Утилизация пластиковых отходов экологически безопасным способом – применение их в дорожном строительстве
Полное соблюдение технологии укладки дорожных покрытий не всегда обеспечивает их высокую надежность. Низкая долговечность автомобильных дорог обусловлена невысоким качеством используемого битума. В связи с этим переход на использование полимер-битумных вяжущих, обладающих улучшенными эксплуатационными характеристиками, является актуальной тенденцией развития дорожной отрасли. Наиболее часто для модификации битумов используют термоэластопласты типа стирол-бутадиен-стирол, характеризующиеся сравнительно высокой стоимостью. В данной работе экспериментально показано влияние совместного использования пластиковых отходов и готовых полимерных модификаторов на реологические свойства и химическую связь битумного вяжущего с целью снижения себестоимости полимер-битумных вяжущих. В исследовании использовались пластиковые отходы (вторичные полиэтилены различного давления (LDPE и HDPE)) в количестве от 1 до 2% совместно с готовыми полимерными модификаторами (СБС и Elvaloy). Физико-механические свойства полученных битумных вяжущих определялись стандартными методиками по СТ РК. Результаты исследования показали, что с увеличением пластикового отхода повышается интервал пластичности битума в присутствии модификаторов. Это свидетельствует о положительном влиянии применяемых полимеров на улучшение физико-механических свойств модифицированного битума. Получены новые данные о влиянии пластиковых отходов на качество полимерно-битумного вяжущего. Установлено, что выбранные пластиковые отходы совместимы с готовыми полимерными модификаторами.
Copyright (c) 2025 https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
Исследование параметров высокотемпературного синтеза титано-никелевых суперупругих сплавов с памятью формы мини-обзор
В настоящее время технология синтеза пористых сплавов на основе Ti-Ni с эффектом памяти формы активно изучается и вызывает значительный интерес в различных областях применения. Благодаря своим уникальным функциональным свойствам такие материалы широко используются в медицине, прецизионном приборостроении, а также в аэрокосмических и авиационных технологиях. Однако многие традиционные методы производства требуют дорогостоящего сырья и сложного, энергоемкого оборудования, что ограничивает их промышленную эффективность. Для решения этих проблем в качестве альтернативной технологии предлагается метод самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС). Возможность достижения высоких температур за счет внутреннего тепла, выделяемого экзотермическими реакциями, повышает энергоэффективность данного метода синтеза и снижает потребность во внешних источниках тепла. В результате получаемый продукт обладает структурной однородностью, а общие производственные затраты минимизируются. Данный научный обзор всесторонне рассматривает потенциал получения нитинола методом СВС, а также структурные и функциональные свойства полученного материала и влияние параметров синтеза на его качество.
Электрохимическое извлечение железа из растворов сернокислого выщелачивания золошлака
Золошлак является одним из основных промышленных отходов и содержит значительные количества железа, однако его извлечение затруднено из-за инертной алюмосиликатной матрицы. В данной работе предложен двухстадийный подход для селективного извлечения и электрохимического восстановления железа. Золошлак подвергали обработке концентрированной серной кислотой при повышенной температуре, в результате чего получали раствор, обогащенный ионами Fe2+. Электролиз проводили при различных условиях для оценки влияния концентрации Fe2+, плотности тока и времени на степень извлечения железа, выход по току и удельный расход энергии. Оптимальные параметры (0,30 моль/л Fe2+, 2500 А/м2, 4 ч) обеспечили 89% извлечения железа при выходе по току 65% и низком энергопотреблении (1.8 Вт·ч/л).
Исследование эффективности антибактериальных свойств компонентов карбонизированного материала для применения в бронетехнических системах
Загрязнение атмосферного воздуха – одна из наиболее актуальных экологических и социальных проблем современности. Научная новизна исследования заключается в разработке стандартизированных таблетированных форм углеродно-кремниевого материала с контролируемыми физико-химическими характеристиками и выраженным антимикробным действием. Метод сканирующей электронной микроскопии показал переход от неупорядоченной структуры исходного сырья к пористой аморфной поверхности после карбонизации при 850 °C. Рентгенофазовый анализ выявил наличие аморфного углерода со средним размером кристаллитов 0,5 нм, а ИК-спектроскопия подтвердила формирование Si-C связей, обусловленных повышением антибактериальной активности. Биологические испытания против Bacillus paramycoides и Pseudomonas koreensis выявили зоны подавления роста до 38 и 44 мм, соответственно, при этом индекс антагонистической активности достигал 77,4. Наиболее выраженный эффект проявился в отношении Pseudomonas koreensis, что подтверждает селективный характер антимикробного действия сорбента. Полученные результаты свидетельствуют о потенциале разработанных сорбентов как функциональных фильтрующих материалов для систем жизнеобеспечения, в том числе в замкнутых пространствах, где необходима комплексная защита от аэрозольных и биологических угроз.
Синтез и свойства гуминовых кислот, полученных из бурого угля Кузнецкого и Кумускудукского месторождений
В данной статье представлены результаты синтеза и сравнительной характеристики гуминовых кислот, выделенных из бурого угля Кузнецкого и Кумускудукского месторождений в Казахстане. Для исследования физико-химических и структурных свойств гуминовых кислот, полученных из этих двух геологических источников, были использованы современные аналитические методы, включая инфракрасную (ИК) спектроскопию, элементный анализ и термогравиметрический/дифференциальный термический анализ (ТГА/ДСК). Результаты показали существенные расхождения в элементном составе, особенно по содержанию углерода, кислорода и водорода, что напрямую связано с геологическими и природными условиями формирования углей. Были выявлены различия в концентрации карбоксильных и гидроксильных функциональных групп, влияющие на сорбционные свойства, кислотность и способность к комплексообразованию гуминовых кислот. Термальный анализ продемонстрировал различную термическую стабильность и характер разложения, отражающие структурную неоднородность образцов. Проведенное исследование подчеркивает важность геологического происхождения при определении функционального потенциала гуминовых веществ и подтверждает возможность их применения в области экологической ремедиации, сельского хозяйства и очистки воды.
Анодные материалы для твердооксидных топливных элементов: краткий обзор
Обзор посвящен структуре, свойствам и развитию анодных материалов для твердооксидных топливных элементов (ТОТЭ). В обзоре, наряду с традиционными анодами на основе композита Ni-YSZ, рассматриваются также прогрессивные альтернативы, такие как перовскитные и двойные перовскитные структуры, хромиты, а также керамические материалы на основе титана и ванадия. Отмечается, что различные методы синтеза – золь-гель, твердофазная реакция, инфильтрация, магнетронное распыление – играют важную роль в разработке новых анодных материалов. Кроме того, показано, что легирование структуры анода переходными металлами (например, Mo, Ni, Co, Pd) значительно повышает электрическую проводимость и каталитическую активность материала. В статье также представлены выводы о повышении электрохимической активности за счет микроструктурных характеристик анодных слоев и расширения области тройной фазной границы (TPB). Рассматриваются подходы к увеличению активности поверхности анода и предотвращению осаждения углерода путем модификации наночастицами и покрытиями из тонких слоев SDC или GDC. Обобщенные научные данные и сравнительный анализ служат основой для проектирования и разработки высокоэффективных и стабильных анодных материалов, способных работать в различных температурных и топливных условиях. Эти исследования вносят значительный вклад в широкомасштабное применение технологий ТОТЭ в будущем и повышение их надежности.
Механохимическая обработка природного сырья и техногенных отходов для получения теплоизоляционных материалов
Разработка энергоэффективных и экологически безопасных строительных материалов на основе природного и техногенного сырья представляет собой актуальную задачу современных материаловедческих исследований. В данной работе представлены составы теплоизоляционных материалов на основе диатомита и золошлака, активированных методом механохимической обработки. Исследовано влияние содержания графита (10%, 20 %) на теплопроводность, прочность и водопоглощение композитов. Наилучшие характеристики зафиксированы для золошлака с добавлением 10% графита: теплопроводность – 0,1136 Вт/(м·К), прочность – 19,86 МПа. Минимальное значение теплопроводности для диатомита составило 0,157 Вт/(м·К), при этом наблюдалось ухудшение прочностных характеристик. Полученные материалы обладают сбалансированными эксплуатационными свойствами и могут быть применены в строительстве с целью повышения энергоэффективности и рационального использования минеральных ресурсов.
Copyright (c) 2025 А.Е. Матен, Б.С. Садыков, А.Б. Артықбаева, А.С. Әділхан, А.О. Жапекова, А.Е. Баққара https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
Математическая модель теплопередачи и массообмена при нейтрализации пороховых газов в боевом отделении бронетехники
В работе проведено математическое моделирование нейтрализации пороховых газов в боевом отделении бронетехники с использованием пиротехнического состава, включающего нитрат натрия, порошковое железо и активированный уголь. Анализируются основные факторы эффективности нейтрализации – кинетика разложения окислителя, окисление металлов и термическое разложение углерода. Для оценки кинетики применена модель Беляжа-Зельдовича, на основе которой рассчитана скорость реакции и построена зависимость активационной энергии от температуры, что подтвердило соответствие уравнению Аррениуса. Разработана четырехмерная математическая модель, учитывающая теплопередачу, массообмен, температурные градиенты, плотность и скорость газа, а также энерговыделение. Численные расчеты выполнены с использованием программы MATLAB, что обеспечило точное описание процессов горения и нейтрализации газов. Особое внимание уделено адсорбционным процессам на поверхности активированного угля и железа, которые способствуют поглощению токсичных компонентов – CO2 и оксидов азота, снижая их концентрацию и улучшая санитарно-гигиенические условия в замкнутом пространстве боевого отделения. Предложенная модель служит основой для оптимизации пиротехнических составов и систем нейтрализации, направленных на повышение безопасности эксплуатации бронетехники.
Сравнительное исследование выщелачивания скандия из золы угля минеральными и органическими кислотами
Скандий (Sc) является стратегически важным элементом, востребованным в производстве высокопрочных сплавов и энергетических технологий, однако его извлечение из вторичных источников, таких как золошлаки, остается затруднительным из-за низких концентраций и прочной связи с упорными алюмосиликатами. В данной работе исследовано поведение скандия при выщелачивании из золошлака с использованием минеральных (HCl, H2SO4) и органических (лимонная, яблочная, щавелевая, винная) кислот в идентичных условиях (80 °C, 0,5 M, твердое:жидкое = 1:20). Минеральные кислоты обеспечили наивысшие степени извлечения (82-90%), но показали низкую селективность из-за интенсивного сопутствующего растворения Fe и Al. Среди органических кислот наилучший баланс между эффективностью и селективностью показала лимонная кислота, достигнув до 68% извлечения Sc при растворении Fe и Al менее 26%. Полный факторный эксперимент с варьированием концентрации лимонной кислоты (0,1-1,0 M) и плотности пульпы (25-100 г/л) выявил возможность регулирования как эффективности, так и селективности; в оптимальных условиях (0,5 M, 25 г/л) достигнуто 64% извлечения Sc при коэффициентах селективности Sc/Fe = 6,40 и Sc/Al = 3,76.
Специализированная установка ультразвукового спрей-пиролиза для масштабируемого синтеза катодных материалов LiFePO4
Литий-железо-фосфат (LiFePO4) является перспективным катодным материалом для литий-ионных аккумуляторов благодаря своей безопасности, длительному сроку службы и экологической совместимости, однако его эксплуатационные характеристики в значительной степени зависят от метода синтеза. В данной статье представлена специально разработанная установка ультразвукового спрей-пиролиза, оснащенная шестизонной программируемой печью и подогреваемым электростатическим осадителем, предназначенная для масштабируемого и контролируемого синтеза LiFePO4/С. В отличие от традиционных установок УСП с однозонными печами, данное оборудование обеспечивает поэтапное преобразование «капля-частица», подавляет образование полых морфологий и повышает однородность прекурсоров. Полученные в диапазоне 400-600 °C порошки LiFePO4/С обладали слабо кристаллической или частично аморфной структурой в исходном (as-sprayed) состоянии, которая преобразовывалась в фазочистый оливиновый LiFePO4 после отжига при 600 °C в течение 3 ч в атмосфере аргона. По данным СЭМ установлено, что непосредственно методом УСП формируются сферические субмикронные прекурсорные частицы (~200 нм-1 мкм) с гладкой поверхностью, тогда как после отжига морфология сохраняется, но появляются более грубые текстуры и пористость поверхности. Такая микроструктурная эволюция обеспечивает баланс между насыпной плотностью и путями транспорта Li+, что соответствует данным предыдущих исследований УСП-производных LiFePO4/С. Сравнительный анализ с системами на основе двухфазного сопла и пламенного спрей-пиролиза показывает, что сочетание градиентного термического контроля и электростатического осаждения в нашей установке способствует повышению качества получаемых порошков и обеспечивает перспективное сочетание лабораторной точности и потенциальной масштабируемости. Полученные результаты демонстрируют, что разработанный подход УСП является эффективной и гибкой платформой для получения высококачественных катодных порошков LiFePO4/С с контролируемой морфологией и кристалличностью.
Разработка и исследование композиций, содержащих полимеры и твердые углеродистые материалы
Применение бытовых полимерных отходов в модифицировании битумов является одним из перспективных направлений, позволяющих обеспечить дорожному покрытию высокую устойчивость к усталостным разрушениям, колебаниям температур суточных и сезонных циклов, способствующих решению экологических проблем. Кроме того, использование полимерных отходов в качестве модификатора способствует решению проблемы повышенной стоимости битума, модифицированного полимерами. В данной работе изучены составы и физико-химические характеристики битумов, полимерно-битумных вяжущих и угольного кокса. Химический состав каменноугольного кокса исследован методами ИК-спектроскопии и термогравиметрического анализа. Добавление микродиспергированного кокса при модификации битумов улучшает характеристики получаемого продукта, сопоставимые с полимерно-битумными вяжущими. Полимерно-битумное вяжущее с добавлением полимерного отхода и модификатора Elvaloy по основным показателям соответствует требованиям СТ РК 2534-2014 для марки БМП 50/70. В процессе модифицирования битумов полимерными отходами полимерные частицы физически взаимодействуют с высокомолекулярными компонентами (асфальтены, смолы и полиароматические соединения), что приводит к увеличению температуры размягчения, уменьшению значений пенетрации и растяжимости. Добавка микродиспергированного гранулированного порошка кокса при модифицировании дорожного битума обеспечивает соответствие требованиям ПБВ 40 по ГОСТ Р 52056-2003.
Способы синтеза MXenes из MAX-фаз: сравнительный обзор методов травления и их применения
MXene ─ это класс двумерных (2D) материалов, представляющих собой карбиды, нитриды и карбонитриды переходных металлов. Благодаря высокой электрической проводимости, гидрофильности и возможности тонкой настройки поверхностного химического состава эти материалы привлекают широкое внимание. Обычно MXene получают из слоистых тройных прекурсоров, известных как MAX-фазы, с общей формулой Mn+1AXn, где: M ─ ранний переходный металл; A ─ элемент 13-й или 14-й группы; X ─ углерод и/или азот. Переход от MAX к MXene осуществляется посредством селективного удаления A-слоя. Выбор целесообразной стратегии синтеза и травления играет ключевую роль в определении структуры и функциональных свойств получаемого материала. В данном обзоре представлен всесторонний анализ последних достижений в области синтеза MAX-фаз и производства MXene-материалов. Особое внимание уделено методам травления ─ таким как обработка фтористоводородной кислотой (HF), in situ HF (LiF + HCl), плавлеными солями и электрохимическим подходам ─ и их влиянию на морфологию, поверхностные функциональные группы и свойства MXene. В результате сравнительного анализа выявлены преимущества и ограничения каждого метода с точки зрения безопасности, масштабируемости и качества конечного продукта. В обзоре также обозначены актуальные проблемы, включая необходимость разработки фторсвободных и экологически безопасных методов травления, а также важность управления поверхностными окончаниями. В заключение даны рекомендации по направлению будущих исследований с целью адаптации методов синтеза MXene для применения в системах хранения энергии нового поколения, катализе, очистке окружающей среды и электронике.
In situ покрытие катода твердым полимерным электролитом для литий-серных аккумуляторов
Переход от жидких к твердофазным электролитам рассматривается как ключевая стратегия для повышения безопасности и энергоэффективности литий-серных (Li-S) аккумуляторов. Однако плохой межфазный контакт и высокое сопротивление на границе электрод-электролит остаются критическими препятствиями для коммерциализации. В данной работе представлен метод in situ покрытия, при котором сшиваемый на свету твердый полимерный электролит на основе политетрагидрофурана (aPTHF-SPE) формируется непосредственно на поверхности катодов C@S методом УФ-отверждения. Анализы SEM и EDS подтвердили образование равномерного полимерного слоя толщиной 35-46 мкм, обеспечивающего плотный межфазный контакт и уменьшение образования пустот. Электрохимические испытания показали, что катоды с in situ покрытием демонстрируют начальную разрядную емкость около 250 мА·ч·г-1, при этом последующие циклы характеризуются улучшенной стабильностью благодаря усиленному ионному транспорту и активации электрода. Несмотря на постепенное снижение емкости при длительном циклировании, предложенная стратегия значительно улучшает интерфейс электрод-электролит по сравнению с непокрытыми катодами. Полученные результаты подчеркивают, что in situ покрытие полимерным электролитом является перспективным и масштабируемым методом для решения межфазных проблем в твердотельных Li-S аккумуляторах, открывая путь к более безопасным и высокоэффективным системам накопления энергии.
Фотокатализаторы на основе нанолистов TiO2 с кислородными вакансиями для повышения активности в реакции выделения водорода: синтез и DFT-вычисления
В данной работе предложен эффективный метод синтеза нанолистов TiO2 на поверхности титановой фольги посредством плазменно-электролитического оксидирования (ПЭО) с последующим гидротермальным ростом наноструктур. Проведенные DFT-расчеты направлены на оптимизацию электронных свойств материала для повышения его активности в фотокаталитической реакции выделения водорода при легировании Мо. Метод ПЭО обеспечивает формирование пористого затравочного слоя TiO2 с высокой адгезией к подложке. На его основе в многостадийном процессе происходит in situ зародышеобразование нанолистовых структур титаната натрия и их дальнейшая трансформация в нанолисты TiO2 с развитой удельной поверхностью. Кислородные вакансии, формирующиеся в фазе анатаза, играют ключевую роль в адсорбции кислородсодержащих ионов и активации фотокаталитических процессов. Кроме того, моделирование методом теории функционала плотности (DFT) подтвердило, что легирование и модификация поверхности Мо приводит к уменьшению ширины запрещенной зоны (с 2,67 до 2,4 эВ), что способствует повышению фотокаталитической активности и стабильности системы. Предложенный подход представляет собой перспективную стратегию объемного синтеза монолитных наноструктурированных фотокатализаторов TiO2 с прочной адгезией к титановой подложке.
плазменно-электролитическое оксидирование (ПЭО)
Технологии хранения водорода: достижения, проблемы и перспективы развития
Водород рассматривается как один из наиболее перспективных энергоресурсов XXI века благодаря экологической чистоте и потенциалу интеграции в устойчивую энергетику. Основным препятствием на пути его широкого внедрения остается отсутствие эффективных и безопасных технологий хранения. В данной работе представлен обзор современных методов хранения: в виде сжатого газа, жидкого водорода, в металлогидридах и наноструктурированных материалах. Рассмотрены преимущества и ограничения традиционных технологий, показана перспективность нанопористого углерода, включая материалы из биомассы, обладающего высокой удельной поверхностью и возможностью функциональной модификации. Приведены экспериментальные данные, демонстрирующие достижение емкости свыше 10 мас.% при оптимальных условиях. Обоснована необходимость комплексного подхода к развитию водородной энергетики, включающего совершенствование существующих систем и применение устойчивых технологий на основе возобновляемого сырья.
Модифицирование поверхности арамидных пленок в плазме кислорода и аргона
Были изучены процессы плазменной модификации поверхности и разрушение арамидных пленок. Пленки обрабатывали в положительном столбе тлеющего разряда постоянного тока в аргоне и кислороде при давлении газа 30 и 150 Па и токе разряда 20 и 50 мА. Обработка в кислородной плазме показало, что это эффективный способ увеличения смачиваемости поверхности. Эти эффекты незначительны после обработки в аргоновой плазме.
Copyright (c) 2014 К.А. Джбааи, В.А. Титов, Т.Г. Шикова https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
Углеродные катализаторы модифицированные родием для получения экологически чистых компонентов моторных топлив
Разработана методика синтеза углеродных носителей и методы нанесения модифицирующих активных компонентов. Синтезированы родий углеродные катализаторы, нанесенные на глину и карбонизованные абрикосовые косточки. Определено влияние содержания родия в реакциях гидрирования бензола. Определены оптимальные условия проведения реакции гидрирования ароматических углеводородов на родиевых катализаторах нанесенный на разные носители. Исследованы физико-химические характеристики синтезированных модифицированных углеродных материалов.
Copyright (c) 2014 С.К. Танирбергенова, Н.К. Жылыбаева, А. Темiрхан, Г.М. Наурзбаева, Г.М. Молдажанова, З.А. Мансуров https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
Исследование графена, образующегося в атмосфере паров ароматических углеводородов, методом ЭПР спектроскопии
В статье приведена методика получения графена и углеродных нанотрубок входящих в состав углеродных пленок, образующихся при простейшим, экологическим чистом, реактивном магнетрон-ном распылении графита в атмосфере возгоняемых паров ароматических углеводородов, включая нафталин. Углеродная сетка молекулярной структуры ароматических углеводородов совпадет с графеновой углеродной сеткой. Полученные пленочные структуры исследовались методом атомно–силовой микроскопии и обнаружены ленты графена и углеродные нанотрубки. При изучении спектра ЭПР углеродной пленки на подложке из стекла было установлено, что пленка состоит из одной довольно интенсивной линии, характерным для графена. Кроме того имеется вклад ЭПР линии от нанотрубок. Приводятся результаты исследований полученных образцов по этой методике и их обсуждения.
Copyright (c) 2014 Ю.А. Рябикин, Б.А. Байтимбетова, Б.М. Верменичев https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
Исследование электропроводности углеродных нанотрубок, полученных при магнетронном распылении графита с помощью ароматических углеводородов
В статье анализируется зависимость проводимости углеродных нанотрубок от их радиуса полученных при простейшим, экологическим чистом, реактивном магнетронном распылении графита в атмосфере возгоняемых паров ароматических углеводородов. На основании анализа проводимость углеродных нанотрубок растет с увеличением ее радиуса. Особое внимание уделено, что при увеличении радиуса углеродных нанотрубок растет число атомов в плоскости, которая образует нанотрубку, соответственно площадь для протекания тока становится больше и проводимость увеличивается.
Copyright (c) 2014 А.А. Аскарова, Б.А. Байтимбетова, В.Э. Никулин https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
Исследование скользящего вращающегося разряда атмосферного давления
В статье рассматривается возможность увеличения долговечности плазменного генератора на основе вращающегося скользящего разряда. Исследовано влияние геометрических и динамических параметров системы с вращающимся скользящим разрядом на характер разряда. Скольжение и вращение разряда вызвано поперечным к электрическому полю вихревым потоком воздуха.
Copyright (c) 2014 Д.Л. Чернолуцкий, В.В. Колган, В.Я. Черняк, О.А. Недыбалюк, В.В. Юхименко, В.А. Шаповал, Е.В. Соломенко, М.О. Якимов https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
Получение расплава базальта в плазменном электромагнитном реакторе
В данной работе показаны преимущества применения базальтового волокна и изделий из них в стройиндустрии и теплоэнергетике. Приведены результаты расчетов процесса плавления Казахстанских базальтов. Расчеты показали, что в газообразных и конденсированных продуктах процесса вредные вещества отсутствуют. Показаны преимущества электроплавки минеральных пород, включая базальт, по сравнению с руднотермическими печами. Приведены результаты экспериментальных плавок базальта в реакторе с электромагнитным перемешиванием расплава. Показана перспективность плавки базальта и получения минерального волокна на малогабаритных модульных установках, созданных на основе электромагнитного реактора (ЭМР). Найдено, что удельные энергозатраты на получение гомогенного расплава базальта не превышает 1,1 кВт·ч/кг, что выгодно отличает ЭМР от традиционных плавильных устройств (вагранки, руднотермические и газовые печи, электропечи), в которых этот показатель в несколько раз выше.
Copyright (c) 2014 В.Г. Лукьященко, В.Е. Мессерле, А.Б. Устименко, К.А. Умбеткалиев, В.Н. Шевченко, З.А. Мансуров, С.Х. Акназаров https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
О макрокинетике алюмотермического процесса СВС под давлением при выплавки ферросплавов
Представлен критический анализ технологии коммерческого способа получения ферросплавов и рассмотрены его макрокинетические основы. Показано, что в условиях седиментации продукта реакции–ферросплава, существенно затрудняет осаждение металла наличие противотока пузырьков воздуха, вносимого в реакционную смесь вместе с шихтой. Проведение процесса под давлением уменьшает влияние потока воздуха и способствует увеличению коалесценции частиц продукта реакции, за счет чего и достигается более полное осаждение ферросплава. В результате этого значительная масса ферросплава двигается в составе зоны реакции, обусловливая увеличение скорости тепловыделений, позволяющих сохранять оптимальную вязкость расплава. В качестве примера приведен баланс потоков массы ферромолибдена, полученного на производственном участке ТОО «Флога». Также приведены показатели алюминотермического процесса для ферросплавов вольфрама, титана, никеля и ванадия. Показано заметное сокращение потерь металла на этапах обжига сырья и выплавки сплава.
Copyright (c) 2014 Г.И. Ксандопуло, А.Н. Байдельдинова, О.С. Байракова, В.А. Перуева, Е.А. Пономарева https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
Измерение параметров плазмы в сильноточном ДБР в смесях He+Ar, He+Xe
Представлены результаты экспериментальных исследований комбинированного барьерного разряда (КБР) в смесях инертных газов. КБР был сформирован путем наложения высоковольтного импульса напряжения с коротким передним фронтом на стационарный синусоидальный разряд диэлектрического барьера. Показано, что суперпозиция высоковольтного импульса в определен-ном этапе синусоидального напряжения может увеличить плотность плазмы разряда до ne=1013 см-3.
Copyright (c) 2014 Ю.С. Акишев, Г.П. Апонин, М.Е. Грушин, В.Б. Карелник, И.В. Кочетов, А.В. Петряков, Н.И. Трушкин https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
Параметры и состав плазмы HBr и бинарных смесей HBr+Ar, He, N2 в условиях ВЧ индукционного разряда
Влияние состава смеси HBr+X, где Х=Ar, Не или N2 на параметры и плотность плазмы активных частиц анализировали с помощью комбинации диагностики плазмы и моделирования. Было показано, что состав стационарной плазмы в чистом HBr определяется атомно-молекулярными реакциями. Разбавление HBr любым упомянутым газом при постоянном давлении газа влияет на кинетику процессов под действием электронного удара через изменения средней энергии и формированием распада баланса электронов для заряженных частиц.
Copyright (c) 2014 А.А. Клюшкин, А.М. Ефремов https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
Исследование криоплазмы гелия электро-физическими и спектроскопическими методами
Свойства коронного разряда были исследованы электрофизическими и спектральными методами в сверхкритической фазе при 6 К, 11 К 150 К и 300 К, а также в обычном жидком гелии при температуре 4,2 К в диапазоне давлений 0,1-10 МПа. Электро-физические исследования (измерение коронного тока в зависимости от приложенного напряжения) дали информацию о подвижности заряженных частиц в среде. Измеренные вольт-амперные характеристики позволили провести расчет подвижности заряженных частиц (т.е. электронов для отрицательной короны и положительных ионов для положительной короны). Наблюдалось уменьшение подвижности заряда как функции внешнего давления в обоих сверхкритической и жидкой фазах гелия. Дан анализ излучению атомов и молекул из зоны ионизации. Показано, что спектральный состав коронного разряда сильно зависит от температуры. Вращательные функции распределения, определяемые из распределения переходных интенсивностей He2 (c3Σ+g-a3Σ+u) отличаются от распределения Больцмана.
Copyright (c) 2014 H.G. Tarchouna, N. Bonifaci, F. Aitken, V.A. Shakhatov, V.M. Atrazhev, J. Eloranta, F. Jomni https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
Применение диэлектрического барьерного разряда для очистки сорбентов от нефтепродуктов
Проведено исследование регенерации различных сорбентов (активированный уголь, цеолит, шунгитовую), загрязненных нефтепродуктами, под действием диэлектрического барьерного разряда (DBD) при атмосферном давлении. Изотермы адсорбции нефтепродуктов на сорбентов построены. Разряд DBD было показано, обладают высокой эффективностью для возможности регенерации сорбционных свойств цеолита.
Copyright (c) 2014 В.И. Гриневич, В.А. Любимов, Н.А. Кувыкин https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
Кинетика нейтральных частиц и вероятности гетерогенной гибели атомов хлора и водорода в плазме смеси HCl+Hе
Эффекты соотношений HCl/He по параметрам плазмы и плотности плазмы активных видов были изучены с помощью комбинации диагностики плазмы (метод зондов Лангмюра, оптическая эмиссионная спектроскопия) и моделирования. Было обнаружено, что разбавление HCl в гелии при постоянном давлении газа и тока разряда влияет на гетерогенные вероятности рекомбинации для обоих Cl и H атомов. Были обсуждены некоторые возможные механизмы такого влияния.
Copyright (c) 2014 А.А. Овцын, А.М. Ефремов, Д.Б. Мурин https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
Обработка растворов NaCl низкотемпературной контактной плазмой тлеющего разряда: термодинамический и кинетический анализ
Было исследовано влияние концентрации растворов NaCl на состав растворов после их плазменной обработки. Был установлен волнообразный характер зависимости редокс-потенциалов от концентрации растворов NaCl. Предложена модель преобразования, которая включает в себя этапы окисления и восстановления компонентов реакционной смеси.
Copyright (c) 2014 Н.В. Николенко, Р.И. Захаров, А.Н. Калашникова, А.А. Пивоваров https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
Экспериментальное исследование и молекулярно-динамическое моделирование переноса компонентов электролитного катода в плазму тлеющего разряда
Ионное распыление раствора хлорида натрия моделировалось классическим методом молекулярной динамики. Экспериментально изучались процессы переноса в тлеющем разряде с электролитным катодом и их влияние на физические свойства плазмы.
Copyright (c) 2014 Н.А. Сироткин, В.А. Титов https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
Ионное - и ионно-химическое травление пленок металлов в плотной плазме ВЧ индукционного разряда
Представлены результаты исследования тонких пленок полученных распылением WTi, Ta, Pt, Al, Cu, Сr и Со в плотной плазме Ar (Еi<150 эВ) ВЧ индукционного разряда низкого давления и в ионно-химическом режиме распыления Co и Cr в Ar/O2 плазме. Полученный набор данных хорошо согласуется с литературными данными.