Eurasian Physical Technical Journal

Конформационная структура полиамфолитов и полиэлектролитов на поверхности продольно поляризованного золотого сфероцилиндра.

2024-09-29T20:17:52+05:00

Исследованы конформационные изменения в целом нейтральных полиамфолитных, а также равномерно заряженных макроцепях, полипептидах, адсорбированных на поверхности продольно поляризованного золотого сфероцилиндра — цилиндрического наностержня со сферическими концами. Представлена аналитическая модель равновесной структуры адсорбированных макроцепей на поверхности поляризованного сфероцилиндра, выделяющая энтропийные и полевые факторы радиально-углового распределения плотности связей. В ходе молекулярно-динамического моделирования рассчитаны радиальные распределения плотности атомов полипептида в центральной цилиндрической части наностержня, а также на его концевых полусферах. Кроме того, были рассчитаны распределения линейной плотности атомов полипептида вдоль оси наностержня. На поверхности поляризованного наностержня образовался гантелеобразный полиамфолитный край, плотный в вытянутой центральной цилиндрической части и рыхлый на концах наностержня. Также наблюдалось смещение макромолекулярного края от звеньев равномерно заряженного полипептида к противоположно заряженному концу наностержня, на котором этот полиэлектролитный край набухал.

Оптимизация влияния легирования и температуры на электрофизические характеристики p-n и p-i-n переходных структур.

2024-09-29T20:41:03+05:00

В данной работе исследовано влияние легирования и температуры (при 300 К и 400 К) на характеристики кремниевых (Si) и арсенид-галлиевых (GaAs) p-n и p-i-n гомопереходных структур, используя концентрации легирующих примесей p⁺=n⁺=2∙10¹⁷ и p=n=10¹⁶ см⁻³ посредством численного расчета и моделирования. Кроме того, проанализированы три различные случаи: A) p-n, B) p⁺-n и C) p-n⁺, чтобы исследовать их влияние на распределение объемного заряда, потенциала, электрического поля, неосновных носителей заряда и вольт-амперной (I-U) характеристики при 300 К. Из полученных результатов видно, что в случае A процесс рекомбинации не наблюдается при низком напряжении в симметричном p-n переходе по сравнению с асимметричными p-n переходами в случаях B и C. Затем были измерены вольт-температурные характеристики подготовленных образцов при температуре 300 К. Калибровка кремниевых p-n гомопереходов была выполнена с использованием экспериментальных данных для проверки предложенной модели. С помощью этой комплексной модели в нашей следующей работе будет исследовано влияние различных геометрических изменений, таких как радиальный p-n переход, на электрофизические свойства.

Коррозионное поведение магниевых сплавов НЗ30К и НЗ30К, легированных серебром, в модельном растворе процесса остеосинтеза.

2024-09-29T20:50:06+05:00

Изучено коррозионное поведение магниевых сплавов NZ30K и легированных в растворе Рингера-Локка 0,1 мас.% серебра NZ30K, поскольку их компоненты не токсичны для организма человека и не вызывают клинических осложнений при лечении переломов костей, а серебро обладает антибактериальными свойствами, присущими антибиотикам. Установлено, что потенциал E_cor образца NZ30K, легированного серебром, в течение первых 100 секунд испытаний составлял -1,57 В, но затем он интенсивно смещался в положительную сторону до -1,54 В в течение 512 секунд со скоростью 0,051 мВ/с, которая уменьшалась до 0,014 мВ/с после следующих 1000 секунд, и зафиксировано стационарное значение потенциала E_cor на образце. Образец был подвергнут равномерной общей коррозии, а улучшение его потенциала E_cor при его коррозионном исследовании обусловлено наиболее интенсивным селективным растворением магния, имеющего наиболее отрицательное значение стандартного потенциала среди компонентов сплава, и обогащением его поверхности Zn, Nd, Zr, Ag, имеющими положительное значение стандартного потенциала. Эта тенденция способствовала снижению скорости общей коррозии и сделала невозможным развитие локальной коррозии. Сплав NZ30K, легированный 0,1 мас.% серебра, рекомендуется для дальнейших потенциодинамических и объемных коррозионных исследований с целью обоснования его выбора в качестве конструкционного материала для изготовления биодеградируемых имплантатов при остеосинтезе.

Определение элементного состава и изменения теплопроводности и электропроводности графитов марки «Hanford» и малозольного среднезернистого графита в зависимости от флюенса быстрых нейтронов.

2024-09-29T21:23:15+05:00

Изучение свойств графита, извлеченного из действующих ядерных реакторов, имеет важное значение для прогнозирования свойств и целостности графита в рамках оценки дальнейшей эксплуатации и продления срока службы ядерных реакторов. Целью исследования является определение электропроводности и теплопроводности графита марки малозольного среднезернистого графита в кладке тепловой колонны исследовательского реактора VVR-SM в диапазоне температур измерений, соответствующих условиям нормальной эксплуатации реактора для определения срока службы. Исследовано изменение теплопроводности и электропроводности графита GMZ, а также для сравнения графита марки «Hanford»,в зависимости от флюенса быстрых нейтронов и температуры измерений. Установлена зависимость электропроводности и теплопроводности от дозы и температуры. Показано, что чем больше флюенс нейтронов, тем больше снижаются как теплопроводность, так и электропроводность материала. Определен срок службы тепловой колонны.

Теплотехническое состояние активной зоны исследовательского реактора ИВГ.1М при различных режимах работы.

2024-09-29T21:35:34+05:00

Актуальность исследований связана с определением теплотехнических характеристик активной зоны исследовательского реактора ИВГ.1М с низкообогащенным урановым топливом при номинальных и проектных режимах эксплуатации. Теплотехническое состояние исследовательского реактора ИВГ.1М во время проведения пусков определяют показания датчиков температуры, давления и расхода теплоносителя информационно-измерительной системы. Для определения температуры конструкционных материалов активной зоны и распределения температуры теплоносителя по высоте тепловыделяющей сборки применяются косвенные методы, в том числе методы компьютерного моделирования. Исследования проведены с помощью метода конечно-элементного анализа с использованием программного комплекса ANSYS Fluent. Цель проведения исследований состояла в проверке адекватности расчетной методики и получении расчетных данных о распределении температуры в тепловыделяющей сборке в диапазоне мощности работы реактора от номинальной до проектной. В статье представлены описание реактора ИВГ.1М, методика проведения исследований, компьютерная модель, результаты моделирования и сравнение расчетных данных с экспериментальными. Научная новизна исследования состоит в определении температурных режимов работы твэлов при работе реактора на различных уровнях проектной мощности при консервативном подходе к условиям охлаждения. Значимость результатов исследования состоит в том, что компьютерная модель может быть использована для определения характеристик активной зоны реактора ИВГ.1М при различных режимах работы реактора и для анализа теплогидравлических процессов в тепловыделяющей сборке.

Синтез и характеристика гидроксипатита при воздействии ультрафиолетового излучения и ультразвука.

2024-09-29T21:54:01+05:00

Гидроксиапатит имеет широкий спектр возможных применений в биомедицине, оптике и электронике, сенсорах, катализе и в дезактивации окружающей среды. Настоящее исследование было сосредоточено на синтезе гидроксиапатита методом мокрого осаждения. Было исследовано влияние времени сушки на свойства синтезированного материала. Размер частиц увеличивается от 80 до 200 мкм при увеличении времени сушки от 24 часов до 96 часов. Была изучена морфология и свойства порошков гидроксиапатита, полученных под действием ультрафиолетового излучения и ультразвукового воздействия, действующих совместно и по отдельности. Полученные образцы были проанализированы с использованием рентгеновской дифракции, инфракрасной Фурье-спектроскопии, сканирующего электронного микроскопа, методов Брунауэра–Эммета–Теллера. Результаты показали, что свойства полученных порошков гидроксиапатита сильно зависят от условий синтеза. Ультразвуковая обработка на этапе синтеза привела к уменьшению размера полученных частиц гидроксиапатита до 4 мкм. Использование ультрафиолетового излучения на этапе стабилизации привело к увеличению содержания гидроксиапатита в продуктах реакции.

Моделирование пластическо-деформационного состояния контактной поверхности при трении.

2024-09-29T22:12:16+05:00

Рассмотрена механика контактного разрушения сопряжений при трении в условиях сложного термодинамического нагружения. Показана возможность математического описания комплексного повреждения узлов трения, интенсивности изнашивания с учетом особенностей формирования поверхностного слоя при контактировании. Представлена методика расчета поверхностной прочности и долговечности трибосопряжений. Это позволяет связать параметры напряженного состояния точки (коэффициент трения, фактор формы) с термомеханическими параметрами процесса. Оценкой изменения коэффициента трения, параметров формы появляется возможность определения напряжения текучести и установление структурных превращений, соответствующих данному напряженному состоянию.

Концентрационное насыщение сигнала лазерного сенсора газа.

2024-09-29T22:25:35+05:00

В настоящее время с достаточной точностью можно определить вид газа при его концентрации менее долей с помощью спектроскопических методов (оптических, радиотехнических, акустических). Наряду с этим практически важное значение имеет величина допустимых концентраций взрывоопасных, токсичных, вредных для техники и экологии газов. Известные физические экспериментальные исследования указывают лишь на линейную зависимость отклика лазерного газового сенсора при единицах . Методы исследования для единиц основаны на процессах горения, микровзрыва, структурных и фазовых превращений и не всегда применимы в реальных практических условиях. Работа посвящена анализу экспериментально полученных флуктуаций, вызванных лазерным лучом в газе в фотодиоде (приемнике сигнала) из-за его влияния не только на атомном уровне, но и в масштабах кластеров молекул наночастиц. Концентрация газа оценивается по флуктуационно-диссипативному отношению. Показано, что коррелятор сигнала насыщается до постоянного значения, когда квантовый (энергия лазерного фотона) и тепловой (температура наночастиц) факторы сопоставимы с ростом концентрации целевого газа. Критические значения концентрации насыщения определяются равенством этих двух факторов.

Стойкость жаропрочных иттрий содержащих уплотнительных покрытий к механическому разрушению при формировании траекторий резания.

2024-09-29T22:41:59+05:00

По результатам триботехнических испытаний покрытий из лигатуры сплава КНА-82 с добавкой иттрия 0,1%, 0,3%, 0,5% получены данные, позволяющие установить характер изменения динамического коэффициента трения за период испытаний и многочисленные значения энергоемкости износа материала. Проведена оценка покрытий, сформированных газопламенным и ионно-плазменным методом, которая основывалась на том, что максимальная стойкость к механическому разрушению будет определяться проявлением постоянного минимального значения динамического коэффициента трения, как признака меньшей силы трения до достижения предела выносливости, и количеством отделившихся частиц, на долю которых приходится производство единицы интегральной работы трения. Данные параметры оценки выстроены в ряд по количеству баллов от 1 до 4. Максимальному баллу соответствует максимальная стойкость, т. е. меньшее значение энергоемкости износа материала и минимальное значение стабильного коэффициента трения. Определено, что такое же совпадение этих параметров по баллам практически на всех этапах испытаний (I-III) имело покрытие, сформированное газопламенным методом с концентрацией иттрия 0,3%-0,5%. Исключение составило покрытие, сформированное ионно-плазменным методом с концентрацией иттрия 0,1% на четвертом этапе испытаний.

Научно-техническое обоснование параметров радиолокационного устройства для обнаружения запрещенных предметов.

2024-09-29T22:54:55+05:00

В статье представлено научно-техническое обоснование параметров радиолокационного прибора, который позволяет обнаружить и визуализировать запрещенные предметы при помощи электромагнитного излучения СВЧ-диапазона. Разработана математическая модель мультистатической схемы измерения отраженных от объекта волн на основе голографического метода. Разработан программный комплекс имитационного моделирования работы радиолокационного прибора. Получены реконструкции изображений объекта для различных конфигураций разреженных сенсорных подсистем радиолокационного прибора. Методом анализа пикового соотношения сигнала к шуму выбрана оптимальная конфигурация разреженной сенсорной подсистемы, для которой смоделирована мультистатическая голограмма и сформирована реконструкция изображения гаечного ключа.

Влияние продолжительности отжига на фотокаталитические свойства перовскита LaFeO3

2024-09-29T23:12:50+05:00

В данной работе исследовано влияние продолжительности отжига на фотокаталитические свойства LaFeO₃ перовскита, синтезированного гидротермальным методом. Феррит лантана (LaFeO₃) был выбран в качестве объекта исследования из-за его высокой активности под воздействием видимого света. В ходе экспериментов были изучены структурные изменения, происходящие в материале при отжиге в течение 2, 4 и 6 часов. Основное внимание было уделено анализу морфологии наночастиц, фазового состава, кристалличности, спектров поглощения и фотокаталитической активности. Результаты показывают, что увеличение времени отжига приводит к улучшению кристаллической структуры, увеличению размера кристаллитов и более высокому уровню насыщения кислородом. Было определено, что оптимальное время отжига для достижения максимальной фотокаталитической активности составляет 6 часов. Работа подтверждает перспективность использования длительного отжига для улучшения фотокаталитических свойств материалов на основе перовскита.

Фрактальная размерность звездных скоплений.

2024-09-29T23:30:57+05:00

Количественный анализ структуры звездных скоплений имеет решающее значение для понимания их формирования и эволюции. В этой статье мы исследуем применение анализа фрактальной размерности для изучения эволюции звездных скоплений, а также фрактальную размерность, концепцию из фрактальной геометрии, которая обеспечивает количественную оценку сложности и самоподобия геометрических объектов. Рассматривая звездные скопления как сложные сети, мы используем метод box-covering для вычисления их фрактальной размерности. Наша методология сочетает в себе хорошо зарекомендовавшие себя методы minimum spanning tree (MST) и box-covering (BC), и с помощью этих методов была определена фрактальная структура скоплений. Было обнаружено, что звездные скопления распадаются при фрактальной размерности 1.3 и подчиняются степенному закону. Следует отметить, что полученный результат был сопоставлен с результатами McLuster.

Влияние влажности и кварцевого песка на коэффициент трения тормозной системы ветряной турбины.

2024-09-29T23:57:04+05:00

Основные детали привода для горизонтальных ветряных турбин, включая коробку передач, генератор и тормозную систему, имеют очень высокие затраты на ремонт и замену и требуют много времени для завершения. В этой статье исследуется влияние загрязнения окружающей среды на поведение трибологии привода. Моделируется и исследуется экспериментальное исследование системы привода ветряной турбины. Механическая тормозная система ветряных турбин является предметом одного из тематических исследований, выбранных для этой исследовательской работы. В этом исследовании изучается, как примеси влияют на коэффициент трения тормоза ветряных турбин. Согласно результатам, коэффициент трения увеличивается с каждым увеличением скорости вала ветряной турбины. Также обнаружено, что размер частиц загрязняющих веществ значительно влияет на коэффициент трения. Кроме того, результаты могут дать полезную информацию о системе привода, которая при увеличении влажности с 30 мм³ до 90 мм³ значительно снижает коэффициент трения.

Численное исследование постепенного изменения диаметра вала и радиуса разгрузочной канавки на коэффициент концентрации напряжений.

2024-09-30T00:04:53+05:00

Целью данной работы является исследование влияния радиуса разгружающей канавки и конусности при постепенном изменении диаметра вала на коэффициенты концентрации напряжений. Анализ конечных элементов использовался для проведения теоретических исследований с целью снижения максимального значения напряжения в ступенчатых валах. В сравнении с прямым валом без разгружающей канавки результаты показывают, что уменьшение угла конусности оказывает значительное влияние на снижение значений коэффициентов концентрации напряжений. С другой стороны, увеличение расположения разгружающих канавок от заплечика вала имеет тенденцию к увеличению значений коэффициентов концентрации напряжений, особенно при большом угле конусности.

Остаточные поля напряжений и температур при испытаниях поверхности: конечно-элементный анализ.

2024-09-30T00:14:02+05:00

Многочисленные достижения были достигнуты в обработке поверхности деталей, однако наличие поверхностных дефектов, возникающих в результате финишных процессов, вызвало опасения относительно их потенциальной возможности служить концентраторами напряжений. Для решения этой проблемы в настоящем исследовании использовались возможности метода конечных элементов и передовые программные приложения. Основная цель исследования — оценить состояние напряжений и деформаций поверхностей материалов после финишной обработки, используя комплексные возможности, предлагаемые этими программными системами. Значительный компонент исследования был сосредоточен на влиянии нестационарных температурных полей, отслеживаемых динамическими термоэлементами, на динамику напряжений и деформаций внутри поверхностей материалов. Методы визуализации использовались для отображения указанных полевых функций, выявляя заметные изменения в распределении температур. Результаты показали, что стандартная функция определила область самой высокой температуры в сегменте узлов 3-7-4, в то время как альтернативная функция определила ее в сегменте узлов 4, обозначенном красной областью. Эти результаты подчеркивают важную роль нестационарных температурных полей в балансировке механических и физических аспектов процесса отделки. Это исследование вносит значительный вклад в понимание напряженно-деформированного состояния поверхностей материалов после отделки, подчеркивая потенциальные преимущества использования современных программных систем для углубленного исследования.