Tilda Publishing
ЖУРНАЛ
ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
ISSN 1028-978X (print)
ISSN 3033-733X (online)
ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Tilda Publishing
ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
2024, № 12, аннотации статей
ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Гигантское комбинационное рассеяние структур на основе
трехкомпонентного MXene Mo2TiC2-Ox

И. А. Завидовский, Н. М. Белозерова, А. В. Сюй, Д. И. Якубовский,
Д. С. Зимбовский, О. О. Капитанова, Г. И. Целиков, В. Н. Неволин,
В. Ю. Фоминский, А. В. Арсенин, А. Д. Большаков, С. М. Новиков

Представлены сенсоры гигантского комбинационного рассеяния (ГКР) на основе коммерчески доступного трехкомпонентного максена (MXene с двойным переходным металлом) Mo2TiC2-Ox. Показано, что порог обнаружения родамина 6G при использовании ГКР-сенсоров составляет 10-8 М, что на порядок превышает ранее полученные для ГКР-сенсоров результаты на основе Mo2TiC2Tx. Структуру Mo2TiC2-Ox анализировали методами сканирующей и просвечивающей электронной микроскопии, энергодисперсионной спектроскопии и спектроскопии комбинационного рассеяния. Динамику изменения порога обнаружения родамина 6G изучали с помощью ГКР-сенсоров на основе Mo2TiC2-Ox. Анализ данных позволяет оценить вклад металлических компонент остаточного прекурсора в ГКР-активность Mo2TiC2-Ox, а также выявить механизмы деградации его ГКР-свойств. Результаты имеют важное значение для понимания взаимосвязи ГКР-активности и структурных свойств максенов, а также для оценки потенциала применения MXene в области ГКР-сенсорики.

Ключевые слова: максен с двойным переходным металлом, гигантское комбинационное рассеяние, детектирование родамина 6G, деградация свойств MXene, оксидирование.

DOI: 10.30791/1028-978X-2024-12-5-15
Завидовский Илья Алексеевич — Московский физико-технический институт. Национальный исследовательский университет (141700, Долгопрудный, МО, Институтский пер., 9), кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник, специалист в области КР-спектроскопии наноструктурированных материалов. E-mail: zavidovskii.ia@mipt.ru.
Белозерова Надежда Махмудовна — Московский физико-технический институт. Национальный исследовательский университет (141700, Долгопрудный, МО, Институтский пер., 9); Лаборатория Нейтронной Физики им. И.М. Франка, Объединенный Институт Ядерных Исследований (141980 Дубна, МО, ул. Жолио-Кюри, 6), кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник, специалист в области изготовления и анализа ГКР-сенсоров. E-mail: belozerova.nm@mipt.ru.
Сюй Александр Вячеславович — Московский физико-технический институт. Национальный исследовательский университет, (141700, Долгопрудный, МО, Институтский пер., 9), доктор физико-математических наук, доцент, главный научный сотрудник, профессор, специалист в области просвечивающей электронной микроскопии наноматериалов. E-mail: siui.av@mipt.ru.
Якубовский Дмитрий Игоревич — Московский физико-технический институт. Национальный исследовательский университет, (141700, Долгопрудный, МО, Институтский пер., 9), кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник, специалист в области сканирующей электронной микроскопии наноматериалов. E-mail: iakubovskii.di@mipt.ru.
Зимбовский Дмитрий Станиславович — Химический факультет Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова (119991, Москва, Ленинские горы, дом 1, химический факультет), кандидат химических наук, инженер 2 категории; Московский физико-технический институт. Национальный исследовательский университет (141700, Долгопрудный, МО, Институтский пер., 9), cпециалист в области химической обработки MXene. E-mail: zimbovskii.ds@mipt.ru.
Капитанова Олеся Олеговна — Химический факультет Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова (119991, Москва, Ленинские горы, дом 1, стр. 3), кандидат химических наук, ведущий научный сотрудник, старший научный сотрудник; Московский физико-технический институт. Национальный исследовательский университет (141700, Долгопрудный, МО, Институтский пер., 9), специалист в области химической модификации MXene и двумерных материалов. E-mail: kapitanova.oo@mipt.ru.
Целиков Глеб Игоревич — Московский физико-технический институт. Национальный исследовательский университет, (141700, Долгопрудный, МО, Институтский пер., д. 9), кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник, специалист в области лазерной абляции наноматериалов. E-mail: celikov@physics.msu.ru.
Неволин Владимир Николаевич — Национальный исследовательский ядерный университет МИФИ (115409 Москва, Каширское ш., 31), доктор физико-математических наук, профессор, специалист в области физики тонких пленок и наносистем. E-mail: vnnevolin@mephi.ru.
Фоминский Вячеслав Юрьевич — Национальный исследовательский ядерный университет МИФИ (115409 Москва, Каширское ш., 31), доктор физико-математических наук, профессор, главный научный сотрудник, специалист в области физики тонких пленок, наноструктур и пучковых технологий модифицирования поверхности. E-mail: vyfominskij@mephi.ru.
Арсенин Алексей Владимирович — Московский физико-технический институт. Национальный исследовательский университет (141700, Долгопрудный, МО, Институтский пер., 9), кандидат физико-математических наук, ведущий научный сотрудник, заведующий лабораторией; ООО Графентек (109004 Москва, ул Николоямская, 62), заместитель директора, специалист в области нанофотоники. E-mail: arsenin.av@mipt.ru.
Большаков Алексей Дмитриевич — Московский физико-технический институт. Национальный исследовательский университет (141700, Долгопрудный, МО, Институтский пер., 9), доктор физико-математических наук, директор Центра фотоники и двумерных материалов МФТИ, специалист в области низкоразмерных наноструктур. E-mail: bolshakov.ad@mipt.ru.
Новиков Сергей Михайлович — Московский физико-технический институт. Национальный исследовательский университет (141700, Долгопрудный, МО, Институтский пер., 9), кандидат физико-математических наук, доцент, ведущий научный сотрудник, заведующий лабораторией, специалист в области КР- и ГКР-спектроскопии. E-mail: novikov.s@mipt.ru.
Ссылка на статью:
Завидовский И.А., Белозерова Н.М., Сюй А.В., Якубовский Д.И., Зимбовский Д.С., Капитанова О.О., Целиков Г.И., Неволин В.Н., Фоминский В.Ю., Арсенин А.В., Большаков А.Д., Новиков С.М. Гигантское комбинационное рассеяние структур на основе трехкомпонентного MXene Mo2TiC2-Ox. Перспективные материалы, 2024,
№ 12, с. 5 – 15. DOI: 10.30791/1028-978X-2024-12-5-15
Литература содержит 31 ссылка.

См. подробнее о статье на сайте e-library
Литература/References
к статье Завидовский И.А., Белозерова Н.М., Сюй А.В., Якубовский Д.И., Зимбовский Д.С., Капитанова О.О., Целиков Г.И., Неволин В.Н., Фоминский В.Ю., Арсенин А.В., Большаков А.Д., Новиков С.М. Гигантское комбинационное рассеяние структур на основе трехкомпонентного MXene Mo2TiC2-Ox. Перспективные материалы, 2024,
№ 12, с. 5 – 15. DOI: 10.30791/1028-978X-2024-12-5-15
1. Маслов А.А., Назаров А.Ю., Николаев А.А., Варданян Э.Л., Рамазанов К.Н. Исследование по­крытий на основе системы Ti – Al – C при помощи синхротронного излучения и рентгеновской дифракции. Перспективные материалы, 2023, № 6, с. 60 – 66. DOI: 10.30791/1028-978X-2023-6-60-66. / Maslov A.A., Nazarov A.Yu., Nikolaev A.A., Vardanyan E.L., Ramazanov K.N. Synchrotron radiation and X-ray diffraction study of Ti–Al–C-based coatings. Inorg. Mater. Appl. Res., 2023, v. 14, pp. 1482 – 1486. https://doi.org/10.1134/S207511332305026X
2. Криницын М.Г., Фирсина И.А., Барановский А.В., Рагулина М.П. Формирование объемных образцов из порошка МАХ-фазы Ti3AlC2 методом селективного лазерного спекания. Физика и химия обработки материалов, 2021, № 2, c. 27  33. / Krinitcyn M.G., Firsina I.A., Baranovskiy A.V., Ragulina M.P. Formation of bulk samples from the Ti3AlC2 MAX-phase powder by selective laser sintering. Inorg. Mater. Appl. Res., 2022, v. 13, pp. 641 – 645. https://doi.org/10.1134/S2075113322030212
3. Hwang S.K., Kang S.-M., Rethinasabapathy M., Roh C., Huh Y.S. MXene: An emerging two-dimensional layered material for removal of radioactive pollutants. Chemical Engineering Journal, 2020, v. 397, art. 125428. https://doi.org/10.1016/j.cej.2020.125428
4. Shahzad F., Alhabeb M., Hatter C.B., Anasori B., Man Hong S., Koo C.M., Gogotsi Y. Electromagnetic interference shielding with 2D transition metal carbides (MXenes). Science, 2016, v. 353, pp. 1137 – 1140. https://doi.org/10.1126/science.aag2421
5. Xiong S., He T., Zhou T., Wang D., Wang Y., Dai C., Liu W. In situ synthesis of MXene/Ag nanocomposites based flexible SERS substrates on PDMS for detection on fruit surfaces. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 2022, v. 654, art. 130077. https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2022.130077
6. Naguib M., Barsoum M.W., Gogotsi Y. Ten years of progress in the synthesis and development of MXenes. Advanced Materials, 2021, v. 33, art. 2103393. https://doi.org/10.1002/adma.202103393.
7. Vahid Mohammadi A., Rosen J., Gogotsi Y. The world of two-dimensional carbides and nitrides (MXenes). Science, 2021, v. 372, art. eabf1581. https://doi.org/10.1126/science.abf1581
8. Li X., Huang Z., Shuck C.E., Liang G., Gogotsi Y., Zhi C. MXene chemistry, electrochemistry and energy storage applications. Nat. Rev. Chem., 2022, v. 6, pp. 389 – 404. https://doi.org/10.1038/s41570-022-00384-8
9. Wu X., Ma P., Sun Y., Du F., Song D., Xu G. Application of MXene in electrochemical sensors: A review. Electroanalysis, 2021, v. 33, pp. 1827 – 1851. https://doi.org/10.1002/elan.202100192
10. Ren C.E., Hatzell K.B., Alhabeb M., Ling Z., Mahmoud K.A., Gogotsi Y. Charge- and size-selective ion sieving through Ti3C2Tx MXene membranes. J. Phys. Chem. Lett., 2015, v. 6, pp. 4026 – 4031. https://doi.org/10.1021/acs.jpclett.5b01895
11. Streletskiy O., Zavidovskiy I., Yakubovsky D., Doroshina N., Syuy A., Lebedinskij Y., Markeev A., Arsenin A., Volkov V., Novikov S. Tailoring of the distribution of SERS-active silver nanoparticles by post-deposition low-energy ion beam irradiation. Materials, 2022, v. 15, art. 7721. https://doi.org/10.3390/ma15217721
12. Streletskiy O., Perevedentseva E., Zavidovskiy I., Karmenyan A., Sychev V., Sadykova V., Kuvarina A., Cheng C.-L. Amorphous carbon films with embedded well-dispersed nanodiamonds: plasmon-enhanced analysis and possible antimicrobial applications. Magnetochemistry, 2022, v. 8, art. 171. https://doi.org/10.3390/magnetochemistry8120171
13. Doroshina N.V., Streletskiy O.A., Zavidovskiy I.A., Tatmyshevskiy M.K., Tselikov G.I., Kapitanova O.O., Syuy A.V., Romanov R., Mishra P., Bobrovs V., Markeev A.M., Yakubovsky D.I., Veselova I.A., Arsenin A.V., Volkov V.S., Novikov S.M. Crystallinity as a factor of SERS stability of silver nanoparticles formed by Ar+ irradiation. Heliyon, 2024, v. 10, no. 6, art. e27538. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2024.e27538
14. Beermann J., Novikov S.M., Leosson K., Bozhevolnyi S.I. Surface enhanced Raman microscopy with metal nanoparticle arrays. J. Opt. A: Pure Appl. Opt., 2009, v. 11, art. 075004. https://doi.org/10.1088/1464-4258/11/7/075004
15. Novikov S.M., Boroviks S., Evlyukhin A.B., Tatarkin D.E., Arsenin A.V., Volkov V.S., Bozhevolnyi S.I. Fractal shaped periodic metal nanostructures atop dielectric-metal substrates for SERS applications. ACS Photonics, 2020, v. 7, pp. 1708 – 1715. https://doi.org/10.1021/acsphotonics.0c00257
16. Langer J., Jimenez De Aberasturi D., Aizpurua J., Alvarez-Puebla R.A., Auguié B., Baumberg J.J., Bazan G.C., Bell S.E.J., Boisen A., Brolo A.G., Choo J., Cialla-May D., Deckert V., Fabris L., Faulds K., García De Abajo F.J., Goodacre R., Graham D., Haes A.J., Haynes C.L., Huck C., Itoh T., Käll M., Kneipp J., Kotov N.A., Kuang H., Le Ru E.C., Lee H.K., Li J.-F., Ling X.Y., Maier S.A., Mayerhöfer T., Moskovits M., Murakoshi K., Nam J.-M., Nie S., Ozaki Y., Pastoriza-Santos I., Perez-Juste J., Popp J., Pucci A., Reich S., Ren B., Schatz G.C., Shegai T., Schlücker S., Tay L.-L., Thomas K.G., Tian Z.-Q., Van Duyne R.P., Vo-Dinh T., Wang Y., Willets K.A., Xu C., Xu H., Xu Y., Yamamoto Y.S., Zhao B., Liz-Marzán L.M. Present and future of surface-enhanced Raman scattering. ACS Nano, 2020, v. 17, pp. 28 – 117. https://doi.org/10.1021/acsnano.9b04224.
17. Shevchuk K., Sarycheva A., Gogotsi Y. Evaluation of two-dimensional transition-metal carbides and carbonitrides (MXenes) for SERS substrates. MRS Bulletin, 2022, v. 47, pp. 545 – 554. https://doi.org/10.1557/s43577-022-00276-8
18. Sarycheva A., Makaryan T., Maleski K., Satheeshkumar E., Melikyan A., Minassian H., Yoshimura M., Gogotsi Y. Two-dimensional titanium carbide (MXene) as surface-enhanced Raman scattering substrate. J. Phys. Chem. C, 2017, v. 121, pp. 19983 – 19988. https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.7b08180
19. Peng Y., Lin C., Long L., Masaki T., Tang M., Yang L., Liu J., Huang Z., Li Z., Luo X., Lombardi J.R., Yang Y. Charge-transfer resonance and electromagnetic enhancement synergistically enabling MXenes with excellent SERS sensitivity for SARS-CoV-2 S protein detection. Nano-Micro Lett., 2021, v. 13, art. 52. https://doi.org/10.1007/s40820-020-00565-4
20. Adomavičiūtė-Grabusovė S., Ramanavičius S., Popov A., Šablinskas V., Gogotsi O., Ramanavičius A. Selective enhancement of SERS spectral bands of salicylic acid adsorbate on 2D Ti3C2Tx-based MXene film. Chemosensors, 2021, v. 9, art. 223. https://doi.org/10.3390/chemosensors9080223.
21. Gao Y., Cao Y., Zhuo H., Sun X., Gu Y., Zhuang G., Deng S., Zhong X., Wei Z., Li X., Wang J. Mo2TiC2 MXene: A promising catalyst for electrocatalytic ammonia synthesis. Catalysis Today, 2020, v. 339, pp. 120 – 126. https://doi.org/10.1016/j.cattod. 2018.12.029
22. Wu Z., Shen J., Li C., Zhang C., Feng K., Wang Z., Wang X., Meira D.M., Cai M., Zhang D., Wang S., Chu M., Chen J., Xi Y., Zhang L., Sham T.-K., Genest A., Rupprechter G., Zhang X., He L. Mo2TiC2 MXene-supported Ru clusters for efficient photo-thermal reverse water–gas shift. ACS Nano, 2023, v. 17, pp. 1550 – 1559. https://doi.org/10.1021/acsnano. 2c10707
23. Ali I., Yousaf M., Sajid I.H., Hakim M.W., Rizwan S. Reticulation of 1D/2D Mo2TiC2 MXene for excellent supercapacitor performance. Materials Today Chemistry, 2023, v. 34, art. 101766. https://doi.org/10.1016/j.mtchem.2023.101766
24. Li G., Zhou B., Wang P., He M., Fang Z., Yuan X., Wang W., Sun X., Li Z. High-efficiency oxygen reduction to hydrogen peroxide catalyzed by oxidized Mo2TiC2 MXene. Catalysts, 2022, v. 12, art. 850. https://doi.org/10.3390/catal12080850
25. Maughan P.A., Bouscarrat L., Seymour V.R., Shao S., Haigh S.J., Dawson R., Tapia-Ruiz N., Bimbo N. Pillared Mo2TiC2 MXene for high-power and long-life lithium and sodium-ion batteries. Nanoscale Adv., 2021, v. 3, pp. 3145 – 3158. https://doi.org/10.1039/D1NA00081K
26. Liu R., Jiang L., Lu C., Yu Z., Li F., Jing X., Xu R., Zhou W., Jin S. Large-scale two-dimensional titanium carbide MXene as SERS-active substrate for reliable and sensitive detection of organic pollutants. Spectro-chimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy, 2020, v. 236, art. 118336. https://doi.org/10.1016/j.saa.2020.118336
27. Mičušík M., Šlouf M., Stepura A., Soyka Y., Ovodok E., Procházka M., Omastová M. Aging of 2D MXene nanoparticles in air: An XPS and TEM study. Applied Surface Science, 2023, v. 610, art. 155351. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2022.155351
28. Redel E., Chakravadhanula V.S.K., Lan Y., Natzeck C., Heissler S. On the self-assembly of TiOx into 1D NP network nanostructures. Nanotechnology, 2015, v. 26, art. 051001. https://doi.org/10.1088/0957-4484/26/5/051001
29. Peng S., Zhang R., Song Y., Pei Y., Bi J., Feng J., Tang M., Cao Y. Tunable superconductivity of epitaxial TiN films through oxygen doping. AIP Advances, 2020, v. 10, art. 055113. https://doi.org/10.1063/5.0008431
30. Patra A., Bhavya M.B., Manasa G., Samal A.K., Rout C.S. 2D MXenes as a promising candidate for surface enhanced Raman spectroscopy: State of the art, recent trends, and future prospects. Advanced Functional Materials, 2023, v. 33, art. 2306680. https://doi.org/10.1002/adfm.202306680
31. Tian S., Neumann O., McClain M.J., Yang X., Zhou L., Zhang C., Nordlander P., Halas N.J. Aluminum nanocrystals: A sustainable substrate for quantitative SERS-based DNA detection. Nano Lett., 2017, v. 17, pp. 5071 – 5077. https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.7b02338.
ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Структурно-морфологические и механические характеристики ниобиевых
плазменно-напыленных покрытий на техническом титане

О. А. Маркелова, С. Я. Пичхидзе, А. А. Фомин

Исследованы структурно-морфологические и механические характеристики ниобиевых покрытий, полученных методом плазменного напыления на титановых образцах при различных технологических режимах нанесения покрытий. Полученные покрытия при токе дуги плазмотрона 500 ± 5 А и дистанции напыления 100 ± 2 мм имеют развитый микрорельеф с размером напыленных частиц до 50 мкм, микротвердостью 940 – 1315 HV, повышенной износостойкостью к истиранию по сравнению с исходным образцом титана в 1,5 раза и адгезионной прочностью до 16 МПа. Для образцов с ниобиевым покрытием, полученным при дистанции напыления 100 мм, обнаружено наличие твердого раствора Ti – Nb, ниобий полностью покрывает титановую основу.

Ключевые слова: титан, ниобий, покрытие, плазменное напыление.

DOI: 10.30791/1028-978X-2024-12-16-24
Маркелова Ольга Анатольевна — Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.
(410054, Саратов, ул. Политехническая, 77), кандидат технических наук, специалист в области обработки концентрированными потоками энергии, в том числе электроплазменного напыления. E-mail: markelovaoa@bk.ru.
Пичхидзе Сергей Яковлевич — Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А. (410054, Саратов, ул. Политехническая, 77), доктор технических наук, старший научный сотрудник, специалист в области изучения износа и трения материалов и покрытий. E-mail: serg5761@yandex.ru.
Фомин Александр Александрович — Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А. (410054, Саратов, ул. Политехническая, 77), доктор технических наук, доцент, специалист в области индукционного нагрева, закалки и упрочняющей обработке металлов и сплавов токами высокой частоты. E-mail:
afominalex@rambler.ru.
Ссылка на статью:
Маркелова О.А., Пичхидзе С.Я., Фомин А.А. Структурно-морфологические и механические характеристики ниобиевых плазменно-напыленных покрытий на техническом титане. Перспективные материалы, 2024, № 12, с. 16 – 24. DOI: 10.30791/1028-978X-2024-12-16-24
Литература содержит 12 ссылок.

См. подробнее о статье на сайте e-library
Литература/References
к статье Маркелова О.А., Пичхидзе С.Я., Фомин А.А. Структурно-морфологические и механические характеристики ниобиевых плазменно-напыленных покрытий на техническом титане. Перспективные материалы, 2024, № 12, с. 16 – 24. DOI: 10.30791/1028-978X-2024-12-16-24
1. Khorasani A., Goldberg M., Doeven E., Littlefair G. Titanium in biomedical applications-properties and fabrication: A review. Journal of Biomaterials and Tissue Engineering, 2015, no. 5, pp. 593 − 619.
2. Хабилов Н., Мун Т., Усмонов Ф., Рашидов Р., Меликузиев К. К вопросу применения биоактивных покрытий для дентальных имплантатов. Стоматология, 2016, т. 62, № 1, с. 88 − 95. / Khabilov N., Moon T., Usmonov F., Rashidov R., Melikuziev K. K voprosu primeneniya bioaktivnykh pokrytiy dlya dental’nykh implantatov [On the issue of using bioactive coatings for dental implants]. Stomatilogiya [Dentistry], 2016, v. 62, no. 1, pp. 88 − 95. (In Russ.).
3. Safavi M., Walsh F., Visai L., Khalil-Allafi J. Progress in niobium oxide-containing coatings for biomedical applications: A critical review. ACS Omega, 2022, no. 7, pp. 9088 − 9107.
4. Олесова В.Н., Лернер А.Я., Заславский Р.С. и др. Перспективы применения сверхупругих безникелевых сплавов титана в дентальной имплантологии по результатам экспериментальных исследований. Медицина экстремальных ситуаций, 2018, т. 20, № 2, c. 153 − 158. / Olesova V.N., Lerner A.Ya., Zaslavsky R.S., et al. Perspektivy primeneniya sverkhuprugikh beznikelevykh splavov titana v dental’noy implantologii po rezul’tatam eksperimental’nykh issledovaniy [Prospects for the use of superelastic nickel-free titanium alloys in dental implantology based on the results of experimental studies]. Medicina ekstremal’nyh situacij [Emergency medicine], 2018, v. 20, no. 2, pp. 153 − 158. (In Russ.).
5. Enayati M.H., Fathi M., Zomorodian A. Characterization and corrosion properties of novel hydroxyapatite niobium plasma sprayed coating. Surface Engineering, 2009, no. 25, pp. 338 − 342.
6. Senkevich K.S., Gusev D.E., Sitnikov N.N., Vysotina E.A., Pozhoga1O.Z., Sarychev S.M. Produc­tion of niobium vacuum-arc coating on a TiNi-based alloy. Letters on Materials, 2019, v. 9, no. 3, pp. 299 − 303.
7. Журавина Т.В., Батаев И.А., Руктуев А.А., Алхимов А.П., Ленивцева О.Г., Бутыленкова О.А. Вневакуумная электронно-лучевая наплавка порош­ков системы титан – тантал – ниобий на титан ВТ1-0. Обработка металлов: технология, оборудование, инструменты, 2012, т. 54, №1, с. 90 − 95. / Zuravina T.V., Bataev I.A., Ruktuev A.A., Alhimov A.P., Lenivceva O.G., Butylenkova O.A. Vnevakuumnaya elektronno-luchevaya naplavka poroshkov sistemy titan – tantal – niobij na titan VT1-0 [Non-vacuum electron beam surfacing of titanium -tantalum -niobium powders on titanium VT1-0]. Obrabotka metallov: tekhnologiya, oborudovanie, instrumenty [Metal processing: technology, equipment, tools], 2012, v. 54, no. 1, pp. 90 − 95. (In Russ.).
8. Xu J., Weng X.J., Wang X., Huang J.Z., Zhang C., et al. Potential use of porous titanium-niobium alloy in orthopedic implants: Preparation and experimental study of its biocompatibility in vitro. PLoS One, 2013, v. 8, no. 11, art. e79289.
9. Sheng Z., Xian C., Yao Y., Yehui W., et al. Porous niobium coatings fabricated with selective laser melting on titanium substrates: Preparation, characterization, and cell behavior. Materials Science and Engineering C: Materials for Biological Applications, 2015, v. 53, pp. 50 − 59.
10. Маркелова О.А., Кошуро В.А., Таран В.М., Фомин А.А. Плазменное напыление биосовместимых покрытий и методы контроля их свойств. Саратов, Сарат. гос. техн. ун-т имени Гагарина Ю.А., 2023, 160 с. / Markelova O.A., Koshuro V.A., Taran V.M., Fomin A.A. Plazmennoe napylenie biosovmestimyh pokrytij i metody kontrolya ih svojstv [Plasma spraying of biocompatible coatings and methods for monitoring their properties]. Saratov, Yuri Gagarin State Technical University of Saratov Publ., 2023, 160 p. (In Russ.).
11. Kovalevskaya Z.G., Kovalevskiy E.A. Peculiarities of formation of iron-based alloy plasma coating at spraying to the spot. International Journal of Applied and fundamental research, 2015, no. 6 (part 3), pp. 405 − 410.
12. Севастьянов В.И., Перова Н.В., Арзуманянц Е.В., Перова Н.М., Каминская Н.В., Довжик И.А. Оценка биологической безопасности медицинских изделий (аналитический обзор). Перспективные материалы, 2024, № 4, c. 17 − 30. / Sevastyanov V.I., Perova N.V., Arzumanyants E.V., Perova N.M., Kaminskaya N.V., Dovzhik I.A. Ocenka biologicheskoj bezopasnosti medicinskih izdelij (analiticheskij obzor) [Assessment of biological safety of medical devices (analytical review)]. Perspektivnye materialy [Inorganic Materials: Applied Research], 2024, no. 4, pp. 17 − 30. (In Russ.)
ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Особенности взаимодействия пыли электродуговых печей с биочаром
при нагревании в инертной атмосфере

Л. Ю. Коваленко, Д. А. Захарьевич, М. Н. Ульянов,
А. Г. Макогон, А. П. Анзулевич, Д. А. Павлов, Л. Н. Бутько,
В. А. Толкачев, Д. А. Калганов, Ц. Пенг

Изучены процессы, протекающие при нагревании биочара, пыли электродуговых печей (ЭДП) и их смеси при различном соотношении пыль ЭДП/биочар (70/30, 50/50, 30/70) в инертной атмосфере при температурах до 1000 °C. Согласно рентгенофазовому анализу, пыль ЭДП содержит фазы Zn0,2Fe0,8Fe2O4 и углерод. Биочар представляет собой аморфный углерод с CaCO3. С учетом данных термического анализа чистых компонентов (пыли ЭДП и биочара), в том числе анализа отходящих газов, данных элементного и рентгенофазового анализов описаны процессы, протекающие при восстановлении Zn0,2Fe0,8Fe2O4 углеродом биочара. Определено, что при нагревании смесей пыль ЭДП/биочар помимо реакций восстановления металлов (цинка и железа) происходят процессы дегидратации и пиролиза биочара. Установлено, что восстановление Zn2+ из феррита до Zn0 происходит в интервале температур 620 – 720 °C, ионов Fe3+ до Fe2+ — 720 – 850 °C, а Fe2+ до Fe0 — при 850 – 1000 °C. Согласно величине потери массы, на кривых термогравиметрии в данных температурных интервалах, с учетом предложенных реакций восстановления, наибольший выход продуктов реакции наблюдается при соотношении пыль ЭДП/биочар = 70/30.

Ключевые слова: рециклирование, пыль электродуговых печей, биочар, восстановление феррита, цинк, железо.

DOI: 10.30791/1028-978X-2024-12-25-35
Коваленко Лилия Юрьевна — Челябинский государственный университет (454001, Челябинск, Братьев Кашириных, 129), кандидат химических наук, доцент, специалист в области синтеза и исследования физико-химических свойств твердых электролитов. E-mail: LKovalenko90@mail.ru.
Захарьевич Дмитрий Альбертович — Челябинский государственный университет (454001, Челябинск, Братьев Кашириных, 129), кандидат физико-математических наук, доцент, специалист в области термических исследований, фазообразования оксидных систем, поверхностных явлений на границах зёрен. E-mail: dmzah@csu.ru.
Ульянов Максим Николаевич — Челябинский государственный университет (454001, Челябинск, Братьев Кашириных, 129), кандидат физико-математических наук, доцент, специалист в области исследования состава, структуры и магнитных свойств сплавов различного состава. E-mail: max-39@yandex.ru.
Макогон Александр Григорьевич — Челябинский государственный университет (454001, Челябинск, Братьев Кашириных, 129), ассистент кафедры, специалист в области синтеза и анализа структуры алюминатов меди и серебра. E-mail: a-216@yandex.ru.
Анзулевич Антон Петрович — Челябинский государственный университет (454001, Челябинск, Братьев Кашириных, 129), кандидат физико-математических наук, доцент, специалист в области метаматериалов, микроволнового синтеза, математического моделирования физико-химических процессов в металлах и сплавах. E-mail: anzul@list.ru.
Павлов Дмитрий Александрович — Челябинский государственный университет (454001, Челябинск, Братьев Кашириных, 129), инженер электроник, специалист в области микроволновой обработки различных систем (отходов электродуговых печей, металлов, сплавов и др.). E-mail: dmp0304@gmail.com.
Бутько Леонид Николаевич — Челябинский государственный университет (454001, Челябинск, Братьев Кашириных, 129), кандидат физико-математических наук, доцент, специалист в области электродинамики композитов и метаматериалов, математического моделирования физико-химических процессов в металлах и сплавах. E-mail: lnbutko@yandex.ru.
Толкачев Валентин Андреевич — Челябинский государственный университет (454001, Челябинск, Братьев Кашириных, 129), старший преподаватель, специалист в области микроволновой обработки различных систем (отходов электродуговых печей, композитов, сплавов и др.). E-mail: tolkachevva91@yandex.ru.
Калганов Дмитрий Александрович — Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук (194021, Санкт-Петербург, Политехническая ул., 26), младший научный сотрудник, специалист в области исследования физических свойств металлов и их сплавов. E-mail: kalganov@itmo.ru.
Пенг Живей — Центральный южный университет (410083, Чанша, Лу Шань Нань Лу, 932, Китай), доцент, специалист в области исследования технического материаловедения, в частности металлургического машиностроения, микроволновой обработки материалов с целью модификации. E-mail: zwpeng@csu.edu.cn.
Ссылка на статью:
Коваленко Л.Ю., Захарьевич Д.А., Ульянов М.Н., Макогон А.Г., Анзулевич А.П., Павлов Д.А., Бутько Л.Н., Толкачев В.А., Калганов Д.А., Пенг Ц. Особенности взаимодействия пыли электродуговых печей с биочаром при нагревании в инертной атмосфере. Перспективные материалы, 2024, № 12, с. 25 – 35.
DOI: 10.30791/1028-978X-2024-12-25-35
Литература содержит 35ссылок.

См. подробнее о статье на сайте e-library
Литература/References
к статье Коваленко Л.Ю., Захарьевич Д.А., Ульянов М.Н., Макогон А.Г., Анзулевич А.П., Павлов Д.А., Бутько Л.Н., Толкачев В.А., Калганов Д.А., Пенг Ц. Особенности взаимодействия пыли электродуговых печей с биочаром при нагревании в инертной атмосфере. Перспективные материалы, 2024, № 12, с. 25 – 35.
DOI: 10.30791/1028-978X-2024-12-25-35
1. Jha M.K., Kumar V., Singh R.J. Review of hydrometallurgical recovery of zinc from industrial wastes. Resources, Conservation and Recycling, 2001, v. 33, no. 1, pp. 1 − 22.
2. Koide S., Tsubone A., Kubota S., Yamaguchi K., Nagasaka T. Material cost and benefit analysis for dust Injection technology in EAF steelmaking process and EAF dust treatment with CaO addition. Advances in Materials Science and Engineering, 2023, 1758823.
3. Топоркова Ю.И., Блудова Д., Мамяченков С.В., Анисимова О.С. Обзор методов переработки пылей электродуговой плавки. iPolytech Journal, 2021, т. 25, № 5, с. 643 − 680. / Toporkova Y.I., Bludova D., Mamyachenkov S.V., Anisimova O.S. Obzor metodov pererabotki pylej elektrodugovoj plavki [Review of methods for processing electric arc melting dust]. iPolytech Journal, 2021, v. 25, no. 5, pp. 643 − 680. (In Russ.).
4. Грудинский П.И., Зиновьев Д.В., Дюбанов В.Г., Козлов П.А. Современное состояние, перспективы переработки и утилизации клинкера вельцевания цинкосодержащей пыли от электродуговой плавки стали. Перспективные материалы, 2019, №4, с. 73 – 83. / Grudinsky P.I., Zinoveev D.V., Dyubanov V.G., Kozlov P.A. State of the art and prospect for recycling of waelz slag from electric arc furnace dust processing. Inorganic Materials: Applied Research, 2019, № 10, pp. 1220 – 1226.
5. Блудова Д.И., Мамяченков С.В., Анисимова О.С. Методы удаления хлорид-ионов при производстве цинка из пыли электродуговой плавки. iPolytech Journal, 2023, т. 27, № 2, с. 392 – 421. / Bludova D.I., Mamyachenkov S.V., Anisimova O.S. Metody udaleniya hlorid-ionov pri proizvodstve cinka iz pyli elektrodugovoj plavki [Methods for removing chloride ions in the production of zinc from electric arc melting dust]. iPolytech Journal, 2023, v. 27, no. 2, pp. 392 – 421. (In Russ.).
6. De Araujo J.A., Schalch V. Recycling of electric arc furnace (EAF) dust for use in steel making process. Journal of Materials Research and Technology, 2014, v. 3, no 3, pp. 274 – 279.
7. Primavera A., Pontoni L., Mombelli D., Barella S., Mapelli C. EAF slag treatment for inert materials’ production. Journal of Sustainable Metallurgy, 2016, no. 2, pp. 3 – 12.
8. Дюбанов В.Г., Грудинский П.И., Зиновеев Д.В., Корнеев В.П. Перспективные методы рециклинга железосодержащих техногенных отходов металлургической промышленности. Проблемы черной металлургии и материаловедения. 2016, № 1, с. 35 – 40. / Dyubanov V.G., Grudinsky P.I., Zinoveev D.V., Korneev V.P. Perspektivnye metody reciklinga zhelezosoderzhashchih tekhnogennyh othodov metallurgicheskoj promyshlennosti [Prospects for recycling technogenic iron-containing waste from the metallurgical industry]. Problemy chernoj metallurgii i materialovedeniya [Problems of ferrous metallurgy and materials science], 2016, no. 1, pp. 35 – 40. (In Russ.).
9. Казаринов Л.С., Вернергольд А.Р., Колесникова О.В. Процедура оптимизации режимов вельц-процессов. Вестник ЮУрГУ. Серия: Компьютерные технологии, управление, радиоэлектроника, 2014, т. 14, № 4, с. 143 – 148. / Kazarinov L.S., Vernergold A.R., Kolesnikova O.V. Procedura optimizacii rezhimov vel’c-processov [Procedure of optimization of the modes of waelz-processes]. Vestnik YuUrGU. Seriya: Komp’yuternye tekhnologii, upravlenie, radioelektronika [Bulletin of SUSU. Series: Computer technologies, control, radio electronics], 2014, v. 14, no. 4, pp. 143 – 148. (In Russ.).
10. Zhang H., Li J., Xu A., Yang Q., He D., Tian N. Carbothermic reduction of zinc and iron oxides in electric arc furnace dust. Journal of Iron and Steel Research International, 2014, v. 21, no. 4, pp. 427 – 432.
11. Antrekowitsch J., Rösler G., Steinacker S. State of the art in steel mill dust recycling. Chemie Ingenieur Technik, 2015, v. 87, no. 11, pp. 1498 – 1503.
12. Cholico-Gonzalez D., Lara N.O., Miranda M.A.S., Estrella R.M., Garcia R.E., Patino C.A.L. Efficient metallization of magnetite concentrate by reduction with agave bagasse as a source of reducing agents. International Journal of Minerals, Metallurgy and Materials, 2021, v. 28, pp. 603 – 611.
13. Attah-Kyei D., Sukhomlinov D., Tiljander M., Klemettinen L., Taskinen P., Jokilaakso A., Lindberg D.A. Crucial step toward carbon neutrality in pyrometallurgical reduction of nickel slag. Journal of Sustainable Metallurgy, 2023, v. 9, pp. 1759 – 1776.
14. Suopajarvi H., Pongracz E., Fabritius T. The potential of using biomass-based reducing agents in the blast furnace: a review of thermochemical conversion technologies and assessments related to sustainability. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2013, v. 25, pp. 511 – 528.
15. Kookana R.S. The role of biochar in modifying the environmental fate, bioavailability, and efficacy of pesticides in soils: A review. Australian Journal of Soil Research, 2010, v. 48, pp. 627 – 637.
16. Ahmad M., Rajapaksha A.U., Lim J.E., Zhang M., Bolan N., Mohan D., Vithanage M., Lee S.S., Ok Y.S. Biochar as a sorbent for contaminant management in soil and water: a review. Chemosphere, 2014, v. 99, pp. 19 – 33.
17. Sajdak M., Muzyka R., Gałko G., Ksepko E., Zajemska M., Sobek S., Tercki D. Actual trends in the usability of biochar as a high-value product of biomass obtained through pyrolysis. Energies, 2022, v. 16, no. 1, art. 355.
18. Akintola A., Akinlabi E., Samson M. Biochar as an adsorbent: A short overview. In book: Valorization of biomass to value-added commodities. Chapter 19. Publisher: Springer Nature Switzerland AG, 2020, pp. 399 – 422.
19. Брындина Л.В., Бакланова О.В. Восстановление почвы от гербицидного загрязнения с помощью биочара из осадков сточных вод и древесных опилок. Экология и промышленность России, 2021, т. 25, №6, с. 32 – 37. / Bryndina L., Baklanova O. Vosstanovlenie pochvy ot gerbicidnogo zagryazneniya s pomoshch’yu biochara iz osadkov stochnyh vod i drevesnyh opilok [Restoration of soil from herbicide pollution using biochar from sewage sludge and sawdust]. Ekologiya i promyshlennost’ Rossii [Ecology and Industry of Russia], 2021, v. 25, no. 6, pp. 32 – 37. (In Russ.).
20. Liu Z., Quek A., Hoekman S.K., Balasubramanian R. Production of solid biochar fuel from waste biomass by hydrothermal carbonization. Fuel, 2013, v. 103, pp. 943 – 949.
21. Krysanova K.O., Krylova A.Y., Kulikova M.V., Pudova Y.D. Influence of the method of preparation of biochar from peat and sawdust on its composition and thermal characteristics. Solid Fuel Chemistry, 2021, v. 55, no. 5, pp. 306 – 311.
22. Adrados A., De Marco I., Lopez-Urionabarrenechea A., Solar J., Caballero B.M., Gastelu N. Biomass pyrolysis solids as reducing agents: comparison with commercial reducing agents. Materials (Basel), 2016, v. 9, no. 1, art. 3.
23. Mousa E., Wang C., Riesbeck J., Larsson M. Biomass applications in iron and steel industry: an overview of challenges and opportunities. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2016, v. 65, pp. 1247 – 1266.
24. Ye L., Tian R., Tang H., Zhang J., Luo G., Rao M., Peng Z. Microwave-intensified separation of boron and iron from ludwigite ore based on impedance matching. JOM, 2023, v 75, pp. 5149 – 5159.
25. Ye L., Peng Z., Wang L., Anzulevich A., Bychkov I., Kalganov D., Tang H., Rao M. Li G. Use of biochar for sustainable ferrous metallurgy. JOM, 2019, v. 71, pp. 3931 – 3940.
26. Omran M., Fabritius T., Heikkinen E-P. Selective zinc removal from electric arc furnace (EAF) dust by using microwave heating. Journal of Sustainable Metallurgy, 2019, v. 5, no. 3, pp. 331 – 340.
27. Krylova A.Y., Gorlov E.G. Shumovskii A.V. Production of biocoal by the pyrolysis of biomass. Solid Fuel Chemistry, 2019, v. 53, no. 6, pp. 369 – 376.
28. Kulikova M.V., Krylova A.Y., Krysanova K.O., Zhagfarov F.G., Lapidus A.L. Plant biomass as a raw material for producing basic organic sysnthesis products. Chemistry and Technology of Fuels and Oils, 2022, v. 58, pp. 320 – 326.
29. Appazov N., Bazarbayev B., Assylbekkyzy T., Diyarova B., Kanzhar S., Magauiya S., Zhapparbergenov R., Akylbekov N., Duisembekov B. Obtaining biochar from rice husk and straw. News of the Academy of sciences of the Republic of Kazakhstan. Series Chemistry and Technology, 2021, no. 1(445), pp. 66 – 74.
30. Yaman S. Pyrolysis of biomass to produce fuels and chemical feedstocks. Energy Conversion and Management, 2004, v. 45, pp. 651 – 671.
31. Jahirul M.I., Rasul M.G., Chowdhury A., Ashwath N. Biofuels production through biomass pyrolysis — A technological review. Energies, 2012, no. 5, pp. 4952 – 5001.
32. Bohra M., Alman V., Arras R. Nanostructured ZnFe2O4: an exotic energy material. Nanomaterials, 2021, no. 11, art. 1286.
33. Batkhishig D., Shagjjav E., Batbileg S., Ankhtuya A, Purevsuren B. Study on thermal decomposition and enrichment quality of coal from Mogoin gol deposit in Mongolia. Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология, 2022, т. 12, № 3, с. 462 – 470. / Batkhishig D., Shagjjav E., Batbileg S., Ankhtuya A, Purevsuren B. Study on thermal decomposition and enrichment quality of coal from Mogoin gol deposit in Mongolia. Izvestiya Vuzov. Prikladnaya Khimiya i Biotekhnologiya [Proceedings of Universities. Applied Chemistry and Biotechnology], 2022, v. 12, no. 3, pp. 462 – 470.
34. Никонова Р.М., Ларионова Н.С., Ладьянов В.И. Особенности структурных изменений фуллерита C60/70 при температурах нагрева до 1700 °C. Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования, 2022, № 4, с. 11 – 17. / Nikonova R.M., Larionova N.S., Ladyanov V.I. Osobennosti strukturnyh izmenenij fullerita C60/70 pri temperaturah nagreva do 1700°C [Features of structural changes in fullerite C60/70 at heating temperatures up to 1700°C]. Poverhnost’. Rentgenovskie, sinhrotronnye i nejtronnye issledovaniya [Journal of Surface Investigation: X-ray, Synchrotron and Neutron Techniques], 2022, №. 4, pp. 11 – 17. (In Russ.).
35. Clarà Saracho A., Haigh S.K., Hata T., Soga K., Farsang S., Redfern S.A.T., Marek E. Characterisation of CaCO3 phases during strain-specific ureolytic precipitation. Scientific Reports, 2020, no. 10, art. 10168.
ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Модификация диоксида кремния, выделенного в процессе кислотной
переработки нефелинового концентрата

Ю. О. Веляев, Д. В. Майоров, К. А. Пименов

Проведена модификация поверхности аморфного диоксида кремния, выделенного из нефелинового концентрата. Модификацию проводили 3-аминопропилтриэтоксисиланом и олеиновой кислотой для направленного изменения физико-химических и структурно-поверхностных свойств поверхности исходного кремнезёма. Проведены исследования образцов исходного и модифицированного кремнезёмов методами растровой электронной микроскопии, рентгеноспектрального микроанализа и физической адсорбции газов вблизи температуры кипения адсорбата. Показано отличие в морфологии поверхности образцов, а также значительное изменение структурно-поверхностных свойств (удельной поверхности модифицированных SiO2 по отношению к исходному кремнезёму (467 м2/г) при использовании в качестве модификатора 3-аминопропилтриэтоксисилана снижается на 96 %, а олеиновой кислоты — на 23 %) и удельного поверхностного заряда, определённого методом кислотно-основного потенциометрического титрования (точка нулевого заряда для исходного кремнезёма составляет 5.0, модифицированного 3-аминопропилтриэтоксисиланом — 9,9, а олеиновой кислотой — 4,4 ). Методом ИК-спектроскопии доказано присутствие на поверхности модифицированных кремнезёмов привитых функциональных групп — в спектрах полученных образцов обнаружены характеристические колебания, характерные для химических связей модификантов, а именно –N-H, –C-N, –C-H и –C-C–. Предложены возможные направления использования полученных модифицированных кремнезёмов.

Ключевые слова: нефелин, диоксид кремния, модификация, гидрофобизация, теплоизоляция, якорные группы.

DOI: 10.30791/1028-978X-2024-12-36-45
Веляев Юрий Олегович — ФГАОУ ВО Севастопольский государственный университет, Политехнический институт (299053 Севастополь, ул. Университетская, 33), кандидат технических наук, доцент, специалист в области кислотной переработки минерального сырья, водоочистки и водоподготовки. E-mail: yovelyaev@yandex.ru.
Майоров Дмитрий Владимирович — Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева – обособленное подразделение Федерального исследовательского центра Кольский научный центр Российской академии наук, (184209 Россия, Апатиты, Мурманская обл., Академгородок, 26а), кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник, специалист в области разработки комплексных технологий минерального сырья. E-mail: d.maiorov@ksc.ru.
Пименов Константин Андреевич — ФГАОУ ВО Севастопольский государственный университет, Политехнический институт (299053 Севастополь, ул. Университетская, 33), магистрант, научное направление экология и природопользованию E-mail: kapimenov@yandex.ru.
Ссылка на статью:
Веляев Ю.О., Майоров Д.В., Пименов К.А. Модификация диоксида кремния, выделенного в процессе кислотной переработки нефелинового концентрата. Перспективные материалы, 2024, № 12, с. 36 – 45. DOI: 10.30791/1028-978X-2024-12-36-45
Литература содержит 29 ссылок.

См. подробнее о статье на сайте e-library
Литература/References
к статье Веляев Ю.О., Майоров Д.В., Пименов К.А. Модификация диоксида кремния, выделенного в процессе кислотной переработки нефелинового концентрата. Перспективные материалы, 2024, № 12, с. 36 – 45. DOI: 10.30791/1028-978X-2024-12-36-45
1. Zhao T., Huang X., Cui R., Han W., Zhang G., Tang Z. Design of confined catalysts and applications in environmental catalysis: Original perspectives and further prospects. Journal of Cleaner Production, 2023, v. 390, art. 136125.
2. Zhou J., Liu H., Wang H. Photothermal catalysis for CO2 conversion. Chinese Chemical Letters, 2023, v. 34, art. 107420.
3. Tieroshyn V., Moroz L., Prishliak O., Shostakovich-Koretska L., Kruglova O., Gordienko L. Colloidal silicon dioxide in tablet form (carbowhite) efficacy in patients with acute diarrhea: results of randomized, double-blind, placebo-controlled, multi-center study. Scientific Reports, 2020, v. 10, art. 6344.
4. Бондарев А.В., Жилякова Е.Т. Использование сорбционных процессов в технологии систем доставки лекарственных веществ. Фармация и фармакология, 2019, т. 7, № 1, с. 4  12. / Bondarev A.V., Zhilyakova E.T. Ispol’zovanie sorbcionnyh processov v tekhnologii sistem dostavki lekarstvennyh veshchestv [The use of sorption processes in the technology of drug delivery systems]. Farmaciya i farmakologiya [Pharmacy and Pharmacology], 2019, v. 7, no. 1, pp. 4 – 12. (In Russ.).
5. Fangareggi A., Bertucelli L. Thermoset insulation systems. Thermosets: Structure, Properties, and Applications (Second Edition). Elsevier Ltd., 2018, pp. 401 – 438.
6. Wang K., Bu N., Zhen Q., Liu J., Bashir S. Modified nano-SiO2/TiO2 hybrid fluorinated B-72 as antimicrobial and hydrophobic coatings for the conservation of ancient bricks. Construction and Building Materials, 2023, v. 365, art. 130090.
7. Ren C., Yu Y., Chen M., Wu S., Ye D., Fu Z. Phenyl-modified silica aerogels with high-temperature hydrophobicity for self-cleaning and thermal insulation under extreme circumstances. Journal of Non-Crystalline Solids, 2023, v. 620, art. 122600.
8. Ren J., Zhang T., Kong Y., Zhao Z., Zhu K., Zhang X., Shen X. Facile synthesis of phenolic-reinforced silica aerogel composites for thermal insulation under thermal-force coupling conditions. Ceramics International, 2023, v. 49, pp. 29820 – 29828.
9. He S., Wu X., Zhang X., Sun J., Tian F., Guo S., Du H., Li P., Huang Y. Preparation and properties of thermal insulation coating based on silica aerogel. Energy & Buildings, 2023, v. 298, art. 113556.
10. Лисичкин Г.В., Кудрявцев Г.В., Сердан А.А., Староверов С.М., Юффа А.Я. Модифицированные кремнезёмы в сорбции, катализе и хроматографии. М.: Химия, 1986, 248 с. / Lissichkin G.V., Kudryavtsev G.V. Serdan A.A., Starovov S.M., Yufa A.Ja. Modificirovannye kremne­zyomy v sorbcii, katalize i hromatografii [Modified silicas in sorption, catalysis and chromatography], Moscow, Himiya Publ., 1986, 248 с. (In Russ.).
11. Abu-Jdayil B., Mourad A.-H., Hittini W., Hassan M., Hameedi S. Traditional, state-of-the-art and renewable thermal building insulation materials: An overview. Construction and Building Materials, 2019, v. 214, pp. 709 – 735.
12. Lakatos A. Thermal insulation capability of nanostructured insulations and their combination as hybrid insulation systems. Case Studies in Thermal Engineering, 2023, v. 41, art. 102630.
13. Yatsenko E.A., Goltsman B.M., Novikov Y.V., Izvarin A.I., Rusakevich I.V. Review on modern ways of insulation of reservoirs for liquid hydrogen storage. International journal of hydrogen energy, 2022, v. 47, pp. 41046 – 41054.
14. Bahadori A. Chapter four – cryogenic insulation systems for LNG industries. Thermal Insulation Handbook for the Oil, Gas, and Petrochemical Industries. Elsevier Inc., 2014, pp. 303 – 321.
15. Mustapha S.N.H., Nizam M.N.Md, Isa M.I.M., Roslan R., Mustapha R. Synthesis and characterization of hydrophobic properties of silicon dioxide in palm oil based bio-coating. Materials Today: Proceedings, 2022, v. 51, pp. 1415 – 1419.
16. Захаров Д.В., Захаров К.В., Матвеев В.А., Майоров Д.В. Способ переработки силикатного сырья. Патент РФ № 2179527. Заявл. 15.01.2001. Опубл. 20.02.2002. / Zakharov D.V., Zakharov K.V., Matveev V.A., Mayorov D.V. Sposob pererabotki silikatnogo syr’ya [Method of processing silicate raw materials]. Patent RU no. 2179527. Declared. 15.01.2001. Publ. 20.02.2002. (In Russ.).
17. Захаров Д.В., Захаров К.В., Матвеев В.А., Майоров Д.В. Способ получения диоксида кремния. Патент РФ № 2179153. Заявл. 06.07.2000. Опубл. 10.02.2002. / Zaharov D.V., Zaharov K.V., Matveev V.A., Majorov D.V. Sposob polucheniya dioksida kremniya [Method for producing silicon dioxide]. Patent RU no. 2179153. Declared 06.07.2000. Publ. 10.02.2002. (In Russ.).
18. Матвеев В.А., Веляев Ю.О., Майоров Д.В. Усовер­шенствование метода выделения чистого диоксида кремния из растворов от серно-кислотного разло­жения нефелина. Химическая технология, 2013,
т. 14, № 8, с. 453 – 459. / Matveev V.A., Belyaev Yu.O., Mayorov D.V. Usovershenstvovanie metoda vydeleniya chistogo dioksida kremniya iz rastvorov ot serno-kislotnogo razlozheniya nefelina [Improvement of the method of isolation of pure silicon dioxide from solutions from sulfuric acid decomposition of nepheline]. Himicheskaya tekhnologiya [Chemical technology], 2013, v. 14, no. 8, pp. 453 – 459. (In Russ.).
19. Maiorov D., Velyaev Yu. Structural and surface properties of silicon dioxides obtained by extraction from sulfuric acid solutions of nepheline decomposition. Materials Science Forum, 2022, v. 1052, pp. 116 – 121.
20. Лисичкин Г.В., Фадеев А.Ю., Сердан А.А., Нестеренко П.Н., Мингалёв П.Г., Фурман Д.В. Химия привитых поверхностных соединений. М.: Физматлит, 2003, 592 с. / Lisichkin G.V., Fadeev A.Yu., Serdan A.A., Nesterenko P.N., Mingalyov P.G., Furman D.V. Himiya privityh poverhnostnyh soedinenij [Chemistry of grafted surface compounds]. Moscow, Fizmatlit Publ., 2003, 592 p. (In Russ.).
21. Parks G.A., de Bruyn P.L. The zero point of charge of oxides. J. Phys. Chem., 1962, v. 66, pp. 967 – 973.
22. Gregg S.J., Sing K.S.W. Adsorption, surface area and porosity. Second ed. Academic Press Inc. (London), 1982, 303 p.
23. Карнаухов А.П. Адсорбция. Текстура дисперсных и пористых материалов. Новосибирск, Наука, Сиб. Предприятие РАН, 1999, 470 с. / Karnaukhov A.P. Adsorbciya. Tekstura dispersnyh i poristyh materialov [Adsorption. The texture of dispersed and porous materials]. Novosibirsk, Nauka, Sib. Predpriyatie RAN Publ., 1999, 470 p. (In Russ.).
24. Мурашкевич А.Н., Лавицкая А.С., Баранникова Т.И., Жарский И.М. Инфракрасные спектры поглощения и структура композитов TiO2-SiO2. Журнал прикладной спектроскопии, 2008, т. 75, № 5, с. 724 – 728. / Murashkevich A.N., Lavitskaya A.S., Barannikova T.I., Zharsky I.M. Infrakrasnye spektry pogloshcheniya i struktura kompozitov TiO2-SiO2 [Infrared absorption spectra and the structure of composites TiO2-SiO2]. Zhurnal prikladnoj spektroskopii [Journal of Applied Spectroscopy], 2008, v. 75, no. 5, pp. 724 – 728. (In Russ.).
25. Артамонова О.В., Сергуткина О.Р., Останкова И.В., Шведова М.А. Синтез нанодисперсного модификатора на основе SiO2 для цементных композитов. Конденсированные среды и межфазные границы, 2014, т. 16, № 2, с. 152 – 162. / Artamonova O.V., Sergutkina O.R., Ostankova I.V., Shvedova M.A. Sintez nanodispersnogo modifikatora na osnove SiO2 dlya cementnyh kompozitov [Synthesis of a nanodisperse modifier based on SiO2 for cement composites]. Kondensirovannye sredy i mezhfaznye granitsy [Condensed media and interphase boundaries], 2014, v. 16, no. 2, pp. 152 – 162. (In Russ).
26. Носенко Т.Н., Ситникова В.Е., Стрельникова И.Е., Фокина М.И. Практикум по колебательной спектроскопии: Учебное пособие. СПб: Университет ИТМО, 2021, 173 с. / Nosenko T.N., Sitnikova V.E., Strelnikova I.E., Fokina M.I. Praktikum po kolebatel’noj spektroskopii: Uchebnoe posobie [Workshop on vibrational spectroscopy: A textbook]. St. Peterburg, Universitet ITMO Publ., 2021, 173 p. (In Russ.).
27. Zhang T., Yu Y., Han S., Cong H., Kang C., Shen Y., Yu B. Preparation and application of UPLC silica microsphere stationary phase: A review. Advances in Colloid and Interface Science, 2024, v. 323, art. 103070.
28. Nunez O., Ikegami T., Miyamoto K., Tanaka N. Study of a monolithic silica capillary column coated with poly (octadecyl methacrylate) for the reversed-phase liquid chromatographic separation of some polar and non-polar compounds. Journal of Chromatography A, 2007, v. 1175, pp. 7 – 15.
29. Hosseini E.S., Heydar K.T. Silica modification with 9-methylacridine and 9-undecylacridine as mixed-mode stationary phases in HPLC. Talanta, 2021, v. 221, art. 121445.
ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Влияние режимов диффузионной металлизации в среде легкоплавких жидкометаллических растворов на формирование Ni – Cr покрытий на сталях

Э. Э. Бобылёв, И. Д. Стороженко, А. Д. Ниров, Л. И. Свистун

Проведено диффузионное насыщение сталей Ст3, 40Х, 40Х13, 30ХГСН2А никелем и хромом в расплаве Pb – Li эвтектического состава. Оценена кинетика формирования покрытий. На сталях 40Х и 30ХГСН2А покрытие состоит из поверхностного карбидного слоя микротвердостью 2000 HV0,01 и переходного твердорастворного слоя. На сталях Ст3 и 40Х13 покрытие было сформировано на базе твердых растворов, микротвердость 200 HV0,01. Элементный состав покрываемых материалов оказывал влияние на формирование покрытия: наибольшей толщиной обладали покрытия на стали Ст3, наименьшей на стали 40Х13. Содержание хрома на поверхности покрытий на сталях 40Х и 30ХГСН2А составило 80 масс. %. Максимальное содержание никеля было выявлено на глубине 4 – 5 мкм и составило для стали 30ХГСН2А 21 масс. % и для стали 40Х 13 масс. %. Для образцов из сталей 40Х13 и Ст3 содержание хрома составило 8 и 14,5 масс. % соответственно. При этом, содержание никеля на поверхности достигало 40 масс. %. Зависимость толщины покрытия от температуры диффузионного насыщения носит экспоненциальный характер, а зависимость толщины от времени — параболический. Максимальная толщина покрытий была получена при температуре 1070 °С и выдержке 480 мин. Однако, при повышении времени выдержки интенсивности формирования покрытия снижалась.

Ключевые слова: покрытие, диффузия, никель, хром, сталь, легкоплавкий жидкометаллический раствор, химико-термическая обработка.

DOI: 10.30791/1028-978X-2024-12-46-55
Бобылёв Эдуард Эдуардович — Кубанский государственный технологический университет (350072, Краснодар, ул. Московская, 2), кандидат технических наук, доцент, специалист в области химико-термической обработки металлов. E-mail: ebobylev@mail.ru.
Стороженко Иван Дмитриевич — Кубанский государственный технологический университет (350072, Краснодар, ул. Московская, 2), старший преподаватель, специалист в области функциональных покрытий.
Ниров Аслан Дантесович — Кубанский государственный технологический университет (350072, Краснодар, ул. Московская, 2), кандидат технических наук, доцент, специалист в области сварки.
Свистун Лев Иванович — Кубанский государственный технологический университет (350072, Краснодар, ул. Московская, 2), доктор технических наук, профессор, специалист в области порошковой металлургии и композиционных материалов.
Ссылка на статью:
Бобылёв Э.Э., Стороженко И.Д., Ниров А.Д., Свистун Л.И. Влияние режимов диффузионной металлизации в среде легкоплавких жидкометаллических растворов на формирование Ni – Cr покрытий на сталях. Перспективные материалы, 2024, № 12, с. 46 – 55. DOI: 10.30791/1028-978X-2024-12-46-55
Литература содержит 24 ссылки.

См. подробнее о статье на сайте e-library
Литература/References
к статье Бобылёв Э.Э., Стороженко И.Д., Ниров А.Д., Свистун Л.И. Влияние режимов диффузионной металлизации в среде легкоплавких жидкометаллических растворов на формирование Ni – Cr покрытий на сталях. Перспективные материалы, 2024, № 12, с. 46 – 55. DOI: 10.30791/1028-978X-2024-12-46-55
1. Storozhenko I.D., Bobylyov E.E. Diffusion metallization of carbide cutting tools as a way to improve to quality of surface treatment. Journal of Physics: Conference Series electronic collection, 2019, v. 1399, no.4, art. 044084. DOI: 10.1088/1742–6596/1399/4/044084
2. Rao M., Luo G., Wang Y., et al. Effect of Ni content in Cu–Ni coating on microstructure evolution and mechanical properties of W/Mo joint via low–temperature diffusion bonding. Journal of Materials Science & Technology, 2020, v. 54, pp. 171 – 180. https://doi.org/10.1016/j.jmst.2020.02.005
3. Nazarko A., Plomodyalo R. Influence of chemical composition of wear–resistant hard–facing materials on the tendency to formation of hot cracks during weld facing. Materials Today: Proceedings. International Conference on Modern Trends in Manufacturing Technologies and Equipment. Elsevier, 2019, pp. 2422 – 2424.
4. Li Li, Fang Nian, Shenggui Zhang, Yumei Xu, Sudai Ma, Yongjuan Li. Hydrophobic and anti–fouling novel anti–corrosion coatings of graphene quantum dots in situ doped with polyphenylene sulfide. Surface and Coatings Technology, 2024, art. 130527. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2024.130527
5. Гуревич Л.М., Проничев Д.В., Кулевич В.П., Слаутин О.В., Науменко В.А., Харламов В.О. Исследование коррозионной стойкости алитиро­ванных интерметаллидных покрытий на сплавах системы Fe–Cr–Al. Металлург, 2023, №11, c. 74 – 79. / Gurevich L.M., Pronichev D.V., Kulevich V.P., Slautin O.V., Naumenko V.A., Harlamov V.O. Issledovanie korrozionnoj stojkosti alitirovannyh intermetallidnyh pokrytij na splavah sistemy Fe–Cr–Al [Investigation of corrosion resistance of alloyed intermetallic coatings on Fe–Cr–Al alloys]. Metallurg [Metallurgist], 2023, no. 11, pp. 74 – 79. (In Russ.).
6. Uttam K. Chanda, Satya Prakash Padhee, Ashwani K. Pandey, Sudesna Roy, Soobhankar Pati. Electrodeposited Ni–Mo–Cr–P coatings for AISI 1020 steel bipolar plates. International Journal of Hydrogen Energy, 2020, v. 45, no. 41, pp 21892  21904. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2020.06.014
7. Xingzhi Su, Sufang Zhao, Juan Hou, Guojun Yu, Yanjun Chen, Hua Sun, Peng Zhang, Leidong Xie. Formation of chromium carbide coatings on HT250 steel by thermal diffusion processes in fluoride molten salt bath. Vacuum, 2018, v. 155, pp. 219 – 223 https://doi.org/10.1016/j.vacuum.2018.06.015
8. Medvedovski E., Mendoza G.L., Rzad E., Solecka M., Dudziak T.P. Influence of multi–layered thermal diffusion coatings on high–temperature sulfidation resistance of steels. Surface and Coatings Technology, 2020, v. 403, art. 126430. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2020.126430
9. Fanmin Shang, Zhen Xu, Jianzhi Chen, Liangyu Chen, Sheng Lu, Shanlin Wang, Xuwen Jing, Dubovyi O. Effect of Cr on wear resistance and mechanism of preset–powder laser cladding T15 alloy steel coating. Journal of Materials Research and Technology, 2024, v. 29, pp. 4991 – 4999. https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2024.02.227
10. Zhou Deli, Wang Xingli, Guo Zongxiao, Liu Yang, Liu Ying, Liao Weibing, Yu Chunyan, Wang Fan, Huang Jianjun. Performance and damage behaviors of detonation sprayed W/Fe/steel coatings under transient high heat fluxes. Journal of Nuclear Materials, 2024, v. 589, art. 154840. https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2023.154840
11. Nan Wang, Peng Li, Tuyan Li, Yujue Wang, Cunfu He, Xiucheng Liu. Quantitative characterization of tensile stress in electroplated nickel coatings with a magnetic incremental permeability sensor. Sensors and Actuators A: Physical, 2024, v. 368, art. 115082 https://doi.org/10.1016/j.sna.2024.115082
12. Satish Indupuri, Rahul Kumar, Suraj Prasad, Krishnappagari Vijay Kumar, Aminul Islam, Sahil Masoom, Shailesh Mani Pandey, Anup Kumar Keshri. Plasma sprayed aluminium nitride (AlN) coating: Microstructural, mechanical, tribological, and corrosion resistance performance. Journal of the European Ceramic Society, 2024, v. 44, no. 3, pp. 1458 – 1469. https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2023.10.027
13. Ferhat Bulbul, Ihsan Efeoglu. Pulsed–dc bias magnetron sputtered TiB2 ceramic coating. International Journal of Refractory Metals and Hard Materials, 2024, v. 120, art. 106624. https://doi.org/10.1016/j.ijrmhm.2024.106624
14. Mingpeng Shao, Weijun Mo, Yong Wu, Qingyun Sun, Siyao Xia, Yongxin Wang, Huanjie Fang. Temperature–dependent and duration–dependent effect on the growth behavior of CVD aluminide coating on K452 superalloy. Vacuum, 2024, v. 220, art. 112862. https://doi.org/10.1016/j.vacuum.2023.112862
15. Beck K., Ulrich A.S., Thor N., Oskay C., Galetz M.C. Chromium diffusion coatings for improving the oxidation behavior of refractory metals at intermediate temperatures. International Journal of Refractory Metals and Hard Materials, 2024, v. 121, art. 106626. https://doi.org/10.1016/j.ijrmhm.2024.106626
16. Пряхин Е.И., Михайлов А.В., Сивенков А.В. Технологические особенности поверхностного легирования металлических изделий Cr–Ni комплексами в среде расплавов легкоплавких металлов. Черные металлы, 2023, № 2, c. 58 – 65. DOI: 10.17580/chm.2023.02.09 / Pryahin E.I., Mihajlov A.V., Sivenkov A.V. Tekhnologicheskie osobennosti poverhnostnogo legirovaniya metallicheskih izdelij Cr–Ni kompleksami v srede rasplavov legkoplavkih metallov [Technological features of surface alloying of metal products with Cr–Ni complexes in the medium of melts of low-melting metals]. Chernye metally [Ferrous metals], 2023, no. 2, pp. 58 – 65. DOI: 10.17580/chm.2023.02.09. (In Russ.).
17. Purushotham N., Parthasarathi N.L., Suresh Babu P., Sivakumar G., Rajasekaran B.. Effect of thermal expansion on the high temperature wear resistance of Ni – 20% Cr detonation spray coating on IN718 substrate. Surface and Coatings Technology, 2023, v. 462, art. 129490. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2023.129490
18. Vega J.M., Ganborena L., Gonzalez–Garcia Y., Özkaya B., Grande H.–J., García–Lecina E. Exploring the effect of the pH on the corrosion of multilayer nickel–chromium coatings. Corrosion Science, 2023, v. 210, part 1, art. 110819. https://doi.org/10.1016/j.corsci.2022.110819
19. Никитин В.И. Взаимодействие конструкционных материалов с жидкими металлами. Теплоэнергетика, 1962, № 2, c. 90 – 92. / Nikitin V.I. Vzaimodejstvie konstrukcionnyh materialov s zhidkimi metallami [Interaction of structural materials with liquid metals.]. Teploenergetika [Thermal power engineering], 1962, no.2, pp. 90 – 92. (In Russ.).
20. Балашенко Д.Ю. Явление переноса в жидких металлах и полупроводниках. Москва, Атомиздат, 1970, 399 с. / Balashenko D.Yu. Yavlenie perenosa v zhidkih metallah i poluprovodnikah [The phenomenon of transfer in liquid metals and semiconductors]. Moscow, Atomizdat Publ., 1970, 399 p. (In Russ.).
21. Хансен М., Андерко К. Структуры двойных сплавов. Москва, Металлургиздат, 1962, 456 с. / Hansen M., Anderko K. Struktury dvojnyh splavov [Structures of two-component alloys]. Moscow, Metallurgizdat Publ., 1962, 456 p. (In Russ).
22. Лякишев Н.П. Диаграммы состояния двойных металлических систем. Справочник. Т.3. Москва, Машиностроение, 2000, 448 с. / Lyakishev N.P.Diagrammy sostoyaniya dvojnyh metallicheskih sistem. Spravochnik. T.3. [Diagrams of the state of two-component metal systems. Guide. Part 3]. Moscow, Mashinostroenie Publ., 2000, 448 p. (In Russ.).
23. Соколов А.Г., Попов Р.А., Бобылёв Э.Э., Стороженко И.Д. Устройство для диффузионной металлизации в среде легкоплавких жидкометаллических растворов. Патент РФ № 2767108. Заявл. 20.05.2021. Опубл. 16.03.2022. / Sokolov A.G., Popov R.A., Bobylyov E.E., Storozhenko I.D. Ustrojstvo dlya diffuzionnoj metallizacii v srede legkoplavkih zhidkometallicheskih rastvorov [Device for diffusion metallization in the environment of low-melting liquid metal solutions]. Patent RF no. 2767108. Declared 20.05.2021. Published 16.03.2022. (In Russ.).
24. Бобылёв Э.Э., Стороженко И.Д., Маторин А.А., Марченко В.Д. Особенности формирования Ni–Cr покрытий, полученных диффузионным легированием из среды легкоплавких жидкометаллических растворов. Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты), 2023, т. 25, № 4, с. 232 – 243. DOI: 10.17212/1994-6309-2023-25.4-232-243 / Bobylyov E.E., Storojenko I.D., Matorin A.A., Marchenko V.D. Osobennosti formirovaniya Ni–Cr pokrytij, poluchennyh diffuzionnym legirovaniem iz sredy legkoplavkih zhidkometallicheskih rastvorov [Features of the formation of Ni-Cr coatings obtained by diffusion alloying from low-melting liquid metal solutions]. Obrabotka metallov (tekhnologiya, oborudovanie, instrumenty) [Metal Working and Material Science], 2023, v. 25, no. 4, pp. 232 – 243. DOI: 10.17212/1994-6309-2023-25.4-232-243 (In Russ.).
ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Оценка возможности сфероидизации порошка измельч¸нных отработавших
постоянных магнитов типа NdFeB

И. В. Беляев, А. В. Самохин, Н. Б. Кольчугина, А. А. Фадеев,
В. Е. Баженов, Р. А. Вахрушев, Н. А. Дормидонтов, Н. П. Едунов

Оценена возможность сфероидизации порошка, полученного дроблением и последующим помолом лома отработавших спечённых магнитов типа NdFeB. Для проведения сфероидизации использовали установку плазменной сфероидизации порошковых материалов конструкции ИМЕТ РАН. Сфероидизации подвергали порошок с размером фракции 20 – 63 мкм в атмосфере очищенного аргона и в газовой смеси аргон-водород. При назначении режимов сфероидизации варьировали мощность плазмотрона при разных значениях энтальпии плазменной струи. Структуру и состав полученных порошков исследовали методами оптической и электронной микроскопии, газового и рентгенофлуоресцентного анализов. Установлено, что после сфероидизации все частицы порошкового материала имеют округлую форму. При этом отмечается значительное изменение их химического состава. Сплав обогащается железом и обедняется неодимом, празеодимом и бором, вследствие перехода этих элементов из металлического расплава в оксидный шлак. Основной причиной этого является окисленность исходного порошкового материала, приводящая к образованию оксидного шлака при расплавлении частиц в плазме. Снижение концентрации кислорода и кислородсодержащих примесных фаз в исходном порошке Nd – Fe – B для сфероидизации является необходимой и отдельной задачей исследований, решение которой будет определять получение сфероидизированных порошков требуемых составов.

Ключевые слова: магниты NdFeB, измельчение, окисление, сфероидизация, шлакообразование, химический состав.

DOI: 10.30791/1028-978X-2024-12-56-66
Беляев Игорь Васильевич — Владимирский государственный университет
им. А.Г. и Н.Г. Столетовых, (600000 Владимир, ул. Горького, 87), доктор технических наук, профессор, специалист в области магнитных материалов, технологии производства постоянных магнитов, неравновесной кристаллизации, структурообразования. E-mail: Belyaev-iv54@yandex.ru.
Самохин Андрей Владимирович — ФГБУН Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН (119334, Россия, Москва, Ленинский пр., 49), кандидат технических наук, специалист в области расчетов, разработки и исследования плазмохимических процессов и оборудования для получения и обработки порошковых материалов. E-mail: asamokhin@imet.ac.ru.
Кольчугина Наталья Борисовна — ФГБУН Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН (119334, Россия, Москва, Ленинский пр., 49), доктор технических наук, ведущий научный сотрудник, специалист в области редкоземельных и высокочистых материалов, а также редкоземельных магнитотвердых материалов. E-mail: natalik014@yandex.ru.
Фадеев Андрей Андреевич — ФГБУН Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН (119334, Россия, Москва, Ленинский пр., 49), инженер-исследователь, специалист в области экспериментальных исследований процессов плазменной сфероидизации порошковых материалов. E-mail: afadeev@imet.ac.ru.
Баженов Вячеслав Евгеньевич — Национальный исследовательский технологический университет МИСИС (119049, Москва, Ленинский пр., 4), кандидат технических наук, доцент, специалист в области литья металлов. E-mail: v.e.bagenov@gmail.com.
Вахрушев Роман Алексеевич — ФГБУН Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН (119334, Россия, Москва, Ленинский пр., 49), инженер-исследователь, специалист в области редкоземельных и высокочистых материалов, редкоземельных магнитотвердых материалов. E-mail: vakhrushev.r.a@yandex.ru.
Дормидонтов Николай Андреевич — ФГБУН Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН (119334, Россия, Москва, Ленинский пр., 49), младший научный сотрудник, специалист в области редкоземельных магнитотвердых материалов. E-mail: ontip@mail.ru.
Едунов Николай Павлович — Владимирский государственный университет им. А.Г. и Н.Г. Столетовых, (600000, Владимир, ул. Горького, 87), инженер-исследователь, аспирант, специалист в области аддитивных лазерных технологий.
Ссылка на статью:
Беляев И.В., Самохин А.В., Кольчугина Н.Б., Фадеев А.А., Баженов В.Е., Вахрушев Р.А., Дормидонтов Н.А.,
Едунов Н.П. Оценка возможности сфероидизации порошка измельченных отработавших постоянных магнитов типа NdFeB. Перспективные материалы, 2024, № 12, с. 56 – 66. DOI: 10.30791/1028-978X-2024-12-56-66
Литература содержит 21 ссылку.

См. подробнее о статье на сайте e-library
Литература/References
к статье Беляев И.В., Самохин А.В., Кольчугина Н.Б., Фадеев А.А., Баженов В.Е., Вахрушев Р.А., Дормидонтов Н.А., Едунов Н.П. Оценка возможности сфероидизации порошка измельченных отработавших постоянных магнитов типа NdFeB. Перспективные материалы, 2024, № 12, с. 56 – 66. DOI: 10.30791/1028-978X-2024-12-56-66
1. Urban N., Meyer A., Kreitlein S., Leicht F., Franke J. Efficient near net-shape production of high-energy rare-earth magnets by laser beam melting. Applied Mechanics and Materials, 2017, v. 871, pp. 137 − 144.
2. Bittner F., Thielsch J., Drossel W.-G. Laser powder bed fusion of Nd-Fe-B permanent magnets. Progress in Additive Manufacturing, 2020, v. 5, pp. 3 − 9.
3. Emminghaus N., Hoff C., Hermsdorf J., Kaierle S. Laser powder bed fusion of NdFeB and influence of heat treatment on microstructure and crack development. ScienceDirect: 11th CIRP Conference on Photonic Technologies [LANE 2020] on September 7-10, 2020, pp. 211 − 216.
4. Huber C., Sepehri-Amin H., Goertler M., Groenefeld M., Teliban I., Hono K., Suess D. Coercivity enhancement of selective laser sintered NdFeB magnets by grain boundary infiltration. Acta Materialia, 2019, v. 172, pp. 66 − 71.
5. Mapley M., Pauls Jo P., Tansley G., Busch A., Shaun D. G. Selective laser sintering of bonded magnets from flake and spherical powders. Sctripta Materialia, 2019, v. 172, pp. 154 − 158.
6. Skalon M., Gortler M., Meier B., Armeits S., Urban N., Mitsche S., Huber C., Franke J., Sommitsch C. Influence of melt-pool stability in 3D printing of NdFeB magnets on density and magnetic properties. Materials, 2020,
v. 13, no. 1, art. 139.
7. Мальцева В.Е., Андреев С.В., Незнахин Д.С., Уржумцев А.Н., Селезнёва Н.В., Волегов А.С. Магнитные свойства постоянных магнитов NdFeB, изготовленных методом селективного лазерного спекания. Физика металлов и металловедение, 2022, т. 123, № 8, с. 789 − 795. / Maltseva V.E., Andreev S.V., Neznakhin D.S., Urzhumtsev A.N., Selezneva N.V., Volegov A.S. The magnetic properties of NdFeB permanent magnets prepared by selective laser sintering. Physics of Metals and Metallolography, 2022, v.123, №8, pp. 740 − 745.
8. Pelevin I.A., Ozherelkov D.Yu., Chernyshikhin S.V., Nalivaiko A.Yu., Gromov A.A., Chzhan V.B., Tereshina I.S. Selective laser melting of Nd-Fe-B single track study. Materials Letters, 2022, v. 315, art. 131947.
9. Goll D., Trauter F., Bernthaler T., Schanz I., Riegel H., Schneider G. Additive manufacturind of balk nanocristalline FeNdB based permanent magnets. Micromachines, 2021, v. 12, no. 5, art. 538. https://doi.org/10.3390/mi12050538
10. Volegov A.S., Andreev S.V., Selezneva N.V., Ryzhikhin I.A., Kudrevatykh N.V., Madler L, Okulov I.V. Additive manufacturing of heavy rare earth free high-coercivity permanent magnets. Acta Materialia, 2020, v. 188, pp. 733 − 739. doi: https://doi.org/10.1016/j.actamat.2020.02/058
11. Sehhat M.H., Chandler J., Zane Yates. A review on ICP powder plasma spheroidization process parameters. International Journal of Refractory Metals and Hard materials, 2022, v. 103, art. 105764.
12. Yuming W., Junje H., Yanwei S. Spheroidization of Nd-Fe-B powders by RF induction plasma processing. Rare Metal Materials and Engineering, 2013, v. 42, no. 9, pp. 1810 − 1813.
13. Pollak J., Bally O., Dolbec R. Production of spherical metallic powders dedicated to additive manufactoring. Proceedings of the 2017 International Conference on Powder Metallurgy and Particulate Materials (February 20-22, 2017, New Delhi, India), pp. 436 − 443.
14. Altenberend J., Dolbec R., Reijonen J., Riegg S., Schafer L., Tosoni O., Vert R., Van Wijk P. Plasma spheroidization of Nd-Fe-B powder for additive manufacturing. Wold PM 2022 Congress Proceedings (France, Lyon, October 9-13, 2022), European Powder Metallurgy Association (EPMA), 2022, pp. 1 − 8.
15. Yue M., Yin X., Liu W., Lu Q. Progress in recycling of Nd-Fe-B sintered magnet wastes. Chinese Physics, 2019, v. 28, no. 7, art. 077506.
16. Li X.T., Yue M., Liu W.Q., Li X.I., Yi X.F., Huang X.I., Zhang D.T., Chen J.W. Large batch recycling of waste NdFeB magnets to manufacture sintered magnets with improved magnetic properties. Journal of Alloys and Compounds, 2015, v. 649, pp. 656 − 660.
17. Aliresa H., Mehmet A.K., Mertol G. Review on the parameters of recycling NdFeB magnets via a hydrogenation process. ACS Omega, 2023, v. 8, pp. 17431 − 17445.
18. Беляев И.В., Кольчугина Н.Б., Баженов В.Е., Могильников П.С., Железный М.В., Едунов Н.П., Прокофьев П.А., Вахрушев Р.А., Исследование порошка, полученного измельчением отработавших спечённых постоянных магнитов типа NdFeB. Физика и химия обработки материалов, 2024, № 5, c. 37 – 43. / Belaev I.V., Kolchugina N.B., Bagenov V.E., Mogilnikov P.S., Gelezniy M.V., Edunov N.P., Prokofiev P.A., Vahrushev R.A. Issledovanie poroshka poluchennogo izmelcheniem otrabotavshih spechennih postoyanih magnitov tipa NdFeB [Investigation of the powder obtained by grinding spent sintered permanent magnets of the NdFeB type]. Fizika i himiya obrabotki materialov [Physics and chemistry of materials processing], 2024, № 5, pp. 37 – 43. (In Russ.).
19. Самохин А.В., Фадеев А.А., Кирпичев Д.Е. и др. Плазменная установка для сфероидизации металлических порошков в потоке термической плазмы. Патент РФ № 2756327 С1. Заявл. 16.10.2020. Опубл. 29.09.2021. Samohin A.V., Fadeev A.A., Kirpichev D.E. et al. Plazmennaya ustanovka dlya sferoidizacii metallicheskih poroshkov v potoke termicheskoj plazmy [Plasma installation for spheroidization of metal powders in a thermal plasma stream]. Patent RF No. 2756327 C1. Declared 10/16/2020. Publ. 09/29/2021. (In Russ.).
20. Samokhin A., Alekseev N., Sinayskiy M., Astashov A., Kirpichev D., Fadeev A., Tsvetkov Y., Kolesnikov A. Nanopowders production and micron-sized powders spheroidization in DC plasma reactors. In the book: Powder Technology, Chapter 1, September 2018, pp. 4 − 20.
21. Binary systems. Part 3: Binary systems from Cs-K to Mg – Zr – Fe – O. In book: “Landolt-Börnstein – Group IV Physical Chemistry 19B3”. Ed. by P. Franke, D. Neuschütz. Berlin Heidelberg, Springer-Verlag, 2005.
ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Получение керамических материалов на основе диоксида циркония
методом гелевого литья

Е. А. Шокодько, А. И. Ситников, А. В. Шокодько, А. И. Огарков,
С. С. Стрельникова, А. С. Чернявский, К. А. Солнцев

Оценена возможность получения плотной керамики на основе порошка диоксида циркония методом гелевого литья. Исследована микроструктура, изучены физические и механические характеристики полученных образцов. Экспериментальным путем выполнен подбор состава суспензии порошка диоксида циркония на водной основе. Кажущаяся плотность полученных из суспензии образцов после спекания составила 5,91 г/см3, относительная плотность — 97,7 %, линейная усадка — 22 – 24 %. Предел прочности при изгибе спеченных призматических образцов достигал 547 МПа. Микроструктура полученных спеченных образцов характеризуется высокой плотностью и субмикронным размером зерен (0,15 – 0,5 мкм). Изготовлены керамические отливки сложной геометрической формы (тигель, пружинка, изолятор проходной).

Ключевые слова: диоксид циркония, гелевое литье, техническая керамика.

DOI: 10.30791/1028-978X-2024-12-67-72
Шокодько Екатерина Александровна — Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН (119334, Москва, Ленинский пр., 49), кандидат технических наук, старший научный сотрудник, специалист в области материаловедения. E-mail: ekaterinashokodko@gmail.com.
Ситников Алексей Игоревич — Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН (119334, Москва, Ленинский пр., 49), кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник, специалист в области материаловедения. E-mail: alexei.sitnikov@gmail.com.
Шокодько Александр Владимирович — Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН (119334, Москва, Ленинский пр., 49), кандидат технических наук, старший научный сотрудник, специалист в области материаловедения. E-mail: shokodjko@rambler.ru.
Огарков Александр Игоревич — Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН (119334, Москва, Ленинский пр., 49), младший научный сотрудник, специалист в области материаловедения. E-mail:
aogarkov@imet.ac.ru.
Стрельникова Светлана Сергеевна — Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН (119334, Москва, Ленинский пр., 49), кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник, специалист в области материаловедения. E-mail: strelnikova9372@gmail.com.
Чернявский Андрей Станиславович — Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН (119334, Москва, Ленинский пр., 49), доктор технических наук, ведущий научный сотрудник, заведующий лабораторией, специалист в области материаловедения. E-mail:
andreych_01@mail.ru.
Солнцев Константин Александрович — Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН (119334, Москва, Ленинский пр., 49), доктор химических наук, профессор, академик РАН, научный руководитель Института, главный научный сотрудник, специалист в области материаловедения.
Ссылка на статью:
Шокодько Е.А., Ситников А.И., Шокодько А.В., Огарков А.И., Стрельникова С.С., Чернявский А.С., Солнцев К.А. Получение керамических материалов на основе диоксида циркония методом гелевого литья. Перспективные материалы, 2024, № 12, с. 67 – 72. DOI: 10.30791/1028-978X-2024-12-67-72
Литература содержит 20 ссылок.

См. подробнее о статье на сайте e-library
Литература/References
к статье Шокодько Е.А., Ситников А.И., Шокодько А.В., Огарков А.И., Стрельникова С.С., Чернявский А.С., Солнцев К.А. Получение керамических материалов на основе диоксида циркония методом гелевого литья. Перспективные материалы, 2024, № 12, с. 67 – 72. DOI: 10.30791/1028-978X-2024-12-67-72
1. Omatete O.O., Janney M.A., Nunn S.D. Gelcasting: from laboratory development toward industrial production. Journal of the European Ceramic Society, 1997, v. 17, no. 2-3. pp. 407 – 413.
2. Chalkia V., Pandis P., Stathopoulos V. Shape forming of ceramic tubes for electrochemical reactors by gel-casting method. ECS Transactions, 2015, v. 68, no. 1, art. 2339.
3. Babashov V.G., Varrik N.M. Gel casting method for producing ceramic materials: A review. Glass and Ceramics, 2023, v. 80, no. 1, pp. 9 – 16.
4. Wan W., Feng Y., Yang J. et al. Preparation of mesoporous silica ceramics with relatively high strength from industrial wastes by low-toxic aqueous gel-casting. Journal of the European Ceramic Society, 2015, v. 35, no. 7, pp. 2163 – 2170.
5. Kheyrinia L., Baharvandi H.R., Ehsani N., Yaghobizadeh O. Fabrication of SiC bodies by optimized gel-casting method. International Journal of Refractory Metals and Hard Materials, 2019, v. 81, pp. 225 – 232.
6. Yang Z., Chen N., Qin X. Fabrication of porous Al2O3 ceramics with submicron-sized pores using a water-based gelcasting method. Materials, 2018, v. 11, no. 9, art. 1784.
7. Yu J., Wang H., Zhang J. et al. Gelcasting preparation of porous silicon nitride ceramics by adjusting the content of monomers. Journal of sol-gel science and technology, 2010, v. 53, pp. 515 – 523.
8. Huang M., He P., Yang J. et al. Fabrication and characterization of mini alumina ceramic turbine rotor using a tailored gelcasting process. Ceramics International, 2014, v. 40, no. 6, pp. 7711 – 7722.
9. Zhuang M., Wang M., Zhao Y. et al. Fabrication and high-temperature properties of Y-TZP ceramic helical springs by a gel-casting process. Ceramics International, 2015, v. 41, no. 4, pp. 5421 – 5428.
10. Hao B.L., Lang Y., Bian D.Q., Wang C.A. Preparation of near net size porous alumina‐calcium aluminate ceramics by gelcasting‐pore‐forming agent processs. Journal of the American Ceramic Society, 2020, v. 103, no. 8, pp. 4602 – 4610.
11. Kastyl J., Chlup Z., Stastny P., Trunec M. Machinability and properties of zirconia ceramics prepared by gelcasting method. Advances in Applied Ceramics, 2020, v. 119, no. 5 – 6, pp. 252 – 260.
12. Sun Y., Shimai S., Peng X. et al. Gelcasting and vacuum sintering of translucent alumina ceramics with high transparency. Journal of Alloys and Compounds, 2015, v. 641, pp. 75 – 79.
13. Omatete O.O., Nick J.J. Improved gelcasting systems. In book: 23rd Annual Conference on Composites, Advanced Ceramics, Materials, and Structures: A: Ceramic Engineering and Science Proceedings. Hoboken, NJ, USA: John Wiley & Sons, Inc., 1999, pp. 241 – 248.
14. Janney M.A., Omatete O.O., Walls C.A. et al. Development of low‐toxicity gelcasting systems. Journal of the American Ceramic Society, 1998, v. 81, no. 3, pp. 581 – 591.
15. Tulliani J.M., Lombardi M., Palmero P. et al. Development and mechanical characterization of novel ceramic foams fabricated by gel-casting. Journal of the European Ceramic Society, 2013, v. 33, no. 9, pp. 1567 – 1576.
16. Lombardi M., Naglieri V., Tulliani J. M., Montanaro L. Gelcasting of dense and porous ceramics by using a natural gelatin. Journal of porous materials, 2009, v. 16, pp. 393 – 400.
17. Adolfsson E. Gelcasting of zirconia using agarose. Journal of the American Ceramic Society, 2006, v. 89, no. 6, pp. 1897 – 1902.
18. Rahaman M.N. Ceramic processing and sintering. CRC Press, 2003, 875 p.
19. Liu X., Huang Y., Yang J. Effect of rheological properties of the suspension on the mechanical strength of Al2O3–ZrO2 composites prepared by gelcasting. Ceramics International, 2002, v. 28, no. 2, pp. 159  164.
20. Tan Q., Zhang Z., Tang Z. et al. Rheological properties of nanometer tetragonal polycrystal zirconia slurries for aqueous gel tape casting process. Materials letters, 2003, v. 57, no. 16-17, pp. 2375 – 2381.
ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Влияние размера газонаполненных пор и давления газа в порах
на объёмный модуль упругости материала

М. И. Алымов, Ф. Ф. Галиев, И. В. Сайков, Е. В. Петров

В настоящее время не существует прямого метода измерения давления газов внутри закрытых пор. Применение различных непрямых методов определения давления газа в закрытых порах позволяют сделать предположение о том, что это давление может достигать тысяч атмосфер. В работе было выведено уравнение для объемного модуля упругости пористого материала в зависимости от давления в поре. За основу взято выражение для объемного модуля упругости с твердым включением. В работе рассматриваются материалы с пористостью 0,1 и менее, когда все поры закрытые. Для установления влияния давления газа в порах на упругие модули материала введено соотношение между объемными модулями упругости материала с максимальным давлением в порах и при отсутствии давления газов. Показано, что максимальное давление в пористых материалах варьируется в диапазоне 100–1000 МПа в зависимости от радиуса поры. Установлено, что значение объемных модулей упругости при отсутствии давления газов в порах и при максимальном давлении газов различается на величину менее 1 %. Также установлено, что увеличение пористости от 0,01 до 0,1 приводит к росту отношения объёмных модулей упругости. Измерение упругих модулей пористых тел может быть интересным с точки зрения измерения давления газа в закрытых порах.

Ключевые слова: порошковая металлургия, пористость, закрытые поры, давление внутри пор, упругие модули, поверхностное натяжение, прочность.

DOI: 10.30791/1028-978X-2024-12-73-78
Алымов Михаил Иванович — Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения
им. А.Г. Мержанова, Российской академии наук (142432, Черноголовка, улица Академика Осипьяна, 8),
доктор технических наук, член-корреспондент РАН, директор ИСМАН, специалист в области консолидации нанопорошковых материалов. Е-mail: alymov@ism.ac.ru.
Галиев Фанис Фанилович — Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения
им. А.Г. Мержанова, Российской академии наук (142432, Черноголовка, улица Академика Осипьяна, 8),
младший научный сотрудник, специалист в области порошкового материаловедения. E-mail: galiev@ism.ac.ru.
Сайков Иван Владимирович — Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения
им. А.Г. Мержанова, Российской академии наук (142432, Черноголовка, улица Академика Осипьяна, 8),
ведущий научный сотрудник, специалист в области материаловедения и синтеза материалов ударными волнами. E-mail: saikov@ism.ac.ru.
Петров Евгений Владимирович — Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения
им. А.Г. Мержанова, Российской академии наук (142432, Черноголовка, улица Академика Осипьяна, 8), старший научный сотрудник, специалист в области быстропротекающих процессов и обработки материалов давлением. E-mail: petrov@ism.ac.ru.
Ссылка на статью:
Алымов М.И., Галиев Ф.Ф., Сайков И.В., Петров Е.В. Влияние размера газонаполненных пор и давления газа в порах на объемный модуль упругости материала. Перспективные материалы, 2024, № 12, с. 73 – 78. DOI: 10.30791/1028-978X-2024-12-73-78
Литература содержит 15 ссылок.

См. подробнее о статье на сайте e-library
Литература/References
к статье Алымов М.И., Галиев Ф.Ф., Сайков И.В., Петров Е.В. Влияние размера газонаполненных пор и давления газа в порах на объемный модуль упругости материала. Перспективные материалы, 2024, № 12, с. 73 – 78. DOI: 10.30791/1028-978X-2024-12-73-78
1. Choren J.A., Heinrich S.M., Silver-Thorn M.B. Young’s modulus and volume porosity relationships for additive manufacturing applications. Materials Science, 2013, no. 48, pp. 5103 – 5112.
2. Попович А.А. Структура и свойства металлических материалов, полученных методом аддитивного производства. Санкт-Петербург, Политех-Пресс, 2023, 515 с. / Popovich А.А. Struktura i svojstva metallicheskih materialov, poluchennyh metodom additivnogo proizvodstva [The structure and properties of metallic materials obtained by additive manufacturing]. St. Petersburg, Polytechnic Press, 2023, 515 p. (In Russ.).
3. Попович А.А. Перспективные материалы и технологии аддитивного производства. Т. 1. Новые материалы для аддитивных технологий. Санкт-Петербург, Политех-Пресс, 2023. 346 с. / Popovich А.А. Perspektivnye materialy i tekhnologii additivnogo proizvodstva. T. 1. Novye materialy dlya additivnyh tekhnologij [Promising materials and technologies of additive manufacturing. V. 1. New materials for additive technologies]. St. Petersburg, Polytechnic Press, 2023. 346 p. (In Russ.).
4. Ганченкова М.Г., Григорьев Е.Г., Калин Б.А., Соловьев Г.И., Удовский А.Л., Якушин В.Л. Физическое материаловедение. Т. 4. Радиационная физика твердого тела. Компьютерное модели­рование. Москва, МИФИ, 2021, 624 с. / Ganchenkova M.G., Grigorev E.G., Kalin B.A., Solovev G.I., Udovskij A.L., Yakushin V.L. Fizicheskoe materialovedenie. T. 4. Radiacionnaya fizika tverdogo tela. Komp’yuternoe modelirovanie [Physical materials science. V. 4. Radiation physics of a solid body. Computer simulation]. Moscow, MEPhI Publ., 2021, 624 p. (In Russ.).
5. Krammer M., Schmid A., Siebenhofer M., Bumberger A.E., Herzig C., Limbeck A., Kubicek M., Fleig J. Formation and detection of high-pressure oxygen in closed pores of La0.6Sr0.4CoO3-δ solid oxide electrolysis nodes. ACS Applied Energy Materials Journal, 2022, v. 5, p. 8324 − 8335.
6. Морозов Е.М., Алымов М.И. Разрушающее давление в микродефектах консолидированных материалов. Доклады Российской академии наук. Химия, науки о материалах, 2021, т. 501, № 6, с. 56 – 58. / Morozov, E.M., Alymov, M.I. Fracture pressure in microdefects of consolidated materials. Doklady Physical Chemistry, 2021, v. 501, p. 111 – 113.
7. Gao X., Xue Sh., Li W., Han Y., Liu G. Experimental study on the effect of gas pressure on the pore structure and dynamic mechanical properties of coal. ACS Omega Journal, 2024, v. 9, p. 10468 – 10477.
8. Аверин С.И., Алымов М.И. Оценка разрушающего давления газонаполненных пор с трещинами. Перспективные материалы, 2024, № 8, с. 84 – 88. / Averin S.I., Alymov M.I. Ocenka razrushayushchego davleniya gazonapolnennyh por s treshchinami [Assessment of the destructive pressure of gas-filled pores with cracks]. Perspektivnye materialy [Promising materials], 2024, no. 8, pp. 84 – 88. (In Russ.).
9. Liu M., Wu J. , Gan Y., Hanaor D.A.H., Chen C.Q. Multiscale modeling of the effective elastic properties of fluid-filled porous materials. International Journal of Solids and Structures, 2019, v. 162, pp. 36 – 44.
10. Кристенсен Р.М. Введение в механику композитов. Пер. с англ. А.И. Бейля и Н.П. Жмудя. Под ред. Ю. М. Тарнопольского. Москва, Мир, 1982, 334 с. / Christensen R.M. Mechanics of composite materials. New York, Wiley-Interscience, 1979, 348 p.
11. Алымов М.И., Анкудинов А.Б., Аверин С.И., Зеленский В.А., Галиев Ф.Ф. Максимальное давление газа в порах. Перспективные материалы, 2023, № 9, с. 83 – 88. / Alymov M.I., Ankudinov A.B., Averin S.I., Zelenskii V.A., Galiev F.F. Maximum gas pressure in pores. Inorganic Materials: Applied Research, 2024, v. 15, no. 2, p. 582 – 585.
12. Lamé G. Leçons sur la théorie mathematique et l’elasticité des corps solides. Paris, Bachelier, 1852, 384 p.
13. Тимошенко С.П., Гудьер Дж. Теория упругости. Москва, Наука, 1975, 576 с. / Timoshenko S.P., Gudyer Dzh. Teoriya uprugosti [Theory of Elasticity], Moscow, Nauka Publ., 1975, 576 p. (In Russ.).
14. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теория упругости. Москва, Наука, 1987, 246 с. / Landau L.D., Lifshits Ye.M. Teoriya uprugosti [Theory of Elasticity], Moscow. Nauka Publ., 1987, 246 p. (In Russ.).
15. Бабичев А.П., Бабушкина Н.А., Братковский А.М. и др. Физические величины. Справочник. Под ред. Григорьева И.С., Мейлихова Е.З. Москва, Энергоатомиздат, 1991, 1230 с. / Babichev A.P., Babushkina N.A., Bratkovsky A.M., et al. Fizicheskie velichiny. Spravochnik [Physical quantities. A reference book]. Ed. by Grigoriev I.S., Meilikhov E.Z. Moscow, Energoatomizdat Publ., 1991, 1230 p. (In Russ.).
Tilda Publishing
ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Made on
Tilda