ivdon3@bk.ru
В статье представлена модель формирования термодиффузионного слоя на сталях. Химико-термическим способом в порошковой смеси были получены термодиффузионные покрытия на стали 45 и стали ХВГ. Проведены исследования послойного рентгеноструктурного фазового и микрорентгеноспектрального анализа исследуемых покрытий. на сталях. Полученные результаты рентгеноструктурного и микрорентгеноспектрального анализа диффузионных покрытий подтверждают правильность модели формирования диффузионного слоя и изложенных теоретических предпосылок. Результаты исследования могут быть использованы при составлении смесей для термодиффузионного насыщения.
Ключевые слова: диффузионный слой, диффузионное хромирование, диффузионное покрытие
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.1.5 - Строительные материалы и изделия
В данной работе численным методом исследована эффективная теплопроводность пористых материалов. Предложена методика конструирования изоляционного материала с заданными геометрическими характеристиками, позволяющая с достаточной точностью прогнозировать теплопроводность пористой изоляции. Конструирование вспененных пористых теплоизоляционных материалов основывалось на методе диаграммы Вороного. Эффективная теплопроводность пористых сред определялась для двадцати структур с различными геометрическими характеристиками. Теплофизические свойства материала соответствовали меланину. Для верификации численного решения эффективная теплопроводность меланиновой губки определялась экспериментально. Между собой сравнивалась одна регулярная структура и три нерегулярные структуры. Порозность изоляционных конструкций находилась в диапазоне от 0,722 до 0,987, диаметр фибер в диапазоне от 0,0489 мм до 0,1259 мм. Предложено теоретическое решение для определения эффективной теплопроводности регулярных структур. Предложенная в работе методика может быть использована для конструирования теплоизоляционных материалов на основе аддитивных технологий, с известно заданными теплоизоляционными и конструктивными свойствами.
Ключевые слова: эффективная теплопроводность, пористая структура, пористый изоляционный материал, диаграмма Вороного
05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 05.23.05 - Строительные материалы и изделия
В статье представлен обзор основных возможностей использования водорода, как перспективы «топлива будущего». Опираясь на основные подходы развития водородной энергетики в зарубежных странах, описываются перспективы её применения в Российской Федерации. Представлен анализ накопленного опыта работающих в сфере водородной энергетики отечественных и зарубежных компаний, рассматривающих внедрение механизмов реализации водородной политики. Представлена оценка возможности российской энергетики по производству и внедрению водорода, актуальности разработок их достоинств и недостатков.
Ключевые слова: водород, водородная энергетика, перспективы использования водорода, комбинированная энергоустановка, перспективы развития, рейтинг, выбросы, технология производства, низкоуглеродный водород, паровая конверсия
05.23.19 - Экологическая безопасность строительства и городского хозяйства
Представлен вариант решения задачи характеризации резонансного контура Фано в оптических биосенсорах рефрактометрического типа на основе кольцевых волоконных брэгговских решеток с пи-сдвигом. Применение биосенсоров указанного типа позволяет увеличить чувствительность детектировании изменений коэффициента преломления исследуемой среды до уровня (1-2)х10-9 RIU. Приведенные значения чувствительности достигаются за счет формирования в решетке высокодобротного резонанса Фано с шириной контура на полувысоте, равной 1–5 пм. Однако возможность получения значительного выигрыша в метрологических характеристиках с одной стороны, ставит задачу характеризации таких узкополосных резонансов с другой, поскольку существующие оптические анализаторы спектра не обладают соответствующей разрешающей способностью. Для решения данной задачи предложен радиофотонный способ трехчастотного зондирования сверхузкополосного и несимметричного контура Фано симметричным амплитудно-модулированным излучением с разбалансированными по амплитуде боковыми составляющими. В отличие от ранее применявшегося нами для решения подобных задач радиофотонных способов двухчастотного симметричного зондирования с равными амплитудами боковых составляющих и подавленной несущей, достигнуто однозначное определение центральной частоты, максимальной амплитуды и добротности контуров Фано, а также возможность значительного упрощения техники сбора информации об их параметрах. Статья состоит их двух частей, в которых последовательно отражаются вопросы постановки задач моделирования и обсуждения его результатов с подтверждением результатами физических экспериментов.
Ключевые слова: оптический биосенсор, рефрактометрия, волоконная решетка Брэгга, фазовый пи-сдвиг, кольцевая волоконная решетка Брэгга с фазовым пи-сдвигом, резонанс Фано, изменение коэффициента преломления, чувствительность, разрешающая способность, радиофотонные методы
05.11.07 - Оптические и оптико-электронные приборы и комплексы , 05.11.13 - Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий
В статье с точки зрения определения требований к параметрам внешней амплитудно-фазовой модуляции лазерного излучения как ключевому процессу формирования радиочастотных сигналов в оптическом диапазоне для систем с поляризационным мультиплексированием полигармонических сигналов, обзорно рассмотрены основные схемы, характеристики, и направления развития генераторных узлов радиофотонных систем.
Ключевые слова: радиофотоника; модуляция лазерного излучения с подавлением несущей; оптическая генерация радиосигналов; генерация полигармонических оптических сигналов, радиочастотные составляющие, поляризационное мультиплексирование
05.11.07 - Оптические и оптико-электронные приборы и комплексы , 05.11.13 - Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий
В работе рассмотрена многомодовая волноводная решетка Ван-Атта в виде пары волноводных излучателей. В частотной области получены экспериментальные данные моностатических диаграмм обратного рассеяния антенной решеткой в диапазоне 6 - 12 ГГц. Для исследования объектов, ЭПР которых соизмерима с кажущейся ЭПР камеры, был предложен способ компенсации фона. Проведены измерения макета многомодовой решетки Ван-Атта помещенной в условия, близкие к реальным. Проведено сравнение теоретических результатов с ДОР, полученных путем вычитания экспериментальных результатов решетки Ван-Атта с открытой апертурой и апертурой, закрытой РПМ. Результаты исследований, полученные с помощью предложенной методики, показали хорошее совпадение, что подтверждает достоверность предложенной методики обработки экспериментальных данных.
Ключевые слова: решетка Ван-Атта, моностатическая диаграмма рассеяния, многомодовая решетка, измерения характеристик рассеяния
В статье рассматривается актуальность создания компактного, мобильного радиомодема поддерживающего современный интерфейс USB. Результат разработки представляет собой полудуплексное приемопередающее устройство, работающее с частотно манипулированными сигналами в безлицензионном диапазоне частот. Радиомодем оснащен интерфейсом USB, через который происходит обмен данными, а так же его питание, в качестве антенн применялись малоэффективные четвертьволновые вибраторы. Увеличение дальности радиосвязи возможно путем применения антенн с высоким КНД. При подготовке данной статьи были проведены экспериментальные исследования двух разработанных устройств в городских условиях. Их целью было установление максимальной устойчивой дальности радиосвязи (при прямой видимости) на различных скоростях передачи данных как с исправлением ошибок при приеме, так и без. Экспериментатор, удаляясь от передающего радиомодема, осуществлял мониторинг принятых данных. Применение помехоустойчивого кодирования наиболее эффективно при высоких скоростях передачи данных (до 3 дБ), нежели при низких (1-2 дБ). Увеличение дальности радиосвязи возможно путем снижения скорости передачи – это обусловлено зависимостью чувствительности приемника от скорости манипуляции. Стоит так же отметить, что уменьшение габаритов устройства возможно путем конструктивной модификации.
Ключевые слова: радиомодем, интерфейс USB, подвижная радиосвязь, дальность радиосвязи, помехоустойчивое кодирование, частотно манипулированный сигнал, экспериментальные исследования.
Изучена кинетика электроосаждения цинка на стальную основу из сульфатного электролита с синтезированными добавками ПАВ. Установлено, что при потенциалах положительнее равновесного значения происходит дофазовое осаждение цинка. Добавки синтезированных органических соединений адсорбируются на поверхности электрода при его катодной поляризации, увеличивая перенапряжение процесса. Величина адсорбции лежит в пределах от 0,5•10-7 до 2,6•10-5 моль/см2.
Ключевые слова: цинкование, электролит, электрод, поверхностно-активное вещество (ПАВ), электроосаждение, адсорбция, коэффициент диффузии, дофазовое
"Предлагаемая система теплоснабжения имеет в своем составе солнечные коллекторы общей площадью 44,16 м2 с объемным расходом горячей воды потребителю 1,5 м3/час. В традиционную автоматизированную схему теплоснабжения добавлены бак фиксированной температуры воды и контур сопряжения с теплосетью, разделенные через теплообменник. Оборудование позволяет организовать реверсивное сопряжение с теплосетью с возвратом излишков тепла в сеть. Данная схема имеет несколько режимов работы. В зависимости от интенсивности солнечного излучения подогрев воды осуществляется от централизованного источника или включается режим сброса избытков тепла в централизованную теплосеть. Предусмотрен режим параллельной работы солнечных коллекторов и централизованного источника тепла для поддержания необходимого температурного режима. Совместное использование централизованного источника тепла и солнечных коллекторов позволяет эффективно использовать энергетические ресурсы."
Ключевые слова: возобновляемые источники энергии; солнечные коллекторы; автоматизированная схема теплоснабжения; учет производимой тепловой энергии; эффективное использование ресурсов
Рассмотрена проблема отклонения элементов армировки стволов шахт и рудников с течением времени эксплуатации подъема. Приведен пример профилировки проводников для шахтного ствола, находящегося в длительной эксплуатации, и выполнен статистический анализ фактических отклонений проводников в сравнении с нормативными значениями. Предложен вероятностный подход к определению необходимости реконструкции вертикальных стволов по фактору критических отклонений проводников от вертикали.
Ключевые слова: вертикальный ствол, армировка, проводники, реконструкция, статистический анализ, теория вероятностей
Проблема контроля качества атмосферного воздуха в настоящее время очень актуальна. Существуют различные методы и приборы для проведения мониторинга воздушной среды. Наиболее перспективным методом является контроля параметров атмосферы в режиме реального времени с помощью автоматизированных систем мониторинга. Основной частью мониторинга являются сенсоры газов. Для повышения эффективности работы сенсоров газов можно объединять их в массивы сенсоров или так называемые мультисенсорные системы. В работе представлены результаты исследования массивов полупроводниковых сенсоров газов составов SiO2CuOx, SnOxZrOy, серебросодержащего ПАН, разработанных на кафедре химии и экологии ЮФУ. В результате обработки откликов исследованных массивов сенсоров с помощью различных математических методов разработана методика распознавания аммиака, диоксида азота и хлора и проведено распознавание этих газов.
Ключевые слова: мониторинг, массивы сенсоров, полупроводниковые сенсоры газов
Проведены исследования и газочувствительных характеристик сенсорных элементов на основе углеродных нанотрубок и углеродных нанотрубок модифицированных оксидами металлов. Обнаружено, что при модификации УНТ оксидами металлов улучшается адгезия с подложкой, снижается сопротивление сенсорного элемента, также наблюдается снижение времени восстановления и рабочей температуры элемента, что делает такие сенсоры энергетически более выгодными, повышается чувствительность к газам по сравнению с сенсорным элементом на чистых УНТ и по сравнению с оксидами металлов. На основании проведенных экспериментов сделан вывод, что соотношение концентраций УНТ и металлооксида в пленке играет важную роль для газочувствительных характеристик сенсора. Выбирая оптимальное соотношение компонентов можно добиться увеличения чувтсвительности сенсорного элемента в несколько раз по отношению к исходным растворам. Сенсорные элементы основанные на модифицированных УНТ обладают улучшенными характеристиками по отношению к сенсорам но УНТ или металлооксидах.
Ключевые слова: Углеродные нанотрубки, модификация, оксид олова, оксид кремния, сенсор газа
05.11.17 - Приборы, системы и изделия медицинского назначения
В работе проведены экспериментальные исследования технологических режимов формирования элементов микрофлюидики для гибридных сенсорных систем методом фокусированных ионных пучков на многофункциональном сверхвысоковакуумном нанотехнологическом комплексе НАНОФАБ НТК-9. Определены параметры фокусированного ионного пучка, позволяющие формировать элементы микрофлюидики с заданными размерами. Отработана методика формирования макетов элементов микрофлюидики на подложке кремния. Параметры сформированных элементов исследованы методами растровой электронной микроскопии и атомно-силовой микроскопии. Сформированы и исследованы фильтрующие мембраны, содержащие отверстия диаметром от 105 до 150 нм. Полученные результаты могут быть использованы при формировании наноразмерных структур и разработке технологических процессов изготовления элементов микрофлюидики для гибридных систем и лабораторий-на-кристалле.
Ключевые слова: Нанотехнологии, фокусированные ионные пучки, микрофлюидика, гибридные системы, сенсор, лаборатории-на-кристалле.
В работе проведены экспериментальные исследования технологических режимов формирования гибридных углеродных наноструктур (ГУНС) на основе нанотрубок на базе многофункционального сверхвысоковакуумного нанотехнологического комплекса НАНОФАБ НТК-9. Определены параметры влияющие на образование ГУНС, а также сформированы и исследованы экспериментальные образцы модифицированных и Y-образных гибридных углеродных наноструктур. Полученные результаты могут быть использованы в качестве элементов наноэлектроники и наносистемной техники, наполнителей композитных соединений, а также аккумуляторов водорода.
Ключевые слова: Нанотехнологии, углеродные нанотрубки, гибридные углеродные наноструктуры
В данной работе разработана технология получения высокочувствительных газовых сенсоров на основе оксида циркония для гибридных сенсорных систем. Изготовлены опытные образцы сенсоров газа на основе оксида циркония с использованием золь-гель метода. В результате проведенных исследований определены газочувствительные характеристики образцов сенсоров по отношению к диоксиду азота: предел обнаружения и коэффициент газовой чувствительности. Полученные газовые сенсоры помогут определить приближение приступа бронхиальной астмы за несколько часов до его начала по уровню окиси азота в выдыхаемом воздухе человека.
Ключевые слова: гибридные сенсорные системы, оксид циркония, бронхиальная астма, диоксид азота