Zero Block

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

Tilda Publishing

ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

2024, № 8

ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Zero Block

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

Tilda Publishing

ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Оптические свойства, структурная однородность и дефектные центры монокристаллов двойного легирования LiNbO3:Zn:Mg, полученных
по разным технологиям

Р. А. Титов, М. В. Смирнов, Л. А. Бобрева, Н. А. Теплякова,
М. Н. Палатников, И. В. Бирюкова, С. М. Маслобоева,
А. С. Крылов, А. Н. Втюрин, Н. В. Сидоров

Методами спектроскопии комбинационного рассеяния света, инфракрасной спектроскопии поглощения, фотолюминесценции, лазерной коноскопии и фотоиндуцированного рассеяния света исследованы особенности дефектной структуры номинально чистого кристалла LiNbO3стехи монокристаллов двойного легирования LiNbO3:Zn:Mg (3,45:1,41 мол. %) и LiNbO3:Zn:Mg (3,45:1,22 мол. %), полученных по технологии гомогенного и прямого легирования. Кристаллы двойного легирования LiNbO3:Zn:Mg, полученные по разным технологиям, обладают высоким сопротивлением повреждению лазерным излучением. Кристалл LiNbO3:Zn:Mg (3,45:1,22 мол. %), полученный по технологии прямого легирования, характеризуется более низкой композиционной однородностью по сравнению с кристаллом LiNbO3:Zn:Mg (3,45:1,41 мол. %), полученным по технологии гомогенного легирования. По спектрам комбинационного рассеяния света обнаружено, что особенности дефектной структуры кристаллов двойного легирования LiNbO3:Zn:Mg в большей степени определяет примесь магния. Обнаруженный факт может быть причиной преобладания влияния упорядочивающего механизма катионов магния (~ 1,22 – 1,44 мол. %) над влиянием разупорядочивающего механизма катионов цинка (~ 3,45 мол. %) на особенности структурных единиц катионной подрешетки. Наименьшее значение концентрации ОН-групп и интенсивности фотолюминесценции в ближней ИК области характерно для кристалла LiNbO3:Zn:Mg (3,45:1,41 мол. %), полученного по технологии гомогенного легирования.

Ключевые слова: кристалл ниобата лития, двойное легирование, OH-группы, центры люминесценции, точечные и комплексные дефекты, спектроскопия КРС, лазерная коноскопия, фотоиндуцированное рассеяние света

DOI: 10.30791/1028-978X-2024-8-5-22

Ссылка:
Титов Р.А., Смирнов М.В., Бобрева Л.А., Теплякова Н.А., Палатников М.Н., Бирюкова И.В., Маслобоева С.М., Крылов А.С., Втюрин А.Н., Сидоров Н.В. Оптические свойства, структурная однородность и дефектные центры монокристаллов двойного легирования LiNbO3:Zn:Mg, полученных по разным технологиям. Перспективные материалы, 2024, № 8, c. 5 – 22. DOI: 10.30791/1028-978X-2024-8-5-22

Zero Block

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

Tilda Publishing

ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Исследование композиционного анода на основе олова
в гель-полимерном электролите

М. С. Липкин, Ю. В. Верди, О. Ю. Резникова, А. Ю. Доманюк, Е. В. Корбова,
А. В. Емелин, В. М. Липкин, А. В. Семенкова

Исследовано циклирование композиционного электрода олово-ультрадисперсный порошок олова в гель-полимерном электролите на основе поливинилидендифторида (polyvinylidene fluoride — PVDF). Показано, что катодное внедрение лития в композиционный электрод олово – ультрадисперсный порошок олова из гель-полимерного электролита на основе PVDF, сопровождается разупорядочением исходной структуры, что снижает затруднения последующей интеркаляции и приводит к увеличению коэффициента диффузии лития от 10–14 до 10–10 см2/с с увеличением стехиометрии интеркалата. Удельная емкость электрода с гель-полимерным электролитом составляет 500 – 700 (мА·ч)/г на первых 10 циклах и падает до 110 (мА·ч)/г после 100 циклов. Устойчивость макроструктуры электрода при циклировании связана с дополнительным связывающим действием гель-полимерной пленки. Спад удельной емкости при циклировании происходит из-за разрыва гель-полимерной пленки и выключения части поверхности электрода из процесса циклирования. Для предотвращения данного явления необходим поиск составов гель-полимерных электролитов с повышенной механической устойчивостью.

Ключевые слова: литий-ионные аккумуляторы, ультрадисперсные порошки, олово, гель-полимерный электролит, удельная емкость, коэффициент диффузии.

DOI: 10.30791/1028-978X-2024-8-23-30

Ссылка:
Липкин М.С., Верди Ю.В., Резникова О.Ю., Доманюк А.Ю., Корбова Е.В., Емелин А.В., Липкин В.М., Семенкова А.В. Исследование композиционного анода на основе олова в гель-полимерном электролите. Перспективные материалы, 2024, № 8, c. 23 – 30. DOI: 10.30791/1028-978X-2024-8-23-30

Zero Block

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

Tilda Publishing

ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Активный упаковочный материал на основе композитных пленок полиолефинов

Д. Э. Темнов, Ю. И. Сотова, Е. А. Волгина, Н. С. Демидова

Исследованы механизмы накопления и релаксации заряда в исходных и композитных пленках на основе полипропилена с наполнителем монтмориллонит и полиэтилена высокого давления с наполнителем диатомит с помощью методов термоактивационной спектроскопии. Показано, что введение наполнителя в матрицу полимера приводит к изменению механизма поляризации за счет образования новых глубоких ловушек на границе раздела полимер/наполнитель с одновременным уменьшением проводимости материалов за счет гидрофильных свойств наполнителей. Приведены численные оценки параметров электрически активных дефектов (энергии активации и частотного фактора), а также времени релаксации электретного состояния в исследуемых образцах. Рассматривается возможность применения исследуемых композитных материалов в качестве активной упаковки для пищевых продуктов.

Ключевые слова: термоактивационная спектроскопия, полипропилен, полиэтилен, гидрофильный наполнитель, электретное состояние.

DOI: 10.30791/1028-978X-2024-8-31-37

Ссылка:
Темнов Д.Э., Сотова Ю.И., Волгина Е.А., Демидова Н.С. Активный упаковочный материал на основе композитных пленок полиолефинов. Перспективные материалы, 2024, № 8, c. 31 – 37. DOI: 10.30791/1028-978X-2024-8-31-37

Zero Block

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

Tilda Publishing

ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Сверхпластичность ультрамелкозернистых сплавов
Al – 6 % Mg – 0,12 % Sc – 0,10 % Zr с добавкой 0,10 % Yb, Er, Hf

В. Н. Чувильдеев, М. Ю. Грязнов, С. В. Шотин,
А. В. Нохрин, К. В. Лихницкий, Я. С. Шадрина,
В. И. Копылов, А. А. Бобров, М. К. Чегуров

Исследовано сверхпластичное поведение ультрамелкозернистых (УМЗ) сплавов (в масс. %) Al – 6 Mg – 0,12 Sc – 0,10 Zr – 0,10 X, где X = Yb (сплав 1 – Yb), Er (сплав 2 – Er) и Hf (сплав 3 – Hf). В качестве объектов сравнения взяты сплавы Al – 6 Mg – 0,12 Sc – 0,20 Zr (сплав 4 – Zr) и Al – 6 Mg – 0,22 Sc – 0,10 Zr (сплав 5 – Sc). Обнаружен эффект одновременного увеличения напряжения течения и удлинения до разрушения при сверхпластичности. Установлено, что максимальное удлинение до разрушения в УМЗ сплавах 1 – Yb и 2 – Er наблюдается при более низких температурах деформации, чем в УМЗ сплавах 4 – Zr и 5 – Sc. Сверхпластические характеристики УМЗ сплава 3 – Hf превосходят характеристики сплавов 4 – Zr и 5 – Sc с бόльшим содержанием легирующих элементов (в ат. %). В области низких температур (400 °С) хорошую пластичность (d = 910 %) демонстрирует УМЗ сплав 1 – Yb. Проанализировано влияние типа и концентрации легирующих элементов на деформационное поведение и рост зерен в УМЗ сплавах Al – 6 Mg. Показано, что при сверхпластичности наблюдается конкуренция деформационно-стимулированного роста зерен и динамической рекристаллизации, которая приводит к измельчению зеренной микроструктуры. Установлено, что разрушение УМЗ сплавов при сверхпластичности обусловлено образованием пор на крупных частицах Al3X.

Ключевые слова: сплавы Al – Mg; сверхпластичность; рост зерен; кавитация.

DOI: 10.30791/1028-978X-2024-8-38-52

Ссылка:
Чувильдеев В.Н., Грязнов М.Ю., Шотин С.В., Нохрин А.В., Лихницкий К.В., Шадрина Я.С., Копылов В.И., Бобров А.А., Чегуров М.К. Сверхпластичность ультрамелкозернистых сплавов Al – 6 % Mg – 0,12 % Sc – 0,10 % Zr с добавкой 0,10 % Yb, Er, Hf. Перспективные материалы, 2024, № 8, c. 38 – 52. DOI: 10.30791/1028-978X-2024-8-38-52

Zero Block

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

Tilda Publishing

ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Механо-химический синтез и свойства базальтопластиков на основе
рандом сополимера полипропилена

Н. Т. Кахраманов, Г. Х. Нуралиева, Н. Б. Арзуманова, Л. Х. Хамедова

Исследовано влияние содержания базальта на основные физико-механические свойства композитов на основе рандом сополимера полипропилена. Определены механические свойства: разрушающее напряжение; предел текучести при растяжении; относительное удлинение; предел прочности при изгибе; показатель текучести расплава и теплостойкость. Содержание базальта варьировали в пределах 1,0 – 30 масс. %. Максимальное увеличение разрушающего напряжения достигается при его содержании 5,0 масс. %. При этом с увеличением содержания наполнителя наблюдается резкое снижение относительного удлинения и показателя текучести расплава, но возрастает значение теплостойкости композитов. С целью улучшения совместимости компонентов смеси использовали компатибилизатор – сополимер полипропилена с малеиновым ангидридом марки Exxelor PO1020. Введение компатибилизатора позволило существенным образом повлиять на повышение прочностных показателей, относительного удлинения и показателя текучести расплава. С целью дальнейшей модификации структуры и свойств компатибилизированных композитов на основе рандом сополимера полипропилена и базальта были использованы такие сшивающие агенты, как сера и пероксид дикумила. Установлены оптимальные концентрации базальта и сшивающих агентов, при которых достигаются наилучшие показатели по основным физико-механическим показателям.

Ключевые слова: базальт, рандом сополимер полипропилена, компатибилизатор, разрушающее напряжение, относительное удлинение, теплостойкость, предел текучести при растяжении, показатель текучести расплава, предел прочности при изгибе.

DOI: 10.30791/1028-978X-2024-8-53-61

Ссылка:
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,
c. 53 – 61. DOI: 10.30791/1028-978X-2024-8-53-61

Zero Block

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

Tilda Publishing

ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Исследование лазерно-акустического способа точечного нагрева
тонколистовой стали AISI 316L

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

Представлен лазерно-акустический способ точечного нагрева тонколистовой стали AISI 316L. С использованием метода 3D печати разработана специальная оснастка для проведения экспериментов с приложением ультразвуковых колебаний частотой 40 кГц мощностью 100 Вт и без. Проведен анализ качества полученных сварных точек. Обнаружен сквозной дефект типа прожог в сварных точках, полученных лазерно-акустическим методом. Показано влияние ультразвуковых колебаний на геометрию ванны расплава. Установлено, что в связи с интенсификаций течений в ванне расплава при введение ультразвуковых колебаний глубина проплавления увеличивается. Проведен сравнительный анализ площади поверхности сварных точек полуавтоматическим методом. Исследовано формирование микроструктуры во время точечного нагрева. Показано, что ультразвуковое воздействие обеспечивает мелкозернистую структуру, стремящуюся к глобулярной форме.

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

DOI: 10.30791/1028-978X-2024-8-62-71

Ссылка:
Шварц И.В., Крылов Я.В., Никифоров С.А., Морозов В.В., Дробышев С.В., Горунов А.И., Гильмутдинов А.Х. Исследование лазерно-акустического способа точечного нагрева тонколистовой стали AISI 316L. Перспективные материалы, 2024, № 8, c. 62 – 71. DOI: 10.30791/1028-978X-2024-8-62-71

Zero Block

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

Tilda Publishing

ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Синтез пористых углеродных структур путем термообработки твердых продуктов плазмохимического пиролиза углеводородов и тяжелых нефтепродуктов

Н. Н. Гончарова, Б. С. Клеусов, В. М. Самойлов, Е. А. Данилов, В. А. Ельчанинова, В. А. Горина,
И. В. Бодриков, Е. Ю. Титов, Д. А. Широков, А. А. Удалов, А. Л. Васильев

Исследованы углеродные структуры, образующиеся при плазмохимическом пиролизе различных углеводородов в жидкой фазе. В качестве объектов исследования использовали мазут и тяжёлый остаток каталитического крекинга, а также индивидуальные органические вещества: фурфурол, циклогексан, гексан, изооктан и бензол. Установка плазмохимического пиролиза генерировала разряд постоянного тока в камере с графитовыми электродами. Исследован элементный состав сырья и полученных твёрдых остатков. Проведена дополнительная термообработка твёрдых продуктов плазменного пиролиза в стационарных условиях при температурах 900, 1500 и 2800 °С в атмосфере аргона. Удельную поверхность и параметры пористой структуры полученных после термообработки образцов изучали методом адсорбции-десорбции азота. Исследования микроструктуры твёрдых остатков плазменного пиролиза мазута и бензола выполнены методом просвечивающей электронной микроскопии высокого разрешения. Показано существование положительной корреляции между элементным составом (соотношением С/Н) твёрдых остатков плазменного пиролиза и значением удельной поверхности после термообработки. Установлено, что с повышением температуры термообработки значения удельной поверхности уменьшаются для всех исследованных образцов твёрдых остатков. Объем мезопор увеличивается, а их средний диаметр снижается с увеличением параметра С/Н твердых остатков. Объём микропор также увеличивается с ростом значений С/Н, а их размер при этом изменяется незначительно. Рассмотрена перспективность применения технологии плазменного пиролиза в сочетании с последующей высокотемпературной термообработкой для получения углеродных материалов с пористой структурой, регулируемой в широких пределах.

Ключевые слова: плазмохимический пиролиз углеводородов, твердый остаток пиролиза, технический углерод, удельная поверхность, пористая структура.

DOI: 10.30791/1028-978X-2024-8-72-8

Ссылка:
Гончарова Н.Н., Клеусов Б.С., Самойлов В.М., Данилов Е.А., Ельчанинова В.А., Горина В.А., Бодриков И.В., Титов Е. Ю., Широков Д.А., Удалов А.А., Васильев А.Л. Синтез пористых углеродных структур путем термообработки твердых продуктов плазмохимического пиролиза углеводородов и тяжелых нефтепродуктов. Перспективные материалы, 2024, № 8, c. 72 – 83. DOI: 10.30791/1028-978X-2024-8-72-83.

Zero Block

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

Tilda Publishing

ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Оценка разрушающего давления газонаполненных пор с трещинами

С. И. Аверин, М. И. Алымов

Получено аналитическое выражение для оценки разрушающего давления газа внутри закрытой сфероидальной поры, с исходящей из поверхности поры трещиной. Использован подход линейной упругой механики разрушения (linear elastic fracture mechanics — LEFM). Разрушающее давление, определенное по критерию хрупкого разрушения Ирвина, зависит как от размеров поры и трещины, так и от формы самой поры. В качестве примера приведены расчеты для стали 0,5 % C – 1 % Cr и керамики Al2O3. Построены зависимости разрушающего давления в поре от радиуса и формы поры и от размера трещины. Показано, что для стали есть предельный размер пор, ниже которого газонаполненные поры с трещинами являются безопасными с точки зрения трещиностойкости, при условии отсутствия внешних нагрузок. Ограничение на пластическую зону в вершине трещины (LEFM) для стали, ограничивает легитимность представленных расчетов разрушающего давления по критерию Ирвина, размерами трещины l ³ 2,3 мм, и соответственно размерами поры a> 2,3 мм.

Ключевые слова: давление в поре, разрушающее давление в поре, порошки, сталь, керамика, теория упругости, порошковая металлургия, пористость, закрытые поры, газонаполненные поры.

DOI: 10.30791/1028-978X-2024-8-84-88

Ссылка:
Аверин С.И., Алымов М.И. Оценка разрушающего давления газонаполненных пор с трещинами. Перспективные материалы, 2024, № 8, c. 84 – 88. DOI: 10.30791/1028-978X-2024-8-84-88