ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
2020, №12
Интервалы плавления гетерофазных систем Zr – Si – ZrB2 – ZrSi2 – MoSi2
и Zr – Si – HfB2 – HfSi2 – MoSi2
М. В. Зиновьева, В. В. Санин, Ю. С. Погожев,
А. Н. Астапов, Е. А. Левашов
Исследованы интервалы плавления базовой смеси Zr – Si эвтектического состава в зависимости от содержания в ней гетерофазного порошкового компонента в системах ZrB2 – ZrSi2 – MoSi2 и HfB2 – HfSi2 – MoSi2 в количестве 30 – 90 масс. %, полученного методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС). Интервал плавления смеси Zr – Si составлял 1420 – 1440 °С, в то время как добавление СВСпорошков ZrB2 – ZrSi2 – MoSi2 приводило к увеличению температуры начала плавления Тн.пл до 1460 – 1560 °С и температуры полного расплавления Трасплава до 1480 – 1670 °С. Добавление порошков HfB2 – HfSi2 – MoSi2 слабо влияло на значения Тн.пл (1390 – 1430 °С), но приводило к увеличению значений Трасплава до 1510 – 1550 °С. Рентгенофазовый анализ показал, что переплавленные образцы содержали фазы ZrB2/HfB2, ZrSi2/HfSi2, MoSi2 и Si, причем количество фаз зависело прямо пропорционально от содержания СВС-порошков в составе смеси Zr – Si. Слитки характеризовались однородной структурой, состоящей из кремниевой матрицы, зерен дисилицидов ZrSi2/HfSi2, MoSi2, c включениями диборида ZrB2/HfB2.
Ключевые слова: диборид гафния, диборид циркония, самораспространяющийся высокотемпературный синтез, высокотемпературная керамика, гетерофазная керамика, композиты.
DOI: 10.30791/1028-978X-2020-12-5-15
Зиновьева Маргарита Владимировна — Научно-учебный центр СВС МИСиС – ИСМАН (119049, Москва, Ленинский пр., 4), младший научный сотрудник, аспирант, специалист в области материаловедения, порошковой металлургии и самораспространяющегося высокотемпературного синтеза. E-mail: lemescheva.margarita@yandex.ru.
Санин Виталий Владимирович — Национальный исследовательский технологический университет “МИСиС”, Научно-учебный центр СВС МИСиС – ИСМАН (119049, Москва, Ленинский пр., 4), младший научный сотрудник, специалист в области материаловедения. E-mail: sanin@misis.ru.
Погожев Юрий Сергеевич — Научно-учебный центр СВС МИСиС – ИСМАН (119049, Москва, Ленинский пр., 4), кандидат технических наук, старший научый cотрудник, доцент, специалист в области материаловедения, порошковой металлургии и самораспространяющегося высокотемпературного синтеза. E-mail: yspogozhev@mail.ru.
Астапов Алексей Николаевич — Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет) (125993, Москва, Волоколамское шоссе, 4), доцент; Научно-учебный центр СВС МИСиС – ИСМАН (119049, Москва, Ленинский пр., 4), кандидат технических наук старший научный сотрудник, специалист в области материаловедения. E-mail: lexxa1985@inbox.ru.
Левашов Евгений Александрович — Научно-учебный центр СВС МИСиС – ИСМАН (119049, Москва, Ленинский пр., 4), директор; Национальный исследовательский технологический университет “МИСиС”, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой, специалист в области материаловедения, порошковой металлургии и самораспространяющегося высокотемпературного синтеза. E-mail: levashov@shs.misis.ru.
Ссылка на статью:
Зиновьева М.В., Санин В.В., Погожев Ю.С., Астапов А.Н., Левашов Е.А. Интервалы плавления гетерофазных систем Zr – Si – ZrB2 – ZrSi2 – MoSi2 и Zr – Si – HfB2 – HfSi2 – MoSi2. Перспективные материалы, 2020, № 12, с. 5 – 12. DOI: 10.30791/1028-978X-2020-12-5-15
Явление возврата после старения в сплавах
магния с гадолинием и самарием
Л. Л. Рохлин, Т. В. Добаткина, Н. Ю. Табачкова,
И. Е. Тарытина, Е. А. Лукьянова
Установлены параметры возврата после упрочняющего старения сплавов магния, содержащих два редкоземельных металла: гадолиний (иттриевая группа) и самарий (цериевая группа), при разном их соотношении. Возврат наблюдался при кратковременных отжигах сплавов при 250 и 300 °С, начиная с 5 мин после предварительного старения до максимума упрочнения при 200 °С, и проявлялся существенным разупрочнением сплавов. Измерения удельного электросопротивления показали, что при разупрочнении происходит обратное растворение редкоземельных металлов в твердом растворе на основе магния с уменьшением количества выделившихся при предварительном старении упрочняющих частиц. Обратное растворение редкоземельных металлов в твердом магнии при возврате увеличивается с повышением температуры отжига после старения от 250 до 300 °С и с повышением соотношения в сплавах гадолиния к самарию.
Ключевые слова: магниевые сплавы; редкоземельные металлы: возврат после старения; распад твердого раствора.
DOI: 10.30791/1028-978X-2020-12-16-26
Рохлин Лазарь Леонович — Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук (119334, Москва, Ленинский проспект, 49), доктор технических наук, главный научный сотрудник, специалист в области материаловедения магниевых и алюминиевых сплавов. E-mail: rokhlin@imet.ac.ru.
Добаткина Татьяна Владимировна — Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук (119334, Москва, Ленинский проспект, 49), кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник, специалист в области металловедения легких сплавов. E-mail: dobat@imet.ac.ru.
Табачкова Наталья Юрьевна — Институт общей физики им. А.М. Прохорова Российской академии наук (119991, Москва, ГСП-1, ул. Вавилова, 38), кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник, специалист в области электронной микроскопии. E-mail: ntabachkova@gmail.com.
Тарытина Ирина Евгеньевна — Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук (119334, Москва, Ленинский проспект, 49), научный сотрудник, специалист в области микроструктуры, электрических и механических свойств магниевых сплавов. E-mail: tarytina@yandex.ru.
Лукьянова Елена Александровна — Институт металлургии и материаловедения им.А.А. Байкова Российской академии наук (119334, Москва, Ленинский проспект, 49), кандидат технических наук, старший научный сотрудник, специалист в области металловедения легких сплавов. E-mail: helenelukyanova@gmail.com.
Ссылка на статью:
Рохлин Л.Л., Добаткина Т.В., Табачкова Н.Ю., Тарытина И.Е., Лукьянова Е.А. Явление возврата после старения в сплавах магния с гадолинием и самарием. Перспективные материалы, 2020, № 12, с. 16 – 26. DOI: 10.30791/1028-978X-2020-12-16-26
Дикарбоксилатзамещенные октакальциевые фосфаты
для наполнения гидрогелей и изготовления
резорбируемой керамики
А. А. Тихонов, Е. С. Климашина, П. В. Евдокимов,
Е. В. Кукуева, А. С. Бирюков, В. И. Путляев,
И. М. Щербаков, В. Э. Дубров
Обобщены основные закономерности синтеза карбоксилатзамещенных аналогов октакальциевого фосфата Ca8(HPO4)2(PO4) 4·5H2O (ОКФ) при гидролизе брушита (CaHPO4·2H2O) и трикальциевого фосфата α-Са3(РО4)2 (α-ТКФ) в буферных растворах на основе солей янтарной, адипиновой и лимонной кислоты. Cинтез сукцинатзамещенного (Suc@ОКФ) и адипинатзамещенного (Adi@ОКФ) ОКФ дает порошки состава Ca8(HPO4)2 – xАx(PO4)4·zH2O (А = Suc, Аdi). При термолизе замещенных ОКФ образуется смесь β-Са3(РО4)2 (β-ТКФ) и гидроксиапатита Са10(РО4)6(ОН)2 (ГА). Особенность такого термолиза — отсутствие апатитоподобного продукта разложения чистого ОКФ и более высокие температуры разложения по сравнению с чистым ОКФ. Порошки Suc@ОКФ и Adi@ОКФ были использованы для наполнения гидрогеля на основе полиэтиленгликольдиакрилата (ПЭГДА) при создании деформируемого композитного имплантата методом стереолитографической 3D-печати, а также для изготовления бифазной керамики ТКФ/ГА.
Ключевые слова: октакальциевый фосфат, карбоксилатзамещенные октакальциевые фосфаты, брушит, трикальциевый фосфат, янтарная кислота, адипиновая кислота, лимонная кислота, термолиз, композит, гидрогель, 3D-печать, стереолитография, керамика.
DOI: 10.30791/1028-978X-2020-12-27-41
Тихонов Андрей Александрович — Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова, Факультет наук о материалах (119991, Москва, Ленинские горы, 1, строение 73, ГСП-1, МГУ, факультет наук о материалах), аспирант, специализируется в области аддитивных технологий и гибридных биоматериалов. E-mail: andytikhon94@gmail.com.
Климашина Елена Сергеевна — Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова, Химический факультет (119991, Москва, Ленинские горы, дом 1, строение 3, ГСП-1, МГУ, химический факультет), кандидат химических наук, научный сотрудник, специалист в области химии неорганических материалов. E-mail: klimashina@inorg.chem.msu.ru.
Евдокимов Павел Владимирович — Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова, Химический факультет (119991, Москва, Ленинские горы, 1, строение 3, ГСП-1, МГУ, химический факультет), кандидат химических наук, младший научный сотрудник, специалист в области химии неорганических материалов. E-mail: pavel.evdokimov@gmail.com.
Кукуева Елена Вячеславовна — НИЦ “Курчатовский институт” (123182, Москва, пл. Академика Курчатова, д. 1), кандидат химических наук, инженер-исследователь, специализируется в области керамики, сверхтвердых материалов и электронной микроскопии. E-mail: elena.kukueva@gmail.com.
Бирюков Артем Сергеевич — Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова, Химический факультет (119991, Москва, Ленинские горы, 1, строение 3, ГСП-1, МГУ, химический факультет), студент, специализируется в области синтеза фосфатов кальция. E-mail: artem.biriukov@mail.ru.
Путляев Валерий Иванович — Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова, Химический факультет (119991, Москва, Ленинские горы, 1, строение 3, ГСП-1, МГУ, химический факультет), кандидат химических наук, доцент, специалист в области химии неорганических материалов. E-mail: valery.putlayev@gmail.com.
Щербаков Иван Михайлович — Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова, Факультет фундаментальной медицины (119991, Москва, Ломоносовский пр-т., дом 27, корп. 1), ассистент, специализируется в области медицинских биоматериалов. E-mail: imscherbackov@yandex.ru.
Дубров Вадим Эрикович — Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова, Факультет фундаментальной медицины (119991, Москва, Ломоносовский пр-т., д. 27, корп. 1), доктор медицинских наук, профессор, специалист в области медицинских биоматериалов. E-mail: vduort@gmail.com.
Ссылка на статью:
Тихонов А.А., Климашина Е.С., Евдокимов П.В., Кукуева Е.В., Бирюков А.С., Путляев В.И., Щербаков И.М., Дубров В.Э. Дикарбоксилатзамещенные октакальциевые фосфаты для наполнения гидрогелей и изготовления резорбируемой керамики. Перспективные материалы, 2020, № 12, с. 27 – 41. DOI: 10.30791/1028-978X-2020-12-27-41
Расчет параметров механических свойств сердечной мышцы
С. А. Муслов, А. И. Лотков, С. Д. Арутюнов, Т. М. Албакова
Выполнен обзор исследований механических свойств тканей сердца человека и животных. На основании литературных данных найден вид аппроксимирующей функции для зависимости модуля Юнга желудочков сердца человека от величины деформации. Вычислены средние значения модуля Юнга и другие упругие постоянные, проведено их сравнение с известными экспериментальнами значениями. Рассчитаны коэффициенты потенциала деформации C1 и C2 в двухпараметрической гиперупругой модели Муни – Ривлина миокарда.
Ключевые слова: механические свойства, модуль Юнга, гиперупругая модель Муни – Ривлина, сердце, миокард.
DOI: 10.30791/1028-978X-2020-12-42-52
Муслов Сергей Александрович — ФГБОУ ВО Московский государственный медико-стоматологический университет им. А.И. Евдокимова (МГМСУ, 127473, Москва, ул. Делегатская, 20/1), доктор биологических наук, кандидат физико-математических наук, профессор кафедры нормальной физиологии и медицинской физики. E-mail: muslov@mail.ru.
Лотков Александр Иванович — Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики прочности и материаловедения Сибирского отделения Российской академии наук (ИФПМ СО РАН, 634055,Томск, просп. Академический, 2/4), профессор, доктор физико-математических наук, заведующий лабораторией материаловедения сплавов с памятью формы. E-mail: lotkov@ispms.ru.
Арутюнов Сергей Дарчоевич — ФГБОУ ВО Московский государственный медико-стоматологический университет им. А.И. Евдокимова (МГМСУ, 127473, Москва, ул. Делегатская, 20/1), Заслуженный деятель науки России, Заслуженный врач России, доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой пропедевтики стоматологических заболеваний. E-mail: sd.arutuynov@mail.ru.
Албакова Тамара Магометбашировна — ФГБОУ ВО Московский государственный медико-стоматологический университет им. А.И. Евдокимова (МГМСУ, 127473, Москва, ул. Делегатская, 20/1), ассистент кафедры кардиологии лечебного факультета. E-mail: tamari_06@mail.ru.
Ссылка на статью:
Муслов С.А., Лотков А.И., Арутюнов С.Д., Албакова Т.М. Расчет параметров механических свойств сердечной мышцы. Перспективные материалы, 2020, № 12, с. 42 – 52. DOI: 10.30791/1028-978X-2020-12-42-52
Особенности низкотемпературной деформации
аморфных сплавов системы Al – Ni – Fe – La
Н. Д. Бахтеева, Е. В. Тодорова, Д. В. Просвирнин,
Н. В. Петракова, Т. Р. Чуева, Е. О. Насакина
Методом спинингования получены рентгеноаморфные ленты сплавов на основе алюминия, легированные переходными (Ni, Fe) и редкоземельным (La) металлами в различных соотношениях. Исследованы механические характеристики и поверхность разрушения лент в условиях одноосного растяжения со скоростями от 0,01 до 10 мм/мин. Показано, что с увеличением скорости деформации во всех исследованных сплавах растет предел прочности, при этом сохраняется низкая пластичность. Негомогенная деформация реализуется путем зарождения и распространения полос сдвига. Смешанный характер излома свидетельствует о хрупко-вязком разрушении с высокой долей вязкой составляющей. Подтверждено существенное влияние масштабного фактора на прочностные характеристики лент. При исключении влияния масштабного фактора предел прочности лент возрастает с увеличением содержания железа и снижением количества никеля. На лентах с легкоплавким покрытием оловом экспериментально показано, что локальный разогрев в полосах сдвига достигает температуры плавления олова 231,9 °С.
Ключевые слова: аморфные Al-сплавы, механические свойства, фрактография, легкоплавкое покрытие, легирующие элементы.
DOI: 10.30791/1028-978X-2020-12-53-63
Бахтеева Наталия Дмитриевна — Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук (119334, Москва, Ленинский проспект, 49), доктор технических наук, ведущий научный сотрудник, специалист в области физического металловедения. Е-mail: nbach@imet.ac.ru.
Тодорова Елена Викторовна — Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН (119334, Москва, Ленинский проспект, 49), кандидат технических наук, старший научный сотрудник, специалист в области алюминиевых аморфных материалов. Е-mail: elena.panfilova10@yandex.ru.
Просвирнин Дмитрий Викторович — Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН (119334, Москва, Ленинский проспект, 49), кандидат технических наук, старший научный сотрудник, специалист в области фундаментальных основ создания новых металлических, керамических и композиционных материалов, кинетики и динамики разрушения деформируемых тел, вопросах изучения и прогнозирования механических характеристик материалов. E-mail: imetran@yandex.ru.
Чуева Татьяна Равильевна — Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН (119334, Москва, Ленинский пр., 49), кандидат технических наук, старший научный сотрудник, специалист в области получения аморфных сплавов и термического анализа. E-mail: chueva.tr@gmail.com.
Насакина Елена Олеговна — Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук (119334, Москва, Ленинский проспект, 49), кандидат технических наук, старший научный сотрудник, специалист в области наноматериалов, композитов и биоматериалов. E-mail: nacakina@mail.ru.
Петракова Наталия Валерьевна — Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук (119334, Москва, Ленинский проспект, 49), кандидат технических наук, научный сотрудник, специалист в области создания и изучения керамических и композиционных материалов. E-mail: petrakova.nv@mail.ru.
Ссылка на статью:
Бахтеева Н.Д., Тодорова Е.В., Просвирнин Д.В., Петракова Н.В., Чуева Т.Р., Насакина Е.О. Особенности низкотемпературной деформации аморфных сплавов системы Al – Ni – Fe – La. Перспективные материалы, 2020, № 12, с. 53 – 63. DOI: 10.30791/1028-978X-2020-12-53-63
Получение мезопористых материалов
на основе диоксида титана, модифицированного
частицами магнетита, обладающих высокой
адсорбционной емкостью и фотокаталической активностью
Т. В. Кусова, И. А. Ямановская, Н. С. Копейкина,
А. С. Краев, А. В. Агафонов
Получены кристаллические композиционные структуры на основе диоксида титана, модифицированного частицами магнетита, с улучшенными сорбционными и фотокаталитическими свойствами микроволно-ассистируемым методом синтеза. Данный метод основан на полиольном способе получения гликолятов титана с применением микроволнового нагрева и последующей обработкой в воде под действием микроволнового излучения с частотой 2,45 ГГц, без применения стадии прокаливания при высоких температурах. Установлено, что обработка гликолятов титана в воде под действием микроволнового нагрева приводит к формированию кристаллической структуры диоксида титана (полиморфной модификации — анатаз). Методом сканирующей электронной микроскопии показано, что в процессе синтеза композиционных структур на основе диоксида титана, происходило формирование частиц сферической и стержневидной формы. Полученные материалы охарактеризованы методами электронной микроскопии, рентгенофазового анализа, динамического светорассеяния и низкотемпературной адсорбцией/десорбцией азота. Проведен анализ влияния структурно-морфологических особенностей на адсорбционную емкость и фотокаталическую активностью композитов. Сравнительный анализа фотокаталитической активности полученных композитов в реакции разложения красителя Родамина Б под действием УФ излучения показал, что наиболее эффективное удаление красителя (~ 99 %) происходит в присутствии в качестве катализаторов композиционных структур на основе диоксида титана как сферической, так и стержневидной формы, содержащих 1 масс. % магнетита.
Ключевые слова: диоксид титана, микроволновый синтез, мезопористость, магнетит, фотокаталитическая активность.
DOI: 10.30791/1028-978X-2020-12-64-72
Кусова Татьяна Викторовна — Ивановский государственный химикотехнологический университет (153000, Иваново, пр. Шереметевский, 7), кандидат химических наук, доцент, специалист в области получения наноматериалов золь-гель методом. E-mail: t.v.kusova@mail.ru.
Краев Антон Сергеевич — Институт химии растворов им. Г.А. Крестова ИХР РАН (153045, Иваново, ул. Академическая, 1), кандидат химических наук, научный сотрудник, специалист в области изучения реологических и диэлектрических свойств композиционных наноматериалов. E-mail: ask@isc-ras.ru.
Копейкина Наталья Сергеевна — Ивановский государственный химикотехнологический университет (153000, г. Иваново, пр. Шереметевский, 7), магистрант, специализируется в области получения наноматериалов золь-гель методом.
Ямановская Инна Алимовна — Институт химии растворов им. Г.А. Крестова ИХР РАН (153045, Иваново, ул. Академическая, 1), кандидат химических наук, младший научный сотрудник, область интересов: золь-гель синтез материалов на основе оксида алюминия и диоксида титана. E-mail: YamanovskayaIA@mail.ru.
Агафонов Александр Викторович — Институт химии растворов им. Г.А. Крестова ИХР РАН (153045, Иваново, ул. Академическая, 1), доктор химических наук, заведующий лабораторией, специалист в области разработки и развития растворных методов получения наноструктур и их адаптация применительно к современным технологиям. E-mail: ava@isc-ras.ru.
Ссылка на статью:
Кусова Т.В., Ямановская И.А., Копейкина Н.С., Краев А.С., Агафонов А.В. Получение мезопористых материалов на основе диоксида титана, модифицированного частицами магнетита, обладающих высокой адсорбционной емкостью и фотокаталической активностью. Перспективные материалы, 2020, № 12, с. 64 – 72. DOI: 10.30791/1028-978X-2020-12-64-72
Влияние параметров вибрации на процесс
разрушения абразива при трении скольжении
Ю. С. Дубинов, О. Ю. Елагина, О. Б. Дубинова,
А. Г. Буклаков, И. С. Куликова
Представлены результаты исследований изменения параметров вибраций, возникающих при скольжении высокотвердого композиционного материала по монолитному абразиву, в зависимости от условий нагружения и материального исполнения контактирующих элементов. Измерены параметры вибрации в зависимости от прикладываемой осевой нагрузки, скорости относительного перемещения и материала оправки, удерживающей твердосплавный элемент. Проведена оценка усилия, создаваемого вибрацией в зоне трения, и его влияние на характеристики разрушения абразива. Показано влияние параметров вибрации на распределение энергии между тепловой и механической составляющими при трении.
Ключевые слова: вибрация, трение скольжение, виброскорость, виброускорение, демпфирующие материалы, абразив.
DOI: 10.30791/1028-978X-2020-12-73-80
Дубинов Юрий Сергеевич — РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина (119991, Москва, Ленинский проспект, 65), кандидат технических наук, доцент, старший научный сотрудник, специалист в области рационального подбора материалов для нефтегазового оборудования. E-mail: dubinov.y@gubkin.ru; dubinovys@gmail.com.
Елагина Оксана Юрьевна — РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина (119991, Москва, Ленинский проспект, 65), доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой, специалист в области сварочных технологий и оборудования, технологий создания износостойких покрытий, материаловедения и трибологии.
Дубинова Ольга Богдановна — РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина (119991, Москва, Ленинский проспект, 65), аспирант, инженер, специалист в области рационального подбора материалов для нефтегазового оборудования.
Буклаков Андрей Геннадьевич — РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина (119991, Москва, Ленинский проспект, 65), кандидат технических наук, доцент, старший научный сотрудник, специалист в области защитных покрытий и их механо-термического формирования.
Куликова Ирина Сергеевна — РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина (119991, Москва, Ленинский проспект, 65), кандидат технических наук, ассистент, специалист в области проектирования и эксплуатации нефтегазового оборудования.
Ссылка на статью:
Дубинов Ю.С., Елагина О.Ю., Дубинова О.Б., Буклаков А.Г., Куликова И.С. Влияние параметров вибрации на процесс разрушения абразива при трении скольжении. Перспективные материалы, 2020, № 12, с. 73 – 80. DOI: 10.30791/1028-978X-2020-12-73-80
