E-mail: ozerin@ispm.ru
Ссылка на статью:
Лебедев О.В., Куркин Т.С., Яблоков М.Ю., Голубев Е.К., Озерин А.Н. Тензорезистивность композитов на основе полипропилена и углеродных нанотрубок: экспериментальные и численные исследования влияния
армирования стеклотканью. Перспективные материалы, 2025, № 7, с. 5 – 17. DOI: 10.30791/1028-978X-2025-7-5-17
Литература содержит 40 ссылок.

См. подробнее о статье на сайте e-library
Перейти
Литература/References
к статье Лебедев О.В., Куркин Т.С., Яблоков М.Ю., Голубев Е.К., Озерин А.Н. Тензорезистивность композитов на основе полипропилена и углеродных нанотрубок: экспериментальные и численные исследования влияния армирования стеклотканью. Перспективные материалы, 2025, № 7, с. 5 – 17. DOI: 10.30791/1028-978X-2025-7-5-17
  1. Riccio A., Caprio F.Di., Tsai S.W., Russo A., Sellitto A. Optimization of composite aeronautical components by Re-designing with double-double laminates. Aerosp. Sci. Technol., 2024, v. 151, art. 109304. doi:https://doi.org/10.1016/j.ast.2024.109304.
  2. Chaki S., Krawczak P. Non-destructive health monitoring of structural polymer composites: Trends and perspectives in the digital era. Materials (Basel), 2022, v. 15, no. 21, art. 7838.
  3. Sorger G.L., Oliveira J.P., Inácio P.L., Enzinger N., Vilaça P., Miranda R.M., Santos T.G. Non-destructive microstructural analysis by electrical conductivity: Comparison with hardness measurements in different materials. J. Mater. Sci. Technol., 2019, v. 35, pp. 360 – 368. doi:https://doi.org/10.1016/j.jmst.2018.09.047.
  4. Böger L., Wichmann M.H.G., Meyer L.O., Schulte  K. Load and health monitoring in glass fibre reinforced composites with an electrically conductive nanocomposite epoxy matrix. Compos. Sci. Technol., 2008, v. 68, pp. 1886 – 1894, doi:https://doi.org/10.1016/j.compscitech.2008.01.001.
  5. Kupke M., Schulte K., Schüler R. Non-destructive testing of FRP by d.c. and a.c. electrical methods. Compos. Sci. Technol., 2001, v. 61, pp. 837 – 847. doi:10.1016/S0266-3538(00)00180-9.
  6. Wichmann M.H.G., Buschhorn S.T., Gehrmann J., Schulte K. Piezoresistive response of epoxy composites with carbon nanoparticles under tensile load. Phys. Rev. B – Condens. Matter Mater. Phys., 2009, v. 80, art. 245437, doi:10.1103/PhysRevB.80.245437.
  7. Thostenson E.T., Chou T.-W. Processing-structure-multi-functional property relationship in carbon nanotube/epoxy composites. Carbon N. Y., 2006, v.  44, pp. 3022 – 3029. doi:https://doi.org/10.1016/j.carbon.2006.05.014.
  8. Варфоломеев А.Е. Тензочувствительные свойства полимерных нанокомпозитов на основе островковых пленок. Российские Нанотехнологии, 2024, т. 19, № 1, с. 30 – 36. doi:10.56304/S1992722323600241. / Varfolomeev A.E. Tenzochuvstvitel’nye svojstva polimernyh nanokompozitov na osnove ostrovkovyh plenok [Tenso-sensitive properties of polymer nanocomposites based on island films]. Rossijskie Nanotekhnologii [Russian Nanotechnologies], 2024, v. 19, no. 1, pp. 30 – 36. doi:10.56304/S1992722323600241.
  9. Saito R., Dresselhaus G., Dresselhaus M.S. Physical properties of carbon nanotubes. World Scientific Publishing Co., 1998, 259 p.
  10. Nadiv R., Fernandes R.M.F., Ochbaum G., Dai J., Buzaglo M., Varenik M., Biton R., Furó I., Regev O. Polymer nanocomposites: Insights on rheology, percolation and molecular mobility. Polymer (Guildf), 2018, v. 153, pp. 52 – 60. doi:10.1016/j.polymer.2018.07.079.
  11. Li C., Thostenson E.T., Chou T.-W. Sensors and actuators based on carbon nanotubes and their composites: A review. Compos. Sci. Technol., 2008, v. 68, pp. 1227 – 1249. doi:https://doi.org/10.1016/j.compscitech.2008.01.006.
  12. Pang H., Xu L., Yan D.X., Li Z.M. Conductive polymer composites with segregated structures. Prog. Polym. Sci., 2014, v. 39, pp. 1908 – 1933. doi:10.1016/j.progpolymsci.2014.07.007.
  13. Pang H., Bao Y., Xu L., Yan D.X., Zhang W.Q., Wang  J.H., Li Z.M. Double-segregated carbon nanotube-polymer conductive composites as candidates for liquid sensing materials. J. Mater. Chem. A, 2013, no. 13, pp. 4177 – 4181. doi:10.1039/c3ta10242d.
  14. Du J., Zha, L., Zeng Y., Zhang L., Li F., Liu P., Liu  C. Comparison of electrical properties between multi-walled carbon nanotube and graphene nanosheet/high density polyethylene composites with a segregated network structure. Carbon N.Y., 2011, v. 49, pp. 1094 – 1100. oi:10.1016/j.carbon.2010.11.013.
  15. Shiyanova K.A., Gudkov M. V, Gorenberg A.Y., Rabchinskii M.K., Smirnov D.A., Shapetina M.A., Gurinovich T.D., Goncharuk G.P., Kirilenko D.A., Bazhenov S.L., et al. Segregated network polymer composites with nigh electrical conductivity and well mechanical properties based on PVC, P(VDF-TFE), UHMWPE, and rGO. ACS Omega, 2020, v. 5, pp. 25148 – 25155. doi:10.1021/acsomega.0c02859.
  16. Lebedev O. V, Tikunova E.P., Kurkin T.S., Golubev E.K., Ozerin A.N. Nanocomposites based on disentangled ultra-high molecular weight polyethylene: Aspects and specifics of solid-state processing. Polymers (Basel), 2024, v. 16, art. 3423.
  17. Lebedev O.V., Ozerin, A.N., Kechek’yan A.S., Shevchenko V.G., Kurkin T.S., Golubev E.K., Karpushkin E.A., Sergeyev V.G., Kechek’yan A.S., Shevchenko V.G., et al. A study of oriented conductive composites with segregated network structure obtained via solid‐state processing of UHMWPE reactor powder and carbon nanofillers. Polym. Compos., 2019, v. 40, art. E146–E155. doi:10.1002/pc.24532.
  18. Gao L., Thostenson E.T., Zhang Z., Chou T.-W. Sensing of damage mechanisms in fiber-reinforced composites under cyclic loading using carbon nanotubes. Adv. Funct. Mater., 2009, v. 19, pp. 123 – 130. doi:10.1002/adfm.200800865.
  19. Baltopoulos A., Polydorides N., Pambaguian L., Vavouliotis A., Kostopoulos V. Exploiting carbon nanotube networks for damage assessment of fiber reinforced composites. Compos. Part B Eng., 2015, v. 76, pp. 149 – 158. doi:https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2015.02.022.
  20. Alamusi Hu N., Fukunaga H., Atobe S., Liu Y., Li  J. Piezoresistive strain sensors made from carbon nanotubes based polymer nanocomposites. Sensors, 2011, v. 11, pp. 10691 – 10723.
  21. Tallman, T., Wang, K.W. An arbitrary strains carbon nanotube composite piezoresistivity model for finite element integration. Appl. Phys. Lett. 2013, v. 102, 0–4, doi:10.1063/1.4774294.
  22. Lee B.M., Loh K.J., Burton A.R., Loyola B.R. Modeling the electromechanical and strain response of carbon nanotube-based nanocomposites. Proc. SPIE — Int. Soc. Opt. Eng., 2014, v. 9061, art. 906117. doi:10.1117/12.2044566.
  23. Feng Y., Ning N., Zhang L., Tian M., Zou H., Mi  J. Evolution of conductive network and properties of nanorod/polymer composite under tensile strain. J. Chem. Phys., 2013, v. 139, art. 024903. doi:10.1063/1.4812752.
  24. Lebedev O. V., Trofimov A., Abaimov S.G., Ozerin A.N. Modeling of an effect of uniaxial deformation on electrical conductance of polypropylene-based composites filled with agglomerated nanoparticles. Int. J. Eng. Sci., 2019, v. 144, art. 103132. doi:10.1016/j.ijengsci.2019.103132.
  25. Aneli J.N., Zaikov G.E., Khananashvili L.M. Effects of mechanical deformations on the structurization and electric conductivity of electric conducting poly­mer composites. J. Appl. Polym. Sci., 1999, v. 74, pp. 601 – 621. doi:10.1002/(SICI)1097-4628 (19991017)74:3<601::AID-APP14>3.0.CO,2-K.
  26. Zhang R., Baxendale M., Peijs T. Universal resistivity-strain dependence of carbon nanotube/polymer composites. Phys. Rev. B – Condens. Matter Mater. Phys., 2007, v. 76, pp. 2 – 6. doi:10.1103/PhysRevB.76.195433.
  27. LLorca J., González C., Molina-Aldareguía J.M., Lópes C.S. Multiscale modeling of composites: Toward virtual testing and eyond. JOM, v. 2013, v. 65, pp. 215–225. doi:10.1007/s11837-012-0509-8.
  28. Lebedev O.V, Ozerin A.N., Abaimov S.G. Multiscale numerical modeling for prediction of piezoresistive effect for polymer composites with a highly segregated structure. Nanomaterials, 2021, v. 11, art. 162. doi:10.3390/nano11010162.
  29. Lebedev O.V., Abaimov S.G., Ozerin A.N. Modeling the effect of uniaxial deformation on electrical conductivity for composite materials with extreme filler segregation. J. Compos. Mater., 2020, v. 54, pp. 299 – 309. doi:10.1177/0021998319862045.
  30. Boisse P. Advances in composites manufacturing and process design, 2015, 492 p.
  31. Vasiliev V.V., Morozov E.V. Advanced mechanics of composite materials. Elsevier, 2007, 491 p.
  32. Celzard A., Marêché J.F., Payot F., Furdin G. Electrical conductivity of carbonaceous powders. Carbon. N. Y., 2002, v. 40, pp. 2801 – 2815. doi:10.1016/S0008-6223(02)00196-3.
  33. Horii H., Nemat-Nasser S. Overall moduli of solids with microcracks: Load-induced anisotropy. J. Mech. Phys. Solids, 1983, v. 31, pp. 155 – 171. doi:10.1016/0022-5096(83)90048-0.
  34. Kachanov M., Tsukrov I., Shafiro B. Effective moduli of solids with cavities of various shapes. Appl. Mech. Rev., 1994, v. 47, art. S151. doi:10.1115/1.3122810.
  35. Sevostianov I., Kachanov M. Compliance tensors of ellipsoidal inclusions. Int. J. Fract., 1999, v.  96, pp. 3 – 7. doi:10.1023/A:1018712913071.
  36. Mori T., Tanaka K. Average stress in matrix and average elastic energy of materials with misfitting inclusions. Acta Metall., 1973, v. 21, pp. 571 – 574. doi:10.1016/0001-6160(73)90064-3.
  37. Benveniste Y. A new approach to the application of Mori-Tanaka’s theory in composite materials. Mech. Mater., 1987, v. 6, pp. 147 – 157. doi:10.1016/0167-6636(87)90005-6.
  38. Sathishkumar T.P., Satheeshkumar S., Naveen J. Glass fiber-reinforced polymer composites – a review. J. Reinf. Plast. Compos., 2014, v. 33, pp. 1258 – 1275, doi:10.1177/0731684414530790.
  39. Trofimov A., Drach B., Sevostianov I. Effective elastic properties of composites with particles of polyhedral shapes. Int. J. Solids Struct., 2017, v. 120, pp. 157 – 170, doi:10.1016/j.ijsolstr.2017.04.037.
  40. Liu X., Miao X.-Y., Samareh-Mousavi S.S., Chen X. Finite element mesh transition for local–global modeling of composite structures. Compos. Part C Open Access, 2024, v. 15, art. 100510. doi:https://doi.org/10.1016/j.jcomc.2024.100510.
ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Исследование влияния органических и неорганических пластифицирующих агентов
на свойства алюмооксидных носителей и CoMo/Al2O3 катализаторов гидроочистки.
Часть 2. CoMo/Al2O3 катализаторы гидроочистки на основе алюмооксидных носителей

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 для формования алюмооксидных носителей на свойства CoMoP/Al2O3 катализаторов гидроочистки дизельных фракций на их основе. Изменение текстурных характеристик носителей путем варьирования пластифицирующего агента приводит к разной степени промотирования MoS2 частиц атомами кобальта, изменению поверхностной концентрации фосфора, а также изменению морфологии частиц активного компонента в катализаторах. Тестирование катализаторов в гидроочистке модельного и реального сырья показало, что наибольшее число циклов превращения дибензотиофена на активном центре катализатора достигается на катализаторе на основе носителя, пластифицированного раствором аммиака, наименьшее – на катализаторе на основе носителя, приготовленного с добавлением диэтиленгликоля. В серии образцов CoMoP/Al-УК → CoMoP/Al-АК → CoMoP/Al-ЛК → CoMoP/Al-ДЭГ, отмечена зависимость между поверхностной концентрацией P и содержанием Co в CoMoS фазе. Чем ниже поверхностная концентрация P и выше содержание Co в CoMoS фазе, тем выше число циклов превращения дибензотиофена на активном центре. Результаты тестирования на реальном сырье показали хорошее согласование с текстурными характеристиками катализаторов.

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

DOI: 10.30791/1028-978X-2025-7-18-34
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. Исследование влияния органических и неорганических пластифицирующих агентов на свойства алюмооксидных носителей и CoMo/Al2O3 катализаторов гидроочистки. Часть 2. CoMo/Al2O3 катализаторы гидроочистки на основе алюмооксидных носителей. Перспективные материалы, 2025, № 7, с. 18 – 34. DOI: 10.30791/1028-978X-2025-7-18-34
Литература содержит 45 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. Исследование влияния органических и неорганических пластифицирующих агентов на свойства алюмооксидных носителей и CoMo/Al2O3 катализаторов гидроочистки. Часть 2. CoMo/Al2O3 катализаторы гидроочистки на основе алюмооксидных носителей. Перспективные материалы, 2025, № 7, с. 18 – 34. DOI: 10.30791/1028-978X-2025-7-18-34
  1. Coulier L. Hydrotreating model catalysts: from characterization to kinetics. J. Econ. Psychol., 2001, 166 p.
  2. Jin Q., Chen B., Ren Z., Liang X., Liu N., Mei D. A theoretical study on reaction mechanisms and kinetics of thiophene hydrodesulfurization over MoS2 catalysts. Catal. Today, 2018, v. 312, pp. 158 – 167.
  3. Stanislaus A., Marafi A., Rana M.S. Recent advances in the science and technology of ultra low sulfur diesel (ULSD) production. Catal. Today, 2010, v. 153, pp. 1 – 68.
  4. 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.
  5. 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.
  6. Klimov O. V., Leonova K.A., Koryakina G.I., Gerasimov E.Y., Prosvirin I.P., Cherepanova S. V., Budukva S. V., Pereyma V.Y., Dik P.P., Parakhin O.A., Noskov A.S. Supported on alumina Co-Mo hydrotreating catalysts: Dependence of catalytic and strength characteristics on the initial AlOOH particle morphology. Catal. Today, 2014, pp. 66 – 77.
  7. Minaev P.P., Nikulshin P.A., Kulikova M.S., Pimerzin A.A., Kogan V.M. NiWS/Al2O3 hydrotreating catalysts prepared with 12-tungstophosphoric heteropolyacid and nickel citrate: Effect of Ni/W ratio. Appl. Catal. A Gen., 2015, v. 505, pp. 456 – 466.
  8. Пашигрева А.В., Бухтиярова Г.А., Климов О.В, Литвак Г.С., Носков А.С. Влияние условий термообработки на активность катализатора глубокой гидроочистки дизельных фракций CoMo/Al2O3. Кинетика и катализ, 2008, т. 49, с. 855 – 864. / Pashigreva A., Bukhtiyarova G., Klimov O., Litvak G., Noskov A. Influence of the heat treatment conditions on the activity of the CoMo/Al2O3 catalyst for deep hydrodesulfurization of diesel fractions. Kinet. Catal., 2008, v. 49, pp. 812 – 820.
  9. Thommes M., Kaneko K., Neimark A. V., Olivier  J.P., Rodriguez-Reinoso F., Rouquerol J., Sing K.S.W. 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.
  10. Klimov O.V., Nadeina K.A., Vatutina Y.V., Stolyarova E.A., Danilova I.G., Gerasimov  E.Y., Prosvirin I.P., Noskov A.S. CoMo/Al2O3 hydrotreating catalysts of diesel fuel with improved hydrodenitrogenation activity. Catal. Today, 2018, v. 307, pp. 73 – 83.
  11. Nadeina K.A., Budukva S.V., Vatutina Y.V., Mukhacheva P.P., Gerasimov E.Y., Pakharukova  V.P., Prosvirin I.P., Larina T.V., Klimov O.V., Noskov  A.S., Atuchin V.V. Optimal choice of the preparation procedure and precursor composition for a bulk Ni–Mo–W catalyst. Inorganics, 2023, v. 11, art. 89.
  12. Nadeina K.A., Kazakov M.O., Kovalskaya A.A., Danilevich V. V., Klimov O. V., Danilova I.G., Khabibulin D.F., Gerasimov E.Y., Prosvirin I.P., Ushakov V.A., Fedotov K. V., Kondrashev D.O., Kleimenov A. V., Noskov A.S. Guard bed catalysts for silicon removal during hydrotreating of middle distillates. Catal. Today, 2019, v. 329, pp. 53 – 62.
  13. Nikulshina M., Mozhaev A., Lancelot C., Marinova M., Blanchard P., Payen E., Lamonier C., Nikulshin P. MoW synergetic effect supported by HAADF for alumina based catalysts prepared from mixed SiMonW12-n heteropolyacids. Appl. Catal. B Environ., 2018, v. 224, pp. 951 – 959.
  14. Blanco-Gutierrez V., Demourgues A., Gaudon M. Sub-micrometric β-CoMoO4 rods: Optical and piezochromic properties. Dalt. Trans., 2013, v. 42, pp. 13622 – 13627.
  15. Brito J.L., Barbosa A.L. Effect of phase composition of the oxidic precursor on the HDS activity of the sulfided molybdates of Fe(II), Co(II), and Ni(II). J. Catal., 1997, v. 171, pp. 467 – 475.
  16. Ashley J.H., Mitchell P.C.H. Cobalt–molybdenum–alumina hydrodesulphurisation catalysts. Part I. A spectroscopic and magnetic study of the fresh catalyst and model compounds. J. Chem. Soc. A, 1968, pp. 2821 – 2827.
  17. Jeziorowski H., Knözinger H., Raman and ultraviolet spectroscopic characterization of molybdena on alumina catalyst. Journal of Physical Chemistry, 1979, v. 83, no. 9, pp. 1166 – 1173.
  18. Bergwerff J.A., Lysova A.A., Espinosa-Alonso L., Koptyug I. V., Weckhuysen B.M. Monitoring transport phenomena of paramagnetic metal-ion complexes inside catalyst bodies with magnetic resonance imaging. Chem.–A Eur. J., 2008, v. 14, pp. 2363 – 2374.
  19. Martin C., Lamonier C., Fournier M., Mentré O., Harlé V., Guillaume D., Payen E. Preparation and characterization of 6-molybdocobaltate and 6-molybdoaluminate cobalt salts. Evidence of a new heteropolymolybdate structure. Inorg. Chem., 2004, v. 43, pp. 4636 – 4644.
  20. Bergwerff J.A., Van De Water L.G.A., Visser T., De Peinder P., Leliveld B.R.G., De Jong K.P., Weckhuysen B.M. Spatially resolved Raman and UV-visible-NIR spectroscopy on the preparation of supported catalyst bodies: Controlling the formation of H2PMo11CoO405- inside A12O3 pellets during impregnation. Chem. – A Eur. J., 2005, v. 11, pp. 4591 – 4601.
  21. Escobar J., Barrera M.C., Gutiérrez A.W., Cortés-Jacome M.A., Angeles-Chávez C., Toledo J.A., Solís-Casados D.A. Highly active P-doped sulfided NiMo/alumina HDS catalysts from Mo-blue by using saccharose as reducing agents precursor. Applied Catalysis B: Environmental, 2018, v. 237, pp. 708 – 720.
  22. Nadeina K.A., Kazakov M.O., Danilova I.G., Kovalskaya A.A., Stolyarova E.A., Dik P.P., Gerasimov E.Y., Prosvirin I.P., Chesalov Y.A., Klimov  O.V., Noskov А.S. The influence of B and P in the impregnating solution on the properties of NiMo/γ-δ-Al2O3 catalysts for VGO hydrotreating. Catal. Today, 2019, v. 329, pp. 2 – 12.
  23. Krijn P. de Jong. Synthesize of solid catalysts. Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. 2009, 422 p.
  24. Tian H., Roberts C.A., Wachs I.E. Molecular structural determination of molybdena in different environments: Aqueous solutions, bulk mixed oxides, and supported MoO3 catalysts. J. Phys. Chem. C, 2010, v. 114, pp. 14110 – 14120.
  25. Costa V., Marchand K., Digne M., Geantet C. New insights into the role of glycol-based additives in the improvement of hydrotreatment catalyst performances. Catal. Today, 2008, v. 130, pp. 69 – 74.
  26. Moulder J.F., Stickle W.F., Sobol P.E., Bomben K.D. Handbook of X-Ray photoelectron spectroscopy. Perkin-Elmer Corp., Eden Prairie, MN, USA, 1992, 128 p.
  27. Lamonier C., Soogund D., Mazurelle J., Blanchard P., Guillaume D., Payen E. Origin of the dispersion limit in the preparation of Ni(Co)Mo/Al2O3 and Ni(Co)Mo/TiO2 HDS oxidic precursors. Studies in Surface Science and Catalysis, 2006, v. 162, pp. 713 – 720.
  28. Muñoz M., Cabello C.I., Botto I.L., Minelli G., Capron  M., Lamonier C., Payen E. Synthesis and spectroscopic 27Al NMR and Raman characterization of new materials based on the assembly of [AlO4Al12(OH)24(H2O)12]7+ isopolycation and Co–Cr and [AlMo6O24H6]3- Anderson heteropolyanions. J. Mol. Struct., 2007, v. 841, pp. 96 – 103.
  29. Liotta L.F., Pantaleo G., Macaluso A., Di Carlo G., Deganello G. CoOx catalysts supported on alumina and alumina-baria: influence of the support on the cobalt species and their activity in NO reduction by C3H6 in lean conditions. Appl. Catal. A Gen., 2003, v. 245, pp. 167 – 177.
  30. Gajardo P., Grange P., Delmon B. Physicochemical characterization of the interaction between cobalt molybdenum oxide and silicon dioxide. 1. Influence of the cobalt-molybdenum ratio. Journal of Physical Chemistry, 1979, v. 83, pp. 1771 – 1779.
  31. Roxlo C.B., Deckman H.W., Gland J., Cameron S.D., Chianelli R.R. Edge surfaces in lithographically textured molybdenum disulfide. Science, 1987, v. 235, pp. 1629 – 1631.
  32. Bravo-Sanchez M., Romero-Galarza A., Ramírez  J., Gutiérrez-Alejandre A., Solís-Casados D.A. Quantifi­cation of the sulfidation extent of Mo in CoMo HDS catalyst through XPS. Appl. Surf. Sci., 2019, v. 493, pp. 587 – 592.
  33. Wang H.W., Skeldon P., Thompson G.E. XPS studies of MoS2 formation from ammonium tetrathiomolybdate solutions. Surf. Coatings Technol., 1997, v. 91, pp. 200 – 207.
  34. Gandubert A.D., Legens C., Guillaume D., Payen E. X-ray photoelectron spectroscopy surface quantification of sulfided CoMoP catalysts – Relation between activity and promoted sites – Part I: Influence of the Co/Mo ratio. Surf. Interface Anal., 2006, v. 38, pp. 206 – 209.
  35. Qiu L., Xu G. Applied Surface Science Peak overlaps and corresponding solutions in the X-ray photoelectron spectroscopic study of hydrodesulfurization catalysts. Applied surface science, 2010, v. 256, pp. 3413 – 3417.
  36. Scott C.E., Perez-Zurita M.J., Carbognani L.A., Molero H., Vitale G., Guzmán H.J., Pereira-Almao P. Preparation of NiMoS nanoparticles for hydrotreating. Catal. Today, 2015, v. 250, pp. 21 – 27.
  37. Gandubert A.D., Krebs E., Legens C., Costa D., Guillaume D., Raybaud P. Optimal promoter edge decoration of CoMoS catalysts: A combined theoretical and experimental study. Catal. Today, 2008, v. 130, pp. 149 – 159.
  38. Schweiger H., Raybaud P., Kresse G., Toulhoat H. Shape and edge sites modifications of MoS2 catalytic nanoparticles induced by working conditions: A theoretical study. J. Catal., 2002, v. 207, pp. 76 – 87.
  39. Mukhacheva P.P., Vatutina Y.V., Mik I.A., Nadeina K.A., Kazakov M.O., Klenov O.P., Klimov O.V., Noskov A.S. Testing conditions for CoMo HDS catalyst in the kinetic region of the reaction: integrated approach using the math calculations and catalytic experiments. Chimica Techno Acta, 2023, v. 10, no. 2, pp. 1 – 9.
  40. Topsøe H., Clausen B.S. Active sites and support effects in hydrodesulfurization catalysts. Appl. Catal., 1986, v. 25, pp. 273 – 293.
  41. Iwamoto R., Grimblot J. Influence of phosphorus on the properties of alumina-based hydrotreating catalysts. Advances in Catalysis, 1999, v. 44, pp. 417 – 503.
  42. Sun M., Nicosia D., Prins R. The effects of fluorine, phosphate and chelating agents on hydrotreating catalysts and catalysis. Catal. Today, 2003, v. 86, pp. 173 – 189.
  43. Vatutina Y.V., Nadeina K.A., Klimov O.V., Kazakov  M.O., Danilova I.G., Cherepanova S.V., Khabibulin D.F., Gerasimov E.Y., Prosvirin I.P., Dik P.P., Noskov A.S. Peptization of alumina by ammonia to adjust catalytic properties of NiMo/B-Al2O3 hydrotreating catalysts. Catal. Today, 2021, v. 375, pp. 377 – 392.
  44. Klimov O.V., Pashigreva A.V., Fedotov M.A., Kochubey D.I., Chesalov Y.A., Bukhtiyarova G.A., Noskov A.S. Co-Mo catalysts for ultra-deep HDS of diesel fuels prepared via synthesis of bimetallic surface compounds. J. Mol. Catal. A Chem., 2010, v. 322, pp. 80 – 89.
  45. Klaewkla R., Arend M., Hoelderich W.F. A review of mass transfer controlling the reaction rate in heterogeneous catalytic systems. In book: Mass Transfer - Advanced Aspects, 2011, pp.667 – 684.
ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Исследование свойств нанокомпозитов на основе смеси полиэтиленов высокого и низкого давления с кобальтсодержащими нанонаполнителями

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

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

Ключевые слова: полиэтилен высокого давления; полиэтилен низкого давления; металлсодержащие композиты; наночастицы оксида кобальта; прочностные свойства; деформационные свойства; термические свойства; РФА, ДТА и СЭМ методы.

DOI: 10.30791/1028-978X-2025-7-35-42
Мамедова Гюнай Гусейн кызы — Азербайджанский государственный институт нефти и промышленности (Баку, Азербайджан, Az1010, пр Азадлыг20), докторант, специалист в области разработки композиционных материалов. E-mail: ipoma@science.az.
Курбанова Нушаба Исмаил кызы — Институт полимерных материалов Министерства Науки и Образования Азербайджанской Республики (Сумгайыт, Азербайджан, Az5004, ул. С.Вургуна, 124), доктор химических наук, заведующая лабораторией, специалист в области разработки композиционных материалов, а также нанокомпозитов, на основе эластомеров и термопластов и их бинарных смесей. E-mail: ipoma@science.az; kurbanova.nushaba@mail.ru.
Гулиева Туркан Мушвиг кызы — Институт полимерных материалов Министерства Науки и Образования Азербайджанской Республики (Сумгайыт, Азербайджан, Az5004, ул. С.Вургуна, 124), старший научный сотрудник, специалист в области разработки композиционных материалов. E-mail: ipoma@science.az.
Искендерова Эсфира Гудрат кызы — Институт полимерных материалов Министерства Науки и Образования Азербайджанской Республики (Сумгайыт, Азербайджан, Az5004, ул. С.Вургуна, 124), инженер, специалист в области разработки композиционных материалов. E-mail: ipoma@science.az.
Ссылка на статью:
Мамедова Г.Г., Курбанова Н.И., Гулиева Т.М., Искендерова Э.Г. Исследование свойств нанокомпозитов на основе смеси полиэтиленов высокого и низкого давления с кобальтсодержащими нанонаполнителями. . Перспективные материалы, 2025, № 7, с. 35 – 42. DOI: 10.30791/1028-978X-2025-7-35-42
Литература содержит 27ссылок.

См. подробнее о статье на сайте e-library
Перейти
Литература/References
к статье Мамедова Г.Г., Курбанова Н.И., Гулиева Т.М., Искендерова Э.Г. Исследование свойств нанокомпозитов на основе смеси полиэтиленов высокого и низкого давления с кобальтсодержащими нанонаполнителями. . Перспективные материалы, 2025, № 7, с. 35 – 42. DOI: 10.30791/1028-978X-2025-7-35-42
  1. Joseph H. Koo. Polymer nanocomposites. Processing, characterization and applications. New York: McGraw-Hill. Nanoscience and Technology Series, 2006, 289 p.
  2. Суздалев И.П., Суздалев П.И. Нанокластеры и нанокластерные системы. Организация, взаимо­действие, свойства. Успехи химии, 2001, т. 70, № 3, с. 203 – 240. / Suzdalev I.P., Suzdalev P.I. Nanoclusters and nanocluster systems. Assembling, interactions and properties. Russ. Chem. Rev., 2001, v. 70, no. 3, pp. 177 – 210. DOI: https://doi.org/10.1070/RC2001v070n03ABEH000627
  3. Помогайло А.Д. Гибридные полимер — неорга­нические нанокомпозиты. Успехи химии, 2000, т. 6, № 1, с. 60 – 89. / Pomogailo A.D.Hybrid polymer-inorganic nanocomposites. Russ. Chem. Rev., 2000, v. 69, no. 1, pp. 53 – 80. DOI: https://doi.org/10.1070/RC2000v069n01ABEH000506
  4. Помогайло А.Д., Розенберг А.С., Уфлянд И.Е. Наночастицы металлов в полимерах. Москва, Химия, 2000, 672 с. / Pomogaylo A.D., Rozenberg A.S., Uflyand I.E. Nanochastitsy metallov v polimerakh [Nanoparticles of metals in polymers]. Moscow, Khimiya Publ., 2000, 672 p. (In Russ.).
  5. Третьяков А.О. Полимерные нанокомпозиты — материалы XXI века. Оборудование и инструменты для профессионалов, 2003, № 2 (37), с. 18 – 20. / Tretyakov A.O. Polimernye nanokompozity — materialy XXI veka [Polymer nanocomposites – materials of XXI century]. Oborudovaniye i instrument dlya professionalov [Equipment and instruments for professionals], 2003, no. 2 (37), pp. 18 – 20. (In Russ.).
  6. Михайлин Ю.А. Полимерные нанокомпозиционные материалы. Полимерные материалы, 2009, № 7, с. 10 – 13. / Mikhaylin Yu.A. Nanokompozitniye polimerniye materially [Polymer nanocomposition materials]. Polimernye materialy [Polymer materials], 2009, no. 7, pp. 10 – 13. (In Russ.).
  7. Фостер Л. Нанотехнологии. Наука, инновации и возможности. Москва, Техносфера, 2008, 352 с. / Foster L.E. Nanotechnology: Science, innovation and opportunities. Prentice Hall Publ., 2005, 336 p.
  8. Gubin S.P., Yurkov G.Yu., Kosobudsky I.D. Nanomaterials based on metal-containing nanoparticles in polyethylene and other carbon-chain polimers. International Journal of Materials and Product Technology, 2005, v. 23, no. 1 – 2, рр. 2 – 25.
  9. Magerramov A.M., Ramazanov M.A., Hajiyeva F.V. Structure and dielectric properties of nanocomposites on the basis of high-density polyethylene and lead sulfide. Chalcogenide Letters, 2014, v. 11, no. 4, pp. 175 – 180.
  10. Курбанова Н.И., Гулиева Т.М., Ищенко Н.Я. Свойства нанокомпозитов на основе полиэтилена высокого давления с металлсодержащими нанонаполнителями. Перспективные материалы, 2020, № 2, c. 48 – 54. / Kurbanova N.I., Guliyeva T.M., Ishenko N.Ya. Properties of nanocomposites of high-pressure polyethylene with metal-containing nanofillers. Inorganic Materials: Applied Research, 2020, v. 11, no. 5, pp. 1180 – 1183.
  11. Курбанова Н.И., Мамедова Г.Г., Гулиева Т.М., Искендерова Э.Г. Исследование свойств металлсодержащих композитов на основе смеси полиэтиленов высокого и низкого давления. Журнал прикладной химии, 2023, т. 96, вып. 8, c. 713 – 718. / Kurbanova N.I., Mamedova G.G., Guliyeva T.M., Iskenderova E.G. Properties of metal-containing composites based on blends of low- and high-density polyethylene. Russian Journal of Applied Chemistry, 2023, v. 96, no. 8, pp. 801 – 805.
  12. Лавров Н.А., Белухичев Е.В. Теоретические основы и механизмы совмещения полимеров. Пластические массы, 2023, № 5-6, c. 8 – 11. / Lavrov N.A., Belukhichev Ye.V. Teoreticheskiye osnovy i mekhanizmy sovmeshcheniya polimerov [Theoretical foundations and mechanisms of combining polymers]. Plasticheskiye massy [Plastic masses], 2023, no. 5-6, pp. 8 – 11. (In Russ.).
  13. Николайчик Ю.А., Куис Д.В., Свидунович Н.А., Ровин С.Л. Общие проблемы развития и внедрения нано материалов и нанотехнологий. Литье и металлургия, 2020, № 4, c. 152 – 162. / Nikolaychik Yu.A., Kuis D.V., Svidunovich N.A., Rovin S.L. Obshchiye problemy razvitiya i vnedreniya nanomaterialov i nanotekhnologiy [General problems of development and implementation of nanomaterials and nanotechnologies]. Lit’ye i metallurgiya [Casting and metallurgy], 2020, no. 4, pp. 152 – 162. (In Russ.).
  14. Севастьянов Д.В., Дориомедов М.С., Дасковский М.И., Скрипачев С.Ю. Самоармиро­ванные полимерные композиты — классификация, получение, механические свойства и применение (обзор). Электронный научный журнал “Труды ВИАМ”, 2017, № 4, c. 104 – 118. / Sevast’yanov D.V., Doriomedov M.S., Daskovskiy  M.I., Skripachev S.Yu. Samoarmirovannyye polimernyye kompozity — klassifikatsiya, polucheniye, mekha­nicheskiye svoystva i primeneniye (obzor) [Self-reinforced polymer composites — classification, preparation, mechanical properties and applications (review)]. Elektronnyy nauchnyy zhurnal “Trudy VIAM” [Proceedings of VIAM: electron. scientific and technical journal], 2017, no. 4, pp. 104 – 118. (In Russ.).
  15. Mustafayeva F.A., Kakhramanov N.T. Termomechanical properties of composite based on mixtures of high and low density polyethylenes. Chemical Problems, 2023, v. 21, no. 1, pp. 41 – 47.
  16. Mustafayeva F.A., Kakhramanov N.T., Ismayilov I.A., Khamedova L.Kh., Martynova G.S. Physicomechanical properties of high and low density polyethylene mixtures and modified compositions on their basis. Chemical problems, 2020, v. 18, no. 3, pp. 336 – 342.
  17. Кахраманов Н.Т., Мустафаева Ф.А., Арзуманова Н.Б. Физико-механические свойства нанокомпозитов на основе монтмориллонита и полиэтилена высокой и низкой плотности. Композиты и наноструктуры, 2018, т. 10, № 2(38), c. 79 – 84. / Kakhramanov N.T., Mustafayeva F.A., Arzumanova  N.B. Fiziko-mekhanicheskiye svoystva nanokompozitov na osnove montmorillonita i polietilena vysokoy i nizkoy plotnosti [Physico-mechanical properties of nanocomposites based on montmorillonite and high and low density polyethylene], Kompozity i nanostruktury [Composites and nanostructures], 2018, v. 10, no. 2(38), pp. 79 – 84. (In Russ.).
  18. Ramazanov M.A , Maharramov A.M., Hajiyev F.V., Mamedov H.M. Microwave absorption of polymer nanocomposites on the base high-density polyethylene and magnetite nanoparticles. Journal of Elastomers & Plastics, 2019, v. 51, no. 2, pp. 130 – 142.
  19. Huseynova A.S., Rzayev R.M., Hajiyeva F.V. Influence of electrothermopolarization process on the structure and properties of nanocomposites based on high-density polyethylene and HfO2 nanoparticles. Journal of the Korean Physical Society, 2024, v. 85, pp. 76 – 90.
  20. Курбанова Н.И., Рагимова С.К., Алимирзоева Н.А., Медяков В.В., Ищенко Н.Я. Цинксодержащие нанокомпозиты на основе изотактического полипропилена и полиэтилена высокого давления. Перспективные материалы, 2021, № 11, c. 47 – 53. / Kurbanova N.I., Ragimova S.K., Alimirzoeva N.A., Ishenko N.Ya., Medyakov V.V. Composites based on isotactic polypropylene and high-pressure polyethylene with zinc-containing nanofillers. Inorganic Materials: Applied Research, 2022, v. 13, no. 2, pp. 485 – 488.
  21. Курбанова Н.И., Гулиева Т.М., Ищенко  Н.Я. Получе­ние и исследование свойств металлсодержащих нанокомпозитов на основе изотактического полипропилена и бутадиен-нитрильного каучука. Журнал прикладной химии, 2021, т. 94, вып. 1, c. 21 – 25. / Kurbanova N.I., Guliyeva T.M. Ishenko N.Ya. Preparation and properties of metal-containing nanocomposites based on isotactic polypropylene and butadiene-acrylonitrile rubberю Russian Journal of Applied Chemistry, 2021, v. 94, no. 1, pp. 17 – 21.
  22. Kurbanova N.I., Alimirzoeva N.A., Guseinova Z.N., Nurullayeva D.R. Ecological method of preparation of metal-containing nanoparticles in polyethylene matrix. 3st International Turkic World Conference on Chemical Sciences and Technologies (ITWCCST 2017). Baku, Azerbaijan, 10-13 Sept. 2017. Book of Procceedings, 2017, рр. 24 – 26.
  23. Kurbanova N.I., Kuliyev A.M., Alimirzoeva N.A., Aliyev A.T., Ishenko N.Ya., Nurullayeva D.R. Preparation of copper-containing nanoparticles in polyethylene matrix without use of solvents. In: Science and Technology of Polymers and Advanced Materials: Applied Research Methods. Editor(s): V. Mukbaniani, T.N. Tatrishvili, M.J.M. Abadie. Apple Academic Press. Inc., 2019. pp. 57 – 65.
  24. Куренков В.Ф. Практикум по химии и физике полимеров. Москва, Химия, 1990, 299 с. / Kurenkov V.F. Praktikum po chimii i physike polimerov [Practical work on the chemistry and physics of polymers]. Moscow, Khimiya Publ., 1990, 299 p. (In Russ.).
  25. Помогайло А.Д. Молекулярные полимер-полимерные композиции. Синтетические аспекты. Успехи химии, 2002, т. 71, № 1, рр. 5 – 38. / Pomogailo A.D. Molecular polymer–polymer compositions. Synthetic aspects. Russ. Chem. Rev., 2002, v. 71, no. 1, pp. 1 – 31. DOI: https://doi.org/10.1070/RC2002v071n01ABEH000681
  26. Кулезнев В.Н. Смеси и сплавы полимеров. Конспект лекций. Санкт-Петербург, Научные основы и технологии, 2013, 216 с. / Kuleznev V.N. Smesi i splavy polimerov. Konspekt lektsiy [Blends and alloys of polymers. Lecture notes]. St. Petersburg, Nauchnyye osnovy i tekhnologii Publ., 2013, 216 p. (In Russ.).
  27. Энциклопедия полимеров. Москва, Совет. Энциклопедия, 1974, т. 2, 1032 с. / Enziklopediya polimerov [Encyclopaedia of polymers]. Мoscow, Soviet Encyclopedia Publ., 1974, v. 2, 1032  p. (In Russ.).
ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Способы повышения предела прочности при сжатии стеклоуглеродных пен

Д. В. Пономарева, Е. И. Тимощук

Рассмотрены способы получения стеклоуглеродных пен с повышенным пределом прочности при сжатии. Исследовано влияние газовой среды при карбонизации на структурные характеристики стеклоуглеродных пен. Для анализа влияния газовой среды в процессе карбонизации и нанесения покрытия использовали методы рентгеновской дифракции (XRD), спектроскопии когерентного рассеяния и сканирующей электронной микроскопии (СЭМ). Предел прочности при сжатии определяли методом напряженно-деформационного сжатия. Показано, что при проведении процесса карбонизации в инертной среде дефектность структуры стеклоуглеродных пен ниже чем материалов, полученных в восстановительной среде. Предел прочности при сжатии образцов, прошедших карбонизацию в инертной и восстановительной среде, составляет 0,57 – 0,83 МПа и 0,27 – 0,55 МПа, соответственно. Установлено, что нанесение низкотемпературного пироуглеродного покрытия методом химической инфильтрации из газовой фазы (CVI — chemical vapor infiltration) приводит к увеличению предела прочности при сжатии стеклоуглеродных пен, прошедших карбонизацию в инертной среде, до значений 0,91 – 1,8 МПа.

Ключевые слова: стеклоуглеродные пены, карбонизация, пироуглеродное покрытие, предел прочности при сжатии.

DOI: 10.30791/1028-978X-2025-7-43-54
Пономарева Дарья Владимировна — Государственный научно-иссле­довательский институт конструкционных материалов на основе графита “НИИграфит” (АО “НИИграфит”) (Москва, 111524, ул. Электродная, 2, стр. 1), старший научный сотрудник, специалист в области углеродных материалов и аддитивных технологий. E-mail: DVPonomareva@rosatom.ru.
Тимощук Елена Игоревна — Государственный научно-исследовательский институт конструкционных материалов на основе графита “НИИграфит” (АО “НИИграфит”) (Москва, 111524, ул. Электродная, 2. стр. 1), кандидат технических наук, начальник лаборатории, специалист в области углеродных материалов и аддитивных технологий. E-mail: EITimoschuk@rosatom.ru.
Ссылка на статью:
Пономарева Д.В., Тимощук Е.И. Способы повышения предела прочности при сжатии стеклоуглеродных пен. Перспективные материалы, 2025, № 7, с. 43 – 54. DOI: 10.30791/1028-978X-2025-7-43-54
Литература содержит 58 ссылок.

См. подробнее о статье на сайте e-library
Перейти
Литература/References
к статье Пономарева Д.В., Тимощук Е.И. Способы повышения предела прочности при сжатии стеклоуглеродных пен. Перспективные материалы, 2025, № 7, с. 43 – 54. DOI: 10.30791/1028-978X-2025-7-43-54
  1. Wang B., Xu B., Li H. Fabrication and properties of carbon/carbon-carbon foam composites. Textile Research Journal, 2019, v. 89, no. 21 – 22, pp. 1 − 9. DOI:10.1177/0040517519836942.
  2. Wang Y., He Z., Zhan L., Liu X. Coal tar pitch based carbon foam for thermal insulating material. Materials Letters, 2016, v. 169, pp. 95 – 98.
  3. Mesalhy O., Lafdi K., Elgafy A. Carbon foam matrices saturated with PCM for thermal protection purposes. Carbon, 2006, v. 44, pp. 2080 – 2088.
  4. Jaroszewski M., Thomas S., Rane A.V. Advanced materials for electromagnetic shielding. Wiley, 2018, 464 p.
  5. Singh K., Shishkin A., Koppel T., Gupta N. Porous materials for EMI shielding. In book: Materials for Potential EMI Shielding Applications, Elsevier, 2020, 412 p., pp. 287 – 314.
  6. Walsh F.C., Arenas L.F., Ponce de León C., et al. The continued development of reticulated vitreous carbon as a versatile electrode material: structure, properties and applications. Electrochimica Acta, 2016, v. 215, pp. 566 – 591.
  7. Friedrich J. M., Ponce-de-León C., Reade G.W., et al. Reticulated vitreous carbon as an electrode material. Journal of Electroanalytical Chemistry, 2004, v. 561, pp. 203 – 217.
  8. Sharma S., Kamath R., Madou M. Porous glassy carbon formed by rapid pyrolysis of phenol-formaldehyde resins and its performance as electrode material for electrochemical double layer capacitors. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, 2014, v. 108, pp. 12 – 18.
  9. Inagaki M., Qiu J.S., Guo Q.G. Carbon foam: preparation and application. Carbon, 2015, v. 87, pp. 128 – 152.
  10. Pec M.K., Reyes R., Sánchez E., Carballar D., et al. Reticulated vitreous carbon: a useful material for cell adhesion and tissue invasion. Eur. Cells Mater., 2010, v. 6, no. 20, pp. 282 – 293.
  11. Turgut G., Eksilioglu A., Gencay N., et al. Pore structure engineering for carbon foams as possible bone implant material. Journal of Biomedical Materials Research. Part A, 2008, v. 85, no. 3, pp. 588 – 596.
  12. Liu H., Xia L., Dai Y., et al. Fabrication and characterization of novel hydroxyapatite/porous carbon composite scaffolds. Materials Letters, 2012, v. 66, no. 1, pp. 36 – 38.
  13. Yadav А., Kumar R., Bhatia G., et al. Development of mesophase pitch derived high thermal conductivity graphite foam using a template method. Carbon, 2011, v. 49, no. 11, pp. 3622 – 3630.
  14. Kumar R., Singh A. P., Chand M., et al. Improved microwave absorption in lightweight resin-based carbon foam by decorating with magnetic and dielectric nanoparticles. RSC Advances, 2014, v. 4, pp. 23476 – 23484.
  15. Inagaki M., Morishita T., Kuno A., et al. Carbon foams prepared from polyimide using urethane foam template. Carbon, 2004, v. 42, no. 3, pp. 497 – 502.
  16. Chen Y., Chen B.Z, Shi X.C., et al. Preparation of pitch-based carbon foam using polyurethane foam template. Carbon, 2007, v. 45, no. 10, pp. 2132 – 2134.
  17. Alvarez S., Fuertes A.B. Synthesis of macro/mesoporous silica and carbon monoliths by using a commercial polyurethane foam as sacrificial template. Materials Letters, 2007, v. 61, no. 11–12, pp. 2378 – 2381.
  18. Manocha S.M., Kalpesh P., Manocha L.M. Development of carbon foam from phenolic resin via template route. Indian Journal of Engineering and Materials Sciences, 2010, v. 17, no. 5, pp. 338 – 342.
  19. Jana P., Fierro V., Celzard A. Ultralow cost reticulated carbon foams from household cleaning pad wastes. Carbon, 2013, v. 62, pp. 517 – 520.
  20. Chen C., Kennel E.B., Stiller A.H., et al. Carbon foam derived from various precursors. Carbon, 2006, v. 44, no. 8, pp. 1535 – 1543.
  21. Gallego N.C., Klett J.W. Carbon foams for thermal management. Carbon, 2003, v. 41, no. 7, pp. 1461 – 1466.
  22. Gan L., Liu M., Wang X., et al. Synthesis of porous carbon foams blowing by pentane. Journal of Tongji University, 2008, v. 36, no. 11, pp. 1552 – 1555.
  23. Tondi G., Fierro V., Pizzi A., et al. Tannin – based carbon foams. Carbon, 2009, v. 47, no. 6, pp. 1480 – 1492.
  24. Li X., Basso M.C., Braghiroli F.L., et al. Tailoring the structure of reticulated vitreous carbon foams. Carbon, 2012, v. 50, no. 5, pp. 2026 – 2036.
  25. Prabhakaran K., Singh P.K., Gokhale N.M., et al. Processing of sucrose to low density carbon foams. Journal of Materials Science, 2007, v. 42, no. 11, pp. 3894 – 3900.
  26. Narasimman R., Prabhakaran K. Preparation of low density carbon foams by foaming molten sucrose using an aluminium nitrate blowing agent. Carbon, 2012, v. 50, no. 5, pp. 1999 – 2009.
  27. Zhang L., Ma J., Processing and characterization of syntactic carbon foams containing hollow carbon microspheres. Carbon, 2009, v. 47, no. 6, pp. 1451 – 1456.
  28. Wang B., Li H.J., Li Y.Y., et al. Preparation and characterization of resin-derived carbon foams containing hollow microspheres. Advanced Materials Research, 2014, v. 941-944, pp. 318 – 323.
  29. Bychanok D., Plyushch A., Piasotski K., et al. Electromagnetic properties of polyurethane template-based carbon foams in Ka-band. Physica Scripta, 2015, v. 90, no. 9, art. 094019.
  30. Марукович А.И., Микуцкий В.А., Ильющенко А.Ф. и др. Прочностные и гидравлические свойства открытоячеистого пеностеклоуглерода, полученного разными методами. Весці нацыянальнай акадэміі навук беларусі, 2015, № 2, с. 25 – 29. / Marukovich A.I., Mikutskiy V.A., Ilyushenko A.F., et al. Prochnostnye i gidravlicheskie svojstva otkrytoyacheistogo penosteklougleroda, poluchennogo raznymi metodami [Strength and hydraulic properties of open-cell foam carbon obtained by various methods]. Vescі nacyyanal’naj akademіі navuk Belarusі [Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus], 2015, no. 2, pp. 25 – 29 (In Belarus.).
  31. Zimmermann M.V.G., Perondi D., Lazzari L.K., et al. Carbon foam production by biomass pyrolysis. Journal of Porous Materials, 2020, v. 27, no. 4, pp. 1119 – 1125.
  32. Yuan Y., Ding Y., Wang C., et al. Multifunctional stiff carbon foam derived from bread. ACS Applied Materials & Interfaces, 2016, v 8, no. 26, pp. 16852 – 16861.
  33. Rios R.V.R.A., Martínez-Escandell M., Molina-Sabio M. Carbon foam prepared by pyrolysis of olive stones under steam. Carbon, 2006, v 44, no. 8, pp. 1448 – 1454.
  34. Manocha S.M., Patel K., Manocha L.M. Development of carbon foam phenolic resin via template route. Indian Journal of Engineering and Materials Sciences, 2010, v. 17, pp. 338 – 342.
  35. Agrawal P. R., Kumar R., Uppal H., et al. Novel 3D lightweight carbon foam as an effective adsorbent for arsenic(v) removal from contaminated water. RSC Advances, 2016, v. 6, no. 36, pp. 29899 – 29908.
  36. Nam G., Choi S., Byun H., et al. Preparation of macroporous carbon foams using a polyurethane foam template replica method without curing step. Macromolecular Research, 2013, v. 21, no. 9, pp. 958 – 964.
  37. Lei, S., Guo, Q., Shi, J., et al. Preparation of phenolic-based carbon foam with controllable pore structure and high compressive strength. Carbon, 2010, v. 49, no. 9, pp. 2644 – 2646.
  38. Oishi S.S., Botelho E. C., Rezende M.C., et al. Structural and surface functionality changes in reticulated vitreous carbon produced from poly(furfuryl alcohol) with sodium hydroxide additions. Applied Surface Science, 2017, v. 394, pp. 87 – 97.
  39. Gaefke C.B., Botelho E.C., Ferreira N.G., et al. Effect of furfuryl alcohol addition on the cure of furfuryl alcohol resin used in the glassy carbon manufacture. Journal of Applied Polymer Science, 2007, v. 106, no. 4, pp. 2274 – 2281.
  40. Jana P., Fierro V., Celzard A. Ultralow cost reticulated carbon foams from household cleaning pad wastes. Carbon, 2013, v. 62, pp. 517 – 520.
  41. Smorygo O., Marukovich A., Mikutski V., et al. Tailoring properties of reticulated vitreous carbon foams with tunable density. Frontiers of Materials Science, 2016, v. 10, no. 2, pp. 157 – 167.
  42. Vignoles G.L., Gaborieau C., Delettrez S., et al. Reinforced carbon foams prepared by chemical vapor infiltration: A process modeling approach. Surface and Coatings Technology, 2008, v. 203, no. 5 – 7, pp. 510 – 515.
  43. Manocha L.M., Patel H., Manocha S., et al. Development of carbon/carbon composites with carbon nanotubes as reinforcement and chemical vapor infiltration carbon as matrix. Journal of Nanoscience and Nanotechnology, 2009, v. 9, no. 5, pp. 3119 – 3124.
  44. Szczurek A., Fierro V., Plyushch A., et al. Structure and electromagnetic properties of cellular glassy carbon monoliths with controlled cell size. Materials, 2018, v. 11, no. 5, art.709.
  45. Reznik B., Hüttinger K.J. On the terminology for pyrolytic carbon. Carbon, 2002, v. 40, pp. 621 – 624.
  46. Oishi S.S., Botelho E.C., Rezende M.C., et al. Structural and surface functionality changes in reticulated vitreous carbon produced from poly(furfuryl alcohol) with sodium hydroxide additions. Applied Surface Science, 2017, v. 394, pp. 87 – 97.
  47. Gancarczyk A., Macek W., Kołodziej A. Heat transfer phenomena of glassy carbon foams. Chemical Engineering Research and Design, 2019, v. 143, pp. 1 – 3.
  48. Letellier M., Delgado-Sanchez C., Khelifa M., V., et al. Mechanical properties of model vitreous carbon foams. Carbon, 2017, v. 116, pp.562 – 571.
  49. Tuinstra F., Koenig J.L. Raman spectrum of graphite. Journal of Chemical Physics, 1970, v. 53, no. 3, pp. 1126 – 1130.
  50. Nemanich R.J., Solin S.A. First- and second-order Raman scattering from finite-size crystals of graphite. Physical Review B, 1979, v. 20, no. 2, pp.392 – 401.
  51. Rhim Y.R.,. Zhang D, Fairbrother D.H., et al. Changes in electrical and microstructural properties of microcrystalline cellulose as function of carbonization temperature. Carbon, 2010, v. 48, pp. 1012 – 1024.
  52. Zickler G.A., Smarsly B., Gierlinger N., et al. A reconsideration of the relationship between the crystallite size La of carbons determined by X-ray diffraction and Raman spectroscopy. Carbon, 2006, v. 44, pp. 3239 – 3246.
  53. Ferrari A.C., Robertson J. Interpretation of Raman spectra of disordered and amorphous carbon. Physical Review B, 2000, v. 61, pp. 14095 – 14107.
  54. Jurkiewicz K., Pawlyta M., Zygadło D., et al. Evolution of glassy carbon under heat treatment: correlation structure–mechanical properties. Journal of Materials Science, 2017, v. 53, no. 5, pp. 3509 – 3523.
  55. Ferrari A. C., Basko D.M. Raman spectroscopy as a versatile tool for studying the properties of grapheme. Nature Nanotechnology, 2013, v. 8, no. 4, pp. 235 – 246.
  56. Bourrat X., de l’auteur D., Vallerot J.-M., et al. La croissance des pyrocarbones. L’Actualité Chimique, 2006, v. 295 – 296, pp.1–5.
  57. Pimenta M.A., Dresselhaus G., Dresselhaus M.S., et al. Studying disorder in graphite-based systems by Raman spectroscopy. Physical Chemistry Chemical Physics, 2007, v. 9, no. 11, pp. 1276 – 1290.
  58. Nemanich R.J., Solin S.A. Observation of an anomolously sharp feature in the 2nd order Raman spectrum of graphite. Solid State Communications, 1977, v. 23, no. 7, pp. 417 – 420.
ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Исследование влияния ориентации печати методом послойного наплавления на механические свойства полимерных композиционных материалов

А. В. Бабайцев, С. А. Шумская

Исследованы физико-механические свойства коммерчески доступных на российском рынке композитных филаментов на базе полимеров ABS (acrylonitrile butadiene styrene), нейлона и полиуретана с добавлением дискретных наполнителей, таких как стекло (Glass Fiber — GF) и углерод (Carbon fiber — CF), при их разном процентном содержании. Испытания на растяжение проводили на образцах, полученных методом послойного наплавления (Fused Deposition Modelling — FDM) с различной ориентацией направления укладки слоев в 0° (горизонтальной) и 90° (вертикальной). Отмечено, что стратегия печати образцов горизонтальной ориентации создала межслойные слабые места, которые стали причиной их разрушения при проведении испытаний. Выявлено, что вертикально напечатанные образцы уступают горизонтальным в прочности и, как правило, в пластичности. Исключение составляет полиуретан GF-30%, продемонстрировавший более высокую прочность и жесткость в горизонтальной ориентации, но меньшую пластичность по сравнению с вертикальными образцами. Стеклонаполненный нейлон CF-20% оказался нестабильным материалом, о чем свидетельствует высокий коэффициент вариации его параметров. Образцы ABS CF-12% показали минимальные различия между вертикальной и горизонтальной ориентацией, однако вертикальный модуль упругости характеризуется высоким коэффициентом вариации. Сделан вывод о необходимости тщательного выбора ориентации печати и материала в зависимости от требуемых механических характеристик.

Ключевые слова: полимерные композиционные материалы, FDM, стекловолокно, углеволокно, физико-механические характеристики, прочность при растяжении.

DOI: 10.30791/1028-978X-2025-7-55-61
Бабайцев Арсений Владимирович — Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет) (Москва, 125993, Волоколамское шоссе, 4), кандидат технических наук, доцент кафедры, старший научный сотрудник, специалист в области физико-механических испытаний. E-mail: ar77eny@gmail.com.
Шумская София Андреевна — Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет) (Москва, 125993, Волоколамское шоссе, 4), аспирант, младший научный сотрудник, специалист в области аддитивных технологий. E-mail: bratinaaa@gmail.com.
Ссылка на статью:
Бабайцев А.В., Шумская С.А. Исследование влияния ориентации печати методом послойного наплавления
на механические свойства полимерных композиционных материалов. Перспективные материалы, 2025, № 7, с. 55 – 61. DOI: 10.30791/1028-978X-2025-7-55-61
Литература содержит 10 ссылок.

См. подробнее о статье на сайте e-library
Перейти
Литература/References
к статье Бабайцев А.В., Шумская С.А. Исследование влияния ориентации печати методом послойного наплавления на механические свойства полимерных композиционных материалов. Перспективные материалы, 2025, № 7, с. 55 – 61. DOI: 10.30791/1028-978X-2025-7-55-61
  1. Guo Dong Goh, Vishwesh Dikshit, Arun Prasanth Nagalingam, Guo Liang Goh, Shweta Agarwala, Swee Leong Sing, Jun Wei, Wai Yee Yeong. Characterization of mechanical properties and fracture mode of additively manufactured carbon fiber and glass fiber reinforced thermoplastics. Materials & Design, 2018, v. 37, pp. 79 − 89. DOI: 10.1016/j.matdes.2017.10.021
  2. Кондрашов С.В., Пыхтин А.А., Ларионов С.А., Сорокин А.Е. Влияние технологических режимов FDM-печати и состава используемых материалов на физико-механические характеристики FDM-моделей (обзор). Труды ВИАМ, 2019, № 10 (82), c. 34 − 49. DOI 10.18577/2307-6046-2019-0-10-34-49 / Kondrashov S.V., Pikhtin A.A., Larionov S.A., Sorokin A.E. Vliyanie tekhnologicheskih rezhimov FDM-pechati i sostava ispol’zuemyh materialov na fiziko-mekhanicheskie harakteristiki FDM-modelej (obzor) [Influence of technological modes of FDM-printing and composition of used materials on physical and mechanical characteristics of FDM-models (review)]. Trudy VIAM [Works of VIAM], 2019, no. 10 (82), pp. 34 − 49. DOI 10.18577/2307-6046-2019-0-10-34-49. (In Russ.).
  3. Загидуллин Р.С., Косенкова А.В., Матвеев В.А. Экспериментальное исследование влияния коэффициента потока на прочность напечатанных деталей и узлов из полимерных композиционных материалов. Известия Тульского государственного университета. Технические науки, 2023, вып. 7, c. 210 − 215. / Zagidullin R.S., Kosenkova A.V., Matveev V.A. Eksperimental’noe issledovanie vliyaniya koefficienta potoka na prochnost’ napechatannyh detalej i uzlov iz polimernyh kompozicionnyh materialov [Experimental study of the effect of flow coefficient on the strength of printed parts and assemblies made of polymer composite materials]. Izvestiya Tul’skogo gosudarstvennogo universiteta. Tekhnicheskie nauki [Izvestiya Tula State University. Technical Sciences], 2023, no. 7, pp. 210 − 215. (In Russ.).
  4. Tekinalp Halil, Vlastimil Kunc, Gregorio M. Vélez-García, Chad Duty, Lonnie J. Love, Amit K. Naskar, Craig A. Blue, Soydan Ozcan. Highly oriented carbon fiber–polymer composites via additive manufacturing. Composites Science and Technology, 2014, v. 105, pp. 144 − 150. DOI:10.1016/j.compscitech.2014.10.009
  5. Загидуллин Р.С., Родионов Н.В. Повышение качества деталей и узлов аэрокосмических конструкций из полимерных композиционных конструкций в условиях аддитивного производства. Отечественный и зарубежный опыт обеспечения качества в машиностроении: IV Всероссийская научно-техническая конференция с международным участием (Тула, 18–20 апреля 2023 г.). Сборник докладов. Тула, Изд. Тульского государственного университета, 2023, с. 104 − 106. / Zagidullin R.S., Rodionov N.V. Povyshenie kachestva detalej i uzlov aerokosmicheskih konstrukcij iz polimernyh kompozicionnyh konstrukcij v usloviyah additivnogo proizvodstva [Improving the quality of aerospace parts and assemblies of polymer composite structures under conditions of additive manufacturing]. Otechestvennyj i zarubezhnyj opyt obespecheniya kachestva v mashinostroenii: IV Vserossijskaya nauchno-tekhnicheskaya konferenciya s mezhdunarodnym uchastiem (Tula, 18–20 aprelya 2023). Sbornik dokladov [Domestic and foreign experience of quality assurance in mechanical engineering: IV All-Russian scientific and technical conference with international participation (Tula, April 18-20, 2023). Collection of reports]. Tula, Tula State University Publ., 2023, pp. 104 − 106. (In Russ.).
  6. Криницын М.Г., Донцов Ю.В., Юркина В.А. Влияние углеродных волокон на структуру и механические свойства композиционных полимерных материалов, полученных методами аддитивных технологий. Известия высших учебных заведений. Физика, 2021, т. 64, № 6 (763), с. 111 − 117. / Krinitcyn M.G., Dontsov Y.V., Yurkina V.A. Carbon fiber effect of on the structure and mechanical properties of polymer composites produced by additive manufacturing. Russian Physics Journal, 2021, v. 64, no. 6, pp. 1086 − 1092. (In Russ.).
  7. Сапрыкин А.А., Бабакова Е.В., Ибрагимов Е.А. Волокно-упрочненные композиты в технологиях быстрого прототипирования. Сборник трудов Международной научно-практической конферен­ции “Актуальные проблемы современного ма­шино­строения” (г. Юрга, Юргинский технологический институт, 11-12 декабря 2014). Томск, Изд. Национального исследовательского Томского политехнического университета, 2014, с. 17 − 20. / Saprykin A.A., Babakova E.V., Ibragimov E.A. Volokno-uprochnennye kompozity v tekhnologiyah bystrogo prototipirovaniya [Fiber-reinforced composites in rapid prototyping technologies]. Sbornik trudov Mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii “Aktual’nye problemy sovremennogo mashinostroeniya” (Yurga, Yurginskiy tekhnologicheskiy institute, 11-12 dekabrya 2014) [Proceedings of the International Scientific and Practical Conference “Actual problems of modern mechanical engineering” (Yurga, Yurginsky Institute of Technology, December 11-12, 2014)]. Tomsk, National Research Tomsk Polytechnic University Publ., 2014, pp. 17 − 20. (In Russ.).
  8. Wang X., Jiang M., Zhou Z., Gou J., Hui D. 3D printing of polymer matrix composites: A review and prospective. Composites Part B: Engineering, 2017, v. 110, pp. 442 − 458.
  9. Зверовщиков А.Е., Бантыш И.В., Зверовщиков В.З. Оборудование и технология для обеспечения прочностных характеристик полимерных изделий при 3D-печати композитным филаментом. Известия вузов. Поволжский регион. Технические науки, 2024, № 1 (69), c. 163 – 176. / Zverovshchikov A.E., Bantysh I.V., Zverovshchikov V.Z. Oborudovanie i tekhnologiya dlya obespecheniya prochnostnyh harakteristik polimernyh izdelij pri 3D-pechati kompozitnym filamentom [Equipment and technology to ensure strength characteristics of polymer products during 3D printing with composite filament]. Izvestiya vuzov. Povolzhskij region. Tekhnicheskie nauki [Izvestiya vuzov. Volga region. Technical Sciences], 2024, №1 (69), pp. 163 – 176. (In Russ.).
  10. Лопатина Ю.А. Повышение прочностных свойств изделий, изготавливаемых методом 3D-печати по технологии FDM. Сборник докладов Двенадцатой Всероссийской конференции молодых ученых и специалистов (с международным участием) “Будущее машиностроения России” (Москва, 24–27 сентября 2019 года). Москва, Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (Национальный исследовательский университет), 2019, с. 249 − 252. / Lopatina Y.A. Povyshenie prochnostnyh svojstv izdelij, izgotavlivaemyh metodom 3D-pechati po tekhnologii FDM [Improving strength properties of products manufactured by 3D printing using FDM technology]. Sbornik dokladov Dvenadcatoj Vserossijskoj konferencii molodyh uchenyh i specialistov (s mezhdunarodnym uchastiem) “Budushchee mashinostroeniya Rossii” (Moskva, 24–27 sentyabrya 2019) [Collection of reports of the Twelfth All-Russian Conference of Young Scientists and Specialists (with international participation) “Future of Mechanical Engineering of Russia” (Moscow, September 24-27, 2019)]. Moscow, Bauman Moscow State Technical University Publ, 2019, pp. 249 − 252. (In Russ.).
ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Синтез порошков оксида иттрия сжиганием аэрозоля в пламени для получения
оптической керамики

Т. О. Евстропов, С. С. Балабанов, Д. Ю. Косьянов, Jiang Li

Изучено влияние концентрации карбамида и соотношения нитрат иттрия : карбамид на морфологию и гранулометрический состав порошков оксида иттрия, синтезированных методом пиролиза аэрозоля в пламени. Получены частицы с медианным размером от 400 до 1300 нм. Проведено термодинамическое моделирование реакции горения прекурсора и исследована стадийность разложения водных растворов нитратов иттрия с карбамидом и глицином методом дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК). Установлено, что тип восстановителя влияет на морфологию частиц вследствие различий в механизмах разложения прекурсора. Вакуумное спекание синтезированных порошков позволило получить керамику Y2O3 с размером зерен 8,2 – 9 мкм.

Ключевые слова: пиролиз аэрозоля в пламени, прозрачная керамика, оксид иттрия, термодинамическое моделирование.

DOI: 10.30791/1028-978X-2025-7-62-74
Евстропов Тимофей Олегович — Институт химии высокочистых веществ им. Г.Г. Девятых РАН (Нижегородская область, г. Нижний Новгород,
ул. Тропинина, 49), младший научный сотрудник, специалист в области прозрачной керамики. E-mail: evstropov@ihps-nnov.ru.
Балабанов Станислав Сергеевич — Институт химии высокочистых веществ им. Г.Г. Девятых РАН (Нижегородская область, г. Нижний Новгород, ул. Тропинина, 49), кандидат химических наук, ведущий научный сотрудник, специалист в области прозрачной керамики. E-mail: balabanov@ihps-nnov.ru
Косьянов Денис Юрьевич — Дальневосточный федеральный университет, Политехнический институт (Приморский край, г. Владивосток, о. Русский, п. Аякс, 10), кандидат технических наук, профессор департамента промышленной безопасности. E-mail: kosianov.diu@dvfu.ru.
Jiang Li — Shanghai Institute of Ceramics, Chinese Academy of Sciences, Transparent Ceramics Research Center (Шанхай, Китай), PhD, профессор. E-mail: lijiang@mail.sic.ac.cn.
Ссылка на статью:
Евстропов Т.О., Балабанов С.С., Косьянов Д.Ю., Li Jiang Синтез порошков оксида иттрия сжиганием аэрозоля в пламени для получения оптической керамики. Перспективные материалы, 2025, № 7, с. 62 – 74. DOI: 10.30791/1028-978X-2025-7-62-74
Литература содержит 31 ссылку.

См. подробнее о статье на сайте e-library
Перейти
Литература/References
к статье Евстропов Т.О., Балабанов С.С., Косьянов Д.Ю., Li Jiang Синтез порошков оксида иттрия сжиганием аэрозоля в пламени для получения оптической керамики. Перспективные материалы, 2025, № 7, с. 62 – 74. DOI: 10.30791/1028-978X-2025-7-62-74
  1. Liu Z., Ikesue A., Li J. Research progress and prospects of rare-earth doped sesquioxide laser ceramics. J. Eur. Ceram. Soc., 2021, v. 41, no. 7, pp. 3895 – 3910.
  2. Lu J., Takaichi K., Uematsu T. et al. Yb3+:Y2O3 Ceramics — a novel solid-state laser material. Jpn. J. Appl. Phys., 2002, v. 41, part 2, no. 12A, pp. L1373–L1375.
  3. Hu D., Li X., Zhang L. et al. Terbium (III) oxide (Tb2O3) transparent ceramics by two-step sintering from precipitated powder. Magnetochemistry, 2022, v. 8, no. 7, art. 73.
  4. Chaika M. Advancements and challenges in sintering of Cr4+:YAG: A review. J. Eur. Ceram. Soc., 2024, v. 44, no. 13, pp. 7432 – 7450.
  5. Eremeev K., Loiko P., Balabanov S. et al. Spectroscopy of thulium ions in solid-solution sesquioxide laser ceramics: Inhomogeneous spectral line broadening, crystal-field engineering and C3i sites. Opt. Mater., 2024, v. 148, art. 114791.
  6. Yavetskiy R.P., Balabanov A., Parkhomenko S. et al. Effect of starting materials and sintering temperature on microstructure and optical properties of Y2O3:Yb3+ 5 at% transparent ceramics. J. Adv. Ceram., 2021, v. 10, no. 1, pp. 49 – 61.
  7. Yavetskiy R.P., Kosyanov D., Baumer V. et al. Low-agglomerated yttria nanopowders via decomposition of sulfate-doped precursor with transient morphology. J. Rare Earths, 2014, v. 32, no. 4, pp. 320 – 325.
  8. Permin D., Postnikova O., Balabanov S. et al. Influence of SHS precursor composition on the properties of yttria powders and optical ceramics. Materials, 2023, v. 16, no. 1, art. 260.
  9. Кайгородов А.С., Иванов В.В., Хрустов В.Р. и др. Получение прозрачной керамики Nd:Y2O3 из слабо агрегированных нанопорошков с использованием импульсного прессования и вакуумного спекания. Перспективные материалы, 2007, №2, с. 36 – 42. / Kaygorodov A.S, Ivanov V.V., Khrustov V.R. et. al. Poluchenie prozrachnoy keramiki Nd:Y₂O₃ iz slabo aggregirovannykh nanoporoshkov s ispol’zovaniem impul’snogo pressovaniya i vakuumnogo spekaniya [Fabrication of transparent Nd:Y₂O₃ ceramics from weakly aggregated nanopowders using pulse pressing and vacuum sintering]. Perspektivnye materialy [Advanced materials], 2007, no. 2, pp. 36 – 42. (In Russ.).
  10. Galceran M., Pujol M., Aguilo M. et al. Synthesis and characterization of nanocrystalline Yb:Lu2O3 by modified Pechini method. Mater. Sci. Eng. B., 2008, v. 146, no. 1–3, pp. 7 – 15.
  11. Pandey A., Pandey A., Roy M. et al. Sol–gel synthesis and characterization of Eu+++/Y2O3 nanophosphors by an alkoxide precursor. Mater. Chem. Phys., 2006, v. 96, no. 2–3, pp. 466 – 470.
  12. Lenggoro I.W., Itoh Y., Okuyama K. et al. Nanoparticles of a doped oxide phosphor prepared by direct-spray pyrolysis. J. Mater. Res., 2004, v. 19, no. 12, pp. 3534 – 3539.
  13. Camenzind A., Strobel R., Pratsinis S.E. Cubic or monoclinic Y2O3:Eu3+ nanoparticles by one step flame spray pyrolysis. Chem. Phys. Lett., 2005, v. 415, no. 4–6, pp. 193 – 197.
  14. Seeley Z.M., Kuntz J., Cherepy N. et al. Transparent Lu2O3:Eu ceramics by sinter and HIP optimization. Opt. Mater., 2011, v. 33, no. 11, pp. 1721 – 1726.
  15. Tang Y., Sutorik A., Nguyen L. et al. Sintered polycrystalline yttrium aluminum garnet and use thereof in optical devices. Patent of USA no. 20100048378. Application date 24.04.2008, Publication date 25.02.2010.
  16. Балабанов С.С., Гаврищук Е.М., Кутьин А.М., Пермин Д.А. Самораспространяющийся высоко­тем­пера­турный синтез порошков Y2O3 из Y(NO3)3x(CH3COO)3(1 − x)·nH2O. Неорганические материалы, 2011, т. 47, № 5, с. 551 – 555. / Balabanov S., Gavrishchuk E., Kutin A. et al. Self-propagating high-temperature synthesis of Y2O3 powders from Y(NO3)3x(CH3COO)3(1 − x)·nH2O. Inorg. Mater., 2011, v. 47, no. 5, pp. 484 – 488.
  17. Balabanov S., Filofeev S., Kaygorodov A. et al. Hot pressing of Ho2O3 and Dy2O3 based magneto-optical ceramics. Opt. Mater. X, 2022, v. 13, art. 100125.
  18. Permin D., Ketkova L., Koshkin V. et al. Effect of SHS powder processing on structure formation and optical transmittance of MgO–Y2O3 composite ceramic. Ceram. Int., 2024, pp. 28947 – 28954.
  19. Khan S., Park B., Han J. et al. Flame synthesized Y2O3:Tb3+–Yb3+ phosphors as spectral convertors for solar cells. Res. Chem. Intermed, 2018, v. 44, no. 8, pp. 4619 – 4632.
  20. Baker C., Kim W., Sanghera J. et al. Flame spray synthesis of Lu2O3 nanoparticles. Mater. Lett., 2012, v. 66, no. 1, pp. 132 – 134.
  21. Melnikov P., Nascimento V., Consolo L. et al. Mechanism of thermal decomposition of yttrium nitrate hexahydrate, Y(NO3)3·6H2O and modeling of intermediate oxynitrates. J. Therm. Anal. Calorim., 2013, v. 111, no. 1, pp. 115 – 119.
  22. Armarego W., Chai C. Purification of laboratory chemicals. Sixth edition. Elsevier, 2009, 743 p.
  23. 23. Schaber P., Colson J., Higgins S. et al. Thermal decomposition (pyrolysis) of urea in an open reaction vessel. Thermochim. Acta, 2004, v. 424, no. 1–2, pp. 131 – 142.
  24. Пермин Д.А., Гаврищук Е.М., Кутьин А.М. и др. Синхронный термоанализ реакций самораспро­страняющегося высокотемпературного синтеза порошков оксида скандия. Неорганические материалы, 2019, т. 55, № 2. с. 168 – 174. / Permin D.A., Gavrishchuk E., Kutin A. et al. Simultaneous thermal analysis of reactions underlying self-propagating high-temperature synthesis of scandium oxide powders. Inorg. Mater., 2019, v. 55, no. 2, pp. 149 – 154.
  25. Schaberg A., Wroblowski R., Goertz R. Comparative study of the thermal decomposition behaviour of different amino acids and peptides. J. Phys. Conf. Ser., 2018, v. 1107, art. 032013.
  26. 26. Bedford G., Thomas J.H. Reaction between ammonia and nitrogen dioxide. J. Chem. Soc., Faraday Trans. 1: Phys. Chem. Condens. Phases, 1972, v. 68, pp. 2163 – 2170.
  27. База данных Термические Константы Веществ [Электронный ресурс]. Химический факультет МГУ, 2024, URL: https://www.chem.msu.ru/cgi-bin/tkv.pl?show=welcome.html (accessed: 26.08.2024). / Baza dannykh Termicheskie Konstanty Veshchestv (Elektronnyy resurs). Khimicheskiy fakul’tet MGU [Database “Thermal Constants of Substances” (Electronic resource). Faculty of Chemistry, Lomonosov Moscow State University], 2024. URL: https://www.chem.msu.ru/cgi-bin/tkv.pl?show=welcome.html (accessed: 26.08.2024).
  28. Purohit R., Sharma B., Pillai K. et al. Ultrafine ceria powders via glycine-nitrate combustion. Mater. Res. Bull., 2001, v. 36, no. 15, pp. 2711 – 2721.
  29. Varma A., Mukasyan A., Rogachev A. et al. Solution combustion synthesis of nanoscale materials. Chem. Rev., 2016, v. 116, no. 23, pp. 14493 – 14586.
  30. Basu P. Gasification theory. Biomass gasification, pyrolysis and torrefaction. Elsevier, 2018, 213 p.
  31. Parkhomenko S., Balabanov A., Kryzhanovska O. et al. Effect of green body annealing on microstructure and optical properties of Y2O3:Yb3+ ceramics. Ceram. Int., 2023, v. 49, no. 17, pp. 29048 – 29054.
ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Исследование влияния промежуточного слоя из ванадия на образование соединения
АМг6-Ванадий-12Х18Н10Т в процессе сварки взрывом

А. Ю. Малахов, Н. Н. Ни¸збеков, И. В. Денисов, Д. В. Шахрай,
В. А. Сосиков, О. Д. Боярченко, В. О. Копытский

Методом сварки взрывом получен многослойный композиционный материал АМг6–ВнПл-1(ванадий)–12Х18Н10Т. Проведены исследования процесса сварки взрывом с использованием высокоскоростной фотосъёмки. Показано, что в процессе соударения слоёв происходит вертикальное колебание промежуточного слоя из ванадия, что приводит к изменению высоты сварочных зазоров между соединяемыми слоями. В свою очередь, такое изменение высоты зазоров вызывает резкие возмущения в области распространения ударно-сжатого газа, приводящие к изменению его геометрических и термодинамических параметров, что негативно сказывается на стабильности процесса формирования соединения.

Ключевые слова: сварка взрывом, ударно-сжатый газ, граница соединения, микроструктура, механические свойства.

DOI: 10.30791/1028-978X-2025-7-75-84
Малахов Андрей Юрьевич — Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения им. А.Г. Мержанова РАН (Черноголовка, 142432, ул. Академика Осипьяна, 8), кандидат технических наук, старший научный сотрудник, специалист в области сварки взрывом и материаловедения. E-mail: sir.malahov2009@yandex.ru.
Ниёзбеков Неъмат Ниёзбекович — Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения им. А.Г. Мержанова РАН (Черноголовка, 142432, ул. Академика Осипьяна, 8), младший научный сотрудник, специалист в области сварки взрывом. E-mail: nemat199595@mail.ru.
Денисов Игорь Владимирович — Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения им. А.Г. Мержанова РАН (г. Черноголовка, 142432, ул. Академика Осипьяна, 8), кандидат технических наук, старший научный сотрудник, специалист в области сварки взрывом и материаловедения. E-mail: ingener.denisov@yandex.ru.
Шахрай Денис Владимирович — Федеральный исследовательский центр проблем химической физики и медицинской химии РАН (Черноголовка, 142432, проспект академика Семенова, 1), кандидат физико-математических наук, заведующий отделом экстремальных состояний вещества, специалист в области физики ударных волн и регистрации быстропротекающих процессов. E-mail: shakhray@icp.ac.ru.
Сосиков Василий Александрович — Федеральный исследовательский центр проблем химической физики и медицинской химии РАН Черноголовка, 142432, проспект академика Семенова, 1), кандидат физико-математических наук, специалист в области химической физики, в том числе физики горения и взрыва. E-mail: vaso@icp.ac.ru.
Боярченко Ольга Дмитриевна — Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения им. А.Г. Мержанова РАН (Черноголовка, 142432, ул. Академика Осипьяна, 8), кандидат физико-математических наук, младший научный сотрудник, специалист в области химической физики, горения и взрыва, физики экстремальных состояний вещества. E-mail: olgaboyarchenko@gmail.com.
Копытский Владислав Олегович — Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения им. А.Г. Мержанова РАН (Черноголовка, 142432, ул. Академика Осипьяна, 8), младший научный сотрудник, специалист в области материаловедения. E-mail: kvo@ism.ac.ru.
Ссылка на статью:
Малахов А.Ю., Ниёзбеков Н.Н., Денисов И.В., Шахрай Д.В., Сосиков В.А., Боярченко О.Д., Копытский В.О. Исследование влияния промежуточного слоя из ванадия на образование соединения АМг6-Ванадий-12Х18Н10Т в процессе сварки взрывом. Перспективные материалы, 2025, № 7, с. 75 – 84. DOI: 10.30791/1028-978X-2025-7-75-84
Литература содержит 28 ссылок.

См. подробнее о статье на сайте e-library
Перейти
Литература/References
к статье Малахов А.Ю., Ниёзбеков Н.Н., Денисов И.В., Шахрай Д.В., Сосиков В.А., Боярченко О.Д., Копытский В.О. Исследование влияния промежуточного слоя из ванадия на образование соединения АМг6-Ванадий-12Х18Н10Т в процессе сварки взрывом. Перспективные материалы, 2025, № 7, с. 75 – 84. DOI: 10.30791/1028-978X-2025-7-75-84
  1. Walsh F.C. The continued development of multilayered and compositionally modulated electrodeposits. Transactions of the IMF, 2022, no. 100(5), pp. 233 –244.
  2. Грачёв В.А., Розен А.Е., Перелыгин Ю.П., Розен  А.А. Многослойный металлический мате­риал со специальными свойствами и технология его получения. Металлы, 2017, № 3, с. 77 – 83. / Grachev V., Rosen A., Perelygin Yu., Rosen, A. Multilayer metallic material with specific properties and the technology of its production. Russian Metallurgy (Metally), 2017, no. 5, pp. 426 – 431.
  3. Ding Z., Jiao Z. Metallic materials for making multi-Scaled metallic parts and structures. In Encyclopedia of Materials: Metals and Alloys, 2021, pp. 19 – 36.
  4. Kuz’min V. Lysak V., Kuz’min E. Legkodimov S. Features of creation and properties of steel-aluminum composite with diffusion barrier. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 2018, v. 327, no. 3, art. 032031.
  5. Vijaya D. J., Pradeep K. Dr. Smart Robinson. Analysis of hybrid aluminium composite material reinforced with Ti and NbC nanoparticles processed through stir casting. Materials Today: Proceedings, 2021, v. 51, no.1, pp. 561 – 570.
  6. Ding Z., Jiao Z. Metallic materials for making multi-Scaled metallic parts and structures. In Encyclopedia of Materials: Metals and Alloys. Elsevier, 2021, v. 4, pp. 19 – 36.
  7. Kamalyan R., Kamalyan S. About the model of impulse compounds of metals. European researcher, 2011, no. 5-1(7), pp. 499 – 503.
  8. Chu Q., Xia T., Zhao P., Zhang M., Zheng J., Yan F., Cheng P., Yan C., Liu C., Luo H. Interfacial investigation of explosion-welded Al/steel plate: The microstructure, mechanical properties and residual stresses. Materials Science and Engineering: A, 2022, v. 833, art. 142525.
  9. Zeng X., Chen X., Jin P., Li X. Study on interface morphology and effect of gap gas in explosive welding. Weld. World, 2022, v. 66, pp. 1395 – 1402.
  10. Saravanan S., Raghukandan K. Thermal kinetics in explosive cladding of dissimilar metals. Sci. Technol. Weld. Join, 2012, v. 17, pp. 99 – 103.
  11. Li X., Wang Y., Wang X., Yan H., Zeng X., Wang J. Gas shock waves in the gap between the base and cladding plates during explosive welding. Explos. Shock. Waves, 2021, v. 41, art. 075301. DOI:10.11883/BZYCJ-2020-0197
  12. Pervukhin L.B., Pervukhina O.L. Interaction of impact-compressed gas in the welding gap with the welded surfaces in explosive welding. Weld. Int., 2017, v. 31, pp. 457 – 461.
  13. Malakhov A., Denisov I., Niyozbekov N., Saikov I., Shakhray D., Sosikov V., Emelyanov A. Theoretical and experimental studies of the shock-compressed gas parameters in the welding gap. Materials, 2024, v. 17, art. 265.
  14. Carvalho G.H.S.F.L., Galvao I., Mendes R., Leal R.M., Loureiro A. Microstructure and mechanical behaviour of aluminium-carbon steel and aluminium-stainless steel clads produced with an aluminium interlayer. Mater. Char., 2019, v. 155, art. 109819.
  15. Li X.J., Ma H.H., Shen, Z.W. Research on explosive welding of aluminum alloy to steel with dovetail grooves. Mater. Des., 2015, v. 87, pp. 815 – 824.
  16. Chu Q., Cao Q., Zhang M., Zheng J., Zhao P., Yan F., Cheng P., Yan C., Luo H. Microstructure and mechanical properties investigation of explosively welded titanium/copper/steel trimetallic plate. Materials Characterization, 2022, v. 192, art. 112250.
  17. Zha Y., Zhang C., Zhu W., He X., Zeng X., Li N., Song C. Experimental and numerical investigations on the microstructural features and mechanical properties of explosively welded aluminum/titanium/steel trimetallic plate. Materials Characterization, 2024, v. 209, art. 113669.
  18. Chen X., Li X., Inao D., Tanaka S., Hokamoto K. Study of explosive welding of A6061/SUS821L1 using interlayers with different thicknesses and the air shockwave between plates. Int. J. Adv. Manuf. Technol., 2021, v. 116, pp. 3779 – 3794.
  19. Zhang J., Shen Q., Luo G., Li M., Zhang L. Microstructure and bonding strength of diffusion welding of Mo/Cu joints with Ni interlayer. Materials and Design, 2012, v. 39, pp. 81 – 86.
  20. Saravanan S., Raghukandan K. Microstructure, strength and welding window of aluminum alloy−stainless steel explosive cladding with different interlayers. Trans. Nonferrous Met. Soc. China, 2022, v. 32, pp. 91 − 103.
  21. Han J.H., Ahn J.P., Shin, M.C. Effect of interlayer thickness on shear deformation behavior of AA5083 aluminum alloy/SS41 steel plates manufactured by explosive welding. Journal of Materials Science, 2003, v. 38, pp. 13 – 18.
  22. Yang S., Bao J. Microstructure and properties of 5083 Al/1060 Al/AZ31 composite plate fabricated by explosive welding. Journal of Materials Engineering and Performance, 2018, v. 27, pp. 1177 – 1184.
  23. Miao Y., Chen X., Wang H. Some applications of interlayer explosive welding. Composite Interfaces, 2021, v. 29, pp. 345 – 360. DOI: 10.1080/09276440.2021.1943142
  24. Xia Z., Wang H., Shi C., Sun Z., Wang Q., Luo X. Analysis and characterization of three charge thicknesses in TA1/Al1060/Al7075 explosive welding composite process. Crystals, 2023, v. 13, art. 1079.
  25. Yuan J., Shao, F., Bai L., Zhang H., Xu Q., Gao L., Ma Q. Investigation of the microstructure of TC1/1060/6061 explosive composites based on experiments and numerical simulations. Mater. Res. Express, 2022, v. 9, art. 046527.
  26. Aceves S.M., Espinosa-Loza F., Elmer J.W., Huber R., Comparison of Cu, Ti and Ta interlayer explosively fabricated aluminum to stainless steel transition joints for cryogenic pressurized hydrogen storage. International Journal of Hydrogen Energy, 2015, v. 40, pp. 1490 – 1503.
  27. Кузьмин Е. В., Пеев А. П., Кузьмин С. В. и др. Особенности формирования медно-алюминиевых соединений при сварке взрывом с воздействием ультразвука. Известия Волгоградского государственного технического университета, 2015, № 10(170), c. 70 – 78. / Kuz’min E.V., Peev A.P., Kuz’min S.V. et al. Osobennosti formirovaniya medno-alyuminievyh soedinenij pri svarke vzryvom s vozdejstviem ul’trazvuka [Features of the formation of copper-aluminum joints during explosion welding under the influence of ultrasound]. Izvestiya Volgogradskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta [Proceedings of the Volgograd State Technical University], 2015, no. 10(170), c. 70 – 78.
  28. Plaksin J., Campos J., Ribeiro R., et al. Novelties in physics of explosive welding and powder compaction. Mater. Sci. Forum, 2007, v. 566, pp. 135 – 140.
Made on
Tilda