Основные результаты научных исследований // 2013

Методом сольвотермального синтеза получены нанокристаллы анатаза различной формы: сферические частицы диаметром до 10-15 нм, кубические частицы с размером рёбер 25-30 нм и нанопроволоки диаметром 50-100 нм и длиной более 100 мкм. Найдены условия устойчивого автоклавного синтеза нанокристаллов TiO2 разной морфологии термообработкой водного раствора тетраизопропилата титана при использовании разных растворителей. Установлено, что морфология частиц TiO2 определяется типом растворителя, а их степень кристалличности и размер частиц зависят от температуры и времени синтеза.

Публикации

  1. N.F. Karpovich, M.A.Pugachevskij, D.S. Shtarev, The Influence of The Solvent on The Shape of the Titanium Dioxide Crystals during the Solvothermal Autoclave Synthesis // Applied Mechanics and Materials. 2013. V. 377. P. 186-190
  2. Н.Ф. Карпович, М.А. Пугачевский, Д.С. Штарев, Влияние условий синтеза на форму и размерные характеристики нанокристаллов TiO2 // Российские нанотехнологии. 2013. Вып. 6. № 11-12. С. 751-755

Определены условия формирования интерметаллидных покрытий. Установлено, что наиболее оптимальными условиями формирования фазы (Al,Ti)N в электроискровых покрытиях является схема осаждения, когда вначале в азотсодержащей газовой среде наносится титан, а затем алюминий, либо осаждается интерметаллид Ti3Al. Трибологические и термические испытания показали, что микротвердость полученных покрытий в 3-4 раза превышает микротвердость стальной подложки, а жаростойкость соответственно - в 11-16 раз, что позволяет рекомендовать данные покрытия для защиты стальных изделий с рабочим диапазоном температур до 800° С

Публикации

  1. Пячин С.А., Бурков А.А., Комарова В.С. Формирование и исследование электроискровых покрытий на основе алюминидов титана //Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. 2013. № 6. с. 16-24.

Исследованы особенности формирования на базальтовых волокнах медно-молибдатных покрытий, эффективных для каталитического окисления сажи. Нанесение полимерно-солевого геля, включающего соединения Cu и Mo, приводит к разрушению волокон, полученных из базальтов с низким модулем кислотности (< 5,2). При использовании волокон более кислого состава происходит лишь частичное выщелачивание железа из их структуры, что сопровождается образованием железо-молибдатного промежуточного слоя, обеспечивающего закрепление катализатора на носителе

Публикации

  1. Макаревич К.С., Кириченко Е.А., Лебухова Н.В., Карпович Н.Ф. Особенности формирования композиций CuMoO4/базальтовое волокно для каталитического дожига сажи // Катализ в промышленности. 2013. № 2. С. 33-38

Разработана методика определения фотокаталитических свойств наночастиц оксидов переходных металлов IV группы, полученных методом лазерной абляции, на основе реакции разложения красителя метиленового синего под действием ультрафиолетового излучения. Установлено, что наночастицы TiO2, аблированные при интенсивности лазерного излучения 1010 Вт/м2, обладают наибольшей каталитической активностью, однако она снижается после продолжительного отжига частиц при высокой температуре.

Публикации

  1. Пугачевский М.А. Фотокаталитические свойства наночастиц диоксида титана, полученных методом лазерной абляции // Российские нанотехнологии. 2013. Т.8. №7-8. C. 18-21

2. Разработана методика получения наночастиц диоксида гафния методом лазерной абляции. Показано, что средний размер частиц уменьшается с увеличением интенсивности лазерного воздействия. Методами рентгенофазового анализа и просвечивающей микроскопии установлено, что при интенсивности выше 5·109 Вт/м2 формируются высокотемпературные тетрагональная и кубическая фазы диоксида гафния. Полученные наночастицы обладают удовлетворительной температурной устойчивостью.

Публикации

  1. Пугачевский М.А., Панфилов В.И. Стабилизация высокотемпературных фаз HfO2 под действием импульсного лазерного излучения // Неорганические материалы, в печати

1. Методом конечных элементов на основе теории упругости исследовано влияние дефектов и содержания кобальта на прочность наноструктурных и субмикронных сплавов. Установлено, что напряжения, необходимые для продвижения трещины в твердом сплаве, достигают максимального значения, когда трещина продвинется до середины прослойки кобальта. Интенсивность напряжений растет с увеличением массовой доли кобальта. Прочность наноструктурных сплавов превосходит прочность субмикронных сплавов, когда размер поры равен размеру зерна.

Публикации

  1. M.I. Dvornik, E.A. Mikhailenko. Modeling grown of crack in hard alloy with pore // Second Asian School-Conference on Physics and Technology of nanostructured materials: Proceedings. - Vladivostok, Dalnauka, 2013. Р. 139-140
  2. Моделирование процесса распространения трещины в субмикронных и наноструктурных твердых сплавах //Механика композиционных материалов и конструкций, в печати

Установлено, что при высокоэнергетическом измельчении порошка WC-Co сплава около 5 % всей потребляемой мощности расходуется на увеличение внутренней энергии частиц и размольных тел мельницы. Большая часть этой энергии запасается во внешней поверхности частиц, около 30% - в поверхности раздела зерен WC/WC, и около 6 % энергии - в поверхностях раздела фаз WC/Co. Во время размола площадь поверхности раздела WC/Co увеличивается линейно, а площадь поверхности частиц и границ раздела WC/WC растет до определенного предела за счет коалесценции.

Публикации

  1. M.I. Dvornik, A.V. Zaytsev. Research of surfaces and interfaces increasing during planetary ball milling of nanostructured tungsten carbide/cobalt powder// Int. Journal of Refractory Metals and Hard Materials. 2013. vol. 36. p. 271-277

С помощью квантово-механического подхода, в рамках теории функционала плотности и метода псевдопотенциалов, исследовано взаимодействие наноразмерных объектов различной природы (W, WC, Al), моделирующее процесс резания. Показано, что медленное резание характеризуется диффузионным перемешиванием, пластической деформацией детали и существенным разрушением резца. При быстром резании перемешивание и пластическая деформация не успевают происходить, резец почти не разрушается, резание идет более гладко. Сила резания с увеличением скорости уменьшается.

Публикации

  1. Заводинский В.Г. Моделирование процесса резания на атомном уровне // Механика композиционных материалов и конструкций. 2013. Т.19. №3. С. 420-431

Методом теории функционала плотности, совмещенной с методом псевдопотенциала, исследованы механические свойства наночастиц карбида титана с кубической структурой, а также наночастиц карбида вольфрама с кубической и тригональной геометрией. Установлено, что модуль упругости наночастиц имеет более выраженную зависимость от линейного размера частицы вдоль направления деформации, чем от общего количества атомов в частице. При этом с увеличением размера частиц модуль упругости уменьшается в 1,5-2 раза от максимального значения.

Публикации

  1. Заводинский В.Г., Кулик М.А., Гниденко А.А. Квантово-механическое моделирование упругих свойств наночастиц карбида титана и карбида вольфрама //Механика композиционных материалов и конструкций. 2013. Т.19. №2. С. 211-222

Установлены зависимости технологических параметров прессования и спекания порошковых смесей на микростуктуру, фазовый состав и физико-механические свойства компактных образцов. Показано, что полученные в процессе компактирования и дальнейшего спекания интерметаллидные сплавы составов Al-Ti имеют пористую структуру и сложный фазовый состав (интерметаллиды различной стехиометрии, оксиды, непрореагировавший титан). Микротвердость образцов зависит от количества структурных составляющих и фазового состава и имеет значения от 4,94 до 8,59 ГПа. Диспергирование и прессование порошков интерметаллидов совместно с порошком графита и спекание в графитовых лодочках приводит к образованию карбида титана и сложных интерметаллидов Ti2Al5.

Публикации

  1. Ершова Т.Б., Власова Н.М., Метлицкая Л.П. Получение и исследование алюминидов титана методом спекания в вакууме// Материалы международной научно-технической конференции "Инновационные материалы и технологии: достижения, проблемы, решения", Комсомольск-на-Амуре, 2013. С. 144-146

Определены условия получения интерметаллидных сплавов системы Ni-Al-Ti из металлических и оксидных компонентов, и выявлено влияние параметров их синтеза на формирование жаропрочных и жаростойких фаз. В структуре сплавов оптимального состава Al (19-26) мас. %, Ni (26-31) мас. %, Ti (14-32) мас. % наряду с формированием фазы NiAl и твердого раствора γ(Ni) образуется нанокристаллическая жаростойкая γ`-фаза (Ni3(Al,Ti)). Показано, что отжиг полученных сплавов в интервале температур от 750 до 770°С приводит к увеличению объемной доли γ`-фазы. Экспериментально выявлены наиболее перспективные сплавы для последующего использования в качестве электродных материалов.

Публикации

  1. В.В. Гостищев, С.Н. Химухин, М.А. Теслина, И.А. Астапов. Получение сплавов на основе алюминидов никеля металлотермическим восстановлением оксидов //Вопросы материаловедения. № 4, 2013. С. 59-64.
  2. К.П. Ерёмина, И.А. Астапов, С.Н. Химухин, М.А. Теслина, В.В. Гостищев, Ри Хосен, Э.Х. Ри . Интерметаллидные сплавы для получения покрытий методом электроискрового легирования // Упрочняющие технологии и покрытия № 10, 2013. С. 8-12.

Получены светочувствительные композиции на основе поливинилбутираля и ряда новых фотокатализаторов - висмутатов щелочноземельных металлов MeBi6O10/Bi2O3 (где, Me: Mg, Ca, Sr, Ba). Определены основные фотографические характеристики исследованных композиций чувствительных в УФ-диапазоне спектра. Выявлена перспективность использования композиций на основе висмутатов щелочноземельных металлов в качестве катализаторов окисления в видимом диапазоне спектра. Изучена зависимость фотографических свойств светочувствительных композиций "полимер - полупроводник - соль металла" от состава полимерной матрицы. Повышение степени ацелированности полимера позволят улучшить оптические характеристики материала, при этом светочувствительность увеличивается до 11,83, контрастность - до 0,83, максимальная плотность оптического почернения составляет не менее 1,12.

Публикации

  1. D.S. Shtarev, K.S. Makarevich, S.A. Rogov, S.A. Malinovskaja, A.V. Syuy. The influence of the acetate group in the polyvinyl alcohol structure on the direct blackening photostimulated processes in the polymer-zinc oxide-salt of metal photosensitive composition // Optik - International Journal for Light and Electron Optics. V. 124, Iss. 19, 2013, P. 4016-4018

2011 2012 2013 2014 2015