2024-03-28T22:13:12Z
http://izvestiya.asu.ru/oai
oai:journal.asu.ru:article/3901
2018-05-07T02:05:33Z
iz:%D0%A4%D0%98%D0%97
driver
Grain Boundary Simulation: the Role of the Interatomic Potential
Моделирование границ зерен: роль потенциала межатомного взаимодействия
Векман, А.В.
Демьянов, Б.Ф.
Драгунов, А.С.
computer modelling
potential interaction
grain boundary
molecular statics
molecular dynamics
компьютерное моделирование
потенциал взаимодействия
граница зерен
молекулярная статика
молекулярная динамика
The review compares simulation results of differentlevels of atomic structure complexity with the useof the Morse pair potential and the Cleri-Rosato manybodypotential. The parameters of the potential functionscorrespond to those of aluminum. We have calculatedthe perfect crystal energy, the structure and energyof vacancy forming, and the structure and energyof special grain boundary GB S5(013). Also, we havesimulated the process of grain boundary self-diffusion.The comparative analysis has shown that pair potentialsand many-body potentials have results of similar qualityin the molecular dynamic experiment. The perfectcrystal energies calculated with the considerationof three coordination spheres coincide. Atomic positionsin the vacancy area differ by the value not exceeding0.1 Å. A grain boundary structure does not dependon the potential choice as the difference between atomicpositions does not exceed 0.1 Å which is 2.5% of the latticeparameter. The simulation of the self-diffusion processalong GB has been performed in the temperature rangefrom 600 K up to the melting point. Each Arrhenius plot hastwo linear parts. A change in the tilt of the Arrhenius plotsis the proof of the change in the self-diffusion mechanism.We have obtained relatively similar temperature valuesat which diffusion mechanisms change with the useof different interaction potentials. The activation energiesof self-diffusion have relatively similar values.DOI 10.14258/izvasu(2018)1-01
В обзоре проведено сравнение результатов моделирования атомных структур различного уровня сложности с использованием парного потенциала Морзе и многочастичного потенциала Клери — Розато. Параметры потенциальных функций соответствовали алюминию. Выполнен расчет энергии идеального кристалла, структуры и энергии образования вакансии и специальной границы зерен (ГЗ) ∑5 (013), а также проведено моделирование процесса зернограничной самодиффузии. Сравнительный анализ показал, что парные потенциалы в молекулярно-динамическом эксперименте дают качественно такие же результаты, как и многочастичные потенциалы. Энергии идеального кристалла, рассчитанные с учетом трех координационных сфер, совпадают. Позиции атомов в области вакансии различаются на величину, не превышающую 0,1 Å. Структура границы зерен не зависит от выбора потенциала: позиции атомов различаются не более чем на 0,1 Å, что составляет 2,5% от параметра решетки. Атомная структура хорошо совпадает с экспериментальными изображениями ГЗ. Моделирование процесса самодиффузии по ГЗ проведено в интервале температур от 600 К до температуры плавления. Аррениусовы зависимости имеют по два линейных участка, изменение наклона которых свидетельствует о смене механизма самодиффузии. Получены близкие значения температуры, при которой происходит смена механизмов диффузии при использовании разных потенциалов взаимодействия. Энергии активации самодиффузии имеют близкие значения.DOI 10.14258/izvasu(2018)1-01
Izvestiya of Altai State University
2018-03-06
info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
application/pdf
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282018%291-01
10.14258/izvasu(2018)1-01
Izvestiya of Altai State University; No 1(99) (2018): Izvestiya of Altai State University Journal; 11-18
Известия Алтайского государственного университета; № 1(99) (2018): Известия Алтайского государственного университета; 11-18
1561-9451
1561-9443
rus
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282018%291-01/3079
Copyright (c) 2018 А.В. Векман, Б.Ф. Демьянов, А.С. Драгунов
https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
oai:journal.asu.ru:article/3903
2018-05-07T02:05:33Z
iz:%D0%A4%D0%98%D0%97
driver
Application of Principal Component Analysis to Investigation of Acoustic Emission Signals in Aluminum Alloys
Применение метода главных компонент к исследованию сигналов акустической эмиссии в алюминиевых сплавах
Дмитриев, А.А.
Поляков, В.В.
Рудер, Д.Д.
aluminum alloys
acoustic emission
discrete wavelet transform
principal component analysis
алюминиевые сплавы
сварные соединения
акустическая эмиссия
дискретное вейвлет-разложение
метод главных компонент
In this paper, an acoustic emission study of aluminum alloys subjected to static tension testing is conducted. Some of the test samples have welded joints in the test area. Influence of defects concentrated in a welded joint on acoustic emission signals is studied. The values of deformation stress and degree are used to construct the strain hardening curves and the acoustic emission count rate. Two areas of each strain hardening curve are analyzed. The first area corresponds to the stage of plastic yielding caused by uniform plastic deformation, while the second area corresponds to stages of discontinuous plastic deformation and fracture. The forms of acoustic emission count rates for solid and welded samples are significantly different due to highly defective structures in the welded joints.Discrete wavelet transform coefficients are used as informative features of an acoustic emission signal. These coefficients are calculated for separate small intervals dividing the strain hardening curve. Principal component analysis (PCA) is utilized to process wavelet decomposition coefficients. The processing results are presented in the form of projections on first principal components planes. The calculations performed for the second area of each loading curve demonstrate that the acoustic emission signals of homogeneous samples and samples containing a welded joint are split into two linearly separated clusters. This indicates that proposed method provides an effective separation of signals produced in materials with different structures.Obtained results can be used for acoustic-emission testing of deformation behavior and structure of products made with aluminum alloys.DOI 10.14258/izvasu(2018)1-02
Проведено акустико-эмиссионное исследование алюминиевых сплавов, подвергнутых испытаниям на статическое растяжение. Часть исследованных образцов содержала в рабочей части сварное соединение, что давало возможность выявить влияние на акустическую эмиссию дефектов, сосредоточенных в зоне сварного шва. При испытаниях определялись напряжения и степени деформации, по которым строились кривые деформационного упрочнения, а также скорости счета акустической эмиссии. Для анализа деформационных процессов весь интервал деформаций разделялся на две области, первая из которых содержала стадии упрочнения, соответствовавшие равномерной пластической деформации, а вторая — стадии с неустойчивостью пластического течения и предразрушением. Виды зависимостей скорости счета акустической эмиссии от степени деформации для однородных образцов и образцов со сварными соединениями существенно различались, что отражало влияние высокой дефектности зоны соединения.При проведении обработки экспериментальных данных с помощью метода главных компонент в качестве информативных параметров применялись коэффициенты дискретного вейвлет-разложения акустико-эмиссионного сигнала. Эти коэффициенты рассчитывались для отдельных малых интервалов, на которые разбивалась кривая деформационного упрочнения. Результаты обработки представлялись в виде проекций на плоскости первых главных компонент. Расчеты, проведенные для второй области кривой нагружения, показали, что акустико-эмиссионные сигналы однородных образцов и образцов, содержащих сварное соединение, сформировали два линейно разделявшихся кластера. Это свидетельствовало об эффективном разделении с помощью использованного метода сигналов, формировавшихся в материалах с различной структурой.Полученные результаты могут быть использованы при акустико-эмиссионной диагностике деформационного поведения и структуры изделий, изготовленных из алюминиевых сплавов.DOI 10.14258/izvasu(2018)1-02
Izvestiya of Altai State University
2018-03-06
info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
application/pdf
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282018%291-02
10.14258/izvasu(2018)1-02
Izvestiya of Altai State University; No 1(99) (2018): Izvestiya of Altai State University Journal; 19-23
Известия Алтайского государственного университета; № 1(99) (2018): Известия Алтайского государственного университета; 19-23
1561-9451
1561-9443
rus
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282018%291-02/3082
Copyright (c) 2018 А.А. Дмитриев, В.В. Поляков, Д.Д. Рудер
https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
oai:journal.asu.ru:article/4000
2018-05-07T02:05:33Z
iz:%D0%A4%D0%98%D0%97
driver
Dynamics of Surface Soil Cover Temperature Fluctuations in the Arctic Region
Динамика температурных колебаний поверхностного почвенного покрова в Арктическом регионе
Калачев, А.В.
Печкин, А.С.
Красненко, А.С.
temperature registration
temperature regime of tundra soils
dynamics of temperature measurements
geoecological monitoring
active temperature layer
studies of permafrost
temporary freezing dynamics
регистрация температуры
температурный режим тундровых почв
динамика температурных измерений
геоэкологический мониторинг
активный температурный слой
исследования многолетнемерзлых пород
временная динамика промерзания
Permafrost studies play important role in development and improvement of the geoecological predictive model of climate change and prediction of ecological situation development in the Arctic region. Data on the dynamics of surface soil cover temperature fluctuations are extremely crucial. Therefore, thermometers with automatic memory are necessary. This paper presents the results of daily measurements of soil cover temperature at different depths with a half-hour time interval of recording during the winter and spring periods. Also, characteristics of the studied soil cover, typical to tundra areas in the region of Nadym, are presented.A special multichannel thermometer with 21 temperature sensors is used to measure the temperature and produce the temperature data. Sensors on a probe are separated by the 5 cm distance which allows measuring the temperature of soil up to 1 m in depth. Temperature dynamics of freezing of snow and soil covers is studied. Acquired data is utilized to estimate the influence of physical properties of soil cover and ambient temperature on the prevailing geocryological situation. Freezing boundary formation is demonstrated, and specific “active temperature layer” as the layer of soil subjected to sharp daily temperature fluctuations is revealed.DOI 10.14258/izvasu(2018)1-03
Для развития и уточнения геоэкологической прогнозной модели изменения климата, а также прогнозирования развития экологической ситуации в арктическом регионе важную роль играют исследования многолетнемерзлых пород. Особенно актуальны данные о динамике температурных колебаний поверхностного почвенного покрова, для регистрации которых необходимы автоматические запоминающие термометры. В статье приведены результаты суточных измерений температуры почвенного покрова на разных глубинах с получасовым временным интервалом регистрации температур в зимний и весенний периоды. Представлены характеристики исследуемого почвенного покрова, являющегося характерным для тундровых образований в районе Надыма.Температурные данные снимались при помощи специализированного многоканального запоминающего термометра с 21 датчиком температуры. Датчики расположены на щупе на расстоянии пяти сантиметров один от другого, что позволяет производить замеры температурного профиля вплоть до глубины один метр. Исследована временная динамика промерзания снежного и почвенного покровов. На основе измеренных данных оценено влияние свойств физических характеристик почвенного покрова и температуры окружающей среды на сложившуюся геокриологическую ситуацию. Показано формирование границы промерзания и выявлен характерный «активный температурный слой» — слой почвы, подверженный резким суточным изменениям температуры.DOI 10.14258/izvasu(2018)1-03
Izvestiya of Altai State University
2018-03-06
info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
application/pdf
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282018%291-03
10.14258/izvasu(2018)1-03
Izvestiya of Altai State University; No 1(99) (2018): Izvestiya of Altai State University Journal; 24-28
Известия Алтайского государственного университета; № 1(99) (2018): Известия Алтайского государственного университета; 24-28
1561-9451
1561-9443
rus
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282018%291-03/3092
Copyright (c) 2018 А.В. Калачев, А.С. Печкин, А.С. Красненко
https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
oai:journal.asu.ru:article/4001
2018-05-07T02:05:33Z
iz:%D0%A4%D0%98%D0%97
driver
Formation of a Diffusion Zone at the Interface of Nickel/Aluminum Bimetal
Формирование диффузионной зоны на границе раздела биметалла никель/алюминий
Макаров, С.В.
Олимов, М.Г.
Плотников, В.А.
Хлебутина, С.В.
Яковлева, О.С.
nickel
aluminum
diffusion zone
mutual diffusion
anomalous diffusion
intermetallic phase
protective and strengthening of the coating
никель
алюминий
диффузионная зона
взаимная диффузия
аномальная диффузия
интерметаллическая фаза
защитные и упрочняющие покрытия
In this paper, a study of a diffusion zone at the nickel/aluminum interface is carried out. Bimetallic samples constructed from pressed plates of Nickel and Aluminum have been annealed in a vacuum furnace at a temperature above the melting temperature of aluminum. Formation patterns of diffusion zones are investigated using the samples with different intervals of annealing time. Sintered samples have been cut across the boundaries of the section; the cut surface has been polished.Analysis of experimental results shows that the increase of diffusion process thermal activation time leads to the increase diffusion zone width. For this zone, the measured microhardness is a function with its maximum that indicates the nature of the phase components distribution at the Nickel/Aluminum interface. According to the Ni-Al phase diagram, the widest homogeneity range and, consequently, greater probability of formation of intermetallic compounds, have NiAl and Ni3Al phases. The diffusion zone itself is a macroscopic object at the interface of Nickel/Aluminum bimetal, thereby, showing the macroscopic diffusion of diffusants.Measured diffusion parameters of the diffusion zone at the interface of bimetallic sample demonstrate the increase of diffusion coefficient with the increase of exposure time at 700 0C. Apparently, this behavior is due to the formation of branched intergranular and interphase boundaries during the synthesis of intermetallic compounds in the diffusion zone. The combination of intermetallic phases and solid solutions determines the strength properties of the diffusion zone, and, consequently, the adhesion strength of the bimetallic compound.DOI 10.14258/izvasu(2018)1-04
Проведены исследования формирования диффузионной зоны на границе раздела никель/алюминий. Биметаллические образцы, представляющие собой спрессованные пластины никеля и алюминия, отжигались в вакуумной печи при температуре выше температуры плавления алюминия. Закономерности формирования диффузионной зоны исследовали на образцах с разными временными интервалами отжига. Спеченные образцы разрезали поперек границы раздела, поверхность среза шлифовали и полировали.Анализ экспериментальных результатов свидетельствует, что увеличение времени термической активации диффузионных процессов приводит к возрастанию ширины диффузионной зоны, для которой измеренная микротвердость представляет собой функцию с максимумом, что свидетельствует о характере распределения фазовых составляющих на границе раздела никель/алюминий. Наиболее широкую область гомогенности, как следует из диаграммы состояния Ni-Al, а, следовательно, и большую вероятность образования интерметаллических соединений имеют фазы NiAl и Ni3Al. Диффузионная зона представляет собой макроскопический объект на границе раздела биметалла никель/алюминий, тем самым свидетельствует о макроскопическом диффузионном пути диффузантов.Измеренные диффузионные параметры диффузионной зоны на границе раздела биметаллического образца свидетельствуют о том, что по мере увеличения времени выдержки при 700 0С растет коэффициент диффузии. Увеличение коэффициента диффузии, очевидно, связано с формированием разветвленных межкристаллитных и межфазных границ в ходе синтеза в диффузионной зоне интерметаллических соединений. Совокупность интерметаллических фаз и твердых растворов определяет прочностные свойства диффузионной зоны, следовательно, и адгезионную прочность биметаллического агрегата.DOI 10.14258/izvasu(2018)1-04
Izvestiya of Altai State University
2018-03-06
info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
application/pdf
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282018%291-04
10.14258/izvasu(2018)1-04
Izvestiya of Altai State University; No 1(99) (2018): Izvestiya of Altai State University Journal; 29-33
Известия Алтайского государственного университета; № 1(99) (2018): Известия Алтайского государственного университета; 29-33
1561-9451
1561-9443
rus
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282018%291-04/3093
Copyright (c) 2018 С.В. Макаров, М.Г. Олимов, В.А. Плотников, С.В. Хлебутина, О.С. Яковлева
https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
oai:journal.asu.ru:article/4002
2018-05-07T02:05:33Z
iz:%D0%A4%D0%98%D0%97
driver
Multivariate Data Analysis of Polygraph Charts for Assessment of Biophysical Characteristics
Применение методов многомерного анализа данных при обработке полиграмм для изучения биофизических характеристик
Минакова, Н.Н.
Божич, Е.В.
biophysical characteristics
polygraph charts
conductivity
signals
photoplethysmogram
multivariate data analysis
principal component analysis
биофизические характеристики
полиграммы
электропроводность
сигналы
фотоплетизмограмма
многомерный анализ данных
метод главных компонент
In this paper, we propose tools for studying biophysical characteristics of a person by processing polygraph charts. We present the results produced by two methods of multivariate data analysis: the principal component analysis (PCA) and projection on latent structures (PLS). Data of biophysical state of a person during the polygraph testing - galvanic skin response (GSP), photoplethysmogram, blood pressure, and other biophysical characteristics – are processed and analyzed.It is shown that load diagrams are the preferable method to identify the relationship between the biophysical characteristics of a person. The principal component analysis provides an opportunity to assess minor changes in biophysical characteristics of a person and to take into account situational significant identifiers. They can attest to the fact that a possibly significant physical-chemical process runs in a human body.It is demonstrated that the projection on latent structures should be used to develop regression models that can constantly be used in polygraph testing.It is concluded that proposed methods of multivariate data analysis can help in an investigation of biophysical characteristics of a person using polygraph data. Also, the proposed methods are able to detect possible malfunctions in the responsible physical-chemical processes. The obtained results enable solving practical problems of information security matters, for example, the identification of an insider.DOI 10.14258/izvasu(2018)1-05
Предложен инструментарий, дающий возможность изучать биофизические характеристики человека по результатам обработки полиграмм. Представлены результаты применения двух методов многомерного анализа данных: метода главных компонент и метода проекции на латентные структуры. Данные о биофизическом состоянии человека снимались датчиками в процессе полиграфного тестирования. Анализировались кожногальваническая реакция, фотоплетизмограмма, артериальное давление и другие биофизические характеристики.Показано, что для выявления взаимосвязи между биофизическими характеристиками человека целесообразно применять график нагрузок. Применение метода главных компонент дает возможность оценить незначительные изменения биофизических характеристик человека, учесть ситуационно значимые символы, способные свидетельствовать о том, что в организме идет физико-химический процесс, который может быть значимым.Метод проекции на латентные структуры целесообразно использовать для разработки регрессионной модели, которую можно постоянно применять при полиграфических обследованиях. Сделан вывод о том, что с помощью выбранных методов многомерного анализа данных можно исследовать биофизические характеристики человека по данным полиграфа, выявлять возможные сбои в процессах, их формирующих. Полученные результаты позволяют решать практические задачи, например, выявлять инсайдера при решении вопросов защиты информации.DOI 10.14258/izvasu(2018)1-05
Izvestiya of Altai State University
2018-03-06
info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
application/pdf
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282018%291-05
10.14258/izvasu(2018)1-05
Izvestiya of Altai State University; No 1(99) (2018): Izvestiya of Altai State University Journal; 34-38
Известия Алтайского государственного университета; № 1(99) (2018): Известия Алтайского государственного университета; 34-38
1561-9451
1561-9443
rus
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282018%291-05/3094
Copyright (c) 2018 Н.Н. Минакова, Е.В. Божич
https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
oai:journal.asu.ru:article/4004
2018-05-07T02:05:33Z
iz:%D0%A4%D0%98%D0%97
driver
Necessary Duration of Molecular Dynamics Simulation for Calculation of Self-Diffusion Coefficient during Migration of Different Point Defects in Nickel
Продолжительность молекулярно-динамического моделирования, необходимая для вычисления коэффициента самодиффузии при миграции различных точечных дефектов в никеле
Полетаев, Г.М.
Коваленко, В.В.
Гурова, Н.М.
Ильина, М.А.
molecular dynamics
diffusion
diffusion coefficient
point defect
vacancy
bivacancy
interstitial atom
молекулярная динамика
диффузия
коэффициент диффузии
точечный дефект
вакансия
бивакансия
межузельный атом
The evaluation of the necessary duration of molecular dynamics experiment for the calculation of the selfdiffusion coefficient during migration of different point defects in Ni (vacancy, bivacancy, self-interstitial atom, hydrogen atom) is conducted in this paper. The mentioned defects have different mobility that results in different intensities of atoms displacements caused by migration of the defect. The accuracy of diffusion coefficient calculation is related to the accuracy of estimation of rootmean-square changes of atoms coordinates. Consequently, the accuracy increases with the increase of moleculardynamic experiment duration t, the temperature T, and the mobility of the defect initiating the diffusion. To describe the interatomic interactions, the multi-particle Cleri-Rosato potential is used in the study. It is shown that the simulation duration of 100 ps is enough to calculate the diffusion coefficient when the temperature is higher than 0.6 of melting point. When calculating the diffusion coefficient of impurity in a metal crystal (for example, the hydrogen impurity), it is possible to decrease the root mean square error of displacement evaluation of impurity atoms by increasing the number of impurity atoms.DOI 10.14258/izvasu(2018)1-06
В работе проведена оценка продолжительности молекулярно-динамического эксперимента, необходимой для расчета коэффициента самодиффузии при миграции различных точечных дефектов: вакансии, бивакансии, собственного межузельного атома, атома водорода. Перечисленные дефекты обладают различной подвижностью, в результате чего смещения атомов, возникающие вследствие миграции дефекта, имеют разную интенсивность. Погрешность определения коэффициента диффузии связана с точностью определения среднеквадратических изменений координат атомов, которая в свою очередь повышается с ростом продолжительности молекулярно-динамического эксперимента t, температуры Т и подвижности дефекта, инициирующего диффузию. Для описания межатомных взаимодействий в работе использовался многочастичный потенциал Клери — Розато. Показано, что для расчета коэффициента диффузии при миграции вакансии, бивакансии и межузельного атома при температурах выше 0,6 от температуры плавления достаточно моделирования в течение 100 пс. При расчете коэффициента диффузии примеси в кристалле металла, например водорода, одного примесного атома, как показано в настоящей работе, недостаточно. В данном случае снизить погрешность определения среднеквадратических смещений примесных атомов можно путем введения большого числа атомов примеси.DOI 10.14258/izvasu(2018)1-06
Izvestiya of Altai State University
2018-03-06
info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
application/pdf
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282018%291-06
10.14258/izvasu(2018)1-06
Izvestiya of Altai State University; No 1(99) (2018): Izvestiya of Altai State University Journal; 39-43
Известия Алтайского государственного университета; № 1(99) (2018): Известия Алтайского государственного университета; 39-43
1561-9451
1561-9443
rus
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282018%291-06/3095
Copyright (c) 2018 Г.М. Полетаев, В.В. Коваленко, Н.М. Гурова, М.А. Ильина
https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
oai:journal.asu.ru:article/4005
2018-05-07T02:05:33Z
iz:%D0%A4%D0%98%D0%97
driver
Secondary Regimes of Magnetohydrodynamic Flow in a Bent Channel
Вторичные режимы магнитогидродинамического течения в изогнутой трубе
Проскурин, А.В.
Сагалаков, А.М.
magnetohydrodynamics
bend pipe
spectral/hp element method
магнитная гидродинамика
изогнутая труба
спектрально-элементный метод
The study of electrically conductive fluid flow in a magnetic field becomes relevant when plans for construction of research and industrial thermonuclear reactors are implemented. Such facilities contain a large number of complex shape pipes, in which liquid metals move in the presence of magnetic fields. Real life experiments are costly, so a large role in research and design is given to numerical modeling. The authors consider the flow of a viscous electrically conductive liquid within a 90 degree bent pipe. The liquid flows through the pipe under the action of a pressure gradient, the magnetic field is directed parallel to the inlet branch of the channel. The MHD solver based on the Nektar++ spectral/hp library is used for flow simulation. The spectral/hp method includes high accuracy of spectral methods and spatial flexibility of finite-element methods. At the present time, spectral-element methods are actively developed. In the paper, secondary stationary modes of magnetohydrodynamic flow are revealed to be different from the case without the magnetic field: a vortex or counterflow of liquid is formed in the inlet branch of a channel, while the flow separation in the outlet branch is suppressed by the magnetic field.DOI 10.14258/izvasu(2018)1-07
Исследование течений электропроводящей жидкости в магнитном поле становится актуальным по мере реализации планов строительства исследовательских и промышленных термоядерных реакторов. Такие установки содержат большое количество узлов сложной формы, в которых жидкие металлы движутся в присутствии магнитных полей. Эксперименты в этой области очень затратны, поэтому большая роль в исследовательских и проектных работах отводится численному моделированию. Авторами рассмотрено течение вязкой электропроводящей жидкости в трубе, изогнутой под углом в девяносто градусов. Жидкость протекает по трубе под действием градиента давления, магнитное поле направлено параллельно входному патрубку. Для моделирования течения использовался МГД-решатель, построенный на спектрально-элементной библиотеке Nektar++. Спектрально-элементный метод сочетает высокую точность спектральных и пространственную гибкость конечно-элементных методов. В настоящее время спектрально-элементные методы активно разрабатываются. Авторы обнаружили вторичные стационарные режимы магнитогидродинамического течения, которые отличаются от случая без магнитного поля: во входном патрубке образуется вихрь или противоток жидкости, тогда как отрыв потока в выходном патрубке подавляется магнитным полем.DOI 10.14258/izvasu(2018)1-07
Izvestiya of Altai State University
2018-03-06
info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
application/pdf
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282018%291-07
10.14258/izvasu(2018)1-07
Izvestiya of Altai State University; No 1(99) (2018): Izvestiya of Altai State University Journal; 44-47
Известия Алтайского государственного университета; № 1(99) (2018): Известия Алтайского государственного университета; 44-47
1561-9451
1561-9443
rus
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282018%291-07/3096
Copyright (c) 2018 А.В. Проскурин, А.М. Сагалаков
https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
oai:journal.asu.ru:article/4006
2018-05-07T02:05:33Z
iz:%D0%A4%D0%98%D0%97
driver
Spectral Water Transparency of Novosibirsk Reservoir in Summer 2017
Спектральная прозрачность Новосибирского водохранилища в летний период 2017 г.
Суторихин, И.А.
Литвиненко, С.А.
spectral attenuation coefficient of water
hydrooptical measurements
transparency of water in the visible range
water suspension
spectrophotometer
спектральный показатель ослабления света водой
гидрооптические измерения
прозрачность воды в видимом диапазоне
водная взвесь
спектрофотометр
The results of measurement of the spectral attenuation coefficient of water at different depths and at wavelength 400–800 nm carried out at the Novosibirsk reservoir during August 14–18, 2017 are presented. The route of water sampling along the reservoir measured 200 km in length and consisted of ten sections from the town of Kamen-na-Obi to the dam area of hydropower station and the Berdsk Gulf. The hydrooptical measurements involved the evaluation of the depth of Secchi disk visibility. It is found that the largest spectral attenuation coefficient of water at wavelength 400–800 nm for the surface layer in the upper part of the reservoir reached 30 m-1. This is due to the high average flow rate reaching 1–15 m/s, shallow depth, turbulent mixing of water masses that leads to the increase of the concentration of suspensions and dissolved substances in water. In the middle part of the reservoir, where the average flow rate in the surface layer is reduced to 0.3–0.5 m/s, the highest spectral attenuation of water is observed at 8 m-1. At the bottom and dam parts of the reservoir, where the average flow rate is 0.11-0.20 m/s, the spectral attenuation of water does not exceed 6 m-1. The two sites of the Berdsk Gulf show the maximum spectral attenuation at 5.5–8 m-1. In general, the results of field investigations quantify the variations in the spectral attenuation of summer water at different depths for 10 sites of the three main parts of the Novosibirsk reservoir and the Berdsk Gulf. The obtained data provide a basis for the modeling of hydrophysical processes and the integrated assessment of the ecological state of the water body under study.DOI 10.14258/izvasu(2018)1-08
Приведены результаты измерений спектрального показателя ослабления воды на разных глубинах в акватории Новосибирского водохранилища в диапазоне длин волн 400–800 нм в период 14–18 августа 2017 г. Маршрутная схема отбора проб воды по протяженности водохранилища составляла 200 км и включала десять створов, начинающихся от Камня-на-Оби и заканчивающихся приплотинной зоной ГЭС и Бердским заливом. Гидрооптические измерения включали также определения глубины видимости белого диска. Установлено, что наибольшее значение спектрального показателя ослабления воды в диапазоне 400–800 нм для поверхностного слоя в верхней части водохранилища достигает значения – 30 м-1 . Это обусловлено высокими средними скоростями течений, достигающих значений 1–1,5 м/с, незначительной глубиной, турбулентным перемешиванием водных масс, что приводит к повышению концентрации в воде взвесей и растворенных веществ. В средней части водохранилища, где средняя скорость течения в поверхностном слое снижается до 0,3–0,5 м/с, наибольшее значение спектрального показателя ослабления воды зафиксировано на уровне – 8 м-1. В нижней и приплотинной частях водохранилища, где средняя скорость течения составляет 0,11–0,20 м/с, спектральный показатель ослабления воды не превышает значения – 6 м-1. Для двух створов Бердского залива максимальные значения спектрального показателя ослабления зафиксированы на уровне – 5,5–8 м-1. В целом, по результатам экспедиционных работ количественно определен диапазон изменений спектрального показателя ослабления воды в летний период на разных глубинах для 10 створов по трем основным частям Новосибирского водохранилища и Бердского залива. Полученные данные являются основанием для моделирования гидрофизических процессов и интегральной оценки экологического состояния исследуемого водного объекта.DOI 10.14258/izvasu(2018)1-08
Izvestiya of Altai State University
2018-03-06
info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
application/pdf
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282018%291-08
10.14258/izvasu(2018)1-08
Izvestiya of Altai State University; No 1(99) (2018): Izvestiya of Altai State University Journal; 48-52
Известия Алтайского государственного университета; № 1(99) (2018): Известия Алтайского государственного университета; 48-52
1561-9451
1561-9443
rus
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282018%291-08/3097
Copyright (c) 2018 И.А. Суторихин, С.А. Литвиненко
https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
oai:journal.asu.ru:article/4007
2018-05-07T02:05:33Z
iz:%D0%A4%D0%98%D0%97
driver
The Generalized Dependence of Soil Cover Emissivity on Temperature and Soil Moisture in the Upper Ob River Basin
Обобщенная зависимость коэффициента излучения почвенного покрова от температуры и объемной влажности почвы в бассейне Верхней Оби
Уланов, П.Н.
Романов, А.Н.
Трошкин, Д.Н.
Хвостов, И.В.
refractive index and absorption index
complex dielectric constant
emissivity
показатели преломления и поглощения
комплексная диэлектрическая проницаемость
коэффициент излучения
The results of measurements of the dielectric and radio emission characteristics of soils sampled in the floodplains of the Ob, Alei, Anuy, Katun, and Charysh rivers in the Altai Territory are presented. Soil samples were obtained on test areas flooded during spring floods, as well as on test sites distanced from rivers and not falling into the zones of possible flooding. Laboratory measurements of dielectric and radio-emitting characteristics of soils were conducted with a bridge type installation using a phase difference meter FK2-18 at the frequency of 1.413 GHz. For samples collected in river floodplains, generalized dependencies of refractions and absorptions on volumetric moisture and temperature are developed. The measured dependencies of the dielectric characteristics on the temperature in the range from 262 to 290 K and on the volumetric moisture in the range from 0 to 0.55 cm3 / cm3 are used to calculate soil cover emissivity. Based on the established regularities, a generalized dependence of the soil moisture on the emissivity of soil cover is calculated. The obtained result is an important step in solving the problems of restoring the spatial-temporal distribution of soil moisture from the data of the L-band satellite microwave remote sensing.DOI 10.14258/izvasu(2018)1-09
Приведены результаты измерений диэлектрических и радиоизлучательных характеристик почв, отобранных в Алтайском крае в поймах рек Обь, Алей, Ануй, Катунь, Чарыш. Почвенные образцы отбирались на тестовых участках, затапливаемых во время весенних паводков, а также на тестовых участках, удаленных от рек и не попадающих в зону возможного затопления. Лабораторные измерения диэлектрических и радиоизлучательных характеристик почв производились на установке мостового типа с использованием измерителя разности фаз ФК2-18 на частоте 1.413 ГГц. Для образцов, отобранных в поймах рек, установлены обобщенные зависимости показателей преломления и поглощения почвы от ее объемной влажности и температуры. Измеренные зависимости диэлектрических характеристик от температуры в интервале от 262 до 290 К и от объемной влажности в диапазоне от 0 до 0.55 см3/см3 использованы для расчета коэффициентов излучения почвенного покрова. На основе установленных закономерностей рассчитана обобщенная зависимость объемной влажности почвы от коэффициента излучения почвенного покрова. Полученный результат является важным этапом решения задачи по восстановлению пространственно-временного распределения почвенной влаги по данным спутникового микроволнового зондирования в L-диапазоне.DOI 10.14258/izvasu(2018)1-09
Izvestiya of Altai State University
2018-03-06
info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
application/pdf
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282018%291-09
10.14258/izvasu(2018)1-09
Izvestiya of Altai State University; No 1(99) (2018): Izvestiya of Altai State University Journal; 53-57
Известия Алтайского государственного университета; № 1(99) (2018): Известия Алтайского государственного университета; 53-57
1561-9451
1561-9443
rus
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282018%291-09/3098
Copyright (c) 2018 П.Н. Уланов, А.Н. Романов, Д.Н. Трошкин, И.В. Хвостов
https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
oai:journal.asu.ru:article/4008
2023-05-10T08:07:21Z
iz:%D0%A4%D0%98%D0%97
driver
Experimental Study of Deformed States of Carbon Plastics Surface Layers in Axial Tension by Digital Images Correlation Method
Экспериментальное исследование напряженно-деформированного состояния поверхностных слоев углепластика при осевом растяжении методом корреляции цифровых изображений
Устинов, А.М.
Клопотов, А.А.
Потекаев, А.И.
Абзаев, Ю.А.
Плевков, В.С.
deformed state
structural elements of deformation
correlation of digital images
carbon composite
composite
деформированное состояние
структурные элементы деформации
корреляция цифровых изображений
углепластик
композит
This paper presents the results of experimental studies of the deformed state distribution evolution of carbon fiber reinforced plastic surface layers under tension. Structural spatial deformation elements evolve as the total deformation increases. The size of the samples of carbon fiber is 250 × 12 × 1.5 mm. The matrix of the composite is the two-component epoxy compound Resin 530+. Filler composite is the unidirectional carbon fabric Tape 530. The layered deformation distribution on the surface of the sample changes into a more uniform distribution. The laminated distribution is characterized by localized deformation foci with dimensions of 2 ÷ 6 mm and a low deformation value. Homogeneous distribution is characterized by finely dispersed regions of local deformations with dimensions less than 1 mm. Local foci of deformations do not merge in the macro-region on the surface of the CFRP, which indicates a uniform distribution of deformations in the composite until destruction. The process of destruction of carbon fiber begins when the total deformation value reaches 1.8%.
DOI 10.14258/izvasu(2018)1-10
Представлены результаты экспериментальных исследований методом корреляции цифровых изображений, эволюции распределения во времени деформированного состояния поверхностных слоев углепластика в процессе осевого растяжения. Исследования были проведены на образцах из углепластика размерами 250×12×1,5 мм. В качестве матрицы в композите был использован двухкомпонентный эпоксидный состав Resin 530+ с наполнителем из углеродной однонаправленной ткани Tape 530. С ростом степени общей деформации образца при испытании происходит эволюция пространственных структурных элементов деформации от слоистого распределения очагов локальных деформаций на поверхности образца (размерами 2 ÷ 6 мм) с низкими значениями деформации в области этих очагов на более однородное распределение деформации на поверхности (мелкодисперсные области локальных деформаций с размерами меньше 1 мм). Выявленное отсутствие на поверхности углепластика при деформации растяжением значительных локальных очагов деформаций свидетельствует о равномерном распределении деформаций в композите вплоть до стадии, предшествующей его разрушению. Установлено, что при достижении значения деформации порядка 1,8% начинается процесс разрушения углепластика.
DOI 10.14258/izvasu(2018)1-10
Izvestiya of Altai State University
2018-03-06
info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
application/pdf
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282018%291-10
10.14258/izvasu(2018)1-10
Izvestiya of Altai State University; No 1(99) (2018): Izvestiya of Altai State University Journal; 58-63
Известия Алтайского государственного университета; № 1(99) (2018): Известия Алтайского государственного университета; 58-63
1561-9451
1561-9443
rus
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282018%291-10/3099
Copyright (c) 2018 А.М. Устинов, А.А. Клопотов, А.И. Потекаев, Ю.А. Абзаев, В.С. Плевков
https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
oai:journal.asu.ru:article/4472
2023-11-20T04:42:01Z
iz:%D0%A4%D0%98%D0%97
driver
Variation of Light Absorption by Yellow Substance in Surface Layer of Continental Reservoir
Спектральный показатель поглощения света желтым веществом и его изменчивость в континентальном водоеме
Акулова, О.Б.
Букатый, В.И.
Попов, К.П.
The paper presents experimental data on variation of light absorption by yellow substance in the surface layer of the Novosibirsk reservoir, obtained in August 2017 during hydrological, hydrobiological and hydrochemical investigations. The calculated light absorption index by yellow substance in the spectral range of 400-800 nm varied from 1.0 to 9.7 m
-1, the light attenuation index — from 2.0 to 14.0 m-1. Concentration of chlorophyll "a", organic-mineral suspension, and yellow substance was measured. Chlorophyll content in water changed within 7.0-39.3 mg/m3, the average mass concentration of suspended particles made up 14.30 mg/l. Concentration of yellow substance in the reservoir, evaluated by optical method using the rate of light absorption by yellow substance at the wavelength X=450 nm, varied from 17.4 to 30.8 g/m3. To estimate the exponential slope coefficients of the spectral absorption curve of the yellow substance in the Novosibirsk reservoir, the appropriate approximation dependences are constructed. The assessment of spectral contribution of major optically active water components (yellow substance, suspension, chlorophyll, clean water) to the light attenuation is carried out for the surface layer of the reservoir. It is revealed that the most significant contribution at all sites of the reservoir is made by yellow substance.
DOI 10.14258/izvasu(2018)4-01
В статье приведены экспериментальные данные по изменению показателя поглощения света желтым веществом в поверхностном слое Новосибирского водохранилища, полученные в августе 2017 г. в ходе экспедиционных гидрологических, гидробиологических и гидрохимических исследований. Рассчитанные значения показателя поглощения света желтым веществом в спектральном диапазоне 400-800 нм за исследуемый период находились в диапазоне от 1,0 до 9,7 м-1, показателя ослабления света — от 2,0 до 14,0 м-1. Измерены концентрации компонентов воды: хлорофилла «а», органо-минераль-ной взвеси, желтого вещества. Содержание хлорофилла в воде изменялось в пределах 7,0-39,3 мг/м3, среднее значение массовой концентрации частиц взвеси составило 14,30 мг/л. Концентрация желтого вещества на водохранилище, определяемая оптическим методом по измеренному показателю поглощения света желтым веществом на длине волны X = 450 нм, варьировала в пределах 17,430,8 г/м3. Для нахождения коэффициентов экспоненциального наклона кривой спектрального показателя поглощения желтым веществом в воде Новосибирского водохранилища построены соответствующие аппрок-симационные зависимости. Сделана оценка спектрального вклада основных оптически активных компонентов воды (желтого вещества, взвеси, хлорофилла, чистой воды) в показатель ослабления света для поверхностного слоя водоема. Выявлено, что во всех точках водохранилища максимальный вклад вносит желтое вещество.
DOI 10.14258/izvasu(2018)4-01
Izvestiya of Altai State University
2018-09-14
info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
application/pdf
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282018%294-01
10.14258/izvasu(2018)4-01
Izvestiya of Altai State University; No 4(102) (2018): Izvestiya of Altai State University; 11-15
Известия Алтайского государственного университета; № 4(102) (2018): Известия Алтайского государственного университета; 11-15
1561-9451
1561-9443
rus
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282018%294-01/3464
Copyright (c) 2018 О.Б. Акулова, В.И. Букатый, К.П. Попов
https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
oai:journal.asu.ru:article/4474
2023-11-20T04:42:01Z
iz:%D0%A4%D0%98%D0%97
driver
Formation of interfaces between a semiconductor-sulfur-transition metal
Формирование границ раздела полупроводник-сера-переходный металл
Безносюк, С.А.
Фомина, Л.В.
semiconductor surface
metal-semiconductor contact
chalcogenide passivation
thermodynamic calculation
structural type
atomic radius
electronegativity
поверхность полупроводника
контакт металл-полупроводник
халькогенидная пассивация
термодинамический расчет
структурный тип
атомный радиус
электроотрицательность
Thermodynamic calculations were carried out under standard conditions of chemical reactions occurring during the sulfide passivation of the surface of elementary semiconductors (Si, Ge), gallium, indium, aluminum (GaN, InN, AlN) nitrides. The sulphide passivation of aluminum, silicon and germanium nitride is thermodynamically more probable for the unoxidized surface of semiconductors that is in contact with a gas phase containing sulfur or hydrogen sulphide. There is a thermodynamic probability of sulfidation of the oxidized surface of germanium from the gas phase. The sulfidation of gallium and indium nitrides is spontaneously possible from aqueous solutions of alkali metal sulphides. A comparison of the crystal-chemical parameters of atoms (covalent and atomic radii), the types of symmetry of possible phase compounds at the semiconductor-sulfide-metal and semiconductor-oxide-metal interfaces, showed that the sulfide surface of the semiconductor has a greater structural correspondence than for the oxidized surface of a semiconductor in contact with transition metal. When oxygen atoms are replaced by sulfur atoms in the boundary layer between the transition metal and the semiconductor, a smaller jump in the electronegativity of the elements forming the interface is observed. The formation of a more perfect and stable (by chemical and physical properties) interface with the help of sulphide passivation of the semiconductor surface facilitates the creation of rectifying metal-semiconductor contacts with improved electrophysical parameters.DOI 10.14258/izvasu(2018)4-02
Выполнены термодинамические расчеты при стандартных условиях химических реакций, протекающих при сульфидной пассивации поверхности элементарных полупроводников (Si, Ge), нитридов галлия, индия, алюминия (GaN, InN, AlN). Осуществление сульфидной пассивации нитрида алюминия, кремния и германия термодинамически вероятнее для неокис-ленной поверхности полупроводников, контактирующей с газовой фазой, содержащей серу или сероводород. Существует термодинамическая вероятность сульфидирования окисленной поверхности германия из газовой фазы. Сульфидирование нитридов галлия и индия самопроизвольно возможно из водных растворов сульфидов щелочных металлов. Сравнение кристаллохимических параметров атомов (ковалентные и атомные радиусы), типов симметрии возможных фазовых соединений на границах раздела полупроводник-сульфид-металл и полупроводник-оксид-металл показало, что для сульфидированной поверхности полупроводника имеется большее структурное соответствие, чем для окисленной поверхности полупроводника, контактирующего с переходным металлом. При замещении атомов кислорода на атомы серы в приграничном слое между переходным металлом и полупроводником наблюдается меньший скачок в величинах электроотрицательностей элементов, образующих границу раздела фаз. Формирование с помощью сульфидной пассивации поверхности полупроводника более совершенной и стабильной (по химическим и физическим свойствам) границы раздела фаз способствует созданию выпрямляющих контактов металл-полупроводник с улучшенными электрофизическими параметрами.DOI 10.14258/izvasu(2018)4-02
Izvestiya of Altai State University
2018-09-14
info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
application/pdf
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282018%294-02
10.14258/izvasu(2018)4-02
Izvestiya of Altai State University; No 4(102) (2018): Izvestiya of Altai State University; 16-20
Известия Алтайского государственного университета; № 4(102) (2018): Известия Алтайского государственного университета; 16-20
1561-9451
1561-9443
rus
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282018%294-02/3465
Copyright (c) 2018 С.А. Безносюк, Л.В. Фомина
https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
oai:journal.asu.ru:article/4475
2023-11-20T04:42:01Z
iz:%D0%A4%D0%98%D0%97
driver
Using of LAMMPS and OVITO Software Packages to Study the Microkinetics of SH-synthesis of Nickel Aluminides
Использование программных пакетов LAMMPS и OVITO для исследования микрокинетики СВ-синтеза алюминидов никеля
Иордан, В.И.
Шмаков, И.А.
Панченко, Ю.А.
LAMMPS software package
OVITO software package
SH synthesis
nickel aluminide
temperature profile
combustion wave
crystal lattice
пакет LAMMPS
пакет OVITO
СВ-синтез
алюминид никеля
температурный профиль
волна горения
кристаллическая решетка
The paper discusses some aspects of the application of the LAMMPS software package, which implements the molecular dynamics (MD) method and by means of MD method simulates the process of propagation of a combustion wave along a sample in the form of a stack of alternating layers of nanoscale crystal lattices of Ni and Al atoms (the atomic system is on the order of a million and more atoms) with the formation of nickel aluminides in the process of SH synthesis. In addition, as the interatomic interaction potential were used two versions of the "embedded atom" model (EAM) for which computational experiments (CEs) were carried out. The second software package OVITO was used to recognize and visualize various types of crystalline, quasi-crystalline and other types of structures. Namely, the OVITO package made it possible to recognize and calculate in the simulated atomic system the percentage of next types of structures: fcc, bcc, hcp and etc. For two varieties of the EAM potential, the results of the CEs include: a family of temperature profiles along the layers of the structure at successive instants of time (up to 12 ns) and a corresponding set of microsections (vertical crosssections along the layers of the atomic system).DOI 10.14258/izvasu(2018)4-03
В статье рассматриваются некоторые аспекты применения программного пакета LAMMPS, реализующего в своей основе метод молекулярной динамики (МД), с помощью которого моделируется процесс распространения волны горения по образцу в виде пакета чередующихся слоев наноразмер-ных кристаллических решеток из атомов Ni и Al (атомная система порядка миллиона и более атомов) с образованием алюминидов никеля в процессе СВ-синтеза. Применялась конфигурация пакета LAMMPS для выполнения на многопроцессорных вычислительных системах с использованием интерфейса MPI. Кроме того, в качестве потенциала межатомного взаимодействия были использованы две разновидности модели «погруженного атома» (англ., EAM), для которых проведены вычислительные эксперименты (ВЭ). Второй программный пакет OVITO использовался для распознавания и визуализации различных типов кристаллических, квазикристал-лических и других типов структур. А именно: пакет OVITO позволил распознать и рассчитать в моделируемой атомной системе процентное содержание структур ГЦК, ОЦК, ГПУ и др. Для двух разновидностей потенциала EAM в качестве результатов ВЭ приведены: семейство температурных профилей вдоль слоев структуры в последовательные моменты времени (до 12 нс) и соответствующий им набор шлифов (вертикальных сечений вдоль слоев системы атомов).DOI 10.14258/izvasu(2018)4-03
Izvestiya of Altai State University
2018-09-14
info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
application/pdf
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282018%294-03
10.14258/izvasu(2018)4-03
Izvestiya of Altai State University; No 4(102) (2018): Izvestiya of Altai State University; 21-25
Известия Алтайского государственного университета; № 4(102) (2018): Известия Алтайского государственного университета; 21-25
1561-9451
1561-9443
rus
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282018%294-03/3466
Copyright (c) 2018 В.И. Иордан, И.А. Шмаков, Ю.А. Панченко
https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
oai:journal.asu.ru:article/4476
2023-11-20T04:42:01Z
iz:%D0%A4%D0%98%D0%97
driver
Application of Principal Components Analysis to the Investigation of Acoustic Emission in Plastic Deformation of Lead Alloys
Применение метода главных компонент к исследованию акустической эмиссии при пластической деформации свинцовых сплавов
Салита, Д.С.
Поляков, В.В.
acoustic emission
plastic deformation
lead alloys
diagnostic materials
акустическая эмиссия
пластическая деформация
свинцовые сплавы
диагностика материалов
A study was made of the dependence of acoustic emission, formed during static deformation of lead alloys, on the stages of strain hardening. An essential change in the informative characteristics of acoustic emission signals during the change in the stages of strain hardening, reflecting the evolution of the physical mechanisms of deformation during loading ofthe material, is established. Quantitative analysis of the effect of stages on acoustic emission signals was carried out using the principal component method. When processing the experimental data, the entire signal recorded during the loading process was divided into small blocks, each of which reflected the behavior of the material in the corresponding portion of the loading curve. Acoustic emission for an individual unit was described using informative signal parameters that reflected its energy and frequency characteristics. The processing of the experimental data made it possible to cluster the signals in accordance with the isolated stages of strain hardening.The obtained results can be used in the acoustical-emission study of the stagedness of the processes of plastic deformation in materials and for the diagnosis of their deformation behavior.DOI 10.14258/izvasu(2018)4-04
Проведено исследование зависимости акустической эмиссии, формирующейся при статической деформации свинцовых сплавов, от стадий деформационного упрочнения. Установлено существенное изменение информативных характеристик акустико-эмиссионных сигналов при смене стадий деформационного упрочнения, отражавшее эволюцию физических механизмов деформации при нагружении материала. Количественный анализ влияния стадий на акустико-эмиссионные сигналы был проведен с помощью метода главных компонент. При обработке экспериментальных данных весь регистрировавшийся в процессе нагружения сигнал разбивался на малые блоки, каждый из которых отражал поведение материала на соответствующем участке кривой нагружения. Акустическая эмиссия для отдельного блока описывалась с помощью информативных параметров сигнала, отражавших его энергетические и частотные особенности. Проведенная обработка экспериментальных данных позволила провести кластеризацию сигналов в соответствии с выделенными стадиями деформационного упрочнения.Полученные результаты могут быть использованы при акустико-эмиссионном исследовании стадийности процессов пластической деформации в материалах и для диагностики их деформационного поведения.DOI 10.14258/izvasu(2018)4-04
Izvestiya of Altai State University
2018-09-14
info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
application/pdf
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282018%294-04
10.14258/izvasu(2018)4-04
Izvestiya of Altai State University; No 4(102) (2018): Izvestiya of Altai State University; 26-30
Известия Алтайского государственного университета; № 4(102) (2018): Известия Алтайского государственного университета; 26-30
1561-9451
1561-9443
rus
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282018%294-04/3467
Copyright (c) 2018 Д.С. Салита, В.В. Поляков
https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
oai:journal.asu.ru:article/4477
2023-11-20T04:42:00Z
iz:%D0%A4%D0%98%D0%97
driver
The Effect of Water Treatment by the Ultrahigh Frequencies Electromagnetic Field on the Relative Viscosity of Aqueous Solutions of Na-Carboxymethylcellulose
Влияние обработки воды электромагнитным полем ультравысоких частот на относительную вязкость водных растворов Na-карбоксиметилцеллюлозы
Стась, И.Е.
Михейлис, А.В.
carboxymethyl cellulose sodium salt
relative viscosity
acidity of the medium
activation energy
electromagnetic field
карбоксиметилцеллюлозы натриевая соль
относительная вязкость
кислотность среды
энергия активации
электромагнитное поле
A significant increase in the relative viscosity of 0.5% solutions of Na-carboxymethylcellulose was found when water, exposed to the electromagnetic field of the radiofrequency band (110-170 MHz), was used as a solvent. It is shown that the efficiency of the electromagnetic action depends on the frequency of the field — the maximum change in the viscosity of the solutions corresponds to the frequencies 130 and 170 MHz. The effect of pH and temperature on the viscosity of these solutions was studied. It is shown that an increase in pH from 3 to 7 is observed. The viscosity is maximal at pH = 7 ... 9, further increase in pH leads to its decrease. The observed dependence is due to conformational changes in polymer macrocoions due to a change in their charge characteristics. The type of dependence on pH is the same for irradiated and nonirradiated systems, however the degree of viscosity increase depends on pH and temperature. Investigations were carried out in the temperature range 278-303 K. As the temperature increases, the viscosity of the solutions decreases, but for solutions prepared in irradiated EMF water, it exceeds the viscosity of the control samples in the studied temperature range. At T = 298 K and pH = 11, it increases by 59% (field frequency 130 MHz) compared to the control sample. The observed phenomena may be caused by the weakening of the solvation of the hydrophilic groups of the polymer in irradiated water and the increase in the rigidity of the chain of macromolecules due to the formation of intra- and intermolecular hydrogen bonds.DOI 10.14258/izvasu(2018)4-05
Установлено существенное увеличение относительной вязкости 0,5% растворов Na-кар-боксиметилцеллюлозы при использовании в качестве растворителя воды, подвергшейся воздействию электромагнитного поля радиочастотного диапазона (110-170 МГц). Показано, что эффективность электромагнитного воздействия зависит от частоты поля — максимальное изменение вязкости растворов соответствует частотам 130 и 170 МГц.Изучено влияние рН и температуры на вязкость данных растворов. Показано, что при увеличении рН от 3 до 7 наблюдается ее увеличение. Вязкость максимальна при рН = 7...9, дальнейшее увеличение рН приводит к ее снижению. Наблюдаемая зависимость обусловлена конформационными изменениями макроионов полимера вследствие изменения их зарядовых характеристик. Вид зависимости от рН одинаков для облученных и необлученных систем, однако степень увеличения вязкости зависит от рН и температуры. Исследования проведены в интервале температур 278-303 К. При повышении температуры вязкость растворов снижается, однако для растворов, приготовленных на облученной ЭМП воде, она превышает вязкость контрольных образцов в изученном интервале температур. При Т = 298 К и рН = 11 она возрастает на 59% (частота поля 130 МГц) по сравнению с контрольным образцом. Причиной наблюдаемых явлений может быть ослабление сольватации гидрофильных групп полимера в облученной воде и увеличение жесткости цепи макромолекул за счет образования внутри- и межмолекулярных водородных связей.DOI 10.14258/izvasu(2018)4-05
Izvestiya of Altai State University
2018-09-14
info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
application/pdf
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282018%294-05
10.14258/izvasu(2018)4-05
Izvestiya of Altai State University; No 4(102) (2018): Izvestiya of Altai State University; 31-35
Известия Алтайского государственного университета; № 4(102) (2018): Известия Алтайского государственного университета; 31-35
1561-9451
1561-9443
rus
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282018%294-05/3468
Copyright (c) 2018 И.Е. Стась, А.В. Михейлис
https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
oai:journal.asu.ru:article/4478
2023-11-20T04:42:00Z
iz:%D0%A4%D0%98%D0%97
driver
Data Interpretation for Weather Extremes on the Basis of Quasiresonance Hypothesis of Blocking Formation
Интерпретация данных об экстремальных погодных явлениях в рамках гипотезы о квазирезонансном механизме формирования блокирующих процессов
Суковатов, К.Ю.
Безуглова, Н.Н.
meridional processes
quasiresonance
Rossby waves
weather extreames
меридиональные процессы
квазирезонанс
волны Россби
экстремальные погодные явления
The quasiresonance hypothesis is used among other approximations for theoretical study of blocking formation in the recent years. It is propose the magnification of quasistationary waves resulted by thermal and orographic inhomogenities of underlying surface through quasiresonance. In this paper authors perform the interpretation of reanalysis and satellite data for weather extremes situations on the basis of quasiresonance hypothesis that describs mechanism of amplification for amplitudes of quasistationary waves. Base on the analysis of atmospheric waves parameters the situations favorable for realization of this mechanism were selected and described. The spatial distribution of the meridional velocity of atmospheric wind in troposphere was derived to illustrate all considered weather extreme situations. In all cases the conditions necessary for quasiresonance amplification are performed for wave modes with zonal wave numbers. All the considered weather extremes situations exhibit amplitudes for monthly Fourier components that are about 1.5 SD from the 1980-2011 monthly climatology data for the meridional velocity for the corresponding wave numbers.DOI 10.14258/izvasu(2018)4-06
В последние годы для теоретического исследования формирования меридиональных процессов определенного типа наряду с другими подходами используется гипотеза о квазирезонансном усилении волн Россби возмущениями циркуляции атмосферы, обусловленными термическими и орографическими неоднородностями подстилающей поверхности. В настоящей работе авторами проведена интерпретация данных реанализа и спутниковых данных в рамках гипотезы о квазирезонансном механизме формирования блокирующих процессов. На основе анализа параметров рассматриваемых волновых возмущений выделены ситуации, определяющие формирование условий, благоприятных для реализации механизма квазирезонансного усиления волнами Россби малоамплитудных колебаний атмосферной циркуляции. Построены пространственные распределения меридиональной компоненты скорости ветра в тропосфере, иллюстрирующие наблюдаемые закономерности. Для всех рассмотренных случаев условия реализации квазирезонансного усиления выполняются для компонент с зональными волновыми числами k = 6,7,8. Для рассмотренных экстремальных погодных явлений значения анализируемых гармоник превышают 1.5-ное стандартное отклонение для средних климатологических значений соответствующих гармоник меридиональной скорости за период 1980-2011 гг.DOI 10.14258/izvasu(2018)4-06
Izvestiya of Altai State University
2018-09-14
info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
application/pdf
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282018%294-06
10.14258/izvasu(2018)4-06
Izvestiya of Altai State University; No 4(102) (2018): Izvestiya of Altai State University; 36-40
Известия Алтайского государственного университета; № 4(102) (2018): Известия Алтайского государственного университета; 36-40
1561-9451
1561-9443
rus
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282018%294-06/3469
Copyright (c) 2018 К.Ю. Суковатов, Н.Н. Безуглова
https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
oai:journal.asu.ru:article/4479
2023-11-20T04:42:00Z
iz:%D0%A4%D0%98%D0%97
driver
Development of the Facility and Performance Studies Radio Modules Operating in Unlicensed Frequency Bands
Разработка установки и проведение исследований характеристик радиомодулей, работающих в нелицензируемых диапазонах частот
Суранов, А.Я.
radio module
unlicensed frequency range
SPI interface
FSK and 00K signal demodulation
spectrum analysis of the radio signal
радиомодуль
нелицензируемый диапазон частот
интерфейс SPI
демодуляция FSK- и 00K-сигналов
анализ спектра радиосигнала
The installation is described and the results of the study of some characteristics of the RFM69CW transceiver module operating in the unlicensed frequency range are presented. Controlling the mode of operation of the module and setting its parameters were carried out via a software-implemented SPI interface with the reconfigurable myRI0 I/0 block, and the signals and spectra were recorded using the NI PXIe-5644R vector transceiver. The installation software is developed in the LabVIEW environment. The block diagrams of the programs for configuring the radio module and demodulating FSK and 00K signals are presented.The change in the waveform and the corresponding changes in the radio signal spectrum are shown when the module settings in the GFSK and 00K signal transmission mode are changed. A nonmonotonicity of the dependence of the output power of the transmitter on the installed power is found. The results obtained can be used to evaluate other characteristics and other types of radio modules, as well as in the educational process as a basis for laboratory work on the course "Signal reception and processing technique". DOI 10.14258/izvasu(2018)4-07
Описана установка и приведены результаты исследования некоторых характеристик модуля трансивера RFM69CW, работающего в нелицензируемом диапазоне частот. Управление режимом работы модуля и установка его параметров осуществлялись по программно реализованному интерфейсу SPI с помощью реконфигурируемого блока ввода/вывода myRI0, а регистрация сигналов и спектров — с помощью векторного трансивера NI PXIe-5644R. Программное обеспечение установки разработано в среде LabVIEW. Приведены блок-диаграммы программ конфигурирования радиомодуля и демодуляции FSK- и 00К-сигналов.Показано изменение формы сигнала и соответствующие изменения спектра радиосигнала при изменении параметров настройки модуля в режиме передачи GFSK- и 00K-сигналов (0n-0ff Keying). Обнаружена немонотонность характеристики зависимости выходной мощности передатчика от установленной мощности.Полученные результаты могут использоваться для оценки других характеристик и других видов радиомодулей, а также в учебном процессе в качестве основы лабораторных работ по курсу «Техника приема и обработки сигналов».DOI 10.14258/izvasu(2018)4-07
Izvestiya of Altai State University
2018-09-14
info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
application/pdf
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282018%294-07
10.14258/izvasu(2018)4-07
Izvestiya of Altai State University; No 4(102) (2018): Izvestiya of Altai State University; 41-45
Известия Алтайского государственного университета; № 4(102) (2018): Известия Алтайского государственного университета; 41-45
1561-9451
1561-9443
rus
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282018%294-07/3470
Copyright (c) 2018 А.Я. Суранов
https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
oai:journal.asu.ru:article/4480
2023-11-20T04:42:00Z
iz:%D0%A4%D0%98%D0%97
driver
The Ground States Diagrams for Adsorption on Nanoclusters, Taking into Account the Interaction of not Nearest Neighbor
Диаграммы основных состояний для адсорбции на нанокластерах при учете взаимодействия неближайших соседей
Удодов, В.Н.
Базуев, В.М.
Таскин, А.Н.
adsorption
diagrams of ground states
phase transitions
one-dimensional Ising model
адсорбция
диаграммы основных состояний
фазовые переходы
одномерная модель Изинга
In connection with the development of nanotechnology and microelectronics, much attention is paid to the study of various adsorption processes. As a rule, adsorption is observed on the surface of a crystal or liquid, but sometimes one-dimensional adsorption takes place. In particular, the question of how the phase distribution passes through adsorption on atomic chains is of particular interest. The paper considers adsorption on an atomic chain of finite size at absolute zero temperatures in the framework of the generalized Ising model. The role of the boundary conditions is fulfilled by the "broken ends" of the atomic chain, which makes it possible to model this physical process on a real chain with free ends. The ground states diagrams are plotted — phase stability diagrams in the coordinate plane of the energy parameters at the absolute zero temperature. This makes it possible to determine possible adsorption transformations and new phases at sufficiently low temperatures. Isotherm of onedimensional adsorption is calculated.The Delphi programming language has developed a one-dimensional lattice gas model that is tied to the generalized Ising model, taking into account the interaction of the first and second neighbors and the external field. Within the framework of the developed model, adsorption of atoms of one kind on a chain of finite size is considered. The isotherm of one-dimensional adsorption is constructed for absolute zero temperature.DOI 10.14258/izvasu(2018)4-08
В связи c бурным развитием нанотехнологий и микроэлектроники много внимания уделяется изучению различных адсорбционных процессов. Как правило, адсорбция наблюдается на поверхности кристалла или жидкости, но иногда имеет место и одномерная адсорбция. В частности, особый интерес вызывает вопрос о распределении фаз при адсорбции на атомных цепочках. В статье рассматривается адсорбция атомов одного сорта на цепочке конечного размера при температуре абсолютного нуля в рамках обобщенной модели Изинга с учетом взаимодействия первых и вторых соседей и внешнего поля. В качестве граничных условий выбраны «оборванные концы», что позволяет моделировать процессы на реальной цепочке со свободными концами. Построены диаграммы основных состояний — диаграммы стабильности фаз в координатной плоскости энергетических параметров при температуре абсолютного нуля: по вертикали откладывается энергия взаимодействия ближайших или вторых соседей; по горизонтали — внешнее поле. Расчет диаграмм основных состояний позволяет определить возможные адсорбционные превращения и новые фазы при достаточно низких температурах, а также построить изотерму одномерной адсорбции. Некоторые из рассмотренных фаз уже обнаружены экспериментально.DOI 10.14258/izvasu(2018)4-08
Izvestiya of Altai State University
2018-09-14
info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
application/pdf
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282018%294-08
10.14258/izvasu(2018)4-08
Izvestiya of Altai State University; No 4(102) (2018): Izvestiya of Altai State University; 46-50
Известия Алтайского государственного университета; № 4(102) (2018): Известия Алтайского государственного университета; 46-50
1561-9451
1561-9443
rus
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282018%294-08/3471
Copyright (c) 2018 В.Н. Удодов, В.М. Базуев, А.Н. Таскин
https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
oai:journal.asu.ru:article/4481
2023-11-20T04:42:00Z
iz:%D0%A4%D0%98%D0%97
driver
The X-Ray Diffraction Analysis of the Diffusive Boridny Layer of Ct20 on the Basis of Fe+B Coverings after Annealing in the Muffle Furnace
Рентгеноструктурный анализ диффузионного боридного слоя на углеродистой стали
Шевчук, Е.П.
Плотников, В.А.
Бектасова, Г.С.
diffusion
borating
physical and chemical properties
structural and phase analysis
muffle
annealing
диффузия
борирование
физико-химические свойства
структурно-фазовый анализ
муфель
отжиг
The possibility of obtaining diffusion boride coatings on the surface of St20 structural carbon steel in the application of various borating coating compositions and heating in a muffle furnace is considered in the article. The borating paste contained iron and boric acid powder in volume proportions of 25%Fe-75% H3BO3, 50%Fe-50% H3BO3, 75% Fe-25% H3BO3. In addition to these components, liquid glass of Na2SiO3 (concentrate), carbon in the form of graphite powder and ammonium hydroxide NH4OH were used to prepare the paste. The steel samples in the coating were heat treated in a muffle furnace at 1000 0С for 5 minutes. As a result of thermoactivation of chemical reactions in the coating in the surface layer of steel, redistribution of boron and the formation of Fe and Fe iron borides are observed. A structural-phase analysis of the samples after their paste coating and annealing in a muffle furnace at a high temperature has been carried out. Analysis of the radiographs indicates the diffusion saturation of the surface layer by borides. The crystal lattice B is identified as orthorhombic cubic, the compound FeB has a rhombohedral cubic lattice, the Fe3B bonded lattice is not identified.DOI 10.14258/izvasu(2018)4-09
В статье рассмотрены возможности получения диффузионных боридных покрытий на поверхности конструкционной углеродистой стали Ст20 при применении различных составов борирующих обмазок и нагреве в муфельной печи. Паста для борирования содержала порошок железа и борной кислоты в объемных пропорциях 25%Fe-75%H3BO3, 50%Fe-50%H3BO3, 75%Fe-25%H3BO3. Кроме этих компонент при подготовке пасты использовали жидкое стекло Na2SiO3 (концентрат), углерод в виде порошка графита и гидроксид аммония NH4OH. Стальные образцы в обмазке термообрабатывали в муфельной печи при 1000 0С в течение 5 минут. В результате термоактивации химических реакций в обмазке в поверхностном слое стали наблюдаться перераспределение бора и образование боридов железа FeВ и Fe3B. Проведен структурно-фазовый анализ образцов после их обмазки пастой и отжига в муфельной печи при высокой температуре. Анализ рентгенограмм свидетельствует о диффузионном насыщении поверхностного слоя боридами. Кристаллическая решетка бора (В) идентифицирована как орторомбическая кубическая, соединение Feb имеет ромбоэдрическую кубическую решетку, решетка соединения Fe3B идентифицирована как объемно-центрированная кубическая.DOI 10.14258/izvasu(2018)4-09
Izvestiya of Altai State University
2018-09-14
info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
application/pdf
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282018%294-09
10.14258/izvasu(2018)4-09
Izvestiya of Altai State University; No 4(102) (2018): Izvestiya of Altai State University; 51-55
Известия Алтайского государственного университета; № 4(102) (2018): Известия Алтайского государственного университета; 51-55
1561-9451
1561-9443
rus
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282018%294-09/3472
Copyright (c) 2018 Е.П. Шевчук, В.А. Плотников, Г.С. Бектасова
https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
oai:journal.asu.ru:article/5259
2023-11-20T04:39:04Z
iz:%D0%A4%D0%98%D0%97
driver
Physico-Mechanical, Chemical and Statistical Aspects of Acoustic Emission
Физико-механические, химические и статистические аспекты акустической эмиссии
Буйло, С.И.
acoustic emission
defects
destruction
diagnostics
dissolution
Poisson stream
physical and chemical processes
акустическая эмиссия
дефекты
диагностика
пуассоновский поток
разрушение
растворение
физико-химические процессы
This paper presents an overview of the proposed interdisciplinary approach to the effect of acoustic emission (AE) with further prospective development of effective methods for restoring the parameters of structural transformations and damage accumulation from the recorded signals of the accompanying AE. The essence of the approach is to use the kinetic concept of strength, Poisson model of the defect formation process, and experimentally discovered physical and mechanical features of the AE phenomenon (including statistical parameters of the random AE process stable due to a number of limit theorems). The results are obtained by exploiting elements of condensed matter physics, theory of elasticity, physics of strength, fracture mechanics, statistical radio-physics, and the theory of streams of random events. The features of AE during physical and chemical processes in liquid media are outlined. The developed methods and algorithms can significantly improve the accuracy and reliability of the assessment of structural transformation processes in materials by utilizing the accompanying AE.
Представлен обзор по разрабатываемому междисциплинарному подходу к эффекту акустической эмиссии (АЭ), позволяющему создание эффективных методов восстановления параметров процессов структурных преобразований и накопления повреждений по регистрируемым сигналам сопутствующей АЭ. Суть подхода состоит в использовании кинетической концепции прочности, пуассоновской модели процесса дефектообразования и обнаруженных экспериментально физико-механических особенностей явления АЭ (включая статистические параметры, устойчивые в силу ряда предельных теорем случайного процесса АЭ). Результаты получены с использованием элементов физики конденсированного состояния, теории упругости, физики прочности, механики разрушения, статистической радиофизики и теории потоков случайных событий. Приведены особенности АЭ в ходе физико-химических процессов в жидких средах. Разработанные методы и алгоритмы позволяют существенно повысить точность и достоверность результатов оценки параметров процессов структурных преобразований в материалах по данным сопутствующей АЭ.
Izvestiya of Altai State University
2019-03-06
info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
application/pdf
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282019%291-01
10.14258/izvasu(2019)1-01
Izvestiya of Altai State University; No 1(105) (2019): Izvestiya of Altai State University; 11-21
Известия Алтайского государственного университета; № 1(105) (2019): Известия Алтайского государственного университета; 11-21
1561-9451
1561-9443
rus
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282019%291-01/4024
oai:journal.asu.ru:article/5272
2023-11-20T04:39:04Z
iz:%D0%A4%D0%98%D0%97
driver
Multi-Frequency Eddy Current Testing of Copper Based Magnetic Alloys Using the Principal Component Analysis
Многочастотная вихретоковая диагностика магнитных сплавов на основе меди с использованием метода главных компонент
Егоров, А.В.
Поляков, В.В.
Борцова, Я.И.
Кучерявский, С.В.
eddy current method
testing of materials
magnetic materials
copper alloys
multivariate data analysis
principal component analysis
метод вихревых токов
контроль материалов
магнитные материалы
медные сплавы
многомерный анализ данных
метод главных компонент
Multi-frequency eddy current measurements are utilized to conduct non-destructive testing of physical and geometric characteristics of products made from magnetic metallic materials. Using the example of magnetic bronzes, the joint effect of several parameters like magnetic permeability, electrical conductivity, the thickness of magnetic material, and the value of the gap between the material surface and the sensor on experimental hodographs of the “controlled sample - eddy current sensor” system is investigated. The influence of magnetic properties on hodograph lines is studied by comparing the results with hodographs of a non-magnetic copper alloy. The measurement results (experimental hodographs) are subjected to mathematical processing using the principal component method to separate the main influencing factors. Thus, the entire set of experimental data describing the hodograph of a particular sample is considered as the coordinates of one point of a multidimensional space. The results of numerical calculations are presented in the form of projections of the plane of the first principal components. This provides a visual separation of simultaneously acting competing factors manifested in the formation of clustered groups of points describing samples with similar physical and geometric properties on the planes of the main components. Obtained results demonstrate that application of the principal component method has expanded the capabilities of eddy current testing of magnetic metallic materials. The proposed approach can be used for development of new eddy current devices for nondestructive diagnosis of products and structures.osis of products and structures.
Многочастотные вихретоковые измерения применены для проведения неразрушающего контроля физических и геометрических характеристик изделий из магнитных металлических материалов. На примере магнитных бронз было исследовано совместное влияние на экспериментальные годографы системы «контролируемый образец - вихретоковой датчик» таких величин, как магнитная проницаемость, электропроводность, толщина магнитного материала и значение зазора между поверхностью материала и датчиком. Путем сопоставления с немагнитным медным сплавом изучено влияние магнитных свойств на вид линий годографа. С целью разделения основных влияющих факторов результаты измерений (экспериментальные годографы) подвергались математической обработке с помощью метода главных компонент. При такой обработке вся совокупность экспериментальных данных, описывавших годограф конкретного образца, рассматривалась как координаты одной точки многомерного пространства. Результаты численных расчетов представлялись в виде проекций плоскости первых главных компонент. Такая обработка обеспечила наглядное разделение одновременно действующих конкурирующих факторов, проявившихся в формировании на плоскостях главных компонент кластеров из групп точек, описывавших образцы с близкими физическими и геометрическими свойствами. Результаты работы показывают, что применение метода главных компонент расширило возможности вихретокового контроля магнитных металлических материалов. Предложенный подход может быть применен при разработке новых вихретоковых устройств неразрушающей диагностики изделий и конструкций.
Izvestiya of Altai State University
2019-03-06
info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
application/pdf
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282019%291-02
10.14258/izvasu(2019)1-02
Izvestiya of Altai State University; No 1(105) (2019): Izvestiya of Altai State University; 22-27
Известия Алтайского государственного университета; № 1(105) (2019): Известия Алтайского государственного университета; 22-27
1561-9451
1561-9443
rus
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282019%291-02/4027
oai:journal.asu.ru:article/5273
2023-11-20T04:39:04Z
iz:%D0%A4%D0%98%D0%97
driver
Development of Composite Materials (Ni-AL, Ti-AL) Using Cluster Models
Использование кластерных моделей для разработки композиционных материалов систем Ni-Al и Ti-Al
Казначеева, А.М.
Шелепова, С.Ю.
Джес, А.В.
Абылкалыкова, Р.Б.
Квеглис, Л.И.
Ni3Al superalloy
Ti-Al nanocomposites
structural and phase transformations
cluster models
суперсплав Ni3Al
нанокомпозиты Ti-Al
структурные и фазовые превращения
кластерные модели
This work is devoted to obtaining samples of composite materials of Ni-Al, Al-Ti systems using mechanochemical processes. The Ni-Al multilayer powder composite is obtained by the 13MPA pressure welding method of a multilayer plate pack. The results of phase analysis demonstrate that the pressure welding method allows to obtain the Ni3Al phase having unique physical properties. The Ti-Al composite is an excellent structural material obtained by explosion welding. Titanium has an HCP lattice that is stable up to a temperature of 882°С; it passes into a stable BCC lattice at a higher temperature. The sample has been subjected to heat treatment - two-stage annealing. The Ti2Al and Ti3Al phases with BCC lattices are detected after the annealing so that this material can work in a wide range of temperatures. TiAl2 - has good properties at low temperatures, TiAl3 - has good properties at high temperatures. All processes of phase transitions follow the principle of maximum entropy production. As a result, the entropy of the obtained structures may be negative. This is possible due to the switching of chemical bonds in the process of mechanochemical reactions. The product volume of the mechanochemical reaction is always less than the initial volume. In this paper, we propose cluster models of powder sintering areas. Cluster models describe well the sequence of reactions in the area of mechanical sintering of powders. According to the obtained results, the conditions for developing a technology for producing powder and multilayer composites to create a Ni3Al superalloy, as well as to obtain strong and ductile multilayer Ti-Al composites, are defined.
Работа посвящена получению образцов композиционных материалов систем Ni-Al и Ti-Al с помощью механохимических процессов. Многослойный порошковый композит Ni-Al был получен методом сварки давлением 13МПА многослойного пакета пластин. Из итогов фазового анализа видно, что метод сварки давлением позволяет получать фазу Ni3Al, имеющую уникальные физические свойства. Композит Ti-Al был получен методом сварки взрывом. Образец подвергли термической обработке, после отжига были обнаружены фазы Ti2Al и Ti3Al с ОЦК решетками. Это означает, что данный материал сможет работать в широком диапазоне температур. Композит TiAl2 обладает повышенными свойствами при низких температурах, композит TiAl3 - при более высоких температурах. Процессы фазовых переходов идут по принципу максимума производства энтропии, в результате энтропия полученных структур может быть отрицательной. Это возможно благодаря переключению химических связей в процессе механохимических реакций. В работе предложены кластерные модели зон спекания порошков. Разработанные модели хорошо описали последовательность реакций в зоне механического спекания. По итогам работы определенны условия разработки технологии получения порошковых и многослойных композитов для создания суперсплава Ni3Al, а также получения прочных и пластичных многослойных композитов Ti-Al.
Izvestiya of Altai State University
2019-03-06
info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
application/pdf
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282019%291-03
10.14258/izvasu(2019)1-03
Izvestiya of Altai State University; No 1(105) (2019): Izvestiya of Altai State University; 28-33
Известия Алтайского государственного университета; № 1(105) (2019): Известия Алтайского государственного университета; 28-33
1561-9451
1561-9443
rus
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282019%291-03/4028
oai:journal.asu.ru:article/5274
2023-11-20T04:39:04Z
iz:%D0%A4%D0%98%D0%97
driver
Аnalytical Investigating of Non-Linear Electrophysical Processes in Proton Semicoductors and Dielectrics
Аналитическое исследование нелинейных электрофизических процессов в протонных полупроводниках и диэлектриках
Калытка, В.А.
hydrogen bonded crystals (HBC)
proton semiconductors and dielectrics (PSCD)
methods of the quasiclassical kinetic theory
generalized nonlinear kinetic equation of proton relaxation and proton conductivity
method of successive approximations
кристаллы с водородными связями (КВС)
протонные полупроводники и диэлектрики (ППД)
методы квазиклассической кинетической теории
обобщенное нелинейное кинетическое уравнение протонной релаксации и протонной проводимости
метод последовательных приближений
This paper presents the investigation of the mechanism of nonlinear proton-relaxation polarization in hydrogen-bonded crystals (HBC), classified by their electrophysical properties as proton semiconductors and dielectrics (PSCD), by quasi-classical kinetic theory methods. The generalized kinetic equation that is nonlinear in the field and based on the continuity equation for proton flow is developed to describe the proton relaxation in HBC for a wide range of temperatures (1-1500 К) and electric field strengths (100 kV/m - 1000 MV/m). The proposed scheme (the model) allows to build numerical solutions of the generalized nonlinear Fokker - Planck equation together with the Poisson equation by using the method of successive approximations (at small dimensionless parameter). A scientific and practical significance of the received results consists in the applicability of this mathematical model (with respect to some experimental assumptions) to investigate the mechanism of ion-relaxation polarization and conductivity in heterogeneous dielectric materials (mica, ceramics, perovskites, KDP, DKDP, etc.) which is of high demand in various areas of modern industry. Further research goals are to promote the proposed methods as a theoretical basis for computer algorithms of numerical optimization and prediction of properties and parameters of functional elements and components of industrial equipment and systems working in wide ranges of fields and temperatures.
Методами квазиклассической кинетической теории исследован механизм протонно-релаксационной поляризации в кристаллах с водородными связями (КВС), классифицируемых по электрофизическим свойствам как протонные полупроводники и диэлектрики (ППД). На основании уравнения неразрывности тока протонов строится обобщенное нелинейное по полю кинетическое уравнение, позволяющее описывать протонную релаксацию в КВС в широком диапазоне температур (1-1500 К) и напряженностей электрического поля (100 кВ/м - 1000 МВ/м). Предложена схема, позволяющая методом последовательных приближений (по малому безразмерному параметру) строить численные решения обобщенного нелинейного уравнения Фоккера - Планка совместно с уравнением Пуассона. Научно-практическая значимость полученных результатов состоит в применимости данной математической модели, с учетом некоторых экспериментальных допущений, для теоретических исследований механизма ионнорелаксационной поляризации и проводимости в разнородных диэлектрических материалах (слюда, керамика, перовскиты, KDP, DKDP и др.), востребованных в различных областях современной промышленности. В перспективе предложенные методы составят теоретическую основу алгоритмов программно-аппаратного обеспечения, предназначенного для численной оптимизации и компьютерного прогнозирования свойств и параметров функциональных элементов технологических схем различных установок и систем (контрольно-измерительных, электронно-оптических, радиотехнических и др.), работающих в условиях реального производства в широком диапазоне изменения параметров полей и температур.
Izvestiya of Altai State University
2019-03-06
info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
application/pdf
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282019%291-04
10.14258/izvasu(2019)1-04
Izvestiya of Altai State University; No 1(105) (2019): Izvestiya of Altai State University; 34-38
Известия Алтайского государственного университета; № 1(105) (2019): Известия Алтайского государственного университета; 34-38
1561-9451
1561-9443
rus
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282019%291-04/4029
oai:journal.asu.ru:article/5275
2023-11-20T04:39:04Z
iz:%D0%A4%D0%98%D0%97
driver
Frequency Spectrum of Acoustic Emission during Deformation Accumulation in Aluminum-Magnesium Alloy under Thermomechanical Loading
Частотный спектр акустической эмиссии в ходе накопления деформации в алюминиево-магниевом сплаве в условиях термомеханического нагружения
Макаров, С.В.
Плотников, В.А.
acoustic emission
high temperature deformation
monotonic and abrupt deformation
the spectral density
акустическая эмиссия
высокотемпературная деформация
монотонная и скачкообразная деформация
спектральная плотность
In this paper, results of a study of acoustic emission frequency spectra obtained during accumulation of deformation in an aluminum-magnesium alloy under thermo-mechanical loading from room temperature up to 5500С are presented. The spectra of acoustic emission signals are analyzed for the conditions of active deformation accumulation: the monotonic accumulation - in the region of low temperatures (up to a temperature of deformation and structural transition), and the quasi step-like accumulation - in the high-temperature region. Analysis of spectral density of acoustic emission signals indicates the redistribution of the vibrational energy of the primary acoustic signal by the resonant vibrations of the standing shear and longitudinal waves of the resonator, the geometry of which corresponds to the region of deformation localization (sample flow). It is shown that no resonances are formed in the selected resonant frequencies in the spectrum of signals at monotonic accumulation of deformation before the structural transition (in the region of low temperatures). In the high-temperature region of the quasi step-like accumulation of deformation, noticeable energy of oscillations of standing waves (both for shear and longitudinal waves) is accumulated in the resonator. In the crystal medium, the oscillations of the standing wave activate elementary deformation shifts in a certain volume, which is associated with the length of the standing wave, which determines the macroscopic scale of the correlation.
Приведены результаты исследования частотных спектров акустической эмиссии, полученных в ходе накопления деформации в алюминиево-магниевом сплаве в условиях термомеханического нагружения от комнатных температур до 550 0С. Проведен анализ спектров сигналов акустической эмиссии в условиях активного накопления деформации: монотонного - в области низких температур (до температуры деформационного структурного перехода), квазискачко-образного - в высокотемпературной области. Анализ спектральной плотности сигналов акустической эмиссии свидетельствует о перераспределении колебательной энергии первичного акустического сигнала по резонансным колебаниям стоячих сдвиговых и продольных волн резонатора, геометрия которого соответствует области локализации деформации (проточки образца). Показано, что в спектре сигналов при монотонном накоплении деформации до деформационного структурного перехода (в области низких температур) фактически не сформированы резонансы в выделенных резонансных частотах. В области высоких температур при квазискачко-образном накоплении деформации в резонаторе накапливается заметная энергия колебаний стоячих волн (как для сдвиговых, так и для продольных волн). В кристаллической среде колебания стоячей волны активируют элементарные деформационные сдвиги в некотором объеме, который связан с длиной стоячей волны, определяющей макроскопический масштаб корреляции.
Izvestiya of Altai State University
2019-03-06
info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
application/pdf
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282019%291-05
10.14258/izvasu(2019)1-05
Izvestiya of Altai State University; No 1(105) (2019): Izvestiya of Altai State University; 39-43
Известия Алтайского государственного университета; № 1(105) (2019): Известия Алтайского государственного университета; 39-43
1561-9451
1561-9443
rus
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282019%291-05/4030
oai:journal.asu.ru:article/5289
2023-11-20T04:39:03Z
iz:%D0%A4%D0%98%D0%97
driver
Improvement of Accuracy and Reliability of Monitoring Measurements of Sky Brightness on Small Angular Distances from the Sun SIMEL Photometer System
Повышение точности и достоверности мониторинговых измерений яркости неба на малых угловых расстояниях от Солнца системой фотометров SIMEL
Матющенко, Ю.Я.
Пашнев, В.В.
global network AERONET
solar photometer CIMEL
almucantar of the Sun
small angular distances
positioning accuracy
model error of measurements
глобальная сеть AERONET
солнечный фотометр CIMEL
альмукантарат Солнца
малые угловые расстояния
точность позиционирования
модельная погрешность измерений
Comparative characteristics of various modifications of CIMEL photometers related to errors in brightness measurements and positioning accuracy are considered. A statistical analysis was carried out for the presence of obvious errors in the data obtained by the new models of devices and displayed on the website of the AERONET project. Instrumental errors of monitoring observations in the almucantar of the Sun with small azimuths and criteria for selecting reliable angular distributions of brightness are described. A technique for reconstructing observational data is proposed, depending on the accuracy of the mechanical aiming of the photometer at small angles and the established model error of brightness measurements. Approbation of software implementing this method was carried out using AERONET data in recent years. The results of the study show a significant decrease in the number of errors caused by instrumental errors in the angular brightness distributions obtained by using new models of CIMEL photometers. The presented technique allows for a preliminary assessment of the quality of AERONET data with the aim of their subsequent use for building aerosol models of the atmosphere.
Рассмотрены сравнительные характеристики различных модификаций фотометров CIMEL, касающиеся погрешностей измерений яркости и точности позиционирования. Проведен статистический анализ на предмет наличия явных ошибок в данных, полученных новыми моделями приборов и выставленных на сайте проекта AERONET. Описаны инструментальные погрешности мониторинговых наблюдений в альмукантарате Солнца при малых азимутах и критерии отбора достоверных угловых распределений яркости. Предложена методика восстановления наблюдательных данных в зависимости от точности механической наводки фотометра в малые углы и установленной модельной погрешности измерений яркости. Проведена апробация программного обеспечения, реализующего указанную методику, с использованием данных AERONET за последние годы. Результаты исследования показывают существенное уменьшение числа ошибок, вызванных аппаратурными погрешностями, в угловых распределениях яркости, полученных с помощью новых моделей фотометров CIMEL. Представленная методика позволяет произвести предварительную оценку качества данных AERONET с целью последующего их использования для построения аэрозольных моделей атмосферы.
Izvestiya of Altai State University
2019-03-14
info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
application/pdf
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282019%291-06
10.14258/izvasu(2019)1-06
Izvestiya of Altai State University; No 1(105) (2019): Izvestiya of Altai State University; 44-49
Известия Алтайского государственного университета; № 1(105) (2019): Известия Алтайского государственного университета; 44-49
1561-9451
1561-9443
rus
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282019%291-06/4044
oai:journal.asu.ru:article/5290
2023-11-20T04:39:04Z
iz:%D0%A4%D0%98%D0%97
driver
Study of Deformation Distribution in Steel / Steel Adhesive Joint
Особенности разрушения при деформации растяжением клеевого соединения сталь / сталь
Устинов, А.М.
Клопотов, А.А.
Потекаев, А.И.
Галсанов, С.В.
Абзаев, Ю.А.
Плевков, В.С.
adhesive joint
stress-strain state
digital image correlation
steel
клеевое соединение
напряженно-деформированное состояние
корреляция цифровых изображений
сталь
The deformation behavior during the stretching of the steel / steel adhesive joint is investigated. The temporal evolution of deformation isopoles in the near-surface layers of sample compounds is revealed. A correlation is established between the stages on the deformation curves and the evolution patterns of the spatial structural elements, which on the surface of the steel lining reflect the spatially localized distribution of the deformation fields. These deformation fields are bounded by iso-lines, within which the deformation has the same meaning. It was revealed that on the surface of the steel lining, separation occurs into three types of areas: deformable areas of tension; deformable compression areas; nondeformed areas. At the stage prior to the destruction of the adhesive joint, a limit value of shear displacement was established, which is equal to 0.0067 mm. It has been shown that in areas close to the periphery in the areas of adhesion, stresses begin to grow in a direction perpendicular to the area of adhesion. These stresses contribute to the tearing effort. It has been established that in our case the nature of the destruction of the adhesive joint is adhesive.
Исследовано деформационное поведение в ходе растяжения клеевого соединения сталь/сталь. Выявлена временная эволюция изополей деформаций в приповерхностных слоях образцов соединений. Установлена корреляция между стадиями на деформационных кривых и картинами эволюции пространственных структурных элементов, которые на поверхности стальной накладки отражают пространственно-локализованное распределение деформационных полей. Эти деформационные поля ограничены изолиниями, внутри которых деформация имеет одинаковое значение. Выявлено, что на поверхности стальной накладки происходит расслоение на три типа областей: деформируемые области растяжения; деформируемые области сжатия; недеформи-руемые области. На стадии, предшествующей разрушению клеевого соединения, установлено предельное значение сдвигового смещения, которое равно 0,0067 мм. При этом показано, что на близких к периферии участках на площадях склеивания начинают расти напряжения в направлении, перпендикулярном площади склеивания. Эти напряжения способствуют возникновению отдирающих усилий. Установлено, что для исследуемого случая характер разрушения клеевого соединения является адгезионным.
Izvestiya of Altai State University
2019-03-06
info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
application/pdf
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282019%291-07
10.14258/izvasu(2019)1-07
Izvestiya of Altai State University; No 1(105) (2019): Izvestiya of Altai State University; 50-55
Известия Алтайского государственного университета; № 1(105) (2019): Известия Алтайского государственного университета; 50-55
1561-9451
1561-9443
rus
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282019%291-07/4045
oai:journal.asu.ru:article/5310
2023-11-20T04:39:04Z
iz:%D0%A4%D0%98%D0%97
driver
The Optimality and Accuracy of Computer Calculations of the Gibbs Free Energy of Hydration of Molecules in the Continuum Models of Solvation
Оптимальность и точность компьютерных вычислений свободной энергии Гиббса гидратации молекул в континуальных моделях сольватации
Шеповалов, К.М.
Маслова, О.А.
Безносюк, С.А.
Жуковский, М.С.
Жуковская, Т.М.
condensed matter physics
continual solvation models
density functional method
Hartree - Fock method
computer simulation
free energy of dissolution
hydration of organic molecules
физика конденсированного состояния
континуальные модели сольватации
метод функционала плотности
метод Хартри - Фока
компьютерное моделирование
свободная энергия растворения
гидратация органических молекул
In this paper, computer simulations of dissolving some small organic molecules: methanol (CH3OH), ethanol (CH5OH), acetamide (H3CC(O)NH2), methanethiol (CH3SH), methylamine (CH3NH2), chloromethane (CH3Cl) in water and calculations of the Gibbs free energy of hydration are performed. Calculations of the free energy of hydration are carried out within the framework of two well-known continuum solvation models: Solvation Model of Density (SMD) and Conductor-like Polarizable Continuum Model (CPCM). The quantum-mechanical part of the calculations is performed by the method of the hybrid density functional b3lyp and the restricted Hartree-Fock method. A comparative assessment of the accuracy and timing of calculations using different methods has been carried out. The versatility, high accuracy, and low consumption of calculation time using the SMD in a frame of the density functional method b3lyp are shown. In comparison with experimental data, errors of the values of the free Gibbs energy of dissolution of molecules in water are not exceeded 20 percent. The two modified CPCM models demonstrate worse results regarding accuracy and time consumption than the SMD approach. In this case, the restricted Hartree-Fock method turns out to be preferable compared to the density functional method b3lyp.
Проведено компьютерное моделирование и выполнены расчеты при стандартных условиях свободной энергии Гиббса растворения в воде шести пробных органических молекул: метанола (CH3OH), этанола (CH5OH), ацетамида (H3CC(O)NH2), метантиола (CH3SH), метиламина (CH3NH2), хлорметана (CH3Cl). Расчеты свободных энергий гидратации выполнены в рамках двух известных континуальных моделей сольватации: Solvation Model of Density (SMD) и Conductor-like Polarizable Continuum Model (CPCM). Квантово-механическая часть вычислений была выполнена методами гибридного функционала плотности b3lyp и ограниченного Хартри - Фока. Проведена сравнительная оценка точности и времени расчетов разными методами. Показаны универсальность, высокая точность и малая затратность времени в расчетах по SMD с использованием метода функционала плотности b3lyp. По сравнению с экспериментальными данными ошибки вычисленных с помощью SMD значений свободных энергий Гиббса растворения в воде молекул не превысили 20%. Две использованные модификации модели CPCM показали худшие по точности и затратам времени результаты расчетов по сравнению с подходом SMD. При этом предпочтительным оказался метод ограниченного Хартри - Фока по сравнению с методом функционала плотности b3lyp.
Izvestiya of Altai State University
2019-03-06
info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
application/pdf
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282019%291-08
10.14258/izvasu(2019)1-08
Izvestiya of Altai State University; No 1(105) (2019): Izvestiya of Altai State University; 56-59
Известия Алтайского государственного университета; № 1(105) (2019): Известия Алтайского государственного университета; 56-59
1561-9451
1561-9443
rus
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282019%291-08/4055
oai:journal.asu.ru:article/6386
2023-11-20T04:39:03Z
iz:%D0%A4%D0%98%D0%97
driver
Особенности массопереноса при ионной имплантации
Features of Mass Transfer During Ion Implantation
Абылкалыкова, Риза Батырхановна
Квеглис, Людмила Иосифовна
Рахадилов, Бауржан Корабаевич
Бектасова, Гульсум Сафуановна
ion implantation
local pressure
fast mass transfer
interstitial phases
ионная имплантация
локальное давление
быстрый массоперенос
фазы внедрения
Исследованы продукты реакции, полученные при ионной имплантации азота, кислорода и фосфора в вольфрамовую мишень. Выяснены условия создания новых соединений при высокодозной имплантации, приводящей к процессам быстрого массопереноса ионов в материал мишени. Установлено, что ионная имплантация азота в вольфрам приводит к возникновению фазы внедрения W2N с ГЦК-структурой; имплантация кислорода — к образованию фазы с плотноупакованной ГЦК-структурой, близкой по структуре и параметрам к W20; фосфора — к образованию фосфида вольфрама W2P с орторомбической структурой после дополнительного отжига при температурах, превышающих 800-900 0С. Сделана оценка локального давления потока ионов на поверхность мишени, которое приводит к локальному искривлению кристаллической решетки, благодаря чему возможен быстрый массоперенос имплантированных ионов в материале мишени.
Образование фаз внедрения при ионной имплантации является результатом локализации сдвиговой деформации в условиях ускоренного массопереноса. В условиях высокодозной ионной имплантации формируются высоконеравновесные пересыщенные твердые растворы, а также высокодефектные структурно-неравновесные состояния с высокой кривизной кристаллической решетки.
In this paper, the reaction products obtained by ion implantation of nitrogen, oxygen, and phosphorus into a tungsten target are investigated. The conditions for the creation of new compounds during high-dose implantation, leading to the processes of rapid mass transfer of ions into the target material, have been clarified. It has been established that ion implantation of nitrogen into tungsten leads to the appearance of the interstitial phase of W2N with FCC structure; oxygen implantation — to the formation of a phase with a close-packed structure of the FCC structure, which is similar in structure and parameters to W2O; phosphorus implantation — to the formation of tungsten phosphide W2P with an orthorhombic structure after additional annealing at temperatures exceeding 800-900 0С. An estimation has been made for the local pressure of the ion flux on the target surface which leads to a localized curvature of the crystal lattice due to which rapid mass transfer of implanted ions in the target material is possible.
The formation of interstitial phases during ion implantation is the result of shear deformation localization under conditions of accelerated mass transfer. Highly nonequilibrium supersaturated solid solutions, as well as highly defective structural-nonequilibrium states with a high curvature of the crystal lattice, are formed under conditions of high-dose ion implantation.
Izvestiya of Altai State University
2019-09-12
info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
application/pdf
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282019%294-01
10.14258/izvasu(2019)4-01
Izvestiya of Altai State University; No 4(108) (2019): Izvestiya of Altai State University; 11-17
Известия Алтайского государственного университета; № 4(108) (2019): Известия Алтайского государственного университета; 11-17
1561-9451
1561-9443
rus
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282019%294-01/5091
oai:journal.asu.ru:article/6387
2023-11-20T04:39:02Z
iz:%D0%A4%D0%98%D0%97
driver
Структура вторичных конгломератов, образовавшихся при воздействии лазерного излучения на желчные камни
The Structure of Secondary Conglomerates Formed due to Exposure of Gallstones to Laser Radiation
Андрухова, Ольга Витальевна
Андрухова, Татьяна Витальевна
Филимонова, Анастасия Юрьевна
pathogenic organomineral formations — concretions (gallstones)
microhardness
elemental composition
x-ray fluorescence analysis
fractal dimension
патогенные органоминеральные образования — конкременты (желчные камни)
микротвердость
элементный состав
рентгенофлуоресцентный анализ
фрактальная размерность
Проведен анализ особенностей строения и элементного состава желчных камней в зависимости от их типа. Элементный состав камней был исследован методом рентгенофлуоресцентного анализа, структурное строение до и после воздействия лазерного излучения — методом микроскопии. В элементный состав желчных камней всех типов входят микроэлементы: железо, хром, никель, медь, марганец и сера. Содержание микроэлементов в ядре и поверхностных слоях желчных камней зависит от типа камня. Проведено исследование структуры шлифов желчных камней различного состава до и после воздействия лазерного излучения и структуры кристаллических образований на их поверхности в зависимости от времени воздействия. Показано, что механизм разрушения различен для разных структурных элементов желчных камней. Рассчитана фрактальная размерность объектов, образовавшихся на поверхности шлифов после воздействия лазерного излучения. Анализ морфологической картины структурных изменений поверхности биоминеральных образований после воздействия лазерного излучения включал определение следующих структурных параметров: целостность контуров зоны облучения, наличие структурных разрушений и их характер.
The paper analyzes the features of structures and elemental compositions of gallstones depending on their types. Elemental compositions of gallstones were studied by x-ray fluorescence analysis, while their structures before and after exposure to laser radiation were studied by microscopy. The elemental compositions of all types of gallstones include the following trace elements: iron, chromium, nickel, copper, manganese, and sulfur. The combination of trace elements in the core and surface layers of gallstones depends on the type of gallstone. Section structures of gallstones of different elemental compositions before and after exposure to laser radiation and the structure of crystalline formations on their surface in relation to the time of exposure are studied in this paper. It is shown that the mechanism of destruction varies for different structural elements of gallstones. The fractal dimension of the objects formed on the surface of the sections after exposure to laser radiation is calculated. The analysis of the morphological pattern of structural changes in the surface of biomineral formations after exposure to laser radiation includes the determination of the following structural parameters: the integrity of the irradiation zone contours, the presence of structural damages and their nature.
Izvestiya of Altai State University
2019-09-12
info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
application/pdf
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282019%294-02
10.14258/izvasu(2019)4-02
Izvestiya of Altai State University; No 4(108) (2019): Izvestiya of Altai State University; 18-26
Известия Алтайского государственного университета; № 4(108) (2019): Известия Алтайского государственного университета; 18-26
1561-9451
1561-9443
rus
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282019%294-02/5092
oai:journal.asu.ru:article/6388
2023-11-20T04:39:02Z
iz:%D0%A4%D0%98%D0%97
driver
Особенности реализации трибодатчиков на основе пьезотрансформаторных измерительных преобразователей с двумя степенями свободы
Implementation Features of Tribological Sensors Based on Piezo-Transformer Measuring Converters with Two Degrees of Freedom
Белозерских, Василий Вениаминович
Седалищев, Виктор Николаевич
Сергеева , Яна Сергеевна
coupled oscillation
piezoelectric resonator sensor
two degrees of freedom system
MicroCap
связанные колебания
пьезорезонансные датчики
система с двумя степенями свободы
MicroCap
Рассмотрены особенности создания трибодатчиков на основе связанных колебаний. Представлена зависимость отношения выходных напряжений пьезоэлектрических трансформаторов от величины возбуждающего напряжения на первой и второй НЧС при разных усилиях сдавливания контакта. Рассмотрены особенности реализации механизма трибочувствительности в датчиках на основе пьезотрансформаторных измерительных преобразователей с двумя степенями свободы. Показано, что, измеряя параметры связанных колебаний контактирующих пьезоэлектрических трансформаторов, можно исследовать физико-механические характеристики контакта. Регулируя амплитуду колебаний пьезорезонаторов и, соответственно, амплитуду взаимных микроперемещений контактирующих поверхностей, устанавливая определенные значения усилий их прижатия, можно реализовать требуемые режимы работы пьезотрансформаторных трибодатчиков. Использование такого механизма трибочувствительности позволит определять твердость материала, шероховатость поверхности, модули упругости продольных и сдвиговых деформаций, коэффициенты трения качения, скольжения, покоя и т.п.
The paper discusses the aspects of the creation of tribological sensors based on coupled vibrations. The dependence of the ratio of the output voltages of piezoelectric transformers on the magnitude of the exciting voltage at the first and second normal synchronization frequencies with different amount of exerted pressure is presented. Peculiarities of trisensitivity mechanism implementation in sensors based on piezo-transformer measuring transducers with two degrees of freedom are considered. It is shown that physicomechanical properties of the contact area can be examined by measuring the parameters of coupled oscillations of the contacting piezoelectric resonators. Also, it is possible to set the required operating modes of the piezoelectric resonators of tribological sensors by adjusting the amplitude of oscillation of the piezoelectric resonators and, respectfully, the amplitude of mutual micro-movements of contacting surfaces. The proposed method of measuring the sensitivity is suitable for estimation of hardness and surface roughness of materials, the elastic moduli of longitudinal and shear deformations, the coefficients of rolling friction, slip, and rest, etc.
Izvestiya of Altai State University
2019-09-12
info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
application/pdf
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282019%294-03
10.14258/izvasu(2019)4-03
Izvestiya of Altai State University; No 4(108) (2019): Izvestiya of Altai State University; 27-31
Известия Алтайского государственного университета; № 4(108) (2019): Известия Алтайского государственного университета; 27-31
1561-9451
1561-9443
rus
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282019%294-03/5093
oai:journal.asu.ru:article/6389
2023-11-20T04:39:02Z
iz:%D0%A4%D0%98%D0%97
driver
Ядерное квадрупольное взаимодействие и эффективные заряды атомов в кристаллах YBa2Cu3O7_x и La2_xSrxCuO4
Nuclear Quadrupole Interaction and Effective Charges of Atoms in YBa2Cu3O7_x and La2_xSrxCuO4 Crystals
Доронин, Вячеслав Александрович
Марченко, Алла Валентиновна
nuclear quadrupole interaction parameters
Mossbauer spectroscopy
nuclear magnetic resonance
high-temperature superconductors
параметры ядерного квадрупольного взаимодействия
мессбауэровская спектроскопия
ядерный магнитный резонанс
высокотемпературные сверхпроводники
Проведено сопоставление параметров эмиссионных мессбауэровских спектров на изотопах 57Co(57mFe), 67Cu(67Zn), 67Ga(67Zn), 155Eu(155Gd) и параметров ядерного магнитного резонанса на изотопах 17O, 137Ba с расчетными параметрами решеточного тензора градиента электрического поля для всех узлов кристаллических решеток высокотемпературных сверхпроводников на основе металлооксидов меди YBa2Cu3O7 и La2-xSrxCuO4. Согласие экспериментальных и расчетных параметров тензора градиента электрического поля может быть получено только для моделей, когда дырка, возникающая за счет нестехиометричности соединения YBa2Cu3O7 или аливалентного замещения La3+ на Sr2+ в соединениях La2-xSrxCuO4, находится преимущественно в подрешетке цепочечного (в YBa2Cu3O7) или плоскостного (в La2-xSrxCuO4) кислорода. Подтверждение предложенной модели пространственного распределения электронных дефектов в решетках La2-xSrxCuO4 (x = 0.1 - 1.0) было получено путем сравнения расчетных зависимостей отношения главных компонент тензоров градиента электрического поля в узлах лантана и меди с отношением постоянных квадрупольного взаимодействия в этих узлах для зондов 57mFe3+, 67Zn2+ и 155Ga3+. Наблюдаемые зависимости могут быть количественно объяснены, если дырка локализуется преимущественно в позициях атомов планарного кислорода. С использованием этих моделей определены коэффициенты Штернхеймера для зондов 67Zn2+, 137Ba2+ и 17O2-.
A comparison was made of the parameters of the Mossbauer emission spectra on 57Co(57mFe), 67Cu(67Zn), 67Ga(67Zn), 155Eu(155Gd) isotopes and the 17O, 137Ba nuclear magnetic resonance parameters with the calculated parameters of the lattice tensor of the electric field gradient for all sites of crystal lattices high-temperature superconductors based on copper metal oxides YBa2Cu3O7 and La2-xSrxCuO4. Agreement between the experimental and calculated parameters of the electric field gradient tensor can be obtained only for models when the hole arising due nonstoichiometry compounds YBa2Cu3O7 or aliovalent substitution of La3+ for Sr2+ in the compounds La2-xSrxCuO4, is preferably in the sublattice chain (in YBa2Cu3O7) or planar (in La2-xSrxCuO4) oxygen. Confirmation of the proposed model of the spatial distribution of electronic defects in La2-x Srx CuO4 lattices (x = 0.1 - 1.0) was obtained by comparing the calculated dependences of the ratio of the principal components of the electric field gradient tensors at lanthanum and copper nodes with the ratio of the quadrupole interaction constant at these nodes for 57mFe3+, 67Zn2+ probes and 155Ga3+. The observed dependences can be quantitatively explained if the hole is localized mainly in the positions of the planar oxygen atoms. The Sternheimer coefficients for 67Zn2+, 137Ba2+ and 17O2- probes were determined using these models.
Izvestiya of Altai State University
2019-09-12
info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
application/pdf
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282019%294-04
10.14258/izvasu(2019)4-04
Izvestiya of Altai State University; No 4(108) (2019): Izvestiya of Altai State University; 32-35
Известия Алтайского государственного университета; № 4(108) (2019): Известия Алтайского государственного университета; 32-35
1561-9451
1561-9443
rus
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282019%294-04/5094
oai:journal.asu.ru:article/6390
2023-11-20T04:39:02Z
iz:%D0%A4%D0%98%D0%97
driver
Теоретические методы выявления нелинейных эффектов при термостимулированной деполяризации в твердых диэлектриках
Theoretical Methods of Nonlinear Effects Detection under Thermally Stimulated Depolarization in Solid Dielectrics
Калытка, Валерий Александрович
hydrogen bonded crystals (HBC)
crystals with hydrogen bonds (CHB)
complex dielectric permittivity (CDP)
complex dielectric permeability (CDP)
static dielectric permittivity (SDP)
thermally stimulated currents of depolarization (TSDP)
кристаллы с водородными связями (КВС)
комплексная диэлектрическая проницаемость (КДП)
статическая диэлектрическая проницаемость (СДП)
термостимулированный ток деполяризации
Методами квазиклассической кинетической теории исследуется механизм протонно-релаксационной поляризации и термостимулированной деполяризации в кристаллах с водородными связями (КВС). Построены обобщенные выражения для комплексной диэлектрической проницаемости (КДП) и поляризации, выполняющиеся на основной частоте переменного поляризующего поля в бесконечном приближении теории возмущений по малому параметру. Установлено, что эффекты взаимодействия релаксационных мод объемной плотности заряда уже на основной частоте поля обусловливают аномально высокие поляризационные нелинейности, проявляющиеся в области сильных полей (10-1000 МВ/м) и сверхвысоких температур (550-1500 К). Построены обобщенные нелинейные по полю выражения для коэффициентов кинетического уравнения, позволяющие выявить влияние параметров поля (амплитуда и частота ЭДС) на микроскопические акты перебросов физических релаксаторов (протонов) через потенциальный барьер. Из решения общего квазиклассического кинетического уравнения (для модели двойной симметричной потенциальной ямы с барьером параболической формы) построено выражение для плотности тока термостимулированной деполяризации в КВС, выполняющееся в широком диапазоне полей (100-1000 МВ/м) и температур (1-1500 К). Предложена схема численного расчета характеристических параметров релаксаторов методом минимизации функции сравнения (МФС-методом).
This paper investigates the mechanisms of proton-relaxation polarization and thermally stimulated currents of depolarization (TCDP) in hydrogen bonded crystals (HBC) using methods of quasi-classical kinetic theory. Established generalized expressions for the complex dielectric permittivity (CDP) and polarization incorporates the main frequency of varying polarization field in the infinite approximation of perturbation theory with respect to a small parameter. It is revealed that that the effects of interaction among the relaxation modes of volume charge density starting from the main frequency of the field have already caused abnormally high polarizing nonlinearities in the range of strong fields (10-1000 MV/m) and ultra-high temperatures (550-1500 K). Generalized along the field expressions are established for kinetic equation coefficients. These expressions allow revealing reveal the influence of the field parameters (amplitude and frequency of the EMF) on the microscopic acts of transfer of physical relaxation oscillators (protons) through the potential barrier. The expression for the density of thermally stimulated currents of depolarization in HBC carried out in the wide range of fields (100-1000 MV/m) and temperatures (1-1500 K) is formulated on the basis of the general kinetic equation solution (for the model of a double symmetric potential well with a parabolic barrier). A numerical computation scheme for characteristic parameters oscillators is developed using the minimization comparison function method (MCF-method).
Izvestiya of Altai State University
2019-09-12
info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
application/pdf
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282019%294-05
10.14258/izvasu(2019)4-05
Izvestiya of Altai State University; No 4(108) (2019): Izvestiya of Altai State University; 36-42
Известия Алтайского государственного университета; № 4(108) (2019): Известия Алтайского государственного университета; 36-42
1561-9451
1561-9443
rus
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282019%294-05/5095
oai:journal.asu.ru:article/6391
2023-11-20T04:39:02Z
iz:%D0%A4%D0%98%D0%97
driver
Структура и свойства материалов на основе сплавов и тонких пленок ниобия с оловом
The Structure and Properties of Materials Based on Alloys and Thin Films of Niobioum with Tin
Новоженов, Владимир Антонович
Стручева, Наталья Егоровна
Ганиев, Изатулло Наврузович
Обидов, Зиёдулло Рахматович
сплавы
тонкие пленки
интерметаллические соединения
фаза
поверхность
Методами дифференциального термического (ДТА), рентгенофазового (РФА), энергодисперсионного анализа исследованы структура и свойства материалов на основе сплавов и тонких пленок ниобия с оловом. Условия синтеза и температурные интервалы устойчивости к окислению определяли из данных ДТА. Исследование устойчивости пленок на воздухе проводили, выдерживая их при комнатной температуре 1-3 месяца и при нагревании до 100 и 250 °С в течение 2 часов. Сплавы получали непосредственным сплавлением компонентов при 800 °С с последующим размалыванием, прессованием и спеканием при 500 °С в течение 100 часов. Фазовый состав сплавов устанавливали методом РФА. Рентгенофазовый анализ тонких пленок показал, что на поверхности подложки при осаждении из газовой фазы обычно осаждаются термодинамически наиболее устойчивые соединения в системе. Исследование рельефа поверхности с помощью атомно-силового микроскопа показало, что поверхность пленок остается неизменной при выдержке при нормальной температуре до 3 месяцев. Определенные четырехзондовым методом величины сопротивления показывают, что сопротивление пленок увеличилось примерно на 20-30 % по сравнению с компактными веществами.
The structure and properties of materials based on alloys and thin films of niobium with tin were investigated by means of differential thermal (DTA), X-ray, energy dispersive analysis. The synthesis conditions and temperature ranges of oxidation resistance were determined from the DTA data. The study of the stability of films in the air was carried out when keeping the films at room temperature for 1-3 months and when heating them at 100 and 250 ° C for 2 hours. Alloys were obtained by direct fusion of the components at 800 ° C with further grinding, pressing, and sintering at 500 ° C for 100 hours. The phase composition of the alloys was investigated by the X-ray phase analysis. X-ray phase analysis of thin films showed that thermodynamically most stable compounds in the system are usually deposited on the surface of the substrate during deposition from the gas phase. The study of the surface relief using an AFM atomic force microscope showed that the surface of the films remains unchanged when exposed to a normal temperature of up to 3 months. The resistance values determined by the four-probe method demonstrated the increase of resistance of the films by about 20-30% when compared to compact substances.
Izvestiya of Altai State University
2019-09-12
info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
application/pdf
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282019%294-06
10.14258/izvasu(2019)4-06
Izvestiya of Altai State University; No 4(108) (2019): Izvestiya of Altai State University; 43-48
Известия Алтайского государственного университета; № 4(108) (2019): Известия Алтайского государственного университета; 43-48
1561-9451
1561-9443
rus
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282019%294-06/5096
oai:journal.asu.ru:article/6392
2023-11-20T04:39:02Z
iz:%D0%A4%D0%98%D0%97
driver
Дискретные бризеры в ГЦК и ГЦТ-кристаллах
Discrete Breathers in FCC and FCT Crystals
Старостенков, Михаил Дмитриевич
Захаров, Павел Васильевич
Медведев, Николай Николаевич
discrete breather
soliton
quasi-breather
crystal
nonlinear mode
phonon spectrum
дискретный бризер
солитон
квази-бризер
кристалл
нелинейная мода
фононный спектр
Обзор посвящен исследованию дискретных бризеров в кристаллах стехиометрии A3B, AB и в моноатомных кристаллах. Дана краткая история развития концепции дискретных бризеров в кристаллах, рассмотрены возможные пути дальнейших исследований. Приведены данные, свидетельствующие о том, что для существования дискретных бризеров необходимо наличие свойств дискретности и нелинейности исследуемой системы.
В рассматриваемых работах исследование дискретных бризеров осуществлялось методом молекулярной динамики с использованием как парных, так и многочастичных потенциалов.
На примере кристаллов Pt3Al и CuAu показано, что дискретные бризеры с жестким типом нелинейности способны сосредоточивать энергию порядка нескольких электронвольт, при этом они являются мобильными и могут перемещаться по кристаллу вдоль плотноупакованных направлений. Выявлены два механизма возбуждения дискретных бризеров с мягким типом нелинейности в кристалле стехиометрии А3В потоком частиц. Продемонстрировано, что внешние поля, осциллирующие с частотой вне фононного спектра кристалла А3В, могут являться причиной возбуждения бризеров с мягким типом нелинейности вблизи его поверхности. Для металлов Pt, Au, Ni, Pd, Cu показана зависимость продолжительности жизни ДБ от их коэффициента Пуассона. Приведены амплитудно-частотные характеристики и зависимости времени жизни дискретных бризеров от начальных параметров возбуждения.
The review is devoted to the study of discrete breathers in A3B, AB stoichiometry crystals, and in monoatomic crystals. A brief history of the development of the concept of discrete breathers in crystals is given, and possible ways for further research are considered. The data to support the fact that the existence of discrete breathers requires the presence of discreteness and nonlinearity of the system under study are provided.
In the reviewed works, the study of discrete breathers was carried out by the method of molecular dynamics, using both pairwise and many-body potentials.
Using Pt3Al and CuAu crystals as examples, it was shown that discrete breathers with hard type nonlinearity are able to concentrate energy on the order of several electron volts, being mobile and able to move across the crystal along close-packed directions. Two mechanisms of excitation of discrete breathers with a soft type nonlinearity in the A3B stoichiometry crystal by a particle flow are revealed. It has been demonstrated that external fields oscillating with a frequency outside the phonon spectrum of an A3B crystal may cause excitation of discrete breathers with a soft nonlinearity type near its surface. For metals Pt, Au, Ni, Pd, Cu, the dependence of the lifetime of discrete breathers on their Poisson's ratio is shown. The amplitude-frequency characteristics and the dependences of the lifetime of discrete breathers on the initial excitation parameters are given.
Izvestiya of Altai State University
2019-09-12
info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
application/pdf
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282019%294-07
10.14258/izvasu(2019)4-07
Izvestiya of Altai State University; No 4(108) (2019): Izvestiya of Altai State University; 49-60
Известия Алтайского государственного университета; № 4(108) (2019): Известия Алтайского государственного университета; 49-60
1561-9451
1561-9443
rus
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282019%294-07/5099
oai:journal.asu.ru:article/6393
2023-11-20T04:39:02Z
iz:%D0%A4%D0%98%D0%97
driver
Структура слоев диффузной зоны при борировании стали 20
The Structure of Diffuse Zone Layers When Boriding Steel 20
Шевчук, Евгения Петровна
Плотников, Владимир Александрович
Садибеков, Айдар Бекадилович
boriding
microstructure
borides
inert additive
activators
boride needles
diffusion
diffusion coefficient
борирование
микроструктура
бориды
инертная добавка
активаторы
боридные иглы
диффузия
коэффициент диффузии
Представлены данные об изменении структуры поверхностных слоев стали 20 путем борирования при высоких температурах с применением химико-термической обработки. По данным исследований тонкой структуры и микродифракционного фазового анализа образцов, основными фазами полученных в экспериментах боридных слоев являются соединения железа с бором FeB, Fe2B и В. Микроструктура исследуемых образцов окрашена: фаза FeB окрашивается в коричневый цвет, а Fe2В сохраняет желтые тона, кристаллы бора окрашены в белый цвет. В приповерхностном слое наблюдались поры размером около 50 мкм. Исследование количественных характеристик боридных структур помогло определить среднюю толщину диффузных слоев образцов и коэффициент диффузии в них.
Для предотвращения спекания порошков железа и борной кислоты в насыщающую смесь введена инертная добавка — Na2SiO3, а для ускорения процесса борирования — активаторы (NH4OH, С). Выяснено, что с уменьшением содержания инертной добавки в насыщающей смеси толщина диффузионного боридного слоя снижается и также уменьшается размер боридных игл.
The paper presents data on changes in the structure of surface steel 20 by boriding at high temperatures using chemical-thermal treatment. According to studies of fine structure and microdiffraction phase analysis of samples, the main phases obtained in the experiments of boride layers are iron compounds with boron FeB, Fe2B and B. The microstructure of the samples is colored: the FeB phase is colored brown, and Fe2B retains yellow tones, boron crystals are colored in white color. Pores measuring about 50 microns in size are observed in the surface layer. The study of the quantitative characteristics of the boride structures helps determine the average thickness of the diffuse layers of the samples and determine the diffusion coefficient in them.
To prevent sintering of iron and boric acid powders, an inert additive, Na2SiO3, is introduced into the saturating mixture, and activators (NH4OH, C) are used to accelerate the boriding process. It is found out that with the decrease of the content of the inert additive in the saturating mixture, the thickness of the diffusion boride layer decreases, and the size of boride needles also decreases.
Izvestiya of Altai State University
2019-09-12
info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
application/pdf
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282019%294-08
10.14258/izvasu(2019)4-08
Izvestiya of Altai State University; No 4(108) (2019): Izvestiya of Altai State University; 61-66
Известия Алтайского государственного университета; № 4(108) (2019): Известия Алтайского государственного университета; 61-66
1561-9451
1561-9443
rus
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282019%294-08/5101
oai:journal.asu.ru:article/7490
2023-11-20T04:36:34Z
iz:%D0%A4%D0%98%D0%97
driver
Оптимизация параметров температурного распределения частиц газотермического потока по спектру теплового излучения частиц
Parametric Optimization of the Particle Temperature Distribution of the Gas-Thermal Flux by the Means of Thermal Radiation Spectrum of Particles
Иордан , Владимир Иванович
particle temperature distribution
inverse problem
thermal radiation spectrum
parametric optimization
температурное распределение частиц
обратная задача
спектр теплового излучения
параметрическая оптимизация
Рассматривается применение метода измерения распределенного параметра температуры в потоке частиц, основываясь на решении обратной задачи, использующей экспериментально зарегистрированный суммарный (интегральный) спектр теплового излучения частиц гетерогенного газотермического потока. Для выходного сигнала, регистрирующего спектр теплового излучения частиц линейным многоэлементным фотоприемником, приведено «измерительное» уравнение в виде уравнения Фредгольма 1-го рода, в котором используется функция плотности температурного распределения частиц и функция Планка.
Приведено краткое изложение вывода обратного интегрального оператора для решения обратной задачи по определению температурного распределения частиц. Для двух модельных функций температурного распределения частиц выведены функции интегрального спектра теплового излучения частиц, для которых на основе экспериментально зарегистрированного интегрального спектра теплового излучения с помощью процедуры «наименьших квадратов» осуществлена оптимизация параметров обеих модельных функций распределений.
This paper discusses the application of a method for measuring the distributed temperature parameter of particles based on the solution of the inverse problem that uses the experimentally recorded integral thermal radiation spectrum of heterogeneous gas-thermal flux particles. The output signal that registers the thermal radiation spectrum of particles is measured by a linear multi-element photodetector. The measuring equation for the output signal is presented as a Fredholm equation of the first kind with a temperature density distribution function and the Plank function.
A brief derivation of the inverse operator is provided for the solution of the inverse problem of determination of particle temperature distribution. Integral spectrum functions of thermal radiation of particles are derived for two model functions of particle temperature distribution. Parameters of these two model functions are optimized using the least-squares method and the experimentally obtained integral thermal radiation spectrum.
Izvestiya of Altai State University
2020-03-06
info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
application/pdf
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282020%291-01
10.14258/izvasu(2020)1-01
Izvestiya of Altai State University; No 1(111) (2020): Izvestiya of Altai State University; 11-17
Известия Алтайского государственного университета; № 1(111) (2020): Известия Алтайского государственного университета; 11-17
1561-9451
1561-9443
rus
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282020%291-01/6157
oai:journal.asu.ru:article/7496
2023-11-20T04:36:34Z
iz:%D0%A4%D0%98%D0%97
driver
Experimental Study of Surface Etching in Synthetic Diamond Microcrystals due to Presence of Cu and Fe at High Pressure
Экспериментальное изучение травления поверхности микрокристаллов синтетического алмаза в присутствии Cu и Fe при высоком давлении
Ишутин , Илья Андреевич
Чепуров , Алексей Анатольевич
Жимулев , Егор Игоревич
diamond
surface etching
iron particles
алмаз
травление поверхности
частицы железа
In the present work, microcrystals of synthetic diamond extracted from a metal-diamond composite were investigated. A composite based on Cu and Fe was obtained by sintering at a pressure of 4 GPa and a temperature of1300 °C. The experiments were carried out using a split-sphere high-pressure apparatus BARS. The high-pressure cell was made of refractory oxides ZrO2, CaO, and MgO using a tubular graphite heater. In the composite, diamond grains were in close contact with neighboring diamonds, and the metal phase filled the interstices. The study of the diamond crystals demonstrated the appearance of newly formed micromorphological structures on the surfaces in the form of numerous cavities of irregular shape on the faces of octahedron, as well as pyramids on the faces of cube, the morphological elements of which follow the contours of the cube face of the diamond. Thus, the results of the work evidence for the processes of etching of the diamond crystals during the experiments, which is associated with the presence of metallic iron in the composite. This type of etching forms a roughly cavernous surface on the diamond crystals, which can be considered as an additional factor for improving the metal-diamond bond in copper-based composites.
Исследованы микрокристаллы синтетического алмаза, извлеченные из металл-алмазного композита. Композит на основе металлов Cu и Fe был получен спеканием при давлении 4 ГПа и температуре 1300 °С. Эксперименты проведены на аппарате высокого давления типа разрезная сфера «БАРС». Ячейка высокого давления изготавливалась из тугоплавких оксидов ZrO2, СаО и MgO с трубчатым графитовым нагревателем. В композите зерна алмаза находились в тесном контакте с соседними алмазами, а металлическая фаза заполняла межзерновое пространство между ними. Изучение кристаллов алмаза выявило появление на поверхностях граней алмаза новообразованных микро-морфологических структур в виде многочисленных каверн неправильной формы на гранях октаэдра, а также холмиков на гранях куба, морфологические элементы которых повторяют контуры грани алмаза. Таким образом, результаты работы свидетельствуют о происходивших процессах травления поверхности алмаза в ходе эксперимента, который связан с присутствием в составе композита металлического железа. Травление такого типа формирует микрошероховатый рельеф на поверхности кристаллов алмаза, что может рассматриваться в качестве дополнительного условия для улучшения связки металл-алмаз в композитах на основе меди.
Izvestiya of Altai State University
2020-03-06
info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
application/pdf
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282020%291-02
10.14258/izvasu(2020)1-02
Izvestiya of Altai State University; No 1(111) (2020): Izvestiya of Altai State University; 18-21
Известия Алтайского государственного университета; № 1(111) (2020): Известия Алтайского государственного университета; 18-21
1561-9451
1561-9443
rus
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282020%291-02/6159
oai:journal.asu.ru:article/7497
2023-11-20T04:36:34Z
iz:%D0%A4%D0%98%D0%97
driver
Structural and Energy Characteristics of NiAl Alloys with Deviations from Stoichiometric Composition. General Provisions. Part 1
Структурно-энергетические характеристики сплавов NiAl, имеющих отклонения от стехиометрического состава. Общие положения. Часть 1
Потекаев, Александр Иванович
Чаплыгина, Александра Александровна
Старостенков, Михаил Дмитриевич
Клопотов, Анатолий Анатольевич
Кулагина, Валентина Васильевна
Чаплыгин, Павел Александрович
Марченко, Екатерина Сергеевна
intermetallic
NiAl
low-stability pre-transitional structural-phase states
atomic order
structural defects
интерметаллид
NiAl
слабоустойчивые предпереходные состояния
атомный порядок
структурные дефекты
The research results are presented in two parts. The first part presents data describing the general state of the problem of low-stability pre-transitional structural phase states in intermetallides of the Ni-Al system. Physical interpretations of low-stability structural phase states in condensed systems are described along with the applied physical-mathematical model based on a calculated block of 32x32x32 elementary cells (65536 atoms) of an ordered BCC structure (superstructure B2, Pearson symbol cP2). The study is carried out by Monte Carlo methods using the Metropolis algorithm for an intermetallic NiAl sample of stoichiometric composition (used as an example). It is found out that a kind of hysteresis is observed during thermal cycling. The presence of such hysteresis indicates the irreversibility of the occurring processes. This implies a difference in the structural phase states at the heating and cooling stages.
The second part of the paper will demonstrate the results of a computer simulation of changes in structural phase states. The focus will be made on the low-stability pre-transitional structural phase states and energy characteristics of intermetallides образом with deviations from the stoichiometric composition of Ni45Al55 and Ni55Al45.
Результаты работы представлены в виде двух частей. В первой части приведены данные, описывающие общее состояние проблемы проявления слабоустойчивых структурно-фазовых состояний в интерметаллидах в системе Ni-Al. Описаны физические представления о слабоустойчивых структурнофазовых состояниях в конденсированных системах и применяемая физико-математическая модель, в основе которой лежит расчетный блок из 32x32x32 элементарных ячеек (65536 атомов) упорядоченной ОЦК-структуры (сверхструктура B2, символ Пирсона сР2). Исследование проведено в рамках метода Монте-Карло с использованием алгоритма Метрополиса на примере интерметаллида NiAl стехиометрического состава. Установлено, что при термоциклировании наблюдается своеобразный гистерезис, наличие которого свидетельствует о необратимости происходящих процессов, что подразумевает различие структурно-фазовых состояний на этапах нагрева и охлаждения.
Во второй части будут представлены результаты компьютерного моделирования изменения структурно-фазовых состояний с особым вниманием на слабоустойчивые предпереходные состояния и энергетические характеристики интер-металлидов с отклонениями от стехиометрического состава Ni45Al55 и Ni55Al45.
Izvestiya of Altai State University
2020-03-06
info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
application/pdf
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282020%291-03
10.14258/izvasu(2020)1-03
Izvestiya of Altai State University; No 1(111) (2020): Izvestiya of Altai State University; 22-28
Известия Алтайского государственного университета; № 1(111) (2020): Известия Алтайского государственного университета; 22-28
1561-9451
1561-9443
rus
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282020%291-03/6160
oai:journal.asu.ru:article/7504
2023-11-20T04:36:34Z
iz:%D0%A4%D0%98%D0%97
driver
On the Problem of Ultrahigh Energy Cosmic Ray Mass Composition Evaluation from Lateral Distributions of EAS Charged Particles Measured at Different Ranges of Radial Distances
К проблеме восстановления массового состава космических лучей сверхвысоких и ультравысоких энергий на основе данных о пространственном распределении заряженных частиц ШАЛ в различных диапазонах радиальных расстояний
Райкин , Роман Ильич
Волков, Николай Викторович
Лагутин, Анатолий Алексеевич
Серебрякова, Татьяна Леонидовна
Солдаткин, Сергей Владимирович
cosmic rays
mass composition
air showers
EAS
lateral distribution
scaling
hybrid EAS arrays
космические лучи
массовый состав
атмосферные ливни
ШАЛ
пространственное распределение
скейлинг
гибридные установки по регистрации ШАЛ
The results of the analysis of simulations of extensive air showers (EAS) generated by ultrahigh energy cosmic rays are presented. The analysis was performed within the framework of the scaling approach developed by the authors to describe the lateral distribution functions of electrons and muons of EAS. We discuss a method to evaluate the mass composition of cosmic rays from the experimental data of existing ground-based hybrid experiments with consideration of the potential of their forthcoming extensions as well as the next generation experiments. The discussed method allows minimizing the influence of the uncertainty of nuclear interaction model, instrumental and methodical biases on physical conclusions with respect to the type of primary particle.
It is shown that the use of the scale parameters of the lateral distributions as an indicator of primary particle, as well as the universal relationship between the scale parameters of the lateral distribution and the (longitudinal) age of the cascade, provides improving mass composition estimations on both the average and event-by-event basis by a single method in a wide primary energy range.
Представлены результаты анализа данных моделирования порождаемых космическими лучами сверхвысоких и ультравысоких энергий широких атмосферных ливней (ШАЛ). Анализ выполнен в рамках развиваемого авторами скейлингового подхода к описанию функций пространственного распределения электронов и мюонов ШАЛ. Обсуждается метод восстановления массового состава космических лучей по данным существующих наземных гибридных экспериментов с учетом потенциала их планируемых расширений, а также установок следующего поколения, позволяющий минимизировать влияние неопределенности модели адрон-ядерных взаимодействий, аппаратурных и методических погрешностей на физические выводы относительно типа первичной частицы.
Показано, что использование масштабного параметра радиального распределения в качестве индикатора типа первичной частицы, а также наличие универсальной зависимости между масштабным параметром ФПР и (продольным) возрастом каскада открывают возможности для повышения точности восстановления массового состава как на ансамблевой, так и на пособытийной основе в рамках единого метода в широкой области первичных энергий.
Izvestiya of Altai State University
2020-03-06
info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
application/pdf
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282020%291-04
10.14258/izvasu(2020)1-04
Izvestiya of Altai State University; No 1(111) (2020): Izvestiya of Altai State University; 29-35
Известия Алтайского государственного университета; № 1(111) (2020): Известия Алтайского государственного университета; 29-35
1561-9451
1561-9443
rus
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282020%291-04/6161
oai:journal.asu.ru:article/7507
2023-11-20T04:36:34Z
iz:%D0%A4%D0%98%D0%97
driver
Компьютерное моделирование устойчивости супероксид-иона O2- в континуальной диэлектрической среде
Computer Simulation of the O2- Superoxide Ion Stability in a Continuous Dielectric Medium
Рябых, Андрей Валерьевич
Маслова, Ольга Андреевна
Безносюк, Сергей Александрович
Жуковский, Марк Сергеевич
Масалимов, Абай Сабиржанович
condensed matter physics
continuum models of the dielectric medium of a solvent
oxygen superoxide ion
electron affinity energy
density functional method
computer simulation
физика конденсированного состояния
континуальные модели диэлектрической среды растворителя
супероксид-ион кислорода
энергия сродства к электрону
метод функционала плотности
компьютерное моделирование
Проведено компьютерное моделирование и выполнены расчеты параметров устойчивости (полной энергии, энергии связи, энергии ионизации и сродства к электрону, частот колебаний) в основных состояниях молекулы O2 (X 3Zg-) и супероксид-иона O2- (X 2Пg)в диэлектрических средах. Химические частицы помещались в топологическую полость континуальной среды. В СРСМ модели учтены энергия кавитации, электростатические и дисперсионные взаимодействия с континуальной поляризуемой средой растворителя. Расчеты реализованы с использованием алгоритмов пакета ORCA методом гибридного функционала плотности B3LYP в базисном наборе 6-31+G(d). Получены расчетные данные для эффективных сред с диэлектрической проницаемостью вакуума, бензола и воды. Показано, что рост диэлектрической проницаемости растворителя значительно увеличивает устойчивость супероксид-иона O2- по отношению к окислению и переходу в инактивированное состояние молекулы кислорода с расчетной энергией сродства к электрону: 0,495 эВ, 2,723 эВ, 3,803 эВ для вакуума, бензола и воды соответственно.
In this paper, computer modeling is carried out, and stability parameters (total energy, binding energy, ionization and electron affinity, vibrational frequencies) at the ground states of the O2 (X 3Zg-) molecule and the superoxide ion O2- (X 2Пg) in dielectric media are calculated. Chemical particles have been placed in the topological cavity of the continuum medium. The CPCM model takes into account cavitation energy, electrostatic and dispersion interactions with a continuous polarized solvent medium. Calculations are performed using the algorithms of the ORCA package by the method of the hybrid density functional B3LYP in the basic set 6-31+G (d). The calculated data for effective media with a dielectric constant of vacuum, benzene, and water are obtained. It is shown that an increase in the dielectric constant of the solvent significantly increases the stability of the O2- superoxide ion with respect to oxidation and transition to an inactivated state of an oxygen molecule with a calculated electron affinity of 0.495 eV, 2.723 eV, 3.803 eV for vacuum, benzene, and water, respectively.
Izvestiya of Altai State University
2020-03-06
info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
application/pdf
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282020%291-05
10.14258/izvasu(2020)1-05
Izvestiya of Altai State University; No 1(111) (2020): Izvestiya of Altai State University; 36-40
Известия Алтайского государственного университета; № 1(111) (2020): Известия Алтайского государственного университета; 36-40
1561-9451
1561-9443
rus
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282020%291-05/6162
oai:journal.asu.ru:article/7508
2023-11-20T04:36:34Z
iz:%D0%A4%D0%98%D0%97
driver
Старение полимерных композиционных материалов в условиях экстремально холодного климата
Aging of Polymer Composites in Extremely Cold Climates
Старцев, Олег Владимирович
Лебедев, Михаил Петрович
Кычкин, Анатолий Константинович
polymer composite materials
thermal cycles
internal stresses
microcracks
destruction
water
freezing
melting
strength
полимерные композиционные материалы
термоциклы
внутренние напряжения
микротрещины
деструкция
вода
замерзание
плавление
прочность
Представлен обзор исследований воздействия температуры, влаги, солнечной радиации и других агрессивных факторов внешней среды на свойства полимерных композиционных материалов для обоснования механизма их старения в условиях экстремально холодного климата. Показано, что в композитах развиваются внутренние напряжения, вызванные неодинаковым термическим расширением армирующих волокон и полимерных матриц. Эти внутренние напряжения вызывают появление микротрещин, их слияние и формирование макроповреждений в объеме связующего или на границе с волокнами. Стеклопластики, углепластики и другие армированные материалы, экспонируемые в открытых климатических условиях, могут накапливать в порах и капиллярах воду, способную превращаться в твердую фазу при температурах ниже 0 оС и усиливать внутренние напряжения. Под воздействием УФ компоненты солнечной радиации даже в холодном климате поверхность материалов подвергается деструкции и микрорастрескиванию, увеличивая число источников внутренних напряжений. Под воздействием сезонных и суточных термоциклов механические свойства композиционных материалов ухудшаются.
A review of studies of effects of temperature, moisture, solar radiation, and other aggressive environmental factors on the properties of polymer composite materials are presented to substantiate the mechanism of their aging in extremely cold climates. It has been shown that composites develop internal stresses caused by unequal thermal expansion of reinforcing fibers and polymer matrices. These internal stresses cause the occurrence of microcracks, their coalescence, and formation of macro-damages in the bulk of the binder or at the interface with fibers. Fiberglass, carbon fiber, and other reinforced materials exposed to climatic conditions can accumulate water in pores and capillaries, which can turn into a solid phase at temperatures below 0 °C and increase internal stresses. Even in cold climates, the surface of materials undergoes destruction and microcracking under the impacts of UV components of solar radiation, thus increasing the number of sources of internal stresses. The mechanical properties of composite materials deteriorate under the effects of seasonal and daily thermal cycles.
Izvestiya of Altai State University
2020-03-06
info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
application/pdf
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282020%291-06
10.14258/izvasu(2020)1-06
Izvestiya of Altai State University; No 1(111) (2020): Izvestiya of Altai State University; 41-51
Известия Алтайского государственного университета; № 1(111) (2020): Известия Алтайского государственного университета; 41-51
1561-9451
1561-9443
rus
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282020%291-06/6163
oai:journal.asu.ru:article/7509
2023-11-20T04:36:34Z
iz:%D0%A4%D0%98%D0%97
driver
Microwave Satellite Systems for Hydrological Monitoring
Микроволновые спутниковые системы для мониторинга гидрологических явлений
Хвостов, Илья Владимирович
monitoring
radiometer
satellite data
hydrological phenomena
мониторинг
микроволновый радиометр
спутниковые данные
гидрологические явления
This paper considers existing and promising satellite microwave radiometry systems suitable for the evaluation of geophysical (hydrological) parameters of atmosphere, ocean, and land. A comparative analysis is provided for data sets available for end-users. Algorithms and tools for processing and visualization of satellite data are discussed. The capabilities of modern satellite systems to perform specific tasks of remote sensing are described using the example of a river flood in the Altai region in 2014. Monitoring soil moisture of upper layers of soil on floodplains combined with meteorological forecasts allows assessment of the probability of river flooding at certain areas using values of maximum soil moisture capacity. The effect of changes in the physical properties of ice during its destruction is discussed. This effect has been discovered by analyzing the dynamics of daily satellite measurements of brightness temperatures. It can be considered as a harbinger of ice condition changes of large freshwater bodies. The analysis of brightness temperature seasonal variations is presented using the example of Lake Big Bear (Canada).
Рассматриваются действующие и перспективные системы спутниковой микроволновой радиометрии, позволяющие оценивать геофизические (гидрологические) параметры атмосферы, океана и суши. Дается сравнительная характеристика оперативно доступных для конечного пользователя наборов данных, приводятся примеры их интерпретации, обсуждаются алгоритмы и инструменты обработки и визуализации спутниковой информации. Приводится описание возможностей современных спутниковых систем для решения ряда конкретных задач дистанционного мониторинга на примере наблюдавшегося в 2014 г. алтайского паводка. Мониторинг значений влажности верхних слоев почвы в поймах рек в сочетании с метеорологическим прогнозом позволяет оценивать вероятность угрозы подтопления на отдельных участках по значениям предельной влагоемкости почв. Обсуждается обнаруженный при анализе динамики ежедневных спутниковых измерений яркостной температуры эффект изменения физических свойств льда при его разрушении, который может рассматриваться как предвестник изменения ледовой обстановки на крупных пресноводных водоемах. Приводится анализ сезонных вариаций яркостной температуры на примере о. Большое Медвежье (Канада).
Izvestiya of Altai State University
2020-03-06
info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
application/pdf
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282020%291-07
10.14258/izvasu(2020)1-07
Izvestiya of Altai State University; No 1(111) (2020): Izvestiya of Altai State University; 52-57
Известия Алтайского государственного университета; № 1(111) (2020): Известия Алтайского государственного университета; 52-57
1561-9451
1561-9443
rus
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282020%291-07/6164
oai:journal.asu.ru:article/7510
2023-11-20T04:36:34Z
iz:%D0%A4%D0%98%D0%97
driver
Boron Diffusion in Steel 20
Диффузия бора в стали 20
Шевчук, Евгения Петровна
Плотников, Владимир Александрович
Бектасова, Гульсым Сафуановна
diffusion flux
boriding
vacancy mechanism
crystal lattice
borides
microhardness
diffusion coefficient
diffusion zone
диффузионный поток
борирование
вакансионный механизм
кристаллическая решетка
бориды
микротвердость
коэффициент диффузии
диффузионная зона
As is known, boriding is carried out to increase the wear resistance and corrosion resistance of iron-carbon alloys. Along with high hardness, borides, unfortunately, have very high fragility and high refractoriness. An effective way to counter the fragility of boride layers is to form a composite structure consisting of inclusions of solid borides in a more plastic matrix. Such coatings can be obtained by volumetric heating in a muffle furnace using a boron paste that besides a mixture of iron and boron powders contained ammonium hydroxide and activated carbon with or without liquid glass. Boriding of a surface is carried out at high temperatures =1000 °С for 5 minutes. It is experimentally found that the microhardness of the surface layer increased by about 30% compared with the microhardness of the substrate, and that the thickness of the boride layer depends on the presence of liquid glass in the coating. It has been established that specially calculated proportions of ammonia, liquid glass, and charcoal contribute to the formation of an extensive diffusion zone of iron borides, the formation of which is due to the anomalously high diffusion mass transfer of boron into the matrix.
Как известно, борирование проводят с целью повышения износостойкости, коррозионной стойкости железоуглеродистых сплавов. Наряду с высокой твердостью бориды, к сожалению, обладают очень большой хрупкостью и высокой тугоплавкостью. Эффективным способом борьбы с хрупкостью боридных слоев является формирование композиционной структуры, состоящей из включений твердых боридов в более пластичной матрице. Такие покрытия можно получить методом объемного нагрева в муфельной печи с применением пасты для борирования, которая, помимо смеси порошков железа и бора, содержала: гидроксид аммония, активированный уголь с добавлением жидкого стекла или без него. Борирование поверхности осуществлялось при высоких температуре = 1000 °С в течение 5 минут. Экспериментальным путем выявлено, что микротвердость поверхностного слоя повысилась примерно на 30 % по сравнению с микротвердостью подложки, а толщина боридного слоя зависит от наличия в обмазке жидкого стекла. Установлено, что использование аммиака, жидкого стекла и древесного угля в специально рассчитанных пропорциях способствует формированию обширной диффузионной зоны боридов железа, формирование которой осуществляется за счет аномально высокого диффузионного массопереноса бора в матрицу.
Izvestiya of Altai State University
2020-03-06
info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
application/pdf
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282020%291-08
10.14258/izvasu(2020)1-08
Izvestiya of Altai State University; No 1(111) (2020): Izvestiya of Altai State University; 58-62
Известия Алтайского государственного университета; № 1(111) (2020): Известия Алтайского государственного университета; 58-62
1561-9451
1561-9443
rus
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282020%291-08/6165
oai:journal.asu.ru:article/8030
2023-11-20T04:34:09Z
iz:%D0%A4%D0%98%D0%97
driver
Космический мониторинг астроклиматических условий аймака Хувсгел (Монголия)
Satellite Remote Sensing for Monitoring of Astroclimatic Conditions of the Khovsgol Aimag (Mongolia)
Буднев, Николай Михайлович
Волков, Николай Викторович
Лагутин, Анатолий Алексеевич
Мордвин, Егор Юрьевич
Райкин, Роман Ильич
Ревякин, Артемий Игоревич
Тогоо, Равдандорж
gamma-astronomy
TAIGA observatory
astroclimatic conditions
the Khövsgöl Aimag
cloud mask
atmospheric water vapor content
VIIRS/SNPP satellite suite
AIRS/Aqua hyperspectral suite
гамма-астрономия
обсерватория TAIGA
астроклиматические условия
аймак Хувсгел
маска облачности
содержание водяного пара в атмосфере
радиометр VIIRS/SNPP
гиперспектрометр AIRS/Aqua
Обсуждается проблема выбора территории для проектирования полномасштабной гамма-обсерватории, обусловленная необходимостью повышения чувствительности и энергетического порога регистрации гамма-квантов существующего комплекса гамма-обсерватории TAIGA.
Проведено исследование астроклиматических условий для выполнения ночных астрофизических наблюдений на территории аймака Хувсгел (Монголия), рассматриваемого в качестве возможного региона размещения полномасштабной гамма-обсерватории. С использованием ночных данных радиометра VIIRS спутниковой платформы Suomi NPP а также данных гиперспектрометра AIRS спутника Aqua получены пространственные распределения доли безоблачных событий и содержания водяного пара в атмосфере для нескольких периодов активных фаз астрофизических наблюдений.
Анализ спутниковых данных показал, что в качестве возможного региона для размещения полномасштабной гамма-обсерватории с гибридной системой детекторов по топографическим и инфраструктурным критериям наиболее подходит плато озера Хубсугул. Установлено, что средняя за два сезона доля событий с безоблачной атмосферой по данным VIIRS/SNPP для исследуемой территории ~65 %, содержание водяного пара по данным AIRS/Aqua незначительное и составляет 2-2.5 кг/м2.
The problem of exploring a territory for designing a full-scale gamma observatory is discussed. It is caused by the need to increase the sensitivity and energy threshold for detecting gamma rays of the existing TAIGA gamma observatory array.
The study of astroclimatic conditions over the territory of the Khovsgol Aimag (Mongolia) was carried out for the purposes of performing nighttime astrophysical observations. Spatial distributions of cloudless events fraction and atmospheric water vapor content were obtained for several periods of active phases of astrophysical observations using the night-time data from the VIIRS instrument onboard Suomi NPP satellite as well as hyperspectrometer AIRS onboard Aqua satellite.
Analysis of satellite data has shown that upon topographic and infrastructure criteria, the plateau of Lake Khuvsgul is the most suitable region for the deployment of a full-scale gamma-ray observatory with a hybrid detector system. According to VIIRS/SNPP data over the territory of interest for two seasons, it was revealed that the average fraction of cloudless events is about 65 % and the atmospheric water vapor content (according to AIRS/ Aqua data) is low, amounting to 2-2.5 kg/m2.
Izvestiya of Altai State University
2020-09-09
info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
application/pdf
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282020%294-04
10.14258/izvasu(2020)4-04
Izvestiya of Altai State University; No 4(114) (2020): Izvestiya of Altai State University; 27-32
Известия Алтайского государственного университета; № 4(114) (2020): Известия Алтайского государственного университета; 27-32
1561-9451
1561-9443
rus
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282020%294-04/6931
Copyright (c) 2020 Николай Викторович Волков, Николай Михайлович Буднев, Анатолий Алексеевич Лагутин, Егор Юрьевич Мордвин, Роман Ильич Райкин, Артемий Игоревич Ревякин, Равдандорж Тогоо
https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
oai:journal.asu.ru:article/8397
2023-11-20T04:34:10Z
iz:%D0%A4%D0%98%D0%97
driver
Влияние ветровых течений на спектральный показатель ослабления света в воде
Influence of Wind Currents on Spectral Light Attenuation in Water
Акулова, Ольга Борисовна
Андрухова, Татьяна Витальевна
Букатый, Владимир Иванович
Коломейцев, Андрей Алексеевич
Марусин, Константин Валерьевич
Фроленков, Олег Михайлович
light attenuation index
coefficient of light absorption by yellow matter
wind currents
wind coefficient
surface float method
показатель ослабления света
показатель поглощения света желтым веществом
ветровые течения
ветровой коэффициент
метод поверхностных поплавков
Рассмотрена зависимость измеряемых спектральных показателей ослабления света природной водой от ветрового течения на примере озер юга Западной Сибири. С целью определения значимости абиотических, в данном случае — физических факторов, влияющих на прозрачность воды, авторами рассчитаны относительные спектральные вклады отдельных ее оптически активных компонентов в изучаемых пресноводных озерах, выполненные в период гидрофизических исследований в 2019 г. Кроме того, были проанализированы опубликованные данные по суточной динамике спектральной прозрачности воды, полученные сотрудниками ИВЭП СО РАН на оз. Красиловское в 2016 г. Показано, что наибольший спектральный вклад в суммарное ослабление света в рассматриваемых водоемах вносит взвесь, состоящая преимущественно из частиц водорослей фитопланктона, и желтое вещество. Это обусловлено тем, что перераспределение концентрации частиц в верхних слоях озера по его вертикали вследствие вызываемого ветром турбулентного перемешивания происходит со значительно большей скоростью, чем изменение содержания желтого вещества в результате физико-химических процессов его образования. Следовательно, определяющим фактором, влияющим на динамику показателя ослабления света, является скорость ветрового течения. В подобных случаях интенсивность турбулентности (турбулентный массообмен) принято характеризовать потоковым (интегральным) числом Ричардсона Ri, непосредственно зависящим от скорости ветрового течения. В работе приведена оценка числа Ричардсона, равного 1,5, для конкретного эксперимента.
The paper deals with wind current dependences of spectral light attenuation measured in natural waters of lakes in the south of West Siberia. To reveal the significance of abiotic, i.e., physical factors affecting water transparency, we calculate relative spectral contributions of individual optically active water components in freshwater lakes established during hydrophysical research of 2019. In addition, the published data on the daily dynamics of spectral water transparency obtained by researchers of IWEP SB RAS for Lake Krasilovskoye in 2016 are partially analyzed. The greatest spectral contribution to the total light attenuation falls on suspension consisting mainly of phytoplankton algae particles and yellow matter. Wind current velocity is a determining factor affecting light attenuation dynamics because the upward redistribution of particle concentration in upper layers of the lake caused by wind-induced turbulent mixing occurs faster than the change in the yellow matter content as a result of physical-chemical processes responsible for its formation. In such cases, the intensity of turbulence (turbulent mass exchange) is usually characterized by flow (integral) Richardson number Ri, which is directly dependent on wind current velocity. In our experiment, Ri equals to 1.5.
Izvestiya of Altai State University
2020-09-09
info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
application/pdf
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282020%294-01
10.14258/izvasu(2020)4-01
Izvestiya of Altai State University; No 4(114) (2020): Izvestiya of Altai State University; 11-16
Известия Алтайского государственного университета; № 4(114) (2020): Известия Алтайского государственного университета; 11-16
1561-9451
1561-9443
rus
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282020%294-01/6928
oai:journal.asu.ru:article/8398
2023-11-20T04:34:10Z
iz:%D0%A4%D0%98%D0%97
driver
Экспериментальное изучение вязкости расплава диопсида при высоком давлении
Experimental Investigation of Diopside Melt Viscosity at High Pressure
Банушкина, Софья Викторовна
Чепуров, Анатолий Ильич
viscosity
melt
diopside
olivine
high pressure
split sphere
Stokes’ Law
вязкость
расплав
диопсид
оливин
высокое давление
«разрезная сфера»
метод Стокса
Проведена экспериментальная оценка вязкости модельного состава на основе диопсида в присутствии кристаллов оливина при высоких Р-Т параметрах. Давление в опытах составляло 4 ГПа. Температурный интервал — 1750-1800 °С. Эксперименты проведены на многопуансонном аппарате высокого давления типа «разрезная сфера» (БАРС) по методике падающего платинового (Pt) шарика. Одной из измеряемых характеристик в экспериментах является время падения Pt шарика в расплаве с момента выхода на заданные Р-Т параметры до момента отключения электротока. В результате экспериментов зафиксированы три основных положения Pt шарика в образце. Расчеты вязкости проведены по методу Стокса. Установлено ожидаемое снижение скорости перемещения Pt шариков и, соответственно, увеличение относительной вязкости подобных гетерогенных сред (жидкость+твердая фаза) в отличие от гомогенных расплавов. При содержании в магме до 7-10 мас.% кристаллов твердых фаз значение вязкости остается низким. С увеличением содержания ксенокристаллов оливина вязкость расплава прогрессивно растет: при 20-25 мас.% — на 1,5-2 порядка, при 35-40 мас.% — на 3-3,5 порядка величины. Полученные экспериментальные данные позволяют сделать вывод, что в магме количество твердой фазы должно быть достаточно низким (< 20-30 мас.%), в противном случае перемещение расплава основного состава было бы возможно исключительно при эксплозивных (взрывных) процессах.
This paper presents the experimental evaluation of viscosity of the diopside-based model composition conducted at high P-T parameters (at the pressure of 4 GPa and in the temperature range of 1750°C - 1800°C) in the presence of olivine crystals. The experiments are carried out using the multi-anvil high-pressure apparatus of the “split-sphere” type (Russian acronym — BARS) according to the falling sphere method. The traveling time of a platinum (Pt) sphere in a melt is one of the parameters measured in experiments. Measurement of this parameter starts when the given P-T values are attained and stops when the electric current is turned off. There are three main positions of the Pt sphere observed in the experiments. Viscosity is calculated using the Stokes’ Law. It is found out that the Pt sphere velocity decreases expectedly as the relative viscosity of such heterogeneous compositions (liquid + solid phase) increases (in contrast to homogeneous melts). Viscosity values remain low when there is up to 7-10 wt-% of solid phase crystals in magma. The increase of olivine xenocrysts in magma leads to the progressive increase of viscosity values of the melt: by 1.5-2 orders of magnitude at 20-25 wt-%, by 3-3.5 orders of magnitude at 35-40 wt-%. The obtained experimental results allow concluding that the amount of solid phase in magma should be sufficiently low (less than 20-30 wt-%), otherwise, melts of the investigated composition can be moved only by explosive processes.
Izvestiya of Altai State University
2020-09-09
info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
application/pdf
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282020%294-02
10.14258/izvasu(2020)4-02
Izvestiya of Altai State University; No 4(114) (2020): Izvestiya of Altai State University; 17-20
Известия Алтайского государственного университета; № 4(114) (2020): Известия Алтайского государственного университета; 17-20
1561-9451
1561-9443
rus
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282020%294-02/6929
oai:journal.asu.ru:article/8399
2023-11-20T04:34:10Z
iz:%D0%A4%D0%98%D0%97
driver
Компьютерное моделирование методом гибридного функционала плотности малых магнитных кластеров 3d-переходных металлов подгруппы железа
Computer Simulation of Small Magnetic Clusters of 3d-Transition Metals of the Iron Subgroup Using the Hybrid Density Functional Method
Безносюк, Сергей Александрович
Блюм, Александр Геннадьевич
Жуковский, Марк Сергеевич
Жуковская, Татьяна Михайловна
Масалимов, Абай Сабиржанович
spin-polarized states
magnetic clusters of 3d-transition metals
iron subgroups
atomization energy of clusters
hybrid density functional method
computer simulation
quantum theory of atomic clusters
квантовая теория атомных кластеров
спин-поляризованные состояния
магнитные кластеры 3d-металлов
подгруппа железа
энергия атомизации кластеров
метод гибридного функционала плотности
компьютерное моделирование
В статье представлены результаты исследования устойчивости спин-поляризованных состояний малых магнитных кластеров 3d-переходных металлов подгруппы железа методом гибридного функционала плотности. Компьютерное моделирование геометрических структур кластеров, их полная вариационная оптимизация по энергии связи выполнены при различных значениях спиновой мультиплетности электронных состояний. Вычислены энергии связи, длины связи и частоты нулевых колебаний атомов в малых кластерах с нуклеарностью n = 2, 3, 4, 5, 6 в зависимости от металла (Fe, Co, Ni) и спиновой мультиплетности М в нуль-зарядовом состоянии. Все расчеты проведены с использованием алгоритмов пакета ORCA методом гибридного функционала плотности B3LYP в базисном наборе def2-TZVP. Проведено сопоставление полученных результатов расчетов с имеющимися экспериментальными данными. Показано, что полученные методом гибридного функционала плотности расчетные данные находятся в удовлетворительном согласии с данными экспериментов для «голых» кластеров в инертных средах как по спиновой мультиплетности основного состояния, так и по энергии атомной ударной диссоциации кластеров в потоках инертных газов.
This paper presents the results of s study focused on the stability of small 3d-transition-metal magnetic clusters (metals of an iron subgroup) in spin-polarized states using the hybrid density functional method. Computer modeling and full variational optimization of geometric structures of clusters were performed for various values of the spin multiplicity of electronic states. The binding energies, the bond lengths, and the frequencies of atomic zero-point vibrations in small clusters with a nuclearity of n = 2, 3, 4, 5, 6 were calculated depending on the metal (Fe, Co, Ni) and spin multiplicity M in the zero-charge state. The calculations were carried out using the hybrid density functional B3LYP method in the def2-TZVP basis set of the ORCA package algorithms. A comparison of the calculated results with the available experimental data is presented. It is shown that the calculated data obtained by the hybrid density functional method are in satisfactory agreement with the experimental data for “naked” clusters in inert media both for the spin multiplicity of the ground state and for the energy of atomic shock dissociation of clusters in inert gas flows.
Izvestiya of Altai State University
2020-09-09
info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
application/pdf
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282020%294-03
10.14258/izvasu(2020)4-03
Izvestiya of Altai State University; No 4(114) (2020): Izvestiya of Altai State University; 21-26
Известия Алтайского государственного университета; № 4(114) (2020): Известия Алтайского государственного университета; 21-26
1561-9451
1561-9443
rus
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282020%294-03/6930
oai:journal.asu.ru:article/8403
2023-11-20T04:34:10Z
iz:%D0%A4%D0%98%D0%97
driver
Влияние давления на структуру и электронные свойства кристаллогидратов карбоната кальция
The Effect of Pressure on the Structure and Electronic Properties of Hydrated Calcium Carbonates
Бызова, Елена Сергеевна
Корабельников, Дмитрий Васильевич
crystalline hydrates
calcium carbonate
calculations
pressure
structure
compressibility
density of states
band gap
кристаллогидраты
карбонат кальция
расчеты
давление
структура
сжимаемость
плотности состояний
ширина запрещенной зоны
На основе теории функционала плотности (DFT) и метода линейной комбинации атомных орбиталей (ЛКАО) проведено исследование зависимости структуры и электронных свойств кристаллогидратов CaCO3-H2O и CaCO3-6H2O от давления. Расчеты проведены с помощью программного пакета CRYSTAL17 и градиентного функционала PBE. Вычислены параметры решеток кристаллогидратов карбоната кальция и их зависимости от внешнего гидростатического давления. Представленные в настоящей работе расчетные данные хорошо согласуются с имеющимися экспериментальными измерениями. На основе вычисленных зависимостей структурных параметров от давления получены зависимости линейной сжимаемости от направления. Показано, что линейная сжимаемость гексагидрата карбоната кальция, в отличие от моногидрата карбоната кальция, является сильно анизотропной (наименьшая и наибольшая величины сжимаемости соотносятся как K max /K min ~ 4). При этом максимальная сжимаемость реализуется не вдоль кристаллографических осей, а между ними (между осей a и с). Объемный модуль сжатия для моногидрата (CaCO3-H2O) больше, чем для гексагидрата (CaCO3-6H2O). Вычислены полные и парциальные плотности электронных состояний для CaCO3-H2O и CaCO3-6H2O. Также для кристаллогидратов карбоната кальция установлены зависимости ширин запрещенных зон от давления. Показано, что с ростом давления ширина запрещенной зоны для CaCO3-6H2O увеличивается в большей степени, чем для CaCO3-H2O.
This paper studies the effect of pressure on the structure and electronic properties of CaCO3-H2O and CaCO3-6H2O crystalline hydrates. The study is based on the density functional theory (DFT) and the linear combination of atomic orbitals (LCAO) method. Calculations are performed using the CRYSTAL17 software package and the PBE gradient functional. The calculated lattice parameters of hydrated calcium carbonates and their dependence on external hydrostatic pressure are shown to be in good agreement with the available experimental measurements. Dependencies of linear compressibility on the direction are obtained using the calculated pressure dependencies of the structural parameters. It is demonstrated that the linear compressibility of calcium carbonate hexahydrate, in contrast to calcium carbonate monohydrate, is highly anisotropic (the smallest and largest compressibility values are correlated as K max /K min ~ 4). In this case, the maximum compressibility is located between crystallographic axes (between the axes a and c) and not along the crystallographic axes. The bulk modulus for the monohydrate (CaCO3-6H2O) is greater than for the hexahydrate (CaCO3-6H2O). Total and partial densities of electronic states for CaCO3-H2O and CaCO3-6H2O are calculated. Also, dependencies of the band gap width on pressure for hydrated calcium carbonates are established. It is shown that, with increasing pressure, the increase of the band gap is greater for CaCO3-6H2O than for CaCO3-H2O.
Izvestiya of Altai State University
2020-09-09
info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
application/pdf
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282020%294-05
10.14258/izvasu(2020)4-05
Izvestiya of Altai State University; No 4(114) (2020): Izvestiya of Altai State University; 33-38
Известия Алтайского государственного университета; № 4(114) (2020): Известия Алтайского государственного университета; 33-38
1561-9451
1561-9443
rus
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282020%294-05/6932
oai:journal.asu.ru:article/8404
2023-11-20T04:34:09Z
iz:%D0%A4%D0%98%D0%97
driver
Структурно-энергетические характеристики сплавов NiAl, имеющих отклонения от стехиометрического состава. Часть 2
Structural and Energy Characteristics of NiAl Alloys with Deviations from Stoichiometric Composition. Part 2
Потекаев, Александр Иванович
Чаплыгина, Александра Александровна
Старостенков, Михаил Дмитриевич
Клопотов, Анатолий Анатольевич
Кулагина, Валентина Васильевна
intermetallic
low stable pretransition states
atomic order
structural defects
интерметаллид
NiAl
слабоустойчивые предпереходные состояния
атомный порядок
структурные дефекты
Анализ атомной и фазовой структуры подтвердил различие структурно-фазовых состояний на этапах нагрева и охлаждения. На основе анализа влияния отклонения атомного состава от стехиометрического на состояния интерметаллида в процессе охлаждения установлено, что отклонение оказывается существенным фактором в области предпереходных слабоустойчивых структурно-фазовых состояний перед превращением. Поведение кривых температурных зависимостей параметра дальнего порядка при охлаждении сплавов нестехиометрических составов существенно отличаются от поведения соответствующей кривой сплава стехиометрического состава. Показано, что в случае охлаждения сплавов нестехиометрических составов для установления дальнего порядка требуется существенное переохлаждение, а появление упорядоченных фаз происходит при значительно более низких температурах. Установлено, что кривая температурной зависимости параметра дальнего порядка сплава Ni45Al55 лежит существенно ниже соответствующей кривой сплава Ni55Al45. Это свидетельствует о разных механизмах установления дальнего порядка сплавов с нестехиометрическими составами. Отмечено, что отклонение состава системы от стехиометрического вызывает существенное измельчение упорядоченных и неупорядоченных областей. Данная статья является продолжением работы, опубликованной ранее в журнале Известия АлтГУ. 2020. №1 (111).
The analysis of the atomic and phase structure confirmed the difference between the structural-phase states at the heating and cooling stages. Based on the analysis of the influence of the deviation of the atomic composition from the stoichiometric condition of the intermetallic compound during cooling, it is established that the deviation is a significant factor in the area of low-stability pre-transitional structural-phase states before the transformation. The behavior of the long-range parameter temperature dependence curves during the cooling of alloys of non-stoichiometric compositions differs significantly from the behavior of the corresponding alloy curve of a stoichiometric composition alloy. It is shown that in the case of cooling of alloys of non-stoichiometric compositions, a significant supercooling is required to establish a long-range order, and the appearance of ordered phases occurs at significantly lower temperatures. It is found that the temperature dependence curve of the long-range parameter of the Ni45Al55 alloy is significantly lower than the corresponding curve of the Ni55Al45 alloy. This indicates different mechanisms for establishing the long-range order of alloys with non-stoichiometric compositions. It is noted that the deviation of the system composition from the stoichiometric one causes a significant reduction of ordered and disordered regions. This article is a continuation of the work published earlier in the journal Izvestiya AltGU. 2020. №1 (111).
Izvestiya of Altai State University
2020-09-09
info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
application/pdf
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282020%294-06
10.14258/izvasu(2020)4-06
Izvestiya of Altai State University; No 4(114) (2020): Izvestiya of Altai State University; 39-46
Известия Алтайского государственного университета; № 4(114) (2020): Известия Алтайского государственного университета; 39-46
1561-9451
1561-9443
rus
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282020%294-06/6933
oai:journal.asu.ru:article/8407
2023-11-20T04:34:09Z
iz:%D0%A4%D0%98%D0%97
driver
DFT-исследование структурных, механических и электронных свойств L-лейцина под давлением
DFT-Study of Structural, Mechanical, and Electronic Properties of L-leucine under Pressure
Празян, Тигран Леонидович
Журавлев, Юрий Николаевич
Головко, Ольга Владимировна
L-leucine
density functional theory
equation of state
electronic properties
pressure
L-лейцин
теория функционала плотности
уравнение состояния
электронные свойства
давление
С помощью теории функционала плотности методом PBE и градиентным приближением, в том числе учитывая силы Ван-дер-Ваальса по схеме Гримме в варианте D3(BJ), исследованы свойства кристалла L-лейцина. Расчеты выполнены с помощью пакета программ CRYSTAL’17 на основе метода линейной комбинации атомных орбиталей. Исследованы структурные и электронные свойства под давлением, получено уравнение состояния в интервалах давлений от 0 до 4 ГПа. Построенное уравнение состояния показало, что аномалии наблюдаются за счет скачков в параметре ячейки a, направленном поперек слоев молекул, а также за счет угла р. Выдвинуто предположение о возможной связи усложнения строения молекул L-образных аминокислот функциональными группами с объемным модулем B0 и его первой производной B1. На примере рассчитанного модуля сжимаемости показано, что вдоль оси c, направленной вдоль ориентации молекул в ячейке кристалла L-лейцина, наблюдается наибольшая сжимаемость, в 4 и в 5 раз превышающая аналогичную в L-аланине и L-треонине соответственно. Анализ зависимости электронных свойств от давления, таких как эффективные заряды функциональных групп, ширины запрещенной зоны и расположение пиков плотностей состояний, показал, что в интервале от 0 до 4 ГПа приведенные свойства не претерпевают заметных изменений.
In this paper, the study of the properties of L-leucine crystal is carried out using the density functional theory with PBE exchange-correlation functional with consideration of the van der Waals forces according to the Grimme scheme in option D3 (BJ). The calculations are based on the linear combination method of atomic orbitals and performed using the CRYSTAL’17 software package. The structural and electronic properties of L-leucine crystal under pressure are investigated, and the equation of state for the pressure ranges from 0 to 4 GPa is obtained. The constructed equation of state shows that anomalies are observed due to changes in the unit cell parameter a directed across the layers of molecules, as well as due to the angle p. It has been suggested that a possible complication of the structure of L-shaped amino acid molecules by functional groups is associated with the bulk modulus B0 and its first derivative B1. Using the calculated compressibility modulus as an example, it is shown that the highest compressibility is observed along the c axis, which directed along the orientation of the molecules in the unit cell of the L-leucine crystal. The observed compressibility is four and five times higher than the compressibility in L-alanine and L-threonine, respectively. An analysis of the dependence of electronic properties on pressure, such as the effective charges of functional groups, the band gap, and the location of the peaks of the density of states, demonstrates that the above properties do not undergo noticeable changes in the pressure range from 0 to 4 GPa.
Izvestiya of Altai State University
2020-09-09
info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
application/pdf
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282020%294-07
10.14258/izvasu(2020)4-07
Izvestiya of Altai State University; No 4(114) (2020): Izvestiya of Altai State University; 47-52
Известия Алтайского государственного университета; № 4(114) (2020): Известия Алтайского государственного университета; 47-52
1561-9451
1561-9443
rus
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282020%294-07/6934
oai:journal.asu.ru:article/8408
2023-11-20T04:34:09Z
iz:%D0%A4%D0%98%D0%97
driver
Потенциодинамическое исследование анодного поведения сплава Zn5Al, легированного марганцем
Potentiodynamic Study of the Anodic Behavior of Zn5Al Alloy Doped with Manganese
Рахимов, Фируз Акбарович
Обидов, Зиедулло Рахматович
Амини, Реза Наджафабади
Ганиев, Изатулло Наврузович
Новоженов, Владимир Антонович
Стручева, Наталья Егоровна
zinc
aluminum
alloys
alloying
phase
цинк
алюминий
сплавы
легирование
фаза
Широкое использование цинк-алюминиевых сплавов в качестве защитных покрытий конструкций, изделий и сооружений требует изучения влияния различных добавок в таких сплавах на их коррозийную устойчивость в различных средах. При изучении анодного поведения сплавов широко применяются потенциодинамические методы, позволяющие выбирать способы защиты и повышение устойчивости анодных сплавов в заданных условиях эксплуатации. В статье приведены результаты потенциодинамического исследования коррозийно-электрохимического поведения сплавов Zn5Al, легированных марганцем, в среде различных электролитов. Увеличение концентрации марганца в пределах изучаемых концентраций приводит к смещению стандартного потенциала и потенциала питтингообразования в положительную область по сравнению с исходным сплавом Zn5Al, что свидетельствует о снижении скорости коррозии изучаемых сплавов в 2-2,5 раза по отношению к базовому сплаву. Увеличение концентрации хлорид-ионов в электролите приводит к снижению электрохимических потенциалов коррозии и питтингообразования сплавов, что указывает на повышение их анодной устойчивости. Увеличение анодной устойчивости защитных покрытий сплавов зависит от времени нахождения в агрессивной среде: чем больше время, тем ниже скорость анодного растворения.
The widespread use of zinc-aluminum alloys as protective coatings for structures, products, and structures requires studying the effect of various additives in such alloys on their corrosion resistance in various environments. In studying the anode behavior of alloys, potentiodynamic methods are widely used to select methods of protection and increase the stability of anode alloys under given operating conditions. The article presents the results of a potentiodynamic study of the corrosion-electrochemical behavior of Zn5Al alloys doped with manganese in various electrolytes. An increase in the manganese concentration within the studied concentrations leads to a shift in the standard potential and pitting potential to a positive region compared to the initial Zn5Al alloy, which indicates a decrease in the corrosion rate of the studied alloys by 2-2.5 times with respect to the base alloy. An increase in the concentration of chloride ions in the electrolyte leads to a decrease in the electrochemical potentials of corrosion and pitting formation of alloys, which indicates an increase in their anode stability. An increase in the anode stability of the protective coatings of alloys depends on the time spent in an aggressive environment: the longer the time, the lower the rate of anode dissolution.
Izvestiya of Altai State University
2020-09-09
info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
application/pdf
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282020%294-08
10.14258/izvasu(2020)4-08
Izvestiya of Altai State University; No 4(114) (2020): Izvestiya of Altai State University; 53-58
Известия Алтайского государственного университета; № 4(114) (2020): Известия Алтайского государственного университета; 53-58
1561-9451
1561-9443
rus
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282020%294-08/6935
oai:journal.asu.ru:article/8409
2023-11-20T04:34:09Z
iz:%D0%A4%D0%98%D0%97
driver
Исследование диффузионных боридных слоев стали 20, полученных микродуговой наплавкой
Study of Diffusion Boride Bayers of Steel 20, Obtained by the Micro-Arc Surface
Шевчук, Евгения Петровна
Плотников, Владимир Александрович
Бектасова, Гульсым Сафуановна
boring
borides
electric arc treatment
surfacing
boron-containing charge
diffusion
microhardness
X-ray diffraction analysis
diffusion coefficient
diffusion layer
борирование
бориды
электродуговая обработка
наплавка
борсодержащая шихта
диффузия
микротвердость
рентгеноструктурный анализ
коэффициент диффузии
диффузионный слой
Приведены результаты исследований борирования углеродистой стали 20 методом микродуговой химико-термической обработки шихты, содержащей железо и борную кислоту, выполненных в научных лабораториях ВКГУ им. С. Аманжолова. Установлено, что боридные диффузионные покрытия, полученные данным методом, характеризуются высокой твердостью — 3,5 ГПа и обширной диффузионной зоной. Обширная диффузионная зона представляет собой поверхностный слой стали, в котором соединения бора с железом распределены так, что формируется переходная область между упрочненной областью и матрицей. Материал диффузионной зоны представляет собой композит, состоящий из пластичной а-фазы железа и высокопрочных боридов железа. Рентгенографическое исследование диффузионной зоны позволило выявить образование соединений Fe3B. Установлено, что наиболее оптимальный состав шихты содержит железо и борную кислоту в пропорции 1:3 (Fe-25%+H3BO3-75 %).
Применение метода микродуговой наплавки позволяет интенсифицировать процесс диффузионного борирования по сравнению с традиционными методами и обеспечить формирование на поверхности стальных изделий упрочненного композиционного слоя с гетерогенной структурой, образованного по диффузионно-кристаллизационному механизму.
We discuss the results of the study of carbon steel 20 boriding performed by the micro-arc chemical-thermal treatment of a mixture containing iron and boric acid. The study has been carried out in scientific laboratories of the EKSU named after S. Amanzholov. It is found out that boride diffusion coatings obtained by this method are characterized by high hardness of 3.5 GPa and have an extensive diffusion zone. The wide diffusion zone is a surface layer of steel in which the compounds of boron and iron are distributed so that a transition region is formed between the hardened region and the matrix. The material of the diffusion zone is a composite consisting of a plastic а-phase of iron and high strength iron borides. X-ray diffraction studies revealed the formation of Fe3B compounds. It is found that the most optimal composition of the mixture contains iron and boric acid in a ratio of 1:3 (Fe-25% + H3BO3-75 %).
The use of the micro-arc surfacing method makes it possible to intensify the process of diffusion boriding in comparison with traditional methods. Also, it ensures that a hardened composite layer with a heterogeneous structure formed by the diffusion-crystallization mechanism is developed on a surface of steel products.
Izvestiya of Altai State University
2020-09-09
info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
application/pdf
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282020%294-09
10.14258/izvasu(2020)4-09
Izvestiya of Altai State University; No 4(114) (2020): Izvestiya of Altai State University; 59-63
Известия Алтайского государственного университета; № 4(114) (2020): Известия Алтайского государственного университета; 59-63
1561-9451
1561-9443
rus
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282020%294-09/6936
oai:journal.asu.ru:article/9296
2023-11-20T04:13:23Z
iz:%D0%A4%D0%98%D0%97
driver
Иллюстрация принципа относительности с помощью двойного бризера
Illustration of the Relativity Principle Using a Double Breather
Гончаров, Александр Иванович
Sine-Gordon equation
double breather
principle of relativity
уравнение синус-Гордона
двойной бризер
принцип относительности
Цель этой статьи — придание большей наглядности некоторым релятивистским законам, в первую очередь — принципу относительности.В нескольких наших предыдущих статьях эти законы иллюстрировались с помощью линейных волн. В данной работе для этих же целей используются решения нелинейного уравнения синус-Гордона в виде двойных бризеров. Приведено как точное, так и приближенное, удобное для анализа двухбризерное решение. Движущиеся бризеры получаются на основе стоячих бризеров с помощью активного преобразования Лоренца. При этом колебания становятся несинфазными. На основе бризеров вводятся системы отсчета. За единицу длины в каждой системе принимается расстояние между максимумами амплитуды, а за единицу промежутка времени — период колебаний. Показано, что наблюдатель, связанный с движущимся бризером, «видит» его в точности таким, каким «видит» стоячий бризер связанный с ним наблюдатель; наблюдатель не может отличить состояние движения своего бризера от покоя. Поэтому в системе отсчета, основанной на движущемся бризере, его колебания считаются синфазными. При этом время оказывается определено так, как если бы часы были синхронизированы по методу Эйнштейна.Пространственно-временные координаты одного и того же события в разных системах отсчета оказываются связанными пассивными преобразованиями Лоренца.
The purpose of this article is to give more clarity to some relativistic laws, primarily the principle of relativity.These laws have been illustrated using linear waves in several of our previous articles. In this work, solutions of the nonlinear sine-Gordon equation in the form of double breathers are used for the same purposes. The exact two-breather solution and the approximate one that is convenient for analysis are presented. Moving breathers are derived from standing breathers through the active Lorenz transformations. Oscillations in a moving breather become out of phase. For each system, the distance between the amplitude maxima is taken as a unit length, and the oscillation period is taken as a time interval unit. It is shown that the observer associated with a moving breather and an observer associated with a standing breather see the same picture; an observer cannot distinguish the state of movement of his breather from rest. Therefore, in a frame of reference based on a moving breather, its oscillations are considered in-phase. In this case, time is determined as if the clocks were synchronized according to the Einstein method.Space-time coordinates of the same event in different frames of reference turn out to be related by the passive Lorentz transformations.
Izvestiya of Altai State University
2021-03-17
info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
application/pdf
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282021%291-01
10.14258/izvasu(2021)1-01
Izvestiya of Altai State University; No 1(117) (2021): Izvestiya of Altai State University; 11-16
Известия Алтайского государственного университета; № 1(117) (2021): Известия Алтайского государственного университета; 11-16
1561-9451
1561-9443
rus
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282021%291-01/7617
oai:journal.asu.ru:article/9297
2023-11-20T04:13:23Z
iz:%D0%A4%D0%98%D0%97
driver
Effect of Cooling on the Occurrence of Magnetization in Titanium Nickelide
Влияние охлаждения на возникновение намагниченности в никелиде титана
Достовалов, Антон Владимирович
Носков, Федор Михайлович
Жигалов, Виктор Степанович
Нявро, Александр Владиславович
Ni-Ti alloy
ferromagnetism
microstrains
magnetometry
structure and properties
никелид титана
ферромагнетизм
микродеформации
магнитометрия
структура и свойства
The occurrence of magnetization in alloys of the nickel-titanium system is still studied insufficiently. Our early work showed the possibility of magnetization arising during multiple cycles of forward and reverse martensitic transitions in the Ni51Ti49 alloy, as well as after deformation of this alloy by tensile stress to rupture. The purpose of this paper is devoted to revealing the effect of magnetization in samples of the Ni51Ti49 alloy as a result of their single cooling in liquid nitrogen, as well as the disappearance of magnetization when the samples are heated to room temperature. Using an induction hysteresigraph it is found out that the sample has a high magnetization immediately after cooling. As the sample is heated, the hysteresis loops change, acquiring a smaller inclination to the horizontal axis. It indicates a decrease in the magnetic induction to almost zero as the temperature rises to room temperature. The reason for the occurrence and disappearance of magnetization can be associated with micro-deformation processes related to forward and reverse martensitic transitions during cooling and heating of the samples.
Вопрос возникновения намагниченности в сплавах системы никель-титан до сих пор изучен недостаточно. Наши ранние работы показали возможность возникновения намагниченности при многократных циклах прямых и обратных мартенситных переходах в сплаве Ni51Ti49, а также после деформации этого сплава растяжением до разрыва. Представленная работа посвящена выявлению эффекта намагниченности в образцах сплава Ni51Ti49 в результате их однократного охлаждения в жидком азоте, а также исчезновению намагниченности при нагревании образцов до комнатной температуры. С помощью индукционного петлескопа выявлено, что непосредственно после охлаждения образец имел высокую намагниченность. По мере нагревания образца петли гистерезиса изменяются, приобретая меньший наклон к горизонтальной оси, что свидетельствует об уменьшении магнитной индукции практически до нуля с повышением температуры до комнатной. Причину появления и исчезновения намагниченности можно связать с микродеформационными процессами, проходящими при охлаждении и нагревании образцов, связанными с прямым и обратным мартенситными переходами.
Izvestiya of Altai State University
2021-03-17
info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
application/pdf
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282021%291-02
10.14258/izvasu(2021)1-02
Izvestiya of Altai State University; No 1(117) (2021): Izvestiya of Altai State University; 17-20
Известия Алтайского государственного университета; № 1(117) (2021): Известия Алтайского государственного университета; 17-20
1561-9451
1561-9443
rus
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282021%291-02/7618
oai:journal.asu.ru:article/9298
2023-11-20T04:13:23Z
iz:%D0%A4%D0%98%D0%97
driver
Measuring And Computing System for Studying the Magnetic Characteristics of Soft Magnetic Materials
Измерительно-вычислительный комплекс для исследования магнитных характеристик магнитомягких материалов
Егоров, Александр Владимирович
Поляков, Виктор Владимирович
Лепендин, Андрей Александрович
Рудер, Давыд Давыдович
magnetic permeability
non-destructive diagnostics
eddy current measurements
soft magnetic materials
магнитная проницаемость
неразрушающая диагностика
вихретоковые измерения
магнитомягкие материалы
Non-destructive eddy current diagnostics of the structure, composition, physical and mechanical properties of ferromagnetic materials, as well as eddy current monitoring of the operational parameters of products manufactured from them, requires knowledge of the magnetic characteristics of these materials. In eddy current measurements, the results obtained are influenced by a significant number of factors — magnetic and electrical properties of materials, geometric characteristics of products, measurement conditions, design features of an eddy current sensor, etc. Also, the magnetic properties themselves have high structural sensitivity. Thus, identification of the diagnosed parameters puts great importance on the tasks to separate the influencing factors and isolate the contribution of the magnetic properties.
This paper describes the measuring and computing system that allows automatic determination of the magnetic permeability of soft magnetic ferromagnetic materials at various values of the strength of the external magnetizing field. The system has been tested using soft magnetic ferrites samples. An experimental dependence of the magnetic permeability on the magnitude of the magnetic field for the initial section of the main magnetization curve is presented. The obtained initial magnetic permeability is compared with the data of independent indirect measurements.
The proposed system provides an increase in the reliability and accuracy of the results of the experimental determination of magnetic characteristics and can be used for non-destructive diagnostics of products made of soft magnetic ferromagnetic materials.
Неразрушающая вихретоковая диагностика структуры, состава, физико-механических свойств ферромагнитных материалов, а также вихретоковый контроль эксплуатационных параметров изготовленных их них изделий требует знания магнитных характеристик этих материалов. При вихретоковых измерениях на получаемые результаты влияет значительное число факторов — магнитные и электрические свойства материалов, геометрические характеристики изделий, условия измерения, конструктивные особенности вихретокового датчика и т.д., при этом сами магнитные свойства обладают высокой структурной чувствительностью. В силу этого для выделения диагностируемых параметров важной задачей является разделение влияющих факторов и выделение вклада магнитных свойств.
В настоящей работе описывается измерительно-вычислительный комплекс, позволяющий в автоматическом режиме определять магнитную проницаемость магнитомягких ферромагнитных материалов при различных значениях напряженности внешнего намагничивающего поля. На примере магнитомягких ферритов проведена апробация комплекса. Приведена экспериментальная зависимость магнитной проницаемости от величины магнитного поля для начального участка основной кривой намагничивания, проведено сопоставление полученной начальной магнитной проницаемости с данными независимых косвенных измерений.
Описанное в работе устройство обеспечивает повышение надежности и достоверности результатов экспериментального определения магнитных характеристик и может быть использовано при проведении неразрушающей диагностики изделий из магнитомягких ферромагнитных материалов.
Izvestiya of Altai State University
2021-03-17
info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
application/pdf
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282021%291-03
10.14258/izvasu(2021)1-03
Izvestiya of Altai State University; No 1(117) (2021): Izvestiya of Altai State University; 21-26
Известия Алтайского государственного университета; № 1(117) (2021): Известия Алтайского государственного университета; 21-26
1561-9451
1561-9443
rus
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282021%291-03/7619
oai:journal.asu.ru:article/9299
2023-11-20T04:13:23Z
iz:%D0%A4%D0%98%D0%97
driver
Молекулярно-динамическое исследование взаимодействия примесных атомов углерода, азота и кислорода с собственными межузельными атомами в никеле, серебре и алюминии
Molecular Dynamics Study of Interaction of Carbon, Nitrogen, and Oxygen Impurity Atoms with Self-Interstitial Atoms in Nickel, Silver and Aluminum
Зоря, Ирина Васильевна
Полетаев, Геннадий Михайлович
molecular dynamics
metal
interstitial
impurity
binding energy
diffusion
diffusion mechanism
молекулярная динамика
металл
межузельный атом
примесь
энергия связи
диффузия
механизм диффузии
С помощью метода молекулярной динамики изучено взаимодействие примесных атомов углерода, азота и кислорода с собственными межузельными атомами в ГЦК металлах: никеле, серебре и алюминии. Найдено, что собственный межузельный атом мигрирует в кристаллической решетке посредством двух механизмов: гантельного и краудионного. При этом для первого механизма, который заключается в смещении на одно межатомное расстояние и поворот гантели <001>, характерны ломаные траектории миграции атомов, для второго — прямые вдоль плотно-упакованных направлений <011> в кристалле.Рассчитаны энергии связи примесных атомов с собственными межузельными атомами в Ni, Ag и Al. Показано, что примесные атомы являются эффективными «ловушками» для сравнительно быстро мигрирующих в кристалле межузельных атомов. При взаимодействии межузельного атома и атома примеси межузельный атом принимает гантельную конфигурацию с осью вдоль направления <001>, а примесной атом располагается в ближайшей октаэдрической поре. Выяснено, что подвижность межузельных атомов существенно снижается из-за наличия примесей в металле. Введение 10 % атомов примеси приводило к росту энергии миграции межузельных атомов в несколько раз. При этом вклад краудионного механизма заметно снижался, а гантельного — повышался.
The interaction of impurity atoms of carbon, nitrogen, and oxygen with self-interstitial atoms in FCC metals like nickel, silver, and aluminum is studied using the molecular dynamics method. It is found that the self-interstitial atom migration in the crystal lattice follows two mechanisms: dumbbell and crowdion. In this case, the first mechanism that includes one interatomic distance displacement and the rotation of the <001> dumbbell is characterized by broken paths of atomic migration. The second mechanism is described by straight paths along the close-packed directions <011> in the crystal.The binding energies between impurity atoms and selfinterstitial atoms in Ni, Ag, and Al are calculated in the paper. It is shown that impurity atoms are effective “traps” for interstitial atoms that migrate relatively quickly in a crystal. During the interaction of an interstitial and an impurity atom, the interstitial atom forms a dumbbell configuration with an axis along the <001> direction, and the impurity atom is located in the nearest octahedral pore. It is found that the mobility of interstitial atoms is significantly reduced due to the presence of impurities in the metal. The introduction of 10 % impurity atoms leads to a severalfold increase in the migration energy of interstitial atoms. At the same time, the contribution of the crowdion mechanism is noticeably reduced while the dumbbell mechanism contribution is increased.
Izvestiya of Altai State University
2021-03-17
info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
application/pdf
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282021%291-04
10.14258/izvasu(2021)1-04
Izvestiya of Altai State University; No 1(117) (2021): Izvestiya of Altai State University; 27-32
Известия Алтайского государственного университета; № 1(117) (2021): Известия Алтайского государственного университета; 27-32
1561-9451
1561-9443
rus
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282021%291-04/7620
oai:journal.asu.ru:article/9301
2023-11-20T04:13:23Z
iz:%D0%A4%D0%98%D0%97
driver
Physical Nature of Strengthening Mechanisms During Extremely Long-Term Operation of Rails
Физическая природа механизмов упрочнения при экстремально длительной эксплуатации рельсов
Иванов, Юрий Федорович
Юрьев, Антон Алексеевич
Кормышев, Василий Евгеньевич
Чэнь, Сичжан
Костерев, Вадим Борисович
Громов, Виктор Евгеньевич
strengthening mechanisms
structure
surface layers
rail head
long-term operation
механизмы упрочнения
поверхностные слои
структура
головка рельса
длительная эксплуатация
The quantitative estimation of strengthening mechanisms of rails’ surface layer is carried out on the basis of regularities and formation mechanisms of structure-phase states revealed by the methods of modern physical materials science. It is performed at different depths of the rail head along the central axis and fillet of differentially quenched 100-meter rails after the extremely long-term operation (gross passed tonnage of 1411 mln tons). A long-term operation of rails is accompanied by the formation of structural constituent gradient consisting of a regular change in the relative content of lamellar pearlite, fractured pearlite, the structure of ferrite-carbide mixture, scalar, and excess dislocation density along the cross-section of the rail head. As the distance to the rail fillet surface decreases, the relative content of metal volume with lamellar pearlite decreases. However, the relative content of metal volume with the presence of the fractured pearlite structure and ferrite-carbide mixture increases. The contributions caused by the matrix lattice friction, intraphase boundaries, dislocation substructure, presence of carbide particles, internal stress fields, solid-solution strengthening, pearlite component of steel structure are estimated. It is shown that the main mechanism of strengthening in the surface layer is due to the interaction of moving dislocations with low-angle boundaries of nanometer dimensional fragments and subgrains. The main dislocation strengthening mechanism in a near-surface layer at a depth of 2-10 mm is due to the interaction of moving dislocations with immobile ones.
Проведена количественная оценка механизмов упрочнения поверхностного слоя на основе закономерностей и механизмов формирования структурно-фазовых состояний, выявленных методами современного физического материаловедения на разной глубине головки рельса по центральной оси и выкружке дифференцированно закаленных 100-метровых рельсов после экстремально длительной эксплуатации (пропущенный тоннаж 1411 млн тонн). Длительная эксплуатация рельсов сопровождается формированием градиента структурных составляющих, заключающегося в закономерном изменении относительного содержания пластинчатого перлита, разрушенного перлита и скалярной структурой феррит-карбидной смеси и избыточной плотности дислокаций по сечению головки рельсов. По мере приближения к поверхности выкружки рельсов относительное содержание объема металла со структурой пластинчатого перлита снижается, а со структурой разрушенного перлита и феррито-карбидной смеси увеличивается. Оценены вклады трения решетки матрицы, внутрифазных границ, дислокационной субструктуры, наличия карбидных частиц, полей внутренних напряжений, твердорастворного упрочнения, перлитной составляющей структуры стали. Показано, что в поверхностном слое основной механизм упрочнения обусловлен взаимодействием движущихся дислокаций с малоугловыми границами
Izvestiya of Altai State University
2021-03-17
info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
application/pdf
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282021%291-05
10.14258/izvasu(2021)1-05
Izvestiya of Altai State University; No 1(117) (2021): Izvestiya of Altai State University; 33-39
Известия Алтайского государственного университета; № 1(117) (2021): Известия Алтайского государственного университета; 33-39
1561-9451
1561-9443
rus
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282021%291-05/7621
oai:journal.asu.ru:article/9302
2023-11-20T04:13:23Z
iz:%D0%A4%D0%98%D0%97
driver
Продольно-поперечный изгиб многослойных стержней из бетонов и сталефибробетонов
Transverse-Longitudinal Bending of Multilayered Concrete Rods and Steel Fiber Reinforced Concrete Rods
Немировский, Юрий Владимирович
Тихонов, Сергей Владимирович
physical nonlinearity of material
volume forces
permissible ultimate deformations
distribution topology of the phase materials
физическая нелинейность материала
объемные силы
предельно допустимые деформации
топология распределения фазовых материалов
Рассматривается задача продольно-поперечного изгиба многослойных бетонных стержней постоянного поперечного сечения под действием квазистатических нагрузок и объемных сил. Основная цель исследования заключается в установлении общих связей топологии распределения материалов конструкции с требуемыми типами допустимых условий эксплуатации: допустимыми предельными упругими деформациями, допустимыми деформациями предразрушения и предельно допустимыми деформациями начала развития локальных разрушений. В данной работе на ряде примеров показана важность учета объемных сил и возможность повышения несущей способности за счет перераспределения материалов в рассматриваемых конструкциях. Поставленная задача решается методом Бубнова-Галеркина. Для каждого из рассмотренных расчетных случаев построены графики распределения продольного перемещения и прогибов стержня и значений максимальных и минимальных деформаций в каждом из слоев рассматриваемых стержней.
This paper considers the problem of transverselongitudinal bending of multilayered concrete rods with a constant cross-section under the impact of quasistatic loading and volume forces. The research is aimed to establish general relations between the distribution topology of materials in the construction and the required types of permissible operating conditions, such as permissible ultimate elastic deformations, permissible pre-destruction deformations, and maximum permissible deformations at the start of local destructions. This study demonstrates the importance of volume forces and the possibility of increasing the bearing capacity using the redistribution of materials of the investigated constructions. The given problems are solved by the Bubnov- Galerkin method. Each of the numerically calculated cases is illustrated by the graphs of the distribution of longitudinal displacement and deflections of the rods and the values of maximum and minimum deformations in each layer of the considered rods.
Izvestiya of Altai State University
2021-03-17
info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
application/pdf
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282021%291-06
10.14258/izvasu(2021)1-06
Izvestiya of Altai State University; No 1(117) (2021): Izvestiya of Altai State University; 40-46
Известия Алтайского государственного университета; № 1(117) (2021): Известия Алтайского государственного университета; 40-46
1561-9451
1561-9443
rus
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282021%291-06/7622
oai:journal.asu.ru:article/9303
2023-11-20T04:13:23Z
iz:%D0%A4%D0%98%D0%97
driver
An Inexpensive, Portable, and Versatile Electronic Nose for Illness Detect
Экономичный переносной многопрофильный аппарат «электронный нос» для выявления заболеваний
Рищика, Фабио
Дирани, Эли
Аккардо, Августино
Шаповал, Андрей Иванович
Portable system
Electronic nose
Sensor gas array
Clinical diagnosis
переносная система
аппарат «электронный нос»
поток выдыхаемого воздуха
клинический диагноз
Health-care strategies are currently oriented towards non-invasive techniques for an early diagnosis. The chemical analysis seems to be a good answer to accomplish both prevention, a fundamental requirement for an efficient treatment of the disease, and non-invasivity. GC is very accurate but is expensive; its sampling and assaying processes are complicated and time consuming, while its results require expert interpretation. Over the last decade, "electronic sensing" or "e-sensing" technologies have undergone some important developments from both a technical and commercial point of view. Particularly, in recent years, the usefulness of the electronic nose has been clinically proved as an opportunity for the early detection of such diseases as lung cancer, diabetes, and tuberculosis. In this paper, a portable, versatile and inexpensive system for the measurement of gas concentration through a gas sensor array is described. The system uses low cost metal oxide gas transducers and can automatically compensate the values of gas concentration detected according to the current values of temperature and humidity. The device works in slave mode and its acquired and computed data are available by means of a host/slave ASCII serial communication protocol. A host device can periodically require the current values of gas concentration and apply the appropriate algorithms for the detection of the investigated substances.
В настоящее время стратегии здравоохранения ориентированы на неинвазивные методы ранней диагностики. Биохимический анализ служит хорошим методом, позволяющим оценить результаты лечения и профилактики. Более точной является газовая хроматография. Преимущество заключается в высокой достоверности результатов. Недостаток этого метода исследования — в его высокой стоимости, сложности исполнения, больших временных затратах и сложности интерпретации результатов. За последнее десятилетие технологии электронного распознавания претерпели некоторые важные изменения как с технической, так и с коммерческой точки зрения. А именно: за последние годы польза аппарата «электронный нос» была клинически доказана для возможности раннего распознавания таких заболеваний, как рак легких, диабет и туберкулез. В этой работе описывается переносная многопрофильная недорогая система распознавания потока выдыхаемого воздуха через преобразователи оксида металла, где используется недорогой газ, и которая может автоматически определить полученные объемы температуры и влажности. Требуемые и просчитанные данные прибора доступны в рамках головного серийного протокола. Головный серийный протокол может периодически требовать текущие показатели — объемы и концентрацию газа для определения подходящих алгоритмов для исследования вещества.
Izvestiya of Altai State University
2021-03-17
info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
application/pdf
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282021%291-07
10.14258/izvasu(2021)1-07
Izvestiya of Altai State University; No 1(117) (2021): Izvestiya of Altai State University; 47-52
Известия Алтайского государственного университета; № 1(117) (2021): Известия Алтайского государственного университета; 47-52
1561-9451
1561-9443
rus
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282021%291-07/7623
oai:journal.asu.ru:article/9308
2023-11-20T04:13:23Z
iz:%D0%A4%D0%98%D0%97
driver
Выбор базисного набора для расчетов структурно-электронных свойств в системах с участием супероксидного радикала в водной среде
Basis Set Selection for Calculation of Structural and Electronic Properties of Systems Incorporating a Superoxide Radical in an Aqueous Medium
Рябых, Андрей Валерьевич
Пирогов, Максим Александрович
Маслова, Ольга Андреевна
Безносюк , Сергей Александрович
condensed matter physics
continuum models of the dielectric medium of a solvent
oxygen superoxide ion
electron affinity energy
density functional method
computer simulation
polarizability
физика конденсированного состояния
континуальные модели диэлектрической среды растворителя
супероксид-ион кислорода
энергия сродства к электрону
метод функционала плотности
компьютерное моделирование
поляризуемость
Проведено компьютерное моделирование и рассчитаны молекулярные параметры кислорода и супероксид-иона с целью выбора наиболее оптимального базисного набора функций для дальнейших квантово-механических расчетов с участием активных форм кислорода. Для каждой из частиц получены равновесные длины связи и усредненные поляризуемости в континуальной диэлектрической водной среде в рамках Conductor-like Polarizable Continuum Model (CPCM) и Solvation Model based on Density (SMD). Были использованы 16 базисных наборов, представленных в программном пакете Orca. Проведено сравнение полученных числовых значений с экспериментальными данными. Главным критерием для отбора послужила энергия сродства молекулы кислорода к электрону. Также учитывалось суммарное время компьютерного расчета для каждого базиса. На основе этого выбраны наиболее оптимальные базисные наборы. Базисы 6-31+G(d), 6-311+G, def2-TZVPD и aug-cc-pVDZ рекомендованы для расчетов молекулярных систем, в которых присутствует молекулярный кислород и продукт его восстановления, супер-оксидный радикал.
In this work, computer simulation has been carried out, and the molecular parameters of oxygen and a superoxide ion have been calculated to select the most optimal basis set of functions for further quantum mechanical calculations that include the presence of reactive oxygen species. For each particle, the equilibrium bond lengths and averaged polarizabilities in a continuous dielectric aqueous medium are obtained with the Conductor-like Polarizable Continuum Model (CPCM) and Solvation Model based on Density (SMD). Calculations for the 16 basic sets are conducted using the Orca software package. The obtained numerical values are compared with experimental data. The electron affinity energy of the oxygen molecule is used as the main selection criterion. The total time of computer calculations for each basis set is considered, and the most optimal basis sets are selected. The basis sets 6-31+G(d), 6-311+G, def2-TZVPD, and aug-cc-pVDZ are recommended for numerical calculations of molecular systems incorporating molecular oxygen and superoxide radical as its reduction product.
Izvestiya of Altai State University
2021-03-17
info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
application/pdf
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282021%291-08
10.14258/izvasu(2021)1-08
Izvestiya of Altai State University; No 1(117) (2021): Izvestiya of Altai State University; 53-57
Известия Алтайского государственного университета; № 1(117) (2021): Известия Алтайского государственного университета; 53-57
1561-9451
1561-9443
rus
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282021%291-08/7624
oai:journal.asu.ru:article/9309
2023-11-20T04:13:23Z
iz:%D0%A4%D0%98%D0%97
driver
Влияние состава на эволюцию дислокационной субструктуры в поликристаллических находящихся в слабоустойчивом состоянии сплавах Cu-Al при пластической деформации
Influence of Composition on the Evolution of Dislocation Substructure in the Low-Stability State Polycrystalline Cu-Al Alloys under Plastic Deformation
Тришкина, Людмила Ильинична
Черкасова, Татьяна Викторовна
Клопотов, Анатолий Анатольевич
Потекаев, Александр Иванович
Кулагина, Валентина Васильевна
alloys Cu-0.5 and 14 at.% Al
deformational curves
dislocation substructures
deformational stages
сплавы Cu-0.5 и 14 ат. % Al
деформационные кривые
дислокационные субструктуры
стадии деформации
Рассматриваются новые представления дислокационной физики пластичности и прочности с применением количественных методов просвечивающей дифракционной электронной микроскопии. На примере сплавов Cu-0.5 и 14 ат. % Al проводится анализ изменения параметров дислокационной субструктуры (ДСС) и рассматривается влияние этих параметров на изменение субструктуры материала при температуре Т=293 К. Показано, что на каждой стадии деформации присутствует, как правило, две субструктуры («старая» и «новая»). Размытие перехода от стадии к стадии связано с наличием слабоустойчивых предпереходных структурно-фазовых состояний при некоторых степенях деформации одновременно нескольких типов субструктур, т.е. слабоустойчивого структурно-фазового состояния системы. На фоне «старой» субструктуры зарождается «новая», которая в процессе деформации становится основной, а затем «старой», в недрах которой формируется другая субструктура. Получены экспериментальные доказательства этой закономерности для ГЦК сплавов. Наличие границ зерен усложняет диаграммы: вблизи границ зерен формируется третья субструктура, которая соответствует в последовательности превращений ДСС следующим субструктурам (более поздним).
New concepts of dislocation physics of plasticity and strength are considered using quantitative methods of transmission diffraction electron microscopy. New concepts of dislocation physics of plasticity and strength are considered using quantitative methods of transmission diffraction electron microscopy. The analysis of changes in the parameters of the dislocation substructure (DSS) is given on the example of alloys Cu-0.5 and 14 аt. % Al and the influence of these parameters on the change in the substructure of the material at a temperature T=293 K is considered. It is shown that at each stage of deformation, there are usually two substructures ("old" and "new"). The blurring of the transition from stage to stage is associated with the presence of weakly stable pre-transition structural-phase States at certain degrees of deformation of several types of substructures simultaneously, i.e., a weakly stable structural-phase state of the system. Against the background of the "old" substructure, a "new" one is born, which in the process of deformation becomes the main one, and then the "old" one, in the depths of which another substructure is formed. Experimental evidence of this regularity is obtained for FCC alloys. The presence of grain boundaries complicates the diagrams: a third substructure is formed near the grain boundaries, which corresponds to the following substructures (later) in the sequence of DSS transformations.
Izvestiya of Altai State University
2021-03-17
info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
application/pdf
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282021%291-09
10.14258/izvasu(2021)1-09
Izvestiya of Altai State University; No 1(117) (2021): Izvestiya of Altai State University; 58-63
Известия Алтайского государственного университета; № 1(117) (2021): Известия Алтайского государственного университета; 58-63
1561-9451
1561-9443
rus
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282021%291-09/7625
oai:journal.asu.ru:article/9311
2023-11-20T04:13:23Z
iz:%D0%A4%D0%98%D0%97
driver
Диффузия бора при борировании углеродистой стали
Boron Diffusion During Carbon Steel Boriding
Шевчук, Евгения Петровна
Плотников, Владимир Александрович
Бектасова, Гульсым Сафуановна
Boriding
borides
boriding paste
boron-containing mixture
diffusion
microhardness
diffusion coefficient
diffusion layer
борирование
бориды
паста для борирования
борсодержащая шихта
диффузия
микротвердость
коэффициент диффузии
диффузионный слой
Применение защитных боридных покрытий, полученных химико-термической обработкой из порошковых смесей при индукционном печном нагреве и микродуговой химико-термической обработкой, позволяет существенно повысить надежность и долговечность стальных изделий. Рассчитанный состав насыщающей шихты и сварочного флюса, примененные для борирования образцов из стали 20, показали, что боридные диффузионные покрытия, полученные указанными методами, характеризуются высокой твердостью и обширной диффузионной зоной. Установлено, что наиболее оптимальный состав шихты содержит железо и борную кислоту в пропорции Fe-25%+H3BO3-75 %.
Проведен анализ распределения микротвердости по сечению образцов с нанесенным покрытием. Приведены сравнительные данные для коэффициентов диффузии и толщины дуффузионных слоев, полученные опытным путем.
Применение указанных методов позволяет интенсифицировать процесс диффузионного борирования и обеспечить формирование на поверхности изделий из углеродистой стали обширной диффузионной зоны с высокой скоростью формирования зоны упрочнения. Длительность процесса, которая составляла 5 минут при индукционном воздействии и 54,05 с — при микродуговой химико-термической наплавке, является основным достоинством использованных экспериментальных методик.
Protective boride coatings are obtained by chemical-thermal treatment of powder mixtures during induction furnace heating and micro-arc chemical-thermal treatment. Their usage can significantly increase the reliability and durability of steel products. The calculated composition of the saturating charge and the welding flux used to boride steel 20 samples demonstrates that obtained boride diffusion coatings are characterized by high hardness and an extensive diffusion zone. The most optimal composition of the charge that contains iron and boric acid is found to be in the proportion of Fe-25%+H3BO3-75 %.
The analysis of the distribution of microhardness over the cross section of coated samples is carried out. The comparative data for the diffusion coefficients and the thickness of the diffusion layers obtained experimentally are presented.
The application of the discussed methods makes it possible to intensify the process of diffusion boriding and to ensure the formation of an extensive diffusion zone on the surface of carbon steel products with a high rate of hardening zone formation. The duration of the process is 5 minutes for the induction treatment and 54.05 s for micro-arc chemical-thermal surfacing. It is the main advantage of the experimental techniques mentioned above.
Izvestiya of Altai State University
2021-03-17
info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
application/pdf
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282021%291-10
10.14258/izvasu(2021)1-10
Izvestiya of Altai State University; No 1(117) (2021): Izvestiya of Altai State University; 64-67
Известия Алтайского государственного университета; № 1(117) (2021): Известия Алтайского государственного университета; 64-67
1561-9451
1561-9443
rus
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282021%291-10/7626
oai:journal.asu.ru:article/10131
2023-11-20T04:11:39Z
iz:%D0%A4%D0%98%D0%97
driver
Water Suspension and its Effect on Total Light Attenuation in Lake Waters
Водная взвесь и ее влияние на суммарное ослабление света в озерной воде
Акулова , Ольга Борисовна
Букатый, Владимир Иванович
Кириллов, Владимир Викторович
Фроленков, Олег Михайлович
spectral light attenuation
suspension particulate count
optical microscopy
particle radius
lakes
спектральный показатель ослабления света
счетная концентрация взвеси
метод оптической микроскопии
радиус частиц
озера
The paper presents the data obtained by the authors in 2012-2021 during field trips to freshwater reservoirs of Altai Krai. According to hydro-optical measurements, values of light attenuation index in the range of 400-800 nm calculated using the natural logarithm varied greatly within 2.3-19.7 m-1 and 2.9-35.0 m-1 in the surface layer of lakes Lapa and Krasilovskoye during the study period. The relative spectral contribution of water suspension and contributions of yellow matter, chlorophyll, and pure water constituents at wavelengths of 430, 550, and 670 nm were estimated to assess the optical effect of water suspension on the total light attenuation index. The calculation results demonstrated that water suspension had the maximum effect on light attenuation in waters of eutrophic lake Lapa during the autumn-winter period. The maximum effect at all three wavelengths was observed in autumn of 2015, and the contribution of water suspension to light attenuation reached 88.5%, whereas its minimum (1.8-2.4 %) was recorded in 2017. The maximum contribution of water suspension on light attenuation in waters of eutrophic-hypereutrophic lake Krasilovskoye slightly exceeded the value of 70% during the winter of 2014. The next maximums were revealed during the spring of 2014 and had values of 71.3 % at λ =430 nm and 71.1 % at λ =550 nm.
Optical microscopy was used to estimate the size and concentration of water suspense particles. The average weighted value of radius for water suspense particles in the surface layer of lakes Lapa and Krasilovskoye was found to be 1.2 and 1.4 microns, respectively. The average particulate count for water suspense during the observation period varied in the range of 0.2·106 cm-3-14.7·106 cm-3 with values of 3.3·106 cm-3 for lake Lapa and 3.0·106 cm-3 for lake Krasilovskoye.
Материалы, использованные и представленные в данной работе, получены авторами в период 2012-2021 гг. в ходе полевых выездов на пресноводные водоемы Алтайского края. За исследуемый период, по данным гидрооптических измерений, значения показателя ослабления света в диапазоне 400-800 нм, рассчитанных при натуральном основании логарифма в поверхностном слое озер Лапа и Красиловское, варьировали в широких пределах 2,3-19,7 м-1 и 2,9-35,0 м-1 соответственно. Для оценки оптического влияния водной взвеси на суммарный показатель ослабления света рассчитан ее относительный спектральный вклад, а также вклад желтого вещества, хлорофилла и чистой воды на следующих длинах волн: 430, 550 и 670 нм. В результате расчетов получено, что в воде эвтрофного озера Лапа взвесь оказывает максимальное влияние на показатель ослабления света в осенне-зимний период. Осенью максимальный вклад взвеси наблюдался в 2015 г. (на всех трех длинах волн), достигая 88,5 %, минимальные вклады взвеси приходились на 2017 г.: 1,8-2,4 %. Для эвтрофно-гипер-эвтрофного озера Красиловское максимальные вклады взвеси в показатель ослабления света несколько более 70 % зафиксированы в 2014 г. зимой и весной — 71,3 % при λ=430 нм и 71,1 % при λ=550 нм соответственно.
Для определения размерного состава и счетной концентрации частиц водной взвеси использован метод оптической микроскопии. В результате получено, что средневзвешенный радиус частиц в поверхностном слое оз. Лапа за исследуемый период составил 1,2 мкм, в оз. Красиловское — 1,4 мкм. Среднее значение счетной концентрации частиц взвеси в озерах за период наблюдений изменялось в пределах от 0,2·106 см-3 до 14,7·106 см-3 и составило порядка 3,3·106 см-3 для оз. Лапа и 3,0·106 см-3 для оз. Красиловское.
Izvestiya of Altai State University
2021-09-10
info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
application/pdf
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282021%294-01
10.14258/izvasu(2021)4-01
Izvestiya of Altai State University; No 4(120) (2021): Известия Алтайского государственного университета; 11-16
Известия Алтайского государственного университета; № 4(120) (2021): Известия Алтайского государственного университета; 11-16
1561-9451
1561-9443
rus
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282021%294-01/8346
Copyright (c) 2021 Ольга Борисовна Акулова , Владимир Иванович Букатый, Владимир Викторович Кириллов, Олег Михайлович Фроленков
https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
oai:journal.asu.ru:article/10132
2023-11-20T04:11:39Z
iz:%D0%A4%D0%98%D0%97
driver
Структурно-фазовые состояния и свойства поверхности стали 45 после электровзрывного боромеднения и электронно-пучковой обработки
Structural Phase States and Surface Properties of Steel 45 after Electroexplosive Borocoppering and Electron-Beam Treatment
Ващук, Екатерина Степановна
Будовских, Евгений Александрович
Бащенко , Людмила Петровна
Громов, Виктор Евгеньевич
Аксенова , Крестина Владимировна
electroexplosive borocoppering
electron-beam treatment
element and phase composition
microhardness
wear resistance
электровзрывное боромеднение
электронно-пучковая обработка
элементный и фазовый состав
микротвердость
износостойкость
Работа посвящена повышению микротвердости и износостойкости стали 45 в отожженном состоянии путем комбинированной обработки, включающей электровзрывное боромеднение и последующую электронно-пучковую обработку. Установлено увеличение шероховатости поверхности зоны электровзрывной обработки с ростом поглощаемой плотности мощности и массы порошка бора. Электронно-пучковая обработка приводит к уменьшению шероховатости и появлению на поверхности кратеров вместо следов радиального течения расплава. Строение зоны электровзрывного легирования по глубине включает в себя покрытие, приповерхностный, промежуточный и приграничный слои. Ее общая толщина достигает 25 мкм. Микротвердость поверхности и глубина зоны упрочнения после электровзрывного легирования увеличиваются с ростом поглощаемой плотности мощности и концентрации бора и достигают 1400 HV. Электронно-пучковая обработка приводит к объединению покрытия с приповерхностным слоем, увеличению глубины зоны упрочнения до 80 мкм. Вблизи поверхности формируется структура ячеистой или дендритной кристаллизации, в глубине — зеренная структура. Установлено неоднородное распределение легирующих элементов по объему зоны легирования и выравнивание его при электронно-пучковой обработке. Увеличение поглощаемой плотности мощности и общего времени воздействия электроннопучковой обработки приводит к росту междендритно-го расстояния и диаметра зерен. Увеличиваются также размеры мартенситных игл в глубине. Комбинированная обработка приводит к образованию субмикрокри-сталлических упрочняющих фаз — боридов FeB, Fe2B, FeB2, карбоборида Fe23(C, B)6 и карбида B4C. Уровень микротвердости уменьшается до 800 HV, а износостойкость по сравнению с износостойкостью основы увеличивается до пяти раз.
The paper concerns improving the microhardness and wear resistance of steel 45 by the combined treatment of electroexplosive borocoppering with the subsequent electron-beam treatment. It is found that surface roughness at the area of the electroexplosive treatment increases along with the absorbed power density and the mass of boron powder. The electron-beam treatment leads to a decrease of roughness and appearance of craters instead of radial melt flow traces. The depth structure of the electroexplosive alloying area with a thickness of 25 µm includes a coating layer, near-surface, intermediate, and boundary layers. The surface microhardness and the depth of the hardening zone after the electroexlosive alloying increase along with the absorbed power density and boron concentration and reach the values of 1400 HV The electron-beam treatment causes merging of the coating and the surface layers and increases the hardening zone depth up to 80 µm. A cellular or dendritic crystallization structure is formed near the surface, and a grain structure is formed in the depth. The inhomogeneous distribution of alloying elements over the volume of the alloying area and its adjustment during the electron-beam treatment are established. The inter-dendritic distances and grain diameters increase as the absorbed power density becomes higher with the increase of the electron-beam treatment exposure time. Also, the size of martensite needles increases in the depth. The combined treatment produces the sub microcrystalline strengthening phases-borides FeB, Fe2B, FeB2, carboboride Fe23 (C, B)6 , and carbide B4C. The microhardness level is reduced to 800 HV, and the wear resistance increases up to five times when compared to the wear resistance of the base.
Izvestiya of Altai State University
2021-09-10
info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
application/pdf
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282021%294-02
10.14258/izvasu(2021)4-02
Izvestiya of Altai State University; No 4(120) (2021): Известия Алтайского государственного университета; 17-23
Известия Алтайского государственного университета; № 4(120) (2021): Известия Алтайского государственного университета; 17-23
1561-9451
1561-9443
rus
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282021%294-02/8345
Copyright (c) 2021 Екатерина Степановна Ващук, Евгений Александрович Будовских, Людмила Петровна Бащенко , Виктор Евгеньевич Громов, Крестина Владимировна Аксенова
https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
oai:journal.asu.ru:article/10134
2023-11-20T04:11:39Z
iz:%D0%A4%D0%98%D0%97
driver
Компьютерное моделирование устойчивости полупроводниковых наноэлектромеханических систем AIIBIVAs2 после аттосекундного импульсного воздействия
Computer Simulation of the Semiconductor Nanoelectromechanical Systems AIIBIVAs2 Stability after Attosecond Impulse Exposure
Гайдукова , Анастасия Александровна
Терентьева , Юлия Владимировна
Безносюк , Сергей Александрович
attosecond physics
nanoelectromechanical systems
ternary semiconductors
arsenides
compounds of variable composition
radial distribution function
kinetic curve
computer simulation
аттосекундная физика
наноэлектро-механические системы
тройные полупроводники
арсениды
соединения переменного состава
радиальная функция распределения
кинетическая кривая
компьютерное моделирование
Рассматривается компьютерное моделирование отклика многокомпонентных полупроводниковых наноэлектромеханических систем арсенидов на аттосекундный импульс излучения при криогенной (T1=77 K) и стандартной температуре (Т2=298К). Построены кинетические кривые релаксационных процессов, происходящих в тройных полупроводниковых нанослоях: CdSiAs2, CdGeAs2, ZnSiAs2, ZnGeAs2 и нанослоях переменного состава: CdSi1-xGex As2, ZnSi1-xGexAs2, Cd1-xZnxSiAs2 и Cd1-xZnxGeAs2. Показаны различия в средней энергии релаксации нанослоев в зависимости от температуры, а также амплитуды колебания значений энергии и времени выхода на плато. Показано сравнение с релаксационными процессами, проходящими при абсолютном нуле температур. Рассмотрены радиальные функции распределения атомов в системе до и после релаксационных процессов, вызванных импульсным воздействием на систему атомов в полупроводниковом слое. Описана модификация пиков координационных сфер распределения атомов в зависимости от состава нанослоя. Выявлены закономерности релаксационного изменения координационных сфер первого порядка и разрушения координационных сфер второго и третьего порядка при криогенной и стандартной температурах.
The article deals with computer modeling of responses of multicomponent semiconductor nanoelectromechanical systems of arsenides to an attosecond radiation pulse at cryogenic (T1=77 K) and standard temperatures (T2=298 K). Kinetic curves of relaxation processes in ternary semiconductor nanolayers CdSiAs2, CdGeAs2, ZnSiAs2, ZnGeAs2, and nanolayers of variable composition CdSi1-xGex As2, ZnSi1-xGexAs2, Cd1-xZnxSiAs2 и Cd1-xZnxGeAs2 are obtained. This research reveals the differences in the average relaxation energy of nanolayers that depend on temperature and the amplitudes of energy fluctuations, and the time of reaching the plateau. A comparison with relaxation processes taking place at absolute zero temperatures is demonstrated. The radial distribution functions of atoms in the system before and after relaxation processes caused by impulsive action on the system of atoms in the semiconductor layer are considered. The modification of the peaks corresponding to the coordination spheres of atomic distribution depending on the composition of the nanolayer is described. The regularities of relaxation changes of the first order coordination spheres, as well as the regularities of relaxation destructions of the second and the third order coordination spheres at cryogenic and standard temperatures are revealed.
Izvestiya of Altai State University
2021-09-10
info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
application/pdf
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282021%294-03
10.14258/izvasu(2021)4-03
Izvestiya of Altai State University; No 4(120) (2021): Известия Алтайского государственного университета; 24-29
Известия Алтайского государственного университета; № 4(120) (2021): Известия Алтайского государственного университета; 24-29
1561-9451
1561-9443
rus
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282021%294-03/8347
Copyright (c) 2021 Анастасия Александровна Гайдукова , Юлия Владимировна Терентьева , Сергей Александрович Безносюк
https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
oai:journal.asu.ru:article/10135
2023-11-20T04:11:39Z
iz:%D0%A4%D0%98%D0%97
driver
Wavelet Processing of Acoustic Emission of VT 1-0 Titanium Alloy under Tension
Применение вейвлет-обработки к акустико-эмиссионным измерениям при растяжении титанового сплава ВТ 1-0
Дмитриев , Александр Александрович
acoustic emission
discrete wavelet transform
principal component analysis
titanium alloys
акустическая эмиссия
многомерное дискретное вейвлет-преобразование
метод главных компонент
титановые сплавы
The paper proposes a method for processing acoustic emission signals for calculating informative signal parameters characterizing the stages of plastic deformation and fractures in a loaded titanium alloy. The proposed method has a complex structure that includes digital signal processing algorithms and multivariate data analysis methods. The acoustic emission signals are processed using the mathematical apparatus of the multilevel discrete wavelet transform to obtain the approximation coefficients of the 10-level decomposition. These coefficients characterize the low-frequency features of acoustic emission at various stages of samples loading. The approximation coefficients are further used as informative parameters of acoustic emission signals. Principal components analysis is used to investigate the informative parameters and establish their quantitative relationship with the stages of plastic deformation of titanium by clustering the processed results. Differences in the informative parameters at different stages of plastic deformation of the material are revealed by the following analysis of the clustered results.
The obtained results can be used to develop a new generation of diagnostic devices for acoustic emission measurements.
Предлагается метод обработки сигналов акустической эмиссии для вычисления информативных параметров сигнала, характеризующих стадии пластической деформации и разрушения в нагруженном титановом сплаве. Представленный метод имеет комплексную структуру, включающую применение алгоритмов цифровой обработки сигналов и методов многомерного анализа данных. В основе предлагаемого подхода к обработке акустической эмиссии лежит применение математического аппарата многоуровневого дискретного вейвлет-преобразования сигналов. С помощью вейвлет-преобразования получены коэффициенты аппроксимации 10-уровня разложения, которые характеризовали низкочастотные особенности акустической эмиссии на различных этапах нагружения материала. Коэффициенты аппроксимации использовались в качестве информативных параметров сигнала. Для анализа информативных параметров и установления их количественной связи со стадиями пластической деформации титана привлечен метод главных компонент. На основе результатов кластеризации выявлены различия в информативных параметрах на разных стадиях пластической деформации материала.
Полученные результаты могут быть использованы при разработке нового поколения устройств диагностики, использующих акустико-эмиссионные измерения.
Izvestiya of Altai State University
2021-09-10
info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
application/pdf
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282021%294-04
10.14258/izvasu(2021)4-04
Izvestiya of Altai State University; No 4(120) (2021): Известия Алтайского государственного университета; 30-34
Известия Алтайского государственного университета; № 4(120) (2021): Известия Алтайского государственного университета; 30-34
1561-9451
1561-9443
rus
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282021%294-04/8348
Copyright (c) 2021 Александр Александрович Дмитриев
https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
oai:journal.asu.ru:article/10136
2023-11-20T04:11:39Z
iz:%D0%A4%D0%98%D0%97
driver
Nonlinear Quantum Phenomena During the Polarization of Nanometer Layers of Proton Semiconductors and Dielectrics
Нелинейные квантовые явления при поляризации нанометровых слоев протонных полупроводников и диэлектриков
Калытка , Валерий Александрович
hydrogen bonded crystals (HBC)
proton semiconductors and dielectrics (PSCD)
nonlinear quantum diffusion polarization
nonlinear space-charge polarization
tunneling of the protons in HBC
quantum transparency of potential barrier for the protons in HBC
Gibbs quantum canonical distribution
an ensemble of non-interacting protons
diffusion and mobility coefficients of protons
nonlinear optical processes of the second order (femtosecond lasers)
кристаллы с водородными связями (КВС)
протонные полупроводники и диэлектрики (ППД)
нелинейная квантовая диффузионная поляризация
нелинейная объемно-зарядовая поляризация
туннелирование протонов в КВС
квантовая прозрачность потенциального барьера
квантовое каноническое распределение Гиббса
ансамбль невзаимодействующих протонов
коэффиценты диффузии и подвижности протонов
нелинейные оптические процессы второго порядка
This paper investigates the influence of the structure and parameters of the degenerate quasi-discrete energy spectrum of relaxers (protons) on the mechanism of nonlinear quantum diffusion polarization in nanoscale layers of hydrogen bonded crystals (HBC) in a wide range of parameters of fields (100 kV/m - 1000 MV/m) and temperatures (0-1550 K). The temperature dependence of the quantum transparency of the parabolic potential barrier for protons in HBC is calculated using the Gibbs quantum canonical distribution for the ensemble of non-interacting protons (ideal proton gas balanced with the ions of anion sub-lattice) moving in an onedimensional potential field of a crystalline lattice (in the field of hydrogen bonds) with a zone structure distributed by energy levels. The influence of "zero" oscillations of protons on the temperature dependences of the proton subsystem kinetic coefficients in HBC is considered. It is revealed that proton tunneling influences the nonlinear space-charge polarization kinetics in HBC at high (150-550 K) and ultrahigh (550-1550 K) temperatures when crystalline layer thickness ranges from 1 to 10 nm. The results of theoretical studies (based on earlier experiments) are bound to be prospective for the prediction of HBC-class (KDP, DKDP) ferroelectrics properties, studying the second-order nonlinear optical effects of femtosecond lasers, and the development of memory cells for non-volatile high-speed memory devices.
Исследуется влияние структуры и параметров вырожденного квазидискретного энергетического спектра релаксаторов (протонов) на механизм нелинейной квантовой диффузионной поляризации в наноразмер-ных слоях кристаллов водородными связями (КВС) в широком диапазоне варьирования параметров полей (100 кВ/м - 1000 МВ/м) и температур (0-1550 К). Температурная зависимость квантовой прозрачности параболического потенциального барьера для протонов рассчитывается с помощью квантового канонического распределения Гиббса с учетом зонной структуры энергетического спектра протонов, двигающихся в одномерном потенциальном поле кристаллической решетки (в одномерном поле водородной связи) и не взаимодействующих между собой (идеальный протонный газ, находящийся в равновесии с анионной подреткой). Учтено влияние «нулевых» колебаний протонов на температурные зависимости кинетических коэффицентов протонной подсистемы в КВС. Обнаружено, что туннелирование протонов продолжает определенным образом сказываться на кинетике нелинейной объемно-зарядовой поляризации в КВС и в области высоких (150-550 К) и сверхвысоких (550-1550 К) температур при толщинах кристаллических слоев от 1 до 10 нм. Результаты теоретических исследований в перспективе найдут применение при прогнозировании свойств сегнетоэлектриков класса КВС (KDP, DKDP) и при исследованиях нелинейных оптических эффектов второго порядка для техники фемптосекундных лазеров.
Izvestiya of Altai State University
2021-09-10
info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
application/pdf
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282021%294-05
10.14258/izvasu(2021)4-05
Izvestiya of Altai State University; No 4(120) (2021): Известия Алтайского государственного университета; 35-42
Известия Алтайского государственного университета; № 4(120) (2021): Известия Алтайского государственного университета; 35-42
1561-9451
1561-9443
rus
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282021%294-05/8349
Copyright (c) 2021 Валерий Александрович Калытка
https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
oai:journal.asu.ru:article/10137
2023-11-20T04:11:39Z
iz:%D0%A4%D0%98%D0%97
driver
Structural and Compositional Features of Garnet-Containing Samples Synthesized in a System with Samarium at High Pressure and High Temperature
Особенности строения и состава гранатсодержащих образцов, синтезированных в системе с самарием при высоком давлении и температуре
Лин , Владимир Валерьевич
Чепуров , Алексей Анатольевич
Жимулев, Егор Игоревич
garnet
Sm
experiment
high pressure
гранат
Sm
эксперимент
высокое давление
A distinctive feature of garnets associated with diamonds is specific containing of “light” rare earth elements. In the paper, the garnet-containing samples obtained at high pressure and high temperature in the system introduced with samarium (Sm) are studied. The experiments are carried out using a multianvil high-pressure apparatus of the “split-sphere” type (BARS) at a pressure of 5 GPa and a temperature of 1300 °С. The accuracy of measuring the pressure and temperature is ± 0.2 GPa и ± 25 °С, respectively. As a result, pyrope grains are synthesized with a CaO content no higher than 0.15 wt.% and Cr2O3 concentration within the range of 3.61-7.55 wt.%. The garnets are characterized by the stable presence of an impurity in the form of the Sm constituent. The garnets contain a significant amount of olivine inclusions. Crystals of the synthesized spinel are observed mainly in the interstices. This study demonstrates that the interaction of the components in the serpentine — chromite — corundum — Sm system leads to the crystallization of pyrope garnet, which forms large intergrowths of individual grains. The zoning observed in garnet is due to the transfer of components by fluid during the experiment. It is concluded that the Sm content in garnet can significantly increase depending on its content in the system.
Отличительной особенностью гранатов, ассоциирующих с алмазами, является наблюдаемое в них характерное содержание «легких» редкоземельных элементов. В работе были изучены гранатсодержащие образцы, полученные при высоком давлении и температуре в системе с добавлением самария (Sm). Эксперименты проведены на многопуансонном аппарате типа «разрезная сфера» (БАРС) при давлении 5 ГПа и температуре 1300 °С. Погрешность измерения давления и температуры составляла ± 0.2 ГПа и ± 25 °С. В результате экспериментов синтезированы зерна пиропа с содержанием CaO не выше 0.15 мас.%, Cr2O3 в интервале 3.61-7.55 мас.%. Гранаты характеризуются стабильной примесью Sm. Гранат содержит значительное количество включений оливина. Кристаллы синтезированной шпинели наблюдаются главным образом в межзерновом пространстве. Выполненное исследование демонстрирует, что при взаимодействии компонентов в системе серпентин — хромит — корунд — Sm происходит кристаллизация пиропового граната, формирующего достаточно крупные сростки отдельных зерен. В зернах граната наблюдается зональность, связанная с переносом компонентов флюидом в ходе эксперимента. Сделан вывод, что содержание Sm в гранате может существенно повышаться в зависимости от его содержания в системе.
Izvestiya of Altai State University
2021-09-10
info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
application/pdf
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282021%294-06
10.14258/izvasu(2021)4-06
Izvestiya of Altai State University; No 4(120) (2021): Известия Алтайского государственного университета; 43-46
Известия Алтайского государственного университета; № 4(120) (2021): Известия Алтайского государственного университета; 43-46
1561-9451
1561-9443
rus
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282021%294-06/8350
Copyright (c) 2021 Владимир Валерьевич Лин , Алексей Анатольевич Чепуров , Егор Игоревич Жимулев
https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
oai:journal.asu.ru:article/10156
2023-11-20T04:11:39Z
iz:%D0%A4%D0%98%D0%97
driver
Calculation of the Amplitude of Acoustic Waves in Nanoscale Magnets in an Alternating Magnetic Field Caused by Displacements of Domain Boundaries
Расчет амплитуды акустических волн в наноразмерных магнетиках в переменном магнитном поле, обусловленных смещениями доменных границ
Петрова, Людмила Павловна
Игнатенко, Николай Михайлович
Громков, Андрей Сергеевич
nanocrystals
magnets
alternating magnetic field
acoustic waves
domain boundaries
spontaneous magnetization vector
absorption coefficient
wave vector
нанокристаллы
магнетики
переменное магнитное поле
акустические волны
доменные границы
вектор спонтанной намагниченности
коэффициент поглощения
волновой вектор
This paper proposes an algorithm that utilizes a macroscopic approach to calculate the amplitude of the total acoustic signal generated by an alternating magnetic field in ribbon-shaped nanocrystalline magnets (NCMs) with polydomain nanofibers at reversible displacements of domain boundaries. The calculations are made for the case with the wave vector directed along the magnetic field parallel to the tape plane. At the same time, the influence of anharmonicity on the displacements of the domain boundaries is considered for the carrier frequency. The orientation and frequency dependences for the wave vector and the signal absorption coefficient are found under the assumption that the rotation processes can be neglected.
It is shown that the residual internal stresses in the (poly- or monodomain) nanograin NCMs have a significant effect on the absorption coefficient and the amplitude of the generated DG signal.
The magnetic anisotropy constants decrease along with the size of the nanograins. In this case, the generation process due to the rotation of the spontaneous magnetization vectors is also significant, which must be considered in relation to the displacement processes.
The proposed algorithm for calculating the amplitudes of the signals generated by a nanocrystalline magnet can be used to predict the friction properties of the developed promising NCM and calculate the amplitudes of the generated signals at the carrier frequency and harmonics.
Предложен алгоритм расчета амплитуды суммарного акустического сигнала, генерируемого переменным магнитным полем в нанокристаллических магнетиках в форме ленты с полидоменными нанозернами при обратимых смещениях доменных границ с использованием макроскопического подхода. Расчет произведен для случая, когда волновой вектор kв направлен вдоль магнитного поля, параллельного плоскости ленты. При этом для несущей частоты учтено влияние ангармонизма в смещениях доменных границ. Найдены ориентационная и частотные зависимости для волнового вектора и коэффициента поглощения сигнала в предположении, что процессами вращений можно пренебречь.
Показано существенное влияние остаточных внутренних напряжений в НКМ, состоящих из нанозерен (поли- или монодоменных), на коэффициент поглощения и амплитуду генерируемого ДГ сигнала.
С уменьшением размеров нанозерен происходит уменьшение констант магнитной анизотропии, в этом случае существенным является и процесс генерации за счет вращений векторов спонтанной намагниченности, который надо учитывать во взаимосвязи с процессами смещения.
Предложенный алгоритм расчета амплитуд сигналов, генерируемых нанокристаллическим магнетиком, может быть использован для прогнозирования стрикционных свойств разрабатываемых перспективных НКМ, расчета амплитуд генерируемых сигналов на несущей частоте и гармониках.
Izvestiya of Altai State University
2021-09-10
info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
application/pdf
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282021%294-07
10.14258/izvasu(2021)4-07
Izvestiya of Altai State University; No 4(120) (2021): Известия Алтайского государственного университета; 47-52
Известия Алтайского государственного университета; № 4(120) (2021): Известия Алтайского государственного университета; 47-52
1561-9451
1561-9443
rus
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282021%294-07/8351
Copyright (c) 2021 Людмила Павловна Петрова, Николай Михайлович Игнатенко, Андрей Сергеевич Громков
https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
oai:journal.asu.ru:article/10160
2023-11-20T04:11:39Z
iz:%D0%A4%D0%98%D0%97
driver
Specifics of Construction of Measuring Transducers with Logometric Output Based on Interconnected Piezoresonators
Особенности построения измерительных преобразователей с логометрическим выходом на основе взаимосвязанных пьезорезонаторов
Седалищев , Виктор Николаевич
Сергеева , Яна Сергеевна
Страхатов , Дмитрий Олегович
Пронин , Сергей Петрович
piezoresonator
oscillatory system with two degrees of freedom
simulation modeling
пьезорезонатор
колебательная система с двумя степенями свободы
имитационное моделирование
The paper presents the results of simulation modeling of measuring devices. The simulation modeling is based on the use of coupled oscillations in systems with two degrees of freedom. Methods of controlling the parameters of the oscillatory system of the converter based on interconnected piezoresonators are considered. A comparative assessment of the metrological characteristics of possible variants of piezoresoanase sensors with logometric (differential) output is conducted.
It is shown that when the Q-factor of the oscillatory system of the primary converter is affected, a higher sensitivity of the measuring process is provided by the control of the active resistance of the coupling element replacement circuit between the resonators. In this case, it is proposed to use the ratio of the oscillation amplitudes of one of the interconnected resonators measured at the frequencies of common-mode and antiphase oscillations in the system as the output signal of the sensor. When the frequency-setting parameters of the converter are affected, it is recommended to use the ratio of the oscillation amplitudes of two interconnected piezoresonators measured at one of the normal frequencies of synchronized oscillations in the system to generate the output signal.
There are several advantages of measuring devices of this type, such as high sensitivity, simplicity of design, low cost, manufacturability, and operational applicability for harsh conditions.
Приведены результаты имитационного моделирования измерительных устройств, основанных на использовании связанных колебаний в системах с двумя степенями свободы. Рассмотрены способы управления параметрами колебательной системы преобразователя на основе взаимосвязанных пьезорезонаторов. Произведена сравнительная оценка метрологических характеристик возможных вариантов построения пьезорезонансных датчиков с логометрическим (дифференциальным) выходом.
Показано, что при воздействии на добротность колебательной системы первичного преобразователя более высокую чувствительность измерительного процесса обеспечивает управление активным сопротивлением схемы замещения элемента связи между резонаторами. В качестве выходного сигнала датчика в данном случае предлагается использовать отношение амплитуд колебаний одного из взаимосвязанных резонаторов, измеренных на частотах синфазных и противофазных колебаний в системе. При воздействии на частотозадающие параметры преобразователя для формирования выходного сигнала рекомендуется использовать отношение амплитуд колебаний двух взаимосвязанных пьезорезонаторов, измеренных на одной из нормальных частот синхронизированных колебаний в системе.
Достоинствами измерительных устройств данного типа являются высокая чувствительность, простота конструкции, низкая стоимость, технологичность изготовления, применимость для работы в тяжелых условиях.
Izvestiya of Altai State University
2021-09-10
info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
application/pdf
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282021%294-08
10.14258/izvasu(2021)4-08
Izvestiya of Altai State University; No 4(120) (2021): Известия Алтайского государственного университета; 53-58
Известия Алтайского государственного университета; № 4(120) (2021): Известия Алтайского государственного университета; 53-58
1561-9451
1561-9443
rus
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282021%294-08/8352
Copyright (c) 2021 Виктор Николаевич Седалищев , Яна Сергеевна Сергеева , Дмитрий Олегович Страхатов , Сергей Петрович Пронин
https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
oai:journal.asu.ru:article/10161
2023-11-20T04:11:39Z
iz:%D0%A4%D0%98%D0%97
driver
Механизмы твердорастворного упрочнения однофазных сплавов на основе Cu-Al и Cu-Mn с сетчатой дислокационной субструктурой
Mechanisms of Solid-Solution Hardening of Single-Phase Cu-Al and Cu-Mn Alloys with a Mesh Dislocation Substructure
Тришкина , Людмила Ильинична
Черкасова, Татьяна Владимировна
Клопотов , Анатолий Анатольевич
Потекаев , Александр Иванович
alloys
solid-solution hardening
dislocation substructure
packing defect energy
dislocations
сплавы
твердорастворное упрочнение
дислокационная субструктура
энергия дефекта упаковки
дислокации
Методом просвечивающей дифракционной электронной микроскопии проведено исследование дислокационной структуры и накопления дислокаций при деформации поликристаллических ГЦК твердых растворов систем Cu-Al и Cu-Mn. Содержание Al в сплавах Cu-Al варьировалось от 0,5 до 14 ат.%. Содержание Mn в сплавах Cu-Mn изменялось в пределах 0,4 ÷ 25 ат.%. Изучены сплавы с размером зерен в интервале 20 ÷ 240 мкм. Образцы сплавов деформировались растяжением со скоростью 2×10-2c-1 до разрушения при температурах 293 К. Структуру деформированных до различных степеней деформации образцов изучали на фольгах на электронных микроскопах при ускоряющем напряжении 125 кВ. Для каждой степени деформации измерялись скалярная плотность дислокаций и ее компоненты: статистически запасенные дислокации ρS и геометрически необходимые дислокации ρG и некоторые другие параметры дефектной структуры.
На примере субструктурного и твердорастворного упрочнения в поликристаллических сплавах Cu-Al и Cu-Mn определены механизмы и их вклады, обусловленные сетчатыми и ячеисто-сетчатыми дислокационными субструктурами (ДСС).
Определена относительная роль различных механизмов в формировании сопротивления деформированию сплавов при разных размерах зерен. Выявлена роль энергии дефекта упаковки (ЭДУ) на величину твердорастворного упрочнения для разных размеров зерен. Рассмотрена и определена не только средняя скалярная плотность дислокаций, но и ее компоненты: статистически запасенные дислокации ρS и геометрически необходимые дислокации ρG.
Найдены зависимости напряжения течения от корня квадратного из плотностей геометрически необходимых дислокаций и плотности статистически запасенных дислокаций.
The dislocation structure and dislocation accumulation during deformation of polycrystalline FCC solid solutions of Cu-Al and Cu-Mn systems are studied by transmission diffraction electron microscopy. The Al content in Cu-Al alloys varies from 0.5 to 14 at.%. The Mn content in Cu-Mn alloys varies in the range of 0.4 ÷ 25 at.%. Alloys with a grain size in the range of 20 ÷ 240 µm are studied. The alloy samples are deformed by stretching at a rate of 2×10-2c-1 to failure at 293 K. The structure of samples deformed to various degrees of deformation is studied on foils using electron microscopes at an accelerating voltage of 125 kV. For each degree of deformation, the scalar dislocation density and its components are measured: statistically stored dislocations ρS and geometrically necessary dislocations ρG and some other parameters of the defective structure.
The mechanisms and their contributions due to mesh and mesh-mesh dislocation substructures (DSS) are determined using the example of substructural and solid-solution hardening in polycrystalline Cu-Al and Cu-Mn alloys.
The relative role of various mechanisms in the formation of the resistance to deformation of alloys at different grain sizes is determined. The role of the packaging defect energy on the value of solid-solution hardening for different grain sizes is revealed. The average scalar dislocation density is considered and determined along with its components: statistically stored dislocations ρS and geometrically necessary dislocations ρG. The dependences of the flow stress on the square root of the densities of geometrically necessary dislocations and the densities of statistically stored dislocations are found.
Izvestiya of Altai State University
2021-09-10
info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
application/pdf
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282021%294-09
10.14258/izvasu(2021)4-09
Izvestiya of Altai State University; No 4(120) (2021): Известия Алтайского государственного университета; 59-65
Известия Алтайского государственного университета; № 4(120) (2021): Известия Алтайского государственного университета; 59-65
1561-9451
1561-9443
rus
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282021%294-09/8353
Copyright (c) 2021 Людмила Ильинична Тришкина , Татьяна Владимировна Черкасова, Анатолий Анатольевич Клопотов , Александр Иванович Потекаев
https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
oai:journal.asu.ru:article/10163
2023-11-20T04:11:39Z
iz:%D0%A4%D0%98%D0%97
driver
Лабораторный измерительно-вычислительный комплекс для стабилометрических исследований
The Laboratory Measuring and Computing System for Stabilometric Studies
Утемесов , Равиль Муратович
Шимко , Елена Анатольевна
the computer stabilometry
the stabilometric platform
the strain gauge
ADC
компьютерная стабилометрия
стабилометрическая платформа
тензодатчик
статокинезиограмма
Статья посвящена разработке цифрового измерительно-вычислительного комплекса для проведения стабилометрических исследований. За основу взята стабилоплатформа электромеханического типа. Приводится блок-схема разработанного устройства. Проведен анализ выбора электронных компонентов устройства. Установка разработана на основе микроконтроллера ATmega328 на плате Arduino Uno R3. В качестве аналого-цифрового преобразователя использована плата НХ711. Для измерения сил давления пациента применены тензодатчики 50 кг. Приводятся основные конструктивные, технологические и технико-эксплуатационные характеристики разработанной стабилометрической платформы. Приведена физическая модель разработанного устройства. Описан алгоритм и приведена блок-схема вычисления основных стабилометрических показателей (длины стабилограммы, модулей и направлений скоростей, угловых скоростей, факторов динамической стабилизации). Приведены примеры пробных стабилометрических исследований. Пробные измерения и вычисления показали, что сконструированная установка удовлетворяет техническим требованиям, предъявляемым к устройствам для стабилометрии. Установка позволяет регистрировать и вычислять пространственные и временные характеристики движения человека.
The article is devoted to the development of the digital measuring and computing system for conducting stabilometric studies. The proposed system is based on an electromechanical stability platform. The block diagram of the developed system is presented. The selection of electronic components for the system is analyzed. The developed system is based on the ATmega328 microcontroller on the Arduino Uno R3 board. The HX711 board is used as an analog-to-digital converter. Strain gauges of 50 kg are used to measure the patients’ pressure forces. The overall design, technological, technical, and operational characteristics of the developed stabilometric platform are presented in the paper. The physical model of the developed system is shown. The operating algorithm is described, and the block diagram for calculation of the main stabilometric indicators (the length of the stabilogram, the modules and directions of the velocities, angular velocities, and dynamic stabilization factors) is presented. There are several examples demonstrating test operations of the developed system. Trial measurements and calculations have shown that the designed system fully meets the technical requirements for stabilometry equipment. The developed measuring and computing system allows registration and calculation of the spatial and temporal characteristics of patients’ motions.
Izvestiya of Altai State University
2021-09-10
info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
application/pdf
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282021%294-10
10.14258/izvasu(2021)4-10
Izvestiya of Altai State University; No 4(120) (2021): Известия Алтайского государственного университета; 66-70
Известия Алтайского государственного университета; № 4(120) (2021): Известия Алтайского государственного университета; 66-70
1561-9451
1561-9443
rus
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282021%294-10/8354
Copyright (c) 2021 Равиль Муратович Утемесов , Елена Анатольевна Шимко
https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
oai:journal.asu.ru:article/11092
2023-11-20T04:10:48Z
iz:%D0%A4%D0%98%D0%97
driver
Физические основы субатомных аттосекундных квантовых технологий аккумулирования энергии в материалах
Physical Foundations of Subatomic Attosecond Quantum Technologies for Storing Energy in Materials
Безносюк, Сергей Александрович
Жуковский, Марк Сергеевич
Маслова, Ольга Андреевна
condensed matter physics
attosecond physics
thermofield dynamics of the condensed state
quantum entanglement
tangled electron pairs
NEMS
nanoenergy
subatomic quantum technology
физика конденсированного состояния
аттосекундная физика
термополевая динамика конденсированного состояния
квантовая запутанность
запутанные электронные пары
НЭМС
наноэнергетика
субатомная квантовая технология
Рассматривается текущий момент развития физических основ субатомных квантовых технологий с использованием сверхкоротких аттосекундных импульсов энергии, лежащих в диапазоне электромагнитных волн жесткого ультрафиолета и мягкого рентгена. Они необходимы для емкого и обратимого накопления энергии без разрушения материалов аккумуляторами наноэлектромеханической системы (НЭМС) супраатомного масштаба с линейными размерами от 0.1 нм до 10 нм и субатомной толщиной граничных интерфейсов до 0.1 нм. В статье проведено сопоставление физических основ используемых в настоящее время фемтосекундных квантовых технологий и разрабатываемых аттосекундных квантовых технологий. Последние являются нацеленными на достижение более высоких показателей в емкости, управляемости и эффективности квантовых накопителей энергии в материалах за счет гибридного характера квантовых электронных возбуждений. В отличие от фемтосекундных, аттосекундные квантовые накопители энергии должны использовать на два-три порядка более жесткие и короткие импульсы электромагнитного ультрафиолетового или рентгеновского излучения. Реакции вещества на импульсы оптического диапазона излучения описываются в квантовой фемтохимии. В случае аттосекундных импульсов проявляются нелинейные эффекты накопления импульсов энергии высоковозбужденными квантово-запутанными субатомными парами электронов.
Голдстоуновские конденсаты бозонных пар электронов формируют интерфейсные оболочки компактных полостей квантово-размерного резонатора НЭМС. Гибридные электронные возбуждения НЭМС — специфика нелинейного квантового субатомного отклика материалов на воздействие аттосекундных импульсов жесткого ультрафиолета и мягкого рентгена. Их аттосекундная физика — основа разработки новых субатомных аттосекундных квантовых технологий аккумулирования энергии в материалах.
The article discusses the current development of physical principles of subatomic quantum technologies using ultrashort attosecond energy pulses within the ranges of deep-UV and soft X-ray radiation. It is necessary as a foundation of the process of nondestructive high-capacity reverse energy harvesting using accumulating nanoelectromechanical systems (NEMS) of supra-atomic scale with linear dimensions of 0.1 nm up to 10 nm and subatomic thickness of boundary interfaces up to 0.1 nm. The article compares the physical principles of up-to-date femtosecond quantum technologies and the prospective attosecond quantum technologies. The latter aims to improve the capacity, controllability, and performance efficiency of quantum energy storages by utilizing quantum electronic excitations of hybrid nature. Harder and shorter by one or two orders of magnitude UV and X-ray impulses are required for attosecond energy storages, unlike the femtosecond ones. Quantum femtochemistry describes the reactions caused by optical spectrum radiation pulses. In the case of attosecond pulses, highly excited quantum entangled subatomic electron pairs demonstrate nonlinear energy pulse accumulation effects. Goldstone condensates of bosonic electron pairs produce boundary shells of compact cavities of a quantum-size NEMS resonator. Hybrid electronic excitations of NEMS are a specific feature of the nonlinear quantum subatomic response of materials to attosecond deep-UV and soft X-ray pulses. The attosecond physics of the processes is the basis for the development of new subatomic attosecond quantum technologies for storing energy in materials.
Izvestiya of Altai State University
2022-03-18
info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
application/pdf
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282022%291-01
10.14258/izvasu(2022)1-01
Izvestiya of Altai State University; No 1(123) (2022): Известия Алтайского государственного университета; 11-15
Известия Алтайского государственного университета; № 1(123) (2022): Известия Алтайского государственного университета; 11-15
1561-9451
1561-9443
rus
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282022%291-01/9194
Copyright (c) 2022 Сергей Александрович Безносюк, Марк Сергеевич Жуковский, Ольга Андреевна Маслова
https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
oai:journal.asu.ru:article/11102
2023-11-20T04:10:48Z
iz:%D0%A4%D0%98%D0%97
driver
Измерение поглощения тонких углеродных пленок в видимой области спектра
Measurement of Thin Carbon Films Absorption in the Visible Spectrum
Белоусов, Алексей Сергеевич
Мельникова, Ольга Сергеевна
Соломатин , Константин Васильевич
thin films
absorption index
complex refractive index
interference methods
carbon
тонкие пленки
показатель поглощения
комплексный показатель преломления
интерференционные методы
углерод
Статья посвящена изучению поглощения излучения видимой области тонкими углеродными пленками. Были исследованы два типа углеродных пленок разной структуры: алмазоподобные и графитоподобные. Пленки были изготовлены путем лазерного испарения материала, напыление производилось на стеклянные подложки. В ходе исследования получены данные по пропусканию света в диапазоне длин волн (400-800) нм для нескольких образцов пленок разной толщины. Исследование производилось с помощью малогабаритного оптико-волоконного спектрометра USB4000. На каждом из образцов было выбрано не менее трех разных участков для проведения измерений. Результаты, полученные для пленок разной толщины, показали незначительное отличие друг от друга (в пределах каждого из двух типов). Определена мнимая часть комплексного показателя преломления (показатель поглощения) пленок. Сравнение показывает, что различия в абсолютных значениях и в ходе зависимости показателя поглощения от длины волны для алмазоподобной и графитоподобной пленок являются существенными (отличие в 2-3 раза). Оба типа пленок характеризуются ожидаемым ростом поглощения при переходе от длинноволновой области спектра к коротковолновой. Однако скорость роста поглощения при таком переходе у алмазоподобных пленок выше. По-видимому, эти различия связаны со структурой пленок.
The article is devoted to studying radiation absorption in the visible spectrum by thin carbon films. Two types of carbon films, diamond-like and graphite-like, with different structures, are investigated. The films are produced using laser vaporization of the initial material with a further coating of glass substrates. Measurements of light transmission through several samples of films with different thicknesses at three (or more) different areas are obtained for the wavelength range of 400-800 nm using the USB4000 compact fiber-optic spectrometer. The obtained results for the films with different thicknesses demonstrate scant differentiation of values (limiting to the same type of films). The imaginary parts of the films' complex refractive indices (absorption indices) are calculated. The comparison reveals the significant differences (by a factor of two or three) of the absolute values and trends of the absorption indices of diamondlike and graphite-like films. Both types of films are characterized by the expected increase in absorption when transitioning from the long-wavelength spectral region to the short-wavelength one. However, the rate of increase in absorption during such a transition is higher for the diamond-like films. These differences are related to the structure of the films.
Izvestiya of Altai State University
2022-03-18
info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
application/pdf
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282022%291-02
10.14258/izvasu(2022)1-02
Izvestiya of Altai State University; No 1(123) (2022): Известия Алтайского государственного университета; 16-22
Известия Алтайского государственного университета; № 1(123) (2022): Известия Алтайского государственного университета; 16-22
1561-9451
1561-9443
rus
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282022%291-02/9195
Copyright (c) 2022 Алексей Сергеевич Белоусов, Ольга Сергеевна Мельникова, Константин Васильевич Соломатин
https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
oai:journal.asu.ru:article/11103
2023-11-20T04:10:48Z
iz:%D0%A4%D0%98%D0%97
driver
Первопринципные исследования структурных, электронных, механических и колебательных свойств двойных карбонатов со структурой доломита
First-Principle Studies of the Structural, Electronic, Mechanical, and Vibrational Properties of Double Carbonates with a Dolomite Structure
Журавлев, Юрий Николаевич
double carbonates
dolomite
cation radius
elasticity
electronic spectrum
vibrational spectrum
двойные карбонаты
доломит
радиус катиона
упругость
электронный спектр
колебательный спектр
Методами теории функционала плотности с РВЕ градиентным функционалом и дисперсионной поправкой D3(BJ) в базисе локализованных орбиталей пакета CRYSTAL17 рассчитаны параметры кристаллической структуры, электронный и колебательный спектры, упругие постоянные ромбоэдрических двойных карбонатов М1М2(СО3)2 (М1, М2: Mg, Ca, Mn, Cd, Zn) со структурой типа доломита. Показано, что для постоянных решетки, междуатомных расстояний, упругих постоянных и поликристаллических модулей, волновых чисел отдельных колебательных мод можно установить линейные зависимости от радиусов катионов, а для параметров химической связи и энергий образования — от их электроотрицательностей. Параметры решетки увеличиваются с ростом среднего радиуса катиона, а упругие константы и модули уменьшаются. Наибольшая сжимаемость карбонатов предсказана в направлении оси с, что согласуется с характером химической связи, где более сильные связи углерод — кислород присутствуют в плоскости ab, а более слабые связи металл — кислород — в направлении оси с. Энергия образования двойных карбонатов из твердых оксидов и газообразного СО2 в CaMg(CO3)2 равна -2.82 eV, в CaCd(CO3)2 -2.71 eV, а из простых карбонатов соответственно -0.054 eV, 0.023 eV. Полученные формулы могут использоваться для оценки и прогноза физических свойств твердых растворов карбонатов переменного состава.
Density functional theory with a PBE gradient functional and a dispersion correction D3(BJ) in the basis of localized orbitals of the CRYSTAL17 package are used to calculate crystal structure parameters, electronic and vibrational spectra, elastic constants of rhombohedral double carbonates М1М2 (СО3)2 (М1, М2: Mg, Ca, Mn, Cd, Zn) with a dolomite-type structure. The paper demonstrates the possibility for establishing the linear dependences for lattice constants, interatomic distances, elastic constants and polycrystalline moduli, wave numbers of individual vibrational modes on the radii of cations. The same possibility is shown for the dependences of the parameters of chemical bonds and formation energies on their electronegativities. The lattice parameters increase along with the average cation radius, but the elastic constants and moduli demonstrate their decrease. The highest compressibility of carbonates is predicted in the direction of the c axis, which is consistent with the nature of the chemical bond, where stronger carbon — oxygen bonds are present in the ab plane, and weaker metal — oxygen bonds are in the direction of the c axis. The formation energy of binary carbonates CaMg(CO3)2 produced from solid oxides and gaseous CO2 is equal to -2.82 eV. It is equal to -2.71 eV for CaCd(CO3)2, and -0.054 eV, 0.023 eV for simple carbonates, respectively. The resulting formulas can be used to assess and predict the physical properties of solid solutions of carbonates of variable composition.
Izvestiya of Altai State University
2022-03-18
info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
application/pdf
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282022%291-03
10.14258/izvasu(2022)1-03
Izvestiya of Altai State University; No 1(123) (2022): Известия Алтайского государственного университета; 23-29
Известия Алтайского государственного университета; № 1(123) (2022): Известия Алтайского государственного университета; 23-29
1561-9451
1561-9443
rus
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282022%291-03/9196
Copyright (c) 2022 Юрий Николаевич Журавлев
https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
oai:journal.asu.ru:article/11104
2023-11-20T04:10:48Z
iz:%D0%A4%D0%98%D0%97
driver
Численное исследование влияния остаточных термических напряжений на разрушение металлокерамических композитов
Numerical Study of the Influence of Residual Thermal Stresses on the Fracture of Metal Matrix Composites
Землянов, Александр Викторович
Гатиятуллина, Диана Дамировна
Балохонов, Руслан Ревович
numerical simulation
metal matrix composites
mechanics of non-homogeneous media
residual thermal stresses
fracture
численное моделирование
металлокерамические композиты
механика сред со структурой
остаточные термические напряжения
разрушение
Проведено численное исследование механического поведения композиционного материала «алюминий-карбид бора» при действии различных термомеханических нагрузок. Неоднородная структура композитов учитывается в расчетах в явном виде. Для описания механической реакции алюминиевой матрицы использовалась упругопластическая модель, а для керамических частиц — упругохрупкая модель. Для исследования процессов зарождения и распространения трещин в керамических частицах выбран критерий разрушения типа Губера с учетом локального напряженного состояния: объемное растяжение или объемное сжатие. Рассмотрен композиционный материал с единичной частицей карбида бора, находящейся в микрообъеме алюминиевой матрицы. Исследовано влияние остаточных термических напряжений, возникающих при охлаждении композиционного материала, от температуры, близкой к температуре рекристаллизации алюминия, до комнатной на разрушение керамической частицы. Динамические краевые задачи решались численно методом конечных элементов в программном пакете ABAQUS/Explicit.
A numerical study of the mechanical behavior of the «aluminum-boron carbide» composite material under different thermomechanical loading is performed. The complex structure of the composites is explicitly taken into account in the calculations. Isotropic elastoplastic and elastic-brittle constitutive models are used to describe the mechanical response of the aluminum matrix and ceramic particles, respectively. Huber type fracture criterion taking into account the local stress state: bulk tension, or compression, is chosen to study the origination and propagation of cracks in ceramic particles. The composite material microvolume with a single boron carbide particle embedded into the aluminum matrix is considered. The influence of the residual thermal stresses arising during cooling of the composite material from temperature close to the temperature of recrystallization of aluminum to the room temperature on the ceramic particle fracture is investigated. Dynamic boundary value problems are solved numerically by the finite element method in the ABAQUS / Explicit software package.
Izvestiya of Altai State University
2022-03-18
info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
application/pdf
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282022%291-04
10.14258/izvasu(2022)1-04
Izvestiya of Altai State University; No 1(123) (2022): Известия Алтайского государственного университета; 30-35
Известия Алтайского государственного университета; № 1(123) (2022): Известия Алтайского государственного университета; 30-35
1561-9451
1561-9443
rus
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282022%291-04/9197
Copyright (c) 2022 Александр Викторович Землянов, Диана Дамировна Гатиятуллина, Руслан Ревович Балохонов
https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
oai:journal.asu.ru:article/11106
2023-11-20T04:10:48Z
iz:%D0%A4%D0%98%D0%97
driver
Структурно-фазовые изменения при фазовом переходе D1a→A1 в сплаве Ni4Mo
Structural-Phase Сhanges During the D1a→A1 Phase Transition in the Ni4Mo Alloy
Клопотов, Анатолий Анатольевич
Абзаев, Юрий Афанасьевич
Тришкина, Людмила Ильинична
Черкасова, Татьяна Владимировна
Потекаев, Александр Иванович
alloys Ni4Mo
superstructure D1a
order-disor-der phase transition
heat capacity
сплав Ni4Mo
сверхструктура D1a
фазовый переход порядок-беспорядок
теплоемкость
Представлены результаты исследования структурных и тепловых эффектов в области фазового перехода порядок-беспорядок D1a→A1 в сплаве Ni4Mo. Установлено, что переход D1a →А1 происходит в узком температурном интервале 16 °С и параметр дальнего порядка п в этой области уменьшается от 1 до 0.85 и при достижении ТК уменьшается скачком до 0. Исследованием тепловых эффектов получена температурная зависимость теплоемкости Ср(Т) и определены энтальпия и энтропия фазового перехода порядок-беспорядок D1a→A1 в сплаве Ni4Mo. Установлено, что основной вклад в энтропию превращения конфигурационный. Неконфигурационный вклад небольшой и способствует процессам упорядочения. Установлено, что начало отклонения на температурной зависимости Ср(Т) от линейной коррелирует с началом образования двухфазного состояния D1a +А1 и началом уменьшения атомного дальнего порядка в сверхструктуре D1a. На основе расчетов из первых принципов термодинамических параметров соединений получены энтальпии образований в системе Ni-Mo и установлено, что наиболее стабильным в этой системе является соединение Ni3Mo. Теоретические расчеты энтальпии образования соединения дают значение -8.3 кДж/моль.
The results of studying the structural and thermal effects in the region of the D1a→A1 order-disorder phase transition in the Ni4Mo alloy are presented. It is found that the D1a→A1 transition occurs in a narrow temperature range of 16 °C while the long-range order parameter п in this range decreases from 1 to 0.85 and, upon reaching ТК, decreases abruptly to 0. Studying the thermal effects allows obtaining the temperature dependence of the specific heat Ср(Т) is obtained and determination of the enthalpy and entropy of the D1a→A1 order-disorder phase transition in the Ni4Mo alloy. It is found that the main contribution to the entropy of transformation is configurational. The nonconfiguration contribution is not large and contributes to the ordering processes. It is established that the beginning of the deviation on the temperature dependence of Cp(T) from the linear one correlates with the beginning of the formation of the two-phase state D1a +A1 and the beginning of a decrease in the atomic long-range order in the D1a. Based on calculations based on the first a principles of thermodynamic parameters of compounds, the enthalpy of formation in the Ni-Mo system is obtained. It is found that the most stable compound in this system is Ni3Mo. Theoretical calculations of the compound formation enthalpy give a value of -8.3 kJ/mol.
Izvestiya of Altai State University
2022-03-18
info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
application/pdf
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282022%291-05
10.14258/izvasu(2022)1-05
Izvestiya of Altai State University; No 1(123) (2022): Известия Алтайского государственного университета; 36-43
Известия Алтайского государственного университета; № 1(123) (2022): Известия Алтайского государственного университета; 36-43
1561-9451
1561-9443
rus
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282022%291-05/9198
Copyright (c) 2022 Анатолий Анатольевич Клопотов, Юрий Афанасьевич Абзаев, Людмила Ильинична Тришкина, Татьяна Владимировна Черкасова, Александр Иванович Потекаев
https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
oai:journal.asu.ru:article/11111
2023-11-20T04:10:48Z
iz:%D0%A4%D0%98%D0%97
driver
Градиенты структуры, фазового состава и дислокационной субструктуры рельсов при сверхдлительной эксплуатации
Gradients of Structure, Phase Composition, and Dislocation Substructure of Rails under the Ultra Long-Term Operation
Кузнецов, Роман Вадимович
Громов, Виктор Евгеньевич
Иванов, Юрий Федорович
Кормышев, Василий Евгеньевич
Шлярова, Юлия Андреевна
Юрьев, Антон Алексеевич
rails
structure
phase composition
ultra longterm operation
рельсы
структура
фазовый состав
сверхдлительная эксплуатация
С использованием методов современного физического материаловедения изучены структура, фазовый состав, дислокационная субструктура и перераспределение углерода в дифференцированно закаленных 100-метровых рельсах после сверхдлительной эксплуатации (пропущенный тоннаж с 2013 г. — 1770 млн т брутто). В сечении головки рельсов по центральной оси симметрии и радиуса скругления выкружки на расстояниях 0, 2, 10 мм от поверхности выявлены закономерности изменения основных параметров: относительного содержания различных морфологических разновидностей структуры, скалярной и избыточной плотности дислокаций, объемной доли цементита, перераспределения атомов углерода. Высказано предположение, что снижение объемной доли карбидной фазы в поверхностном слое головки может быть связано с обезуглероживанием и выходом атомов углерода на дефекты структуры стали. Отмечено, что преобразования вдоль центральной оси протекают значительно медленнее по сравнению с изменением относительно радиуса скругления выкружки.
In this paper, the structure, phase composition, dislocation substructure, and carbon redistribution in differentially quenched 100-meter rails after the ultra long-term operation (passed gross tonnage since 2013 — 1770 mln. tons) are studied using modern materials science and engineering approaches. The regularities of main parameters variations, such as changes in a relative variety of different morphological structures, scalar and excessive dislocation density, volume fractions of cementite, and redistribution of carbon atoms, are identified at the rail head cross section along the central axis and fillet rounding radius at the distances of 0, 2, 10 mm from the surface. It is suggested that the decrease of volume fraction of carbide phase in head surface layer can be related to the decarburization and appearance of carbon atoms at the steel structure defects. It is noted that transformations along the central axis proceed slower in relation to changes of the rounding radius of the fillet.
Izvestiya of Altai State University
2022-03-18
info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
application/pdf
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282022%291-06
10.14258/izvasu(2022)1-06
Izvestiya of Altai State University; No 1(123) (2022): Известия Алтайского государственного университета; 44-50
Известия Алтайского государственного университета; № 1(123) (2022): Известия Алтайского государственного университета; 44-50
1561-9451
1561-9443
rus
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282022%291-06/9199
Copyright (c) 2022 Роман Вадимович Кузнецов, Виктор Евгеньевич Громов, Юрий Федорович Иванов, Василий Евгеньевич Кормышев, Юлия Андреевна Шлярова, Антон Алексеевич Юрьев
https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
oai:journal.asu.ru:article/11112
2023-11-20T04:10:48Z
iz:%D0%A4%D0%98%D0%97
driver
Фазовый состав и структура сплава Се-83,3ат%1г, полученного методом электронно-лучевой плавки
Phase Composition and Structure of the Ce-83.3 at%Ir Alloy Obtained by Electron Beam Melting
Никифоров, Алексей Гранитович
Демьянов, Борис Федорович
Никифоров, Данила Алексеевич
Левичев, Алексей Евгеньевич
Микерин, Сергей Львович
Кучьянов, Александр Сергеевич
Гурьев, Михаил Алексеевич
Агейкова, Людмила Николаевна
photocathode
iridium cerium alloy
CeIr5 phase
eutectic
x-ray phase analysis
фотокатод
сплав иридий-церий
фаза CeIr5
эвтектика
рентгенофазовый анализ
Фотокатоды, изготовленные из сплавов системы Ir-Ce, наряду с высокими электронно-эмиссионными свойствами обладают высокой термической стойкостью, электропроводностью и теплопроводностью и находят широкое применение как источники электронов. В настоящей работе проведено исследование фазового состава и структуры сплава Ce-83,3ат%Ir, предназначенного для использования в качестве материала фотокатода. Сплав, полученный методом электронно-лучевой плавки, имеет соотношение компонентов, соответствующее интерметаллиду CeIr5, несмотря на это, при кристаллизации образуется дисперсный многофазный материал. Рентгенофазовый анализ показал присутствие в материале фотокатода трех фаз: Ir, CeIr5 и Ce2Ir7. Исследования микроструктуры фотокатода методом оптической микроскопии обнаружили, что основой сплава является эвтектика CeIr5+Ir. Фаза CeIr5 образует матрицу, в которую включены кристаллы Ir. Фаза Ir имеет вид стержней со средним диаметром 0,7 мкм. Высокая дисперсность структуры может увеличить эмиссионные свойства фотокатода.
Photocathodes made of the Ir-Ce system alloys have high thermal resistance, electrical, and thermal conductivity along with high electron emission properties and are widely used as sources of electrons. In this paper, the phase composition and structure of the Ce-83,3ат%Ir alloy intended for use as a photocathode material are studied. The alloy obtained by electron beam melting has a component ratio corresponding to the CeIr5 intermetallic compound. Despite this, a dispersed multiphase material is formed during crystallization. X-ray phase analysis shows the presence of three phases, such as Ir, CeIr5, and Ce2Ir7, in the photocathode material. Optical microscopy studies of the photocathode microstructure reveal that the basis of the alloy is the CeIr5 + Ir eutectic. The CeIr5 phase forms a matrix in which Ir crystals are included. The Ir phase has the form of rods with an average diameter of 0.7 microns. The high dispersion of the structure can increase the emission properties of the photocathode.
Izvestiya of Altai State University
2022-03-18
info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
application/pdf
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282022%291-07
10.14258/izvasu(2022)1-07
Izvestiya of Altai State University; No 1(123) (2022): Известия Алтайского государственного университета; 51-56
Известия Алтайского государственного университета; № 1(123) (2022): Известия Алтайского государственного университета; 51-56
1561-9451
1561-9443
rus
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282022%291-07/9201
Copyright (c) 2022 Алексей Гранитович Никифоров, Борис Федорович Демьянов, Данила Алексеевич Никифоров, Алексей Евгеньевич Левичев, Сергей Львович Микерин, Александр Сергеевич Кучьянов, Михаил Алексеевич Гурьев, Людмила Николаевна Агейкова
https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
oai:journal.asu.ru:article/11126
2023-11-20T04:09:41Z
iz:%D0%A4%D0%98%D0%97
driver
К расчету коэффициентов жесткости доменных границ в магнитоэлектроупорядоченных системах в линейной и слабо нелинейной областях
On Calculation of the Stiffness Coefficients of Domain Boundaries in Magnetic and Electric Ordered Systems in Linear and Weakly Nonlinear Domains
Петрова, Людмила Павловна
Игнатенко, Николай Михайлович
Громков, Андрей Сергеевич
ferromagnets
ferroelectrics
ferroelectromag-nets
domain boundaries
spontaneous magnetization vector
stiffness coefficients
ферромагнетики
сегнетоэлектрики
сегнетомагнетики
доменные границы
вектор спонтанной намагниченности
коэффициенты жесткости
В работе, опираясь на макроскопический подход, проведены исследования особенностей динамики движения доменных границ, включая методологию расчета их коэффициента жесткости, являющегося одним из важнейших релаксационных параметров магнитоэлектроупорядоченных систем.
Предлагается алгоритм нахождения коэффициентов жесткости доменных границ (ДГ) в ферромагнетиках, сегнетоэлектриках и сегнетомагнетиках в линейной и слабо нелинейной области смещения ДГ под воздействием внешней силы. При этом последняя (на единицу ее площади) определяется как разность плотностей магнитоупругих (упругоэлектрических) энергий кристаллов для доменов, разделенных ДГ. Это связано с различием их энергий, из-за того что в каждом домене имеется своя ориентация векторов спонтанной намагниченности IS и поляризации PS при одних и тех же величинах компонент тензора внешних напряжений σij. При этом искомые коэффициенты жесткости ДГ определяются как вторые производные по смещениям ДГ от энергий их упругой и магнитоупругой (упругоэлектрической) подсистем. Коэффициенты жесткости первого k1 и второго k2 порядка малости находятся аналогично через составляющие энергий подсистем кубичные и биквадратичные по смещению ДГ, т.е. по относительной деформации кристаллов.
This paper presents the study of the features of domain boundaries dynamics based on the macroscopic approach. In addition, a methodology for the calculation of domain boundary stiffness coefficient due to its importance among the relaxation parameters of magnetic and electric ordered systems is included in the study.
The proposed algorithm allows the calculation of stiffness coefficients of domain boundaries (DB) in ferromagnetic, ferroelectric, and ferroelectromagnetic materials in linear and weakly nonlinear DB displacement areas caused by an external force. The external force is identified as the difference in the densities of magnetoelastic (electroelastic) energies of crystals for domains separated by the DB. It is related to the difference of their energies because each domain has its own orientation of spontaneous magnetization IS and polarization PS vectors at the same equal values of external stress components σij. The desired stiffness coefficients of the DB are calculated as the second derivatives of magnetoelastic (electroelastic) subsystem energies with respect to DB displacements. The stiffness coefficients of the first k1 and the second k2 order of smallness are obtained in a similar way using cubic and biquadratic components of energies in terms of DB displacements, i.e. relative deformation of crystals.
Izvestiya of Altai State University
2022-03-18
info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
application/pdf
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282022%291-08
10.14258/izvasu(2022)1-08
Izvestiya of Altai State University; No 1(123) (2022): Известия Алтайского государственного университета; 57-62
Известия Алтайского государственного университета; № 1(123) (2022): Известия Алтайского государственного университета; 57-62
1561-9451
1561-9443
rus
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282022%291-08/9202
Copyright (c) 2022 Людмила Павловна Петрова, Николай Михайлович Игнатенко, Андрей Сергеевич Громков
https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
oai:journal.asu.ru:article/11127
2023-11-20T04:09:41Z
iz:%D0%A4%D0%98%D0%97
driver
Составные пьезотрансформаторные датчики уровня сыпучих материалов
Composite Piezotransformer Level Sensors for Bulk Materials
Седалищев, Виктор Николаевич
Краев, Роман Владимирович
bulk material level sensor
compound piezoelectric transformer
coupled oscillations
systems with a finite number of degrees of freedom
systems with distributed parameters
simulation modelling
датчик уровня сыпучих материалов
составной пьезотрансформатор
связанные колебания
системы с конечным числом степеней свободы
системы с распределенными параметрами
имитационное моделирование
Приведено описание принципов построения и особенностей функционирования составных пьезотрансформаторных датчиков (ПТД) уровня сыпучих материалов, применимых для работы в условиях высоких температур, химических и механических воздействий. Чувствительными элементами (ЧЭ) являются составные пьезоэлектрические трансформаторы (ПЭТ) с согласованными размерами. В зависимости от конструкции и назначения датчика ЧЭ может представлять собой колебательную систему с одной, двумя и более степенями свободы, систему с распределенными параметрами. Это позволяет использовать устройства такого типа в качестве сигнализаторов, а также для осуществления непрерывного контроля уровня сыпучих материалов в емкостях. Возбуждение механических колебаний в чувствительном элементе датчика и формирование выходных сигналов могут осуществляться по схемам с одним или двумя ПЭТ. При реализации первого варианта в качестве выходного сигнала датчика используется отношение выходных напряжений, снимаемых с одного ПЭТ на нормальных частотах синхронизации (НЧС) синфазных и противофазных колебаний в системе. При реализации второго варианта построения датчика используются выходные напряжения, снимаемые с двух ПЭТ на одной из НЧС. Реализация соответствующей схемы и способа формирования выходного сигнала датчика позволяет повысить метрологические и эксплуатационные характеристики измерительных устройств такого типа, расширить диапазон измерения и условия их эксплуатации.
Описан механизм чувствительности датчика, представлены результаты имитационного моделирования работы датчика, выработаны рекомендации по разработке и проектированию измерительных устройств такого типа.
The paper presents the principles of construction and functioning of compound piezoelectric transformer sensors (PTS) for bulk materials. The studied PTS are suitable for high temperature, chemical, and mechanical applications. The sensing elements (SE) are piezoelectric composite transformers (PCT) with agreed dimensions. Depending on the construction and the intended use of the transducer, the PE can be an oscillating system with one, two, or more degrees of freedom or a system with distributed parameters. Therefore, it is possible to use these types of devices as alarm devices and perform continuous level control of bulk materials in containers. Excitation of mechanical vibrations in the sensitive element of the sensor and the formation of output signals can be carried out by the schemes with one or two PET. For the first variant, the ratio of output voltages taken from one PCT at normal synchronization frequencies (NSF) of in-phase and antiphase oscillations in the system is used as a transducer output signal. The second variant uses output voltages from two PTS at one of the NSF. Deployment of the appropriate scheme and the method of forming the sensor output signal allows increasing the metrological and operational characteristics of measuring devices of such types to extend the measurement range and operation conditions.
The sensitivity mechanism of the sensor is described, the results of simulation of sensor operation are presented, and recommendations on the development and design of measuring devices of this type are worked out.
Izvestiya of Altai State University
2022-03-18
info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
application/pdf
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282022%291-09
10.14258/izvasu(2022)1-09
Izvestiya of Altai State University; No 1(123) (2022): Известия Алтайского государственного университета; 63-68
Известия Алтайского государственного университета; № 1(123) (2022): Известия Алтайского государственного университета; 63-68
1561-9451
1561-9443
rus
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282022%291-09/9203
Copyright (c) 2022 Виктор Николаевич Седалищев, Роман Владимирович Краев
https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
oai:journal.asu.ru:article/11128
2023-11-20T04:09:41Z
iz:%D0%A4%D0%98%D0%97
driver
Структурообразование в образцах оксида висмута при воздействии синхротронного излучения
Шалаев, Павел Олегович
Квеглис, Людмила Иосифовна
Жереб, Владимир Павлович
Бектасова, Гульсум Сафуановна
Бермешев, Тимофей Владимирович
Разумов, Николай Иванович
bismuth oxide
diffraction studies
polymorphism
synchrotron radiation
shock-wave loading
оксид висмута
дифракционные исследования
полиморфизм
синхротронное излучение
ударно-волновое нагружение
In this work, samples of the δ-Bi2O3 phase are investigated. This phase is known as a solid electrolyte and has a very high ionic conductivity. The investigated structure formation is caused by synchrotron radiation (SR) directed to the surface of a δ-Bi2O3 crystal. SR differs from radiation received from other sources in its wide spectral range (from infrared to hard X-ray) and high intensity. Diffraction patterns obtained during the exposure process are decoded and studied in this work. The study reveals the polymorphism that forms a phase sample of δ-Bi2O3 under the action of SR as an example of a nonequilibrium transition. In complex compounds, the processes of redistribution of elements in the composition of microstructures are not yet understood due to the fact that radiation-enhanced phase formation is possible during irradiation. The texture found in the diffraction pattern can be explained as the result of the shock-wave load coming from the SR.
This process arises from a collection of optical phonons with different wavelengths. Deformations of the crystal lattice are created under a strong electron-phonon interaction. It leads to a displacement of atoms which is recorded during the decoding of the diffraction patterns.
Исследованы образцы фазы δ-Bi2O3, известной как твердый электролит, имеющий очень высокую ионную проводимость. В данной работе исследуется структурообразование, вызванное воздействием синхротронного излучения (СИ), направленного на поверхность кристалла δ-Bi2O3. СИ отличается от излучения, получаемого от других источников, широким спектральным диапазоном (от инфракрасного до жесткого рентгеновского) и высокой интенсивностью. В процессе этого воздействия были получены дифракционные картины, расшифровке которых посвящена работа. Выявлен полиморфизм, возникающий в образце δ-Bi2O3 при воздействии СИ как пример неравновесного фазового перехода. В сложных соединениях процессы перераспределения растворенных атомов в развивающихся микроструктурах пока непонятны, в связи с тем что при облучении возможно радиационно-усиленное фазообразование. Обнаруженная на дифракционных картинах текстура может быть результатом ударно-волновой нагрузки, поступающей от СИ. Этот процесс возникает из набора оптических фононов с разными длинами волн. При сильном электрон-фононном взаимодействии создаются деформации кристаллической решетки, приводящие к смещению атомов, которые удалось зафиксировать при расшифровке дифракционных картин.
Izvestiya of Altai State University
2022-03-18
info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
application/pdf
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282022%291-10
10.14258/izvasu(2022)1-10
Izvestiya of Altai State University; No 1(123) (2022): Известия Алтайского государственного университета; 69-72
Известия Алтайского государственного университета; № 1(123) (2022): Известия Алтайского государственного университета; 69-72
1561-9451
1561-9443
rus
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282022%291-10/9204
Copyright (c) 2022 Павел Олегович Шалаев, Людмила Иосифовна Квеглис, Владимир Павлович Жереб, Гульсум Сафуановна Бектасова, Тимофей Владимирович Бермешев, Николай Иванович Разумов
https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
oai:journal.asu.ru:article/11805
2023-11-20T04:08:51Z
iz:%D0%A4%D0%98%D0%97
driver
Photosynthetic Active Solar Radiation in Lake Teletskoye During the Open Water Period
Фотосинтетически активная солнечная радиация в Телецком озере в период открытой воды
Акулова, Ольга Борисовна
Букатый , Владимир Иванович
Вагнер , Анна Александровна
Дьяченко , Александр Владимирович
Коломейцев , Андрей Алексеевич
Зиновьев , Александр Тимофеевич
photosynthetic active radiation (PAR)
solar radiation
attenuation coefficient
transparency
open water period
large lakes
фотосинтетически активная радиация (ФАР)
солнечная радиация
показатель ослабления
прозрачность
период открытой воды
крупное озеро
Spatial and temporal variability of flux density of photosynthetic active solar radiation (PAR) in the waters of large deep-water oligotrophic Lake Teletskoye (Republic of Altai) is considered based on the analyzed experimental data for the years 2016-2021. Probing of the lake water column was implemented using Satlanic PAR sensor as a part of CTD of the SBE 25plus probe at the beginning and the end of the summer heating period. During various years of studying, PAR magnitude monotonically decreased with lake depth increase and practically became zero at horizons from 3 to 14,8 m according to the data received from two weather stations at the reservoir, i.e. in the pelagic zone of rivers Chulyshman and Kokshi. Flux density of photosynthetic active solar radiation in the upper layer made up to 27-1000 μmol/(m2·s) during the observation period. The photic depth zone (at one percent irradiation) in Lake Teletskoye at the Chulyshman station on sunny days reached 14.8 m, while at the Kokshi one — 11.7 m. According to PAR measurements, the attenuation coefficient (extinction coefficient) along the vertical was estimated as 0.1-2.6 m-1. The maximum weakening coefficient at the Chulyshman station was recorded in June 2016 in the surface 3-m layer of the lake (1.8-2.6 m-1), while below 3 m it had values of 0.1-1.9 m-1. The attenuation coefficient varied within 0.1-1.6 m-1 at the Kokshi station. Relative transparency of the Secchi white disk at the Chulyshman and Kokshi stations ranged within 1.3-5.3 and 2.4-6.5 m, respectively. The paper also presents vertical lake profiles of water temperature in June-July — characteristic of direct summer stratification of the reservoir.
На основании экспериментальных данных за 2016— 2021 гг. рассматривается пространственно-временная изменчивость плотности потока фотосинтетически активной солнечной радиации (ФАР) в воде крупного глубоководного олиготрофного озера Телецкое (Республика Алтай). В начале и конце периода летнего нагревания выполнено зондирование водной толщи озера с использованием датчика ФАР Satlanic PAR в составе CTD зонда SBE 25plus. На примере двух станций на водоеме в пелагиальной зоне рек Чулышман и Кокши соответственно показано, что величина ФАР монотонно убывает с увеличением глубины в озере и практически становится равна нулю в различные годы исследований на горизонтах от 3 до 14,8 м. В верхнем слое воды в период наблюдений значения плотности потока фотосинтетически активной солнечной радиации составили 27-1000 мкмоль/(м2·с). В Телецком озере глубина фотической зоны (на уровне однопроцентной освещенности) на станции р. Чулышман достигала в солнечные дни 14,8 м, на станции р. Кокши — 11,7 м. По данным измерений ФАР оценены значения показателя ослабления (коэффициента экстинкции) по вертикали, которые в период исследования составили 0,1-2,6 м-1. Максимальные значения показателя ослабления наблюдались в поверхностном трехметровом слое озера в июне 2016 г. на станции р. Чулышман — 1,8-2,6 м-1, глубже 3 м величины изменялись в пределах от 0,1 до 1,9 м-1. На станции р. Кокши значения показателя ослабления изменялись в диапазоне от 0,1 до 1,6 м-1.
Izvestiya of Altai State University
2022-09-09
info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
application/pdf
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282022%294-01
10.14258/izvasu(2022)4-01
Izvestiya of Altai State University; No 4(126) (2022): Izvestiya of Altai State University; 11-17
Известия Алтайского государственного университета; № 4(126) (2022): Известия Алтайского государственного университета; 11-17
1561-9451
1561-9443
rus
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282022%294-01/9693
Copyright (c) 2022 Ольга Борисовна Акулова, Владимир Иванович Букатый , Анна Александровна Вагнер , Александр Владимирович Дьяченко , Андрей Алексеевич Коломейцев , Александр Тимофеевич Зиновьев
https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
oai:journal.asu.ru:article/11806
2023-11-20T04:08:51Z
iz:%D0%A4%D0%98%D0%97
driver
Study of the Effect of Laser Ablation on the Structure of a BCC Crystal Using Molecular Dynamics Simulation
Исследование влияния лазерной абляции на строение ОЦК-кристалла при помощи молекулярно-динамического моделирования
Гостевская , Анастасия Николаевна
Маркидонов , Артем Владимирович
Громов , Виктор Евгеньевич
Старастенков , Михаил Дмитриевич
Лубяной , Дмитрий Анатольевич
crystal
model
temperature
melting
pore
surface
interface
кристалл
модель
температура
плавление
пора
поверхность
межфазная граница
An external high-energy impact on the surface of a solid, for example, by ultrashort ultra-high-power laser pulses, can lead to phase transitions, as a result of which the surface structure undergoes cardinal changes. This paper presents the results of molecular dynamics modeling of changes in the surface layer of the computational cell under a short-term high-energy impact. The model constructed and described in the paper, in which the temperature of the computational cell is distributed in accordance with the solution of the linear problem of heat conduction, made it possible to reveal a violation of the continuity of the surface layer, which consists in the localization of excess free volume in the form of a group of spherical pores. The sizes of these imperfections, as well as the duration of their existence, have differences when modeling different energy densities of laser radiation. Further research made it possible to reveal the conditions under which the pores remain stable throughout the entire simulation time, as well as to reveal the relationship between the crystallographic orientation of the "solid — liquid" interface and the sizes of the formed pores.
Внешнее высокоэнергетическое воздействие на поверхность твердого тела, например, ультракороткими сверхмощными лазерными импульсами может приводить к фазовым переходам, в результате которых структура поверхности претерпевает кардинальные изменения. В представленной работе излагаются результаты молекулярно-динамического моделирования изменения поверхностного слоя расчетной ячейки при кратковременном высокоэнергетическом воздействии. Построенная и описанная в работе модель, температура расчетной ячейки в которой распределяется в соответствии с решением линейной задачи теплопроводности, позволила выявить нарушение сплошности поверхностного слоя, заключающееся в локализации избыточного свободного объема в виде группы сферических пор. Размеры этих несовершенств, а также длительность их существования имеют отличия при моделировании разной плотности энергии лазерного излучения. Дальнейшее исследование позволило выявить условия, при которых поры остаются стабильными на протяжении всего времени моделирования, а также выявить связь между кристаллографической ориентацией межфазной границы «твердое тело — жидкость» и размерами образуемых пор.
Izvestiya of Altai State University
2022-09-09
info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
application/pdf
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282022%294-02
10.14258/izvasu(2022)4-02
Izvestiya of Altai State University; No 4(126) (2022): Izvestiya of Altai State University; 18-23
Известия Алтайского государственного университета; № 4(126) (2022): Известия Алтайского государственного университета; 18-23
1561-9451
1561-9443
rus
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282022%294-02/9694
Copyright (c) 2022 Анастасия Николаевна Гостевская , Артем Владимирович Маркидонов , Виктор Евгеньевич Громов , Михаил Дмитриевич Старастенков , Дмитрий Анатольевич Лубяной
https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
oai:journal.asu.ru:article/11807
2023-11-20T04:08:51Z
iz:%D0%A4%D0%98%D0%97
driver
The Influence of the Volume Fraction of Ceramic Particles on the Plastic Strain Localization and Fracture of Metal Matrix Composites. Computational Analysis
Влияние объемной доли керамических частиц на локализацию пластической деформации и разрушение металлокерамических композитов. Численный анализ
Землянов , Александр Викторович
Гатиятуллина , Диана Дамировна
Балохонов , Руслан Ревович
numerical simulation
metal matrix composites
mechanics of non-homogeneous materials
residual thermal stresses
fracture
численное моделирование
металло-керамические композиты
механика сред со структурой
остаточные термические напряжения
разрушение
In this paper, the mechanical behavior of the metal matrix composite under the action of different thermomechanical loading is investigated. The inhomogeneous structure of composites is explicitly considered in the calculations. Isotropic elastoplastic and elastic-brittle constitutive models are used to describe the mechanical response of the aluminum matrix and ceramic particles, respectively. A representative volume of the composite material containing several boron carbide particles located in the microvolume of aluminum alloy 6061T6 is considered. Two structures are created with different volume fractions of ceramic particles. It is found that the strength of the structure with lower volume fraction of particles is higher than the strength of the structure with larger volume fraction. Two types of problems are solved: 1) tension with considering residual stresses, and 2) tension without considering residual stresses. The Duhamel-Neumann relations are used to take into account residual stresses in the calculations. The influence of residual stresses on the fracture of particles in mesovolumes is investigated. Dynamic boundary value problems are solved by the finite element method in the ABAQUS / Explicit software package.
Исследовано механическое поведение металлокерамического композита при действии различных термомеханических нагрузок. Неоднородная структура композитов учитывается в расчетах в явном виде. Для описания механической реакции алюминиевой матрицы использовалась изотропная упругопластическая модель, а для керамических частиц — упруго-хрупкая модель. Рассмотрен представительный объем композиционного материала, содержащий несколько частиц карбида бора, находящихся в микрообъеме алюминиевого сплава 6061T6. Созданы две структуры с различным содержанием керамических частиц. Установлено, что прочность структуры с меньшей объемной долей частиц выше, чем прочность структуры с большей объемной долей. Решаются два типа задач: 1) растяжение с учетом остаточных напряжений и 2) растяжение без учета остаточных напряжений. Для учета остаточных напряжений в расчетах используются соотношения Дюамеля-Неймана. Исследовано влияние остаточных напряжений на разрушение частиц в мезообъемах. Динамические краевые задачи решаются методом конечных элементов в программном пакете ABAQUS/Explicit.
Izvestiya of Altai State University
2022-09-09
info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
application/pdf
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282022%294-03
10.14258/izvasu(2022)4-03
Izvestiya of Altai State University; No 4(126) (2022): Izvestiya of Altai State University; 24-28
Известия Алтайского государственного университета; № 4(126) (2022): Известия Алтайского государственного университета; 24-28
1561-9451
1561-9443
rus
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282022%294-03/9695
Copyright (c) 2022 Александр Викторович Землянов , Диана Дамировна Гатиятуллина , Руслан Ревович Балохонов
https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
oai:journal.asu.ru:article/11808
2023-11-20T04:08:51Z
iz:%D0%A4%D0%98%D0%97
driver
Electronic, Vibrational and Thermal Properties of α and β Titanium
Электронные, колебательные и тепловые свойства α и β титана
Каспарян , Сергей Олегович
Бакулин , Александр Викторович
Кулькова , Светлана Евгеньевна
titanium
phase stability
electronic structure
phonon subsystem
thermodynamic characteristics
ab-initio calculations.
титан
фазовая стабильность
электронная структура
фононная подсистема
термодинамические характеристики
расчеты из первых принципов
Titanium and titanium-based alloys are widely used for various technological applications in the aerospace, automotive, and shipbuilding industries because of their good strength-to-weight ratio and good combination of mechanical properties. To understand the fundamental properties of titanium, as well as phase transformations, it is necessary to study the electronic and phonon structure of its main phases. Although such studies have been intensively carried out since the middle of the last century, theoretical studies of the phonon system and properties based on it remain rare. The atomic and electronic structures of α and β titanium are calculated by the projector augmented-wave method within the electron density functional theory. The analysis of the electron energy spectrum and the densities of electronic states is carried out. Using the harmonic approximation and the finite displacement method, the phonon spectrum and a number of related thermodynamic characteristics are calculated. The features of the phonon subsystem of β-Ti, which indicate its dynamic instability, are discussed. The calculation of the vibrational entropy and enthalpy, as well as the lattice heat capacity, showed satisfactory agreement with the experiment. In general, the approach used can be applied to analyze the forming phases of doped titanium.
Титан и сплавы на его основе широко используются для различных технологических приложений в аэрокосмической, автомобильной, судостроительной промышленности, поскольку имеют хорошее соотношение прочности и веса, а также обладают хорошей комбинацией механических свойств. Для понимания фундаментальных свойств титана, а также фазовых превращений необходимо изучение электронной и фононной структуры его основных фаз. Хотя такие исследования интенсивно ведутся с середины прошлого века, исследования теоретическими методами фононной подсистемы и свойств на ее основе остаются редкими. Методом проекционных присоединенных волн в рамках теории функционала электронной плотности рассчитаны атомная и электронная структура α и β титана. Проведен анализ электронного энергетического спектра и плотностей электронных состояний. С использованием гармонического приближения и метода конечных смещений рассчитаны фононный спектр и ряд термодинамических характеристик на его основе. Обсуждаются особенности фононной подсистемы β-Ti, которые указывают на его динамическую нестабильность. Расчет вибрационной энтропии и энтальпии, а также решеточной теплоемкости показал удовлетворительное согласие с экспериментом. В целом предложенный подход может быть использован для анализа формирующихся фаз легированного титана.
Izvestiya of Altai State University
2022-09-09
info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
application/pdf
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282022%294-04
10.14258/izvasu(2022)4-04
Izvestiya of Altai State University; No 4(126) (2022): Izvestiya of Altai State University; 29-35
Известия Алтайского государственного университета; № 4(126) (2022): Известия Алтайского государственного университета; 29-35
1561-9451
1561-9443
rus
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282022%294-04/9696
Copyright (c) 2022 Сергей Олегович Каспарян , Александр Викторович Бакулин , Светлана Евгеньевна Кулькова
https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
oai:journal.asu.ru:article/11813
2023-11-20T04:08:51Z
iz:%D0%A4%D0%98%D0%97
driver
Гальваномагнитные и термоэлектрические свойства пленок висмута, легированного оловом
Galvanomagnetic and Thermoelectric Properties of Bismuth Films Doped with Tin
Матвеев , Даниил Юрьевич
bismuth
tin
acceptor impurity
thin films
resistivity
magnetoresistance
Hall coefficient
Seebeck coefficient
висмут
олово
акцепторная примесь
тонкие пленки
удельное сопротивление
магнетосопротивление
коэффициент Холла
коэффициент Зеебека
В работе проведено исследование гальваномаг-нитных и термоэлектрических свойств тонких пленок висмута, легированного оловом в количестве 0,06 ат. %, толщиной 250-800 нм осажденных на подложки из слюды-мусковит в вакууме до 1·10-5 мм рт. ст. Гальваномагнитные и термоэлектрические коэффициенты всех представленных пленок были измерены в температурном интервале 77-300 K и магнитном поле до 0,65 Тл. Установлено проявление классического размерного эффекта, заключающееся в ограничении подвижности электронов толщиной пленки. Обнаружен характерный максимум зависимости маг-нетосопротивления в области температур 150-200 K. Обнаружена смена знака коэффициента Зеебека при температуре 175 K, которая может быть связана с температурой изменения соотношения вкладов электронной и дырочной компонент в гальваномаг-нитные и термоэлектрические явления, а также проявлением вклада дырок в L, T-точках зоны Бриллюэна. Положительные значения дифференциальной термо-ЭДС в пленках висмута, легированного оловом, могут стать основанием для поиска возможности создания p-ветви термоэлектрических преобразователей энергии в области низких температур. Полученные результаты исследований могут быть использованы при создании низкоразмерных структур на основе висмута с контролируемой концентрацией дырок.
This paper presents the experimental study of the galvanomagnetic and thermoelectric properties of thin bismuth films doped with tin. The amount of tin is 0.06 at. % with the thickness ranged within 250-800 nm, and it is deposited on mica-muscovite substrates in vacuum up to 1·10-5 mm Hg. The galvanomagnetic and thermoelectric coefficients of all presented films are measured in the temperature range of 77-300 K in a magnetic field of up to 0.65 T. It is found that the classical size effect in the films occurs due to mobility of electrons being restricted by the thickness of the film. A characteristic maximum of temperature dependence of relative transverse magnetoresistance in the temperature range of 150-200 K is observed. A change in the sign of the Seebeck coefficient at the temperature of 175 K is found. It can be explained by the temperature change ratio of the electron and hole components contributions to galvanomagnetic and thermoelectric phenomena, and the contribution of holes at the L, T points of the Brillouin zone. The positive values of differential thermoelectric power in bismuth films doped with tin can become the basis for searching for the possibility of creating a p-branch of thermoelectric energy converters in the low-temperature area. The obtained results of measurements can be used for creation of a low-dimensional bismuth-based structures with a controlled hole concentration.
Izvestiya of Altai State University
2022-09-09
info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
application/pdf
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282022%294-05
10.14258/izvasu(2022)4-05
Izvestiya of Altai State University; No 4(126) (2022): Izvestiya of Altai State University; 36-43
Известия Алтайского государственного университета; № 4(126) (2022): Известия Алтайского государственного университета; 36-43
1561-9451
1561-9443
rus
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282022%294-05/9697
Copyright (c) 2022 Даниил Юрьевич Матвеев
https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
oai:journal.asu.ru:article/11814
2023-11-20T04:08:51Z
iz:%D0%A4%D0%98%D0%97
driver
Особенности внутреннего трения в ферромагнетиках
Features of Internal Friction in Ferromagnets
Петрова , Людмила Павловна
Игнатенко , Николай Михайлович
Булгакова , Анастасия Александровна
Internal friction in magnetic materials
magnetic and non-magnetic components
ferromagnets
domain boundaries
spontaneous magnetization vector
ferroelectrics
: внутреннее трение в магнитных материалах
магнитная и немагнитная составляющая
ферромагнетики
доменные границы
вектор спонтанной намагниченности
сегнетоэлектрики
сегнетомагнетики
На основе применения двух модельных описаний, предложенных А.А. Родионовым, показано, что в магнитных материалах, подверженных знакопеременным упругим полям и находящихся в различных магнитоупругих состояниях, при описании внутреннего трения необходимо учитывать не только магнитную составляющую, но и немагнитную составляющую с учетом изменения немагнитной составляющей внутреннего трения в присутствии магнитного поля.
Магнитная составляющая внутреннего трения связана с движением доменных границ (ДГ) (гистере-зисное затухание (амплитудозависимое — необратимые смещения ДГ)) и амплитудонезависимое (обратимые смещения ДГ без отрыва от мест закрепления) с обратимыми и необратимыми вращениями векторов спонтанной намагниченности.
Немагнитная составляющая определяется несколькими составляющими, каждая из которых может доминировать в той или иной области частот, температур, внешних воздействий и исходных структурных состояний исследуемой системы. Она зависит от типа дефектов, их концентраций, пространственного и ориентационного распределения в кристаллах.
В работе предложен подход по разделению внутреннего трения в магнитных материалах на магнитную и немагнитную составляющие, который можно распространить на материалы, имеющие домены и доменные границы, включая антиферромагнетики, сегнетоэлектрики, сегнетомагнетики и др.
Данный подход приводит к расширению использовавшихся ранее представлений о методе выделения магнитной составляющей из регистрируемого спектра внутреннего трения.
Based on the application of two model descriptions proposed by A.A. Rodionov, it is shown that description of internal friction of magnetic materials in various magnetoelastic states subjected to alternating elastic fields should consider not only the magnetic component but also the non-magnetic component along with its changes in the presence of the magnetic field.
The magnetic component of internal friction is associated with the movement of domain boundaries (DG) (hysteresis attenuation (amplitude-dependent — irreversible displacements of DG)) and amplitude-independent (reversible displacements of DG without separation from the fixing points) with reversible and irreversible rotations of spontaneous magnetization vectors.
The non-magnetic component is determined by several components, all of which can dominate over a particular region of frequencies, temperatures, external influences, and initial structural states of the system under study. It depends on the type of defects, their concentrations, and spatial and orientation distribution in crystals.
The paper proposes an approach to separate the internal friction in magnetic materials into magnetic and non-magnetic components which can be extended to materials with domains and domain boundaries including antiferromagnets, ferroelectrics, ferromagnets, etc.
This approach leads to an expansion of the previously used ideas about the method of separating the magnetic component from the recorded spectrum of internal friction.
Izvestiya of Altai State University
2022-09-09
info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
application/pdf
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282022%294-06
10.14258/izvasu(2022)4-06
Izvestiya of Altai State University; No 4(126) (2022): Izvestiya of Altai State University; 44-47
Известия Алтайского государственного университета; № 4(126) (2022): Известия Алтайского государственного университета; 44-47
1561-9451
1561-9443
rus
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282022%294-06/9698
Copyright (c) 2022 Людмила Павловна Петрова , Николай Михайлович Игнатенко , Анастасия Александровна Булгакова
https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
oai:journal.asu.ru:article/11815
2023-11-20T04:08:51Z
iz:%D0%A4%D0%98%D0%97
driver
Компьютерное моделирование переноса электрона между цитохромовым активным центром и активными формами кислорода и азота
Computer Simulation of Electron Transfer between the Cytochrome Active Center and Reactive Oxygen and Nitrogen Species
Попова , Екатерина Александровна
Рябых , Андрей Валерьевич
Маслова , Ольга Андреевна
Безносюк , Сергей Александрович
continuum models of a solvent dielectric medium
oxygen superoxide ion
nitrogen monoxide
electron affinity energy
density functional method
computer simulation
polarizability
континуальные модели диэлектрической среды растворителя
супероксидион кислорода, монооксид азота
энергия сродства к электрону
метод функционала плотности
компьютерное моделирование
Проведено компьютерное моделирование на уровне теории функционала плотности с применением функционала PBE и базисов группы def2-. Рассчитаны характеристики реакции переноса электрона по теории Маркуса с биорадикалов O2-, NO и NO- на активный центр цитохрома с. Получены значения энергии активации ΔG≠, матричного элемента перекрывания донорной и акцепторной молекулярных орбиталей HDA, частотный фактор переноса ket и константа скорости переноса второго порядка k. Численные значения k для трех радикалов позволяют сделать заключение об эффективности их нейтрализации путем взаимодействия с активным центром фермента. Для супероксид-иона O2- k=6,32·105 на расстоянии 5,02 Å, для монооксида азота NO k=6,96·106 на расстоянии 5,60 Å и оксоазанид-иона NO- k=4,45· 101 на расстояниях 5,60 Å и 4,45 Å. Расстояния переноса получены из кривых потенциальной энергии при сближении радикала с ионом железа. Полученные значения позволяют сделать вывод о том, что наиболее эффективно ион железа в гемовом белковом окружении способен дезактивировать супероксид-ион и монооксид азота.
In this work, computer simulation at the level of density functional theory is carried out using the PBE functional and bases of the def2- group. The characteristics of the electron transfer reaction according to the Marcus theory from the bioradicals O2-, NO, and NO- to the active center of cytochrome c are calculated. The values of the activation energy ΔG≠, the overlapping matrix element of the donor and acceptor HDA molecular orbitals, the frequency transfer factor ket , and the second-order transfer rate constant k are obtained. The numerical values of k for three radicals make it possible to draw a conclusion about the efficiency of their neutralization by interaction with the active center of the enzyme. For instance, for superoxide ion O2- k=6.32·105 М-1-с-1 at a distance of 5.02 Å, for nitrogen monoxide NO k=6.96·106 М-1-с-1 at a distance of 5.60 Å and oxoazanide ion NO- k=4.45·101 М-1-с-1 at distances of 5.60 Å and 4.45 Å. The transfer distances are obtained from the potential energy curves when the radical approaches the iron ion. The obtained values allow us to conclude that the iron ion in the heme protein environment is the most effective in deactivating the superoxide ion and nitrogen monoxide.
Izvestiya of Altai State University
2022-09-09
info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
application/pdf
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282022%294-07
10.14258/izvasu(2022)4-07
Izvestiya of Altai State University; No 4(126) (2022): Izvestiya of Altai State University; 48-53
Известия Алтайского государственного университета; № 4(126) (2022): Известия Алтайского государственного университета; 48-53
1561-9451
1561-9443
rus
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282022%294-07/9699
Copyright (c) 2022 Екатерина Александровна Попова , Андрей Валерьевич Рябых , Ольга Андреевна Маслова , Сергей Александрович Безносюк
https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
oai:journal.asu.ru:article/11816
2023-11-20T04:08:51Z
iz:%D0%A4%D0%98%D0%97
driver
Экспериментальное исследование химического состава и оценка микротвердости основного компонента термоусаживаемой трубки
Experimental Study of the Chemical Composition and Evaluation of Microhardness of the Main Component of Heat-Shrinkable Tubing
Рымкевич , Ольга Васильевна
Polymer materials
shape memory effect
microhardness
polyolefin heat shrinkable monofilament
heat shrinkable tube
microhardomer
infrared spectroscopy
полимерные материалы
эффект памяти формы
микротвердость
полиолефиновая термоусаживаемая мононить
термоусаживаемая трубка
микротвердомер
инфракрасная спектроскопия
В данной работе исследуется термоусаживаемая трубка InnoSHRINK XTFS диаметром 10 см. Путем инфракрасной спектроскопии был определен химический состав с помощью спектра поглощения в диапазоне 5000-500 см-1 с разрешением 4 см-1 и числом сканов 32 основного термоусаживаемого компонента текстильного полотна. По полученной зависимости был сделан вывод, что основным термоусаживаемым компонентом является полиолефиновая мононить. Для того чтобы полиолефиновая мононить приобрела способность к термоусадке, она должна обладать эффектом памяти формы, который достигается путем модификации полиолефина. Для расчета пригодных условий эксплуатации материалов, изготовленных из таких нитей, была рассчитана микротвердость. Микротвердость позволяет подобрать максимальную нагрузку на материал. Ранее микротвердость определялась только для спрессованных образцов полиолефина. Автором статьи успешно осуществлено определение микротвердости для отдельно взятой текстильной нити путем вплавления ее в шлиф со сплавом Вуда.
In this paper, a heat-shrinkable InnoSHRINK XTFS tubing with diameters of10 cm is investigated. The chemical composition is determined by the infrared spectroscopy using the absorption spectrum within the range of 5000500 cm-1 with a resolution of 4 cm-1 and the number of scans of 32 of the main heat-shrinkable component of the textile fabric. Based on the obtained dependence, it is concluded that the main heat-shrinkable component is polyolefin monofilament. Polyolefin monofilament must be modified to have a shape memory effect in order to acquire the ability to shrink. Its microhardness is calculated to identify suitable operating conditions of materials made from such filaments. Microhardness allows you to choose the maximum load on the material. Previously, microhardness was determined only for compressed polyolefin samples. The author has successfully carried out the evaluation of microhardness for a single textile thread by melting it into a slot with Wood alloy.
Izvestiya of Altai State University
2022-09-09
info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
application/pdf
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282022%294-08
10.14258/izvasu(2022)4-08
Izvestiya of Altai State University; No 4(126) (2022): Izvestiya of Altai State University; 54-59
Известия Алтайского государственного университета; № 4(126) (2022): Известия Алтайского государственного университета; 54-59
1561-9451
1561-9443
rus
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282022%294-08/9700
Copyright (c) 2022 Ольга Васильевна Рымкевич
https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
oai:journal.asu.ru:article/11817
2023-11-20T04:08:50Z
iz:%D0%A4%D0%98%D0%97
driver
Особенности спектров отражения тонких пленок углерода и кремния в видимой области
Features of Carbon and Silicon Thin Films Reflection Spectra in the Visible Region
Соломатин , Константин Васильевич
Мельникова , Ольга Сергеевна
Белоусов, Алексей Сергеевич
thin films
reflectivity
absorption capacity
complex refractive index
interference methods
тонкие пленки
отражательная способность
поглощательная способность
комплексный показатель преломления
интерференционные методы
Статья посвящена рассмотрению отражения видимого света от тонкой поглощающей пленки. По ряду причин в последнее время тонкие пленки являются предметом пристального изучения. В рамках работы были изготовлены несколько пленок неметаллов на стеклянной подложке: кремниевые пленки (путем резистивного испарения) и углеродные пленки (с помощью лазерного испарения). Полученные пленки имеют оптическую толщину в пределах 1 мкм (т.е. реальная толщина слоя находится в диапазоне 0,2-0,4 мкм) и при этом заметно поглощают световой поток. Пленки были обработаны по стандартной методике в видимой области с использованием спектрометра USB4000. Спектры отражения для каждой из пленок были построены для нескольких разных точек поверхности. Если не принимать во внимание различия в числовых значениях, то спектры выглядят аналогично. При больших длинах волн (в красной области) вклад интерференции лучей, отраженных от передней и задней границ, значителен, тогда как в области коротких волн (фиолетовая часть спектра) интерференция практически исчезает на фоне шумов прибора. Причины этого в том, что поглощение при распространении внутри пленки коротковолновой части существенно уменьшает интенсивность луча, отраженного от задней поверхности пленки.
The article is devoted to the reflection of visible light from a thin absorbing film. For a number of reasons, thin films have recently been the subject of close study. As part of the work, several non-metal films were fabricated on a glass substrate: silicon films (by resistive evaporation) and carbon films (using laser evaporation). The resulting films have an optical thickness in the range of 1 μm (that is, the actual layer thickness is in the range of 0.2-0.4 μm) and at the same time noticeably absorb the light flux. The films were processed according to the standard method in the visible region using a USB4000 spectrometer. Reflection spectra for each of the films were plotted for several different points on the surface. The spectra look similar when differences in numerical values are not considered. The contribution of the interference of rays reflected from the front and rear boundaries is significant at long wavelengths (in the red region), whereas the interference practically disappears against the background of instrument noise in the short wavelength region (violet part of the spectrum). The reason for this is that absorption during propagation of the short-wavelength part inside the film significantly reduces the intensity of the beam reflected from the rear surface of the film.
Izvestiya of Altai State University
2022-09-09
info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
application/pdf
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282022%294-09
10.14258/izvasu(2022)4-09
Izvestiya of Altai State University; No 4(126) (2022): Izvestiya of Altai State University; 60-66
Известия Алтайского государственного университета; № 4(126) (2022): Известия Алтайского государственного университета; 60-66
1561-9451
1561-9443
rus
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282022%294-09/9701
Copyright (c) 2022 Константин Васильевич Соломатин , Ольга Сергеевна Мельникова , Алексей Сергеевич Белоусов
https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
oai:journal.asu.ru:article/11819
2023-11-20T04:08:50Z
iz:%D0%A4%D0%98%D0%97
driver
Микроструктура и механические свойства латуни Л63 после фрикционной перемешивающей обработки
Microstructure and Mechanical Properties of Brass L63 after Friction Mixing Treatment
Судариков , Александр Владимирович
Чумаевский , Андрей Валерьевич
Черемнов , Андрей Максимович
Зыкова , Анна Петровна
Колубаев , Евгений Александрович
friction mixing treatment
copper alloys
microhardness
grain size
tensile strength
фрикционная перемешивающая обработка
медные сплавы
микротвердость
размер зерна
предел прочности
Обработка материалов фрикционным перемешивающим методом является одной из передовых технологий по упрочнению и модификации поверхности металлов и сплавов в современном машиностроении. Данная технология получила широкое применение в обработке алюминиевых, титановых и, в частности, медных сплавов. Последние исследования в области фрикционной перемешивающей обработки (ФПО) медных сплавов на основе цинка показывают, что в зависимости от технологических параметров (скорость вращения и перемещения инструмента, нагрузка) и режимов обработки наблюдается изменение микроструктуры и механических свойств материала. Однако влияние многопроходной ФПО на сплав латуни Л63 фактически не изучено. Поэтому в настоящей работе было исследовано влияние четырехпроходной ФПО на структуру и механические свойства медного сплава Л63. Согласно проведенному анализу было выявлено, что микроструктура в зоне перемешивания представляет собой область равноосных рекристаллизованных зерен, имеющих средний размер порядка 1,5-2 мкм. Из-за интенсивных пластических деформаций в материале формируется мелкозернистая структура, вследствие чего микротвердость в зоне перемешивания возрастает. Предел прочности материала после одного прохода инструментом возрастает с 314 до 487 МПа, а после четвертого прохода — до 497 МПа, разупрочнения металла не происходит. За счет оптимально подобранных режимов обработки видимых дефектов в поперечном сечении материала не обнаружено.
The processing of materials by the friction mixing method is one of the advanced technologies for hardening and modifying the surface of metals and alloys in modern mechanical engineering. This technology has been widely used in the processing of aluminum, titanium and, in particular, copper alloys. Recent studies in the field of frictional mixing processing (FMA) of zinc-based copper alloys show that, depending on the technological parameters (speed of rotation and movement of the tool, load) and processing modes, a change in the microstructure and mechanical properties of the material is observed. However, the effect of a multipass FPO on the L63 brass alloy has not actually been studied. Therefore, in this work, we studied the effect of a four-pass FPO on the structure and mechanical properties of the L63 copper alloy. According to the analysis, it was revealed that the microstructure in the mixing zone is a region of equiaxed recrystallized grains with an average grain size of about 1.5-2 μm. Due to severe plastic deformations, a fine-grained structure is formed in the material, which causes the increase of microhardness in the mixing zone. The tensile strength of the material after one pass by the tool increases from 314 to 487 MPa, and after the fourth pass up to 497 MPa, no softening of the metal occurs. No visible defects were found in the cross-section of the material due to the optimally selected processing modes.
Izvestiya of Altai State University
2022-09-09
info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
application/pdf
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282022%294-10
10.14258/izvasu(2022)4-10
Izvestiya of Altai State University; No 4(126) (2022): Izvestiya of Altai State University; 67-73
Известия Алтайского государственного университета; № 4(126) (2022): Известия Алтайского государственного университета; 67-73
1561-9451
1561-9443
rus
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282022%294-10/9702
Copyright (c) 2022 Александр Владимирович Судариков , Андрей Валерьевич Чумаевский , Андрей Максимович Черемнов , Анна Петровна Зыкова , Евгений Александрович Колубаев
https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
oai:journal.asu.ru:article/11821
2023-11-20T04:07:56Z
iz:%D0%A4%D0%98%D0%97
driver
Электрические свойства пленок теллурида кадмия и барьера Шоттки на его основе (Al/СdТe)
Electrical Properties of Cadmium Telluride Films and the Al/CdTe Based Schottky Barrier
Султонов , Низом
Акобирова , Азиза Тошпулатовна
Хамрокулов , Раджабмурод Бадриддинович
Гафуров , Одилджон Вадудович
Рахматов , Бадурдин Амируллоевич
Наимов , Умеджон Розибекович
Schottky barrier
X-ray pattern
cadmium telluride
crystallites
conductivity
film
activation energy
grain boundaries
structure
reflex
vacuum setup
барьер Шоттки
рентгенограмма
теллурид кадмия
кристаллиты
проводимость
пленка
энергия активации
межзеренные границы
вакуумная установка
Показано, что с ростом толщины пленок теллурида кадмия от 0,4 до 1 мкм удельное сопротивление уменьшается от 8·108 до 8,1·107 Ом·см, что равносильно возрастанию проводимости от 1,25·10-9 до 1,23·10-8 Ом-1·см-1. При толщинах выше 1 мкм удельное сопротивление и проводимость меняются слабо.
При толщинах пленок Д=0,4 мкм на рентгенограмме наблюдается один широкий максимум, что свидетельствует о несовершенстве кристаллитов. С ростом толщины до 1 мкм на рентгенограмме появляется ряд четких рефлексов с нарастающей интенсивностью, который связан с усовершенствованием кристаллической структуры пленок.
Получена вольт-амперная характеристика диода Шоттки. Показано, что с ростом прямого смещения наблюдается значительное увеличение прямого тока, а также заметное увеличение обратного тока при обратном смещении. Начальный участок прямой характеристики при напряжениях до 10 В является линейным и присущ барьерам Шоттки, однако при высоких напряжениях характеристика становится нелинейной.
Нелинейность вольт-амперной характеристики барьера Шоттки в достаточно широком диапазоне приложенного напряжения связана с эффектом границы зерен в поликристаллических пленках. А именно, при увеличении приложенного напряжения до определенного значения плотность ловушечных состояний в области границы кристаллита уменьшается, т.е. дырки начинают заполняться, что обычно наблюдается в полупроводниках, содержащих проводящие частицы в непроводящей матрице. Этот эффект мы использовали при изучении возможности изготовления детекторов ядерного излучения со структурой металл — полупроводник — металл.
It is shown that with an increase in the thickness of cadmium telluride films from 0.4 to 1 μm, the resistivity decreases from 8·108 to 8,1·107 Ohm·cm. It is equivalent to an increase in conductivity from 1,25·10-9 to 1,23·10-8 Ohm-1· cm-1. The resistivity and conductivity change only slightly at thicknesses above 1 μm.
One broad maximum is observed on the X-ray diffraction pattern at film thicknesses D=0.4 μm. This indicates the imperfection of the crystallites. As the thickness increases to 1 μm, a number of clear reflections with increasing intensity appear on the X-ray diffraction pattern, which is associated with the improvement of the crystal structure of the films.
The current-voltage characteristic of the Schottky diode is obtained. It is shown that with an increase in the forward displacement, a significant increase in the forward current is observed, as well as a noticeable increase in the reverse current with a reverse displacement. The initial section of the forward characteristic at voltages up to 10 V is linear, which is inherent in Schottky barriers. However, the characteristic becomes non-linear at high voltages.
The nonlinearity of the current-voltage characteristic of the Schottky barrier in a fairly wide range of applied voltage is related to the grain boundary effect in polycrystalline films. Namely, as the applied voltage increases to a certain value, the density of trap states in the region of the crystallite boundary decreases; holes begin to fill, which is usually observed in semiconductors containing conductive particles in a non-conductive matrix. We used this effect when studying the possibility of manufacturing nuclear radiation detectors with a metal — semiconductor — metal structure.
Izvestiya of Altai State University
2022-09-09
info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
application/pdf
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282022%294-11
10.14258/izvasu(2022)4-11
Izvestiya of Altai State University; No 4(126) (2022): Izvestiya of Altai State University; 74-78
Известия Алтайского государственного университета; № 4(126) (2022): Известия Алтайского государственного университета; 74-78
1561-9451
1561-9443
rus
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282022%294-11/9703
Copyright (c) 2022 Низом Султонов , Азиза Тошпулатовна Акобирова , Раджабмурод Бадриддинович Хамрокулов , Одилджон Вадудович Гафуров , Бадурдин Амируллоевич Рахматов , Умеджон Розибекович Наимов
https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
oai:journal.asu.ru:article/12686
2023-11-20T04:06:23Z
iz:%D0%A4%D0%98%D0%97
driver
Эволюция структуры пластинчатого перлита рельсовой стали при растяжении
Evolution of the Lamellar Pearlite Structure of Rail Steel under Tension
Аксенова , Крестина Владимировна
Громов , Виктор Евгеньевич
Иванов , Юрий Федорович
Ващук , Екатерина Степановна
Порфирьев , Михаил Анатольевич
deformation
uniaxial tension
evolution of steel structure
dislocations
cementite
lamellar pearlite
деформация
одноосное растяжение
эволюция структуры стали
дислокации
цементит
пластинчатый перлит
Методами современного физического материаловедения проведены исследования механических свойств, дефектной субструктуры перлита пластинчатой морфологии и поверхности разрушения рельсовой стали, подвергнутой разрушению в условиях деформации одноосным растяжением. Установлено, что предел прочности на разрыв изменяется от 1247 МПа до 1335 МПа; деформация образцов при разрушении — от 0,22 до 0,26.
Показано, что деформация стали сопровождается разбиением пластин феррита малоугловыми границами на фрагменты и существенным увеличением скалярной плотности дислокаций до 7,9×1010 см-2 (скалярная плотность дислокаций исходной стали 3,2 ×1010 см-2).
Показано, что деформация сопровождается формированием внутренних полей напряжений, проявляющихся в виде изгибных контуров экстинкции. Отмечены источники полей напряжений. Выявлено разрушение пластин цементита по механизмам разрезания и растворения с последующим выносом углерода движущимися дислокациями в объем пластин феррита с образованием в них наноразмерных (8,3 нм) частиц третичного цементита округлой формы. Показано, что растворение пластин цементита сопровождается их фрагментацией (разделением на области когерентного рассеивания, средние размеры которых 9,3 нм).
In this paper, the properties of rail steel subjected to fracture under uniaxial tension deformation are studied. Mechanical properties of rail steel, defective substructure of lamellar pearlite, and fracture surface of rail steel are investigated using methods of modern physical materials science.
Tensile strength is found to vary from 1247 to 1335 MPa, and the fracture strain of the samples changes from 0.22 to 0.26. The deformation of the rail steel is accompanied by the process of breaking the ferrite plates into fragments by low angle boundaries along with the significant increase in the scalar dislocation density to 7.9×1010 cm-2 (the scalar dislocation density of the original rail steel is 3.2 ×1010 cm-2). Also, there is a formation of internal stress fields appearing in the form of bend extinction contours. The sources of stress fields are identified. It is revealed that cementite plates are fractured by cutting and dissolution with subsequent transfer of carbon to ferrite plates by moving dislocations and formation of round-shaped nanodimensional (8.3 nm) round shaped particles of tertiary cementite. It is shown that the dissolution of cementite plates is accompanied by fragmentation (into coherent scattering regions with an average size of 9.3 nm).
Izvestiya of Altai State University
2023-03-28
info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
application/pdf
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282023%291-01
10.14258/izvasu(2023)1-01
Izvestiya of Altai State University; No 1(129) (2023): Известия Алтайского государственного университета; 11-17
Известия Алтайского государственного университета; № 1(129) (2023): Известия Алтайского государственного университета; 11-17
1561-9451
1561-9443
rus
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282023%291-01/10592
Copyright (c) 2023 Крестина Владимировна Аксенова , Виктор Евгеньевич Громов , Юрий Федорович Иванов , Екатерина Степановна Ващук , Михаил Анатольевич Порфирьев
https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
oai:journal.asu.ru:article/12701
2023-11-20T04:06:23Z
iz:%D0%A4%D0%98%D0%97
driver
Macroscopic Spatio-Temporal Patterns of Localized Plastic Flow Development under Tension of Fe-Cr-Ni Alloys
Макроскопические пространственно-временные закономерности развития локализованной пластической деформации при растяжении Fe-Cr-Ni сплавов
Баранникова , Светлана Александровна
Исхакова , Полина Валентиновна
strength
plastic deformation
fracture
deformation localization
stainless steels
прочность
пластическая деформация
разрушение
локализация деформации
нержавеющие стали
This study examines the patterns of macroscopic inhomogeneity and localization of plastic flow in Fe-Cr-Ni polycrystals subjected to uniaxial tension. By varying the test temperature, the deformation curves can be altered, allowing us to explore the behavior of the material under different conditions. The stress-strain diagrams obtained from the samples reveal the areas of elastic deformation, plastic flow, and fracture. To experimentally study plastic flow, we used speckle photography to accurately reconstruct the displacement vector fields and calculate the components of the plastic distortion tensor. The results showed that plastic flow is localized at all stages of the process for test temperatures of+65, +24, and -60 °C. The forms oflocalization are entirely determined by the dependence of the strain hardening coefficient on the deformation during the relevant stage of the process. An analysis of the spatial distributions of local shifts and local rotations was conducted. We observed spatially periodic structures that can be interpreted as autowave processes and explained in terms of the concept of self-organization of the plastic flow process.
Рассмотрены закономерности макроскопической неоднородности и локализации пластического течения при одноосном растяжении образцов Fe-Cr-Ni поликристаллов, в которых за счет понижения температуры испытаний можно изменить стадийность деформационных кривых. Диаграммы растяжения образцов охватывали области упругих, пластических деформаций и разрушения. Для экспериментального исследования пластической деформации использована методика точного восстановления полей векторов смещений и вычисления компонент тензора пластической дисторсии с помощью спекл-фотографии. При обобщении результатов исследований деформационного поведения сплавов было установлено, что для температур испытаний +65, +24, -60 °C пластическое течение является локализованным на всех стадиях процесса, а формы локализации полностью определяются зависимостью коэффициента деформационного упрочнения от деформации на исследуемой стадии процесса. Проведен анализ пространственных распределений локальных сдвигов и локальных поворотов. Наблюдающиеся пространственно-периодические структуры могут быть интерпретированы как автоволновые процессы и описаны в рамках представлений о самоорганизации процесса пластического течения.
Izvestiya of Altai State University
2023-03-28
info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
application/pdf
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282023%291-02
10.14258/izvasu(2023)1-02
Izvestiya of Altai State University; No 1(129) (2023): Известия Алтайского государственного университета; 18-22
Известия Алтайского государственного университета; № 1(129) (2023): Известия Алтайского государственного университета; 18-22
1561-9451
1561-9443
rus
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282023%291-02/10593
Copyright (c) 2023 Светлана Александровна Баранникова , Полина Валентиновна Исхакова
https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
oai:journal.asu.ru:article/12704
2023-11-20T04:05:12Z
iz:%D0%A4%D0%98%D0%97
driver
Deterministic Interpretation of the Malus Law and Correlation in Experiments with Entangled Photons
Детерминистическая интерпретация закона Малюса и корреляции в экспериментах с запутанными фотонами
Гончаров , Александр Иванович
linear polarization of photons
Malus law
entangled photons
correlations
hidden parameters
линейная поляризация фотонов
закон Малюса
запутанные фотоны
корреляции
скрытые параметры
This paper examines a local deterministic model of an experiment involving correlated photons. The experimental setup involves a source that emits two linearly polarized photons in each act, two two-channel analyzers, and detectors included in the coincidence scheme. The orientation angle of the photon polarization plane is a random variable with a uniform distribution, and it is the same for simultaneously emitted photons. The model presented here is a generalization of the “naive example of hidden variable theory” described in A. Aspect's article ‘Bell's Theorem: The Naive View of an Experimentalist.
In our model, the outcome of the photon interaction with the analyzer (hit in one of the two channels) is uniquely determined by the angle between the photon polarization plane and the analyzer axis and is described by a step function. The difference in our model is that the step function contains a large number of segments of different lengths. The location and lengths of the segments are set so that the probability of a photon hitting a specific channel of an ideal analyzer, determined by averaging the outcomes over small neighborhoods of angles, approaches the Malus law when the maximum length of a segment decreases. This ensures that the classical model is self-consistent.
When ideal analyzers are used, the absolute value of the correlation coefficient of detector readings mainly does not exceed the values from Aspect's ‘naive example’. However, when analyzers with absorption are used, the calculated correlations for some orientations of the analyzers exceed the quantum mechanical values. Key words: linear polarization of photons, Malus law, entangled photons, correlations, hidden parameters.
Рассматривается локальная детерминистическая модель эксперимента с коррелированными фотонами. Экспериментальная установка содержит источник, который в каждом акте излучает два линейно поляризованных фотона, два двухканальных анализатора и детекторы, включенные в схему совпадений. Угол ориентации плоскости поляризации фотонов является случайной величиной с равномерным распределением и одинаков у одновременно излучаемых фотонов. Рассматриваемая модель является обобщением «наивного примера теории со скрытыми параметрами», описанного в статье А. Аспэ (A. Aspect) Bell's Theorem: The Naive View of an Experimentalist. Исход взаимодействия фотона с анализатором (попадание в один из двух каналов) однозначно определяется углом между плоскостью поляризации фотона и осью анализатора и описывается ступенчатой функцией. Отличие нашей модели состоит в том, что ступенчатая функция содержит большое число участков разной длины. Расположение и длины участков заданы так, чтобы вероятность попадания фотона в конкретный канал идеального анализатора, определяемая путем усреднения исходов по малым окрестностям углов, при уменьшении максимальной длины участка приближалась к закону Малюса. Это делает классическую модель самосогласованной. В случае идеальных анализаторов абсолютная величина коэффициента корреляции показаний детекторов в основном не превышает значений из «наивного примера» Аспэ. В случае анализаторов с поглощением рассчитанные корреляции при некоторых расположениях анализаторов превышают квантово-механические значения.
Izvestiya of Altai State University
2023-03-28
info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
application/pdf
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282023%291-03
10.14258/izvasu(2023)1-03
Izvestiya of Altai State University; No 1(129) (2023): Известия Алтайского государственного университета; 23-28
Известия Алтайского государственного университета; № 1(129) (2023): Известия Алтайского государственного университета; 23-28
1561-9451
1561-9443
rus
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282023%291-03/10594
Copyright (c) 2023 Александр Иванович Гончаров
https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
oai:journal.asu.ru:article/12706
2023-11-20T04:06:23Z
iz:%D0%A4%D0%98%D0%97
driver
Recognition of Synthesized Intermetallic Interlayers at the Interface in Ti@Al "Core — Shell" Nanoparticles Based on Computer Molecular-Dynamic Simulation
Распознавание синтезируемых интерметаллических прослоек на границе раздела в наночастицах со структурой Ti@Al «ядро — оболочка» на основе молекулярнодинамического моделирования
Иордан , Владимир Иванович
Шмаков , Игорь Александрович
SH-synthesis
molecular-dynamics simulation
“core — shell” nanoparticle
crystal cell
intermetallics
СВ-синтез
молекулярно-динамическое моделирование
наночастица «ядро — оболочка»
кристаллическая решетка
интерметаллиды
The paper presents the results of applying a new method, previously developed by the authors, based on precalculated sets of 3D distributions of a matter density. The method is designed to recognize the spatial 3D distributions of the synthesized intermetallic compounds in the volume of a nanoparticle. A set of 3D distributions of a matter density in the volume of a cubic Ti@Al core — shell nanoparticle corresponds to a set of successive time points. It is calculated based on the results of the computer molecular dynamics simulation of self-propagating high temperature synthesis in the nanoparticle. Computational experiments are performed using the LAMMPS software package. Based on the obtained results, thermal and microstructural analyses are performed, confirming the multistage mechanism for the formation of intermetallic phases during the SHS reaction in the Ti-Al reaction medium. The sets of 3D distributions of the matter density and 3D distributions of synthesized intermetallic compounds in the volume of a nanoparticle corresponding to the sequence of time points are calculated. The paper shows the advantage of the method for recognizing 3D distributions of synthesized intermetallic compounds, proposed by the authors, over the methods of similar analysis built into the OVITO software package.
Представлены результаты применения ранее разработанного авторами нового метода, предназначенного для распознавания пространственных 3D-распределений синтезируемых интерметаллидов в объеме наночастицы на основе предварительно вычисленных наборов 3D-распределений плотности вещества. Набор 3D-распределений плотности вещества в объеме кубической наночастицы со структурой Ti@Al «ядро — оболочка» соответствует набору последовательных моментов времени и рассчитывается на основе результатов компьютерного молекулярно-динамического моделирования саморас-пространяющегося высокотемпературного синтеза в наночастице. По результатам вычислительных экспериментов, проведенных с помощью программного пакета LAMMPS, выполнены термический и микро-структурный анализы с подтверждением многоста-дийности механизма образования интерметаллических фаз по ходу реакции СВС в реакционной среде Ti-Al. Рассчитаны наборы 3D-распределений плотности вещества и 3D-распределений синтезируемых интерметаллидов в объеме наночастицы, соответствующие последовательности моментов времени. В статье показано преимущество метода распознавания 3D-распределений синтезируемых интерме-таллидов, предложенного авторами, над методами подобного анализа, встроенными в программный пакет OVITO.
Izvestiya of Altai State University
2023-03-28
info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
application/pdf
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282023%291-04
10.14258/izvasu(2023)1-04
Izvestiya of Altai State University; No 1(129) (2023): Известия Алтайского государственного университета; 29-36
Известия Алтайского государственного университета; № 1(129) (2023): Известия Алтайского государственного университета; 29-36
1561-9451
1561-9443
rus
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282023%291-04/10595
Copyright (c) 2023 Владимир Иванович Иордан , Игорь Александрович Шмаков
https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
oai:journal.asu.ru:article/12710
2023-11-20T04:06:23Z
iz:%D0%A4%D0%98%D0%97
driver
Структура и свойства системы «покрытие ВЭС Кантора (Mn-Fe-Cr-Co-Ni) / подложка (сплав 5083)»
Structure and Properties of the "Cantor HEA Coating (Mn-Fe-Cr-Co-Ni) / Substrate (Alloy 5083)" System
Коновалов, Сергей Валерьевич
Ефимов , Михаил Олегович
Панченко , Ирина Алексеевна
Шлярова , Юлия Андреевна
high-entropy alloy
coating / substrate system
aluminum alloy
elemental and phase composition
microhardness
hardening
высокоэнтропийный сплав
система «покрытие / подложка»
сплав алюминия
элементный и фазовый состав
микротвердость
упрочнение
С использованием технологии холодного переноса металла (проволочно-дуговое аддитивное производство, совмещенное со сварочной наплавкой) на подложке из сплава 5083 сформировано покрытие высокоэнтропийным сплавом Mn-Fe-Cr-Co-Ni неэк-виатомного состава. Методами современного физического материаловедения выполнен анализ структуры, элементного состава, микротвердости системы «покрытие / подложка». Выявлено существенное увеличение (до 9,9 ГПа) микротвердости материала зоны контакта покрытия с подложкой. В зоне контакта покрытия и подложки выявлено образование включений пластинчатой формы (Al13 F4), обогащенных атомами покрытия. Высокоэнтропийное покрытие в зоне контакта имеет субмикрокристалли-ческую зеренно-субзеренную структуру с размером кристаллитов, изменяющихся в пределах от 0,5 мкм до 1,1 мкм, по границам которой выявлены наноразмерные частицы второй фазы (Al3Ni). В объеме зерен присутствует дислокационная субструктура в виде хаотически распределенных дислокаций или дислокационных скоплений. Скалярная плотность дислокаций составляет (0,8-1,0)·1010 см-2. Высказано предположение о физических механизмах повышения твердости материала в зоне контакта «покрытие-подложка».
Using the technology of cold metal transfer (wire-arc additive manufacturing combined with welding surfacing), a coating is formed on a 5083 alloy substrate with a high-entropy Mn-Fe-Cr-Co-Ni alloy of nonequiatomic composition. Analysis of the structure, elemental composition, and microhardness of the coating-substrate system is carried out using the methods of modern physical materials science. A significant increase (up to 9.9 GPa) in the microhardness of the material is found in the zone of contact between the coating and the substrate. The formation of lamellar inclusions (Al13F4) enriched in coating atoms in the zone of contact between the coating and the substrate is revealed. The high entropy coating in the contact zone has a submicrocrystalline grain-subgrain structure with a crystallite size ranging from 0.5 μm to 1.1 μm along the boundaries where nanosized particles of the second phase (Al3Ni) are revealed. The volume of grains contains a dislocation substructure in the form of randomly distributed dislocations or dislocation clusters. The scalar density of the dislocations is (0.8-1.0)· 1010 cm-2. An assumption is made about the physical mechanisms of hardening of the material in the "coating-substrate" contact zone.
Izvestiya of Altai State University
2023-03-28
info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
application/pdf
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282023%291-05
10.14258/izvasu(2023)1-05
Izvestiya of Altai State University; No 1(129) (2023): Известия Алтайского государственного университета; 37-43
Известия Алтайского государственного университета; № 1(129) (2023): Известия Алтайского государственного университета; 37-43
1561-9451
1561-9443
rus
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282023%291-05/10596
Copyright (c) 2023 Сергей Валерьевич Коновалов, Михаил Олегович Ефимов , Ирина Алексеевна Панченко , Юлия Андреевна Шлярова
https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
oai:journal.asu.ru:article/12719
2023-11-20T04:06:23Z
iz:%D0%A4%D0%98%D0%97
driver
Синтез пиропового граната с высоким содержанием самария при давлении 5 ГПа и температуре 1300 °С
Synthesis of Pyrope Garnet with High Samarium Content at 5 GPa and 1300 °C
Лин , Владимир Валерьевич
Чепуров , Алексей Анатольевич
Жимулев , Егор Игоревич
Туркин , Александр Иванович
garnet
rare earth elements
high pressure
crystallization
гранат
редкоземельные элементы
высокое давление
кристаллизация
В природных гранатах, ассоциирующих с алмазом, часто наблюдается повышенное содержание «легких» редкоземельных элементов, в особенности самария. При этом существуют различные оценки состава среды кристаллизации. Экспериментальных данных по синтезу хромистых гранатов, содержащих редкоземельные элементы, пока немного. Эксперименты проведены на многопуансонном аппарате типа «разрезная сфера» (БАРС) при давлении 5 ГПа и температуре 1300 °С. Ячейку высокого давления изготавливали из оксидов Zr02 и СаО. В качестве нагревателя применяли трубчатый графитовый элемент. Погрешность измерения давления и температуры составляла ± 0.2 ГПа и ± 25 °С. Исходными материалами для экспериментов были природный серпентин-антиго-рит, хромистая шпинель и корунд. В результате экспериментов синтезированы кристаллы пиропа с высоким содержанием самария в интервале 0.77-2.34 мас.% Sm203. Выполненное исследование демонстрирует, что при взаимодействии компонентов в системе серпентин-хромит-корунд-Sm в присутствии флюида происходит кристаллизация пиропо-вого граната, содержание самария в котором может достигать высоких значений, при этом превышать известные концентрации Sm в природных гранатах, ассоциирующих с алмазом.
In natural garnets associated with diamonds, an increased content of "light" rare-earth elements, especially samarium, is often noticed. There are various estimates of the composition of the crystallization medium. Experimental data on the synthesis of Cr-rich garnets containing rare-earth elements are still scarce. The experiments were carried out on a multi-anvil apparatus of the “split-sphere” type (BARS) at a pressure of 5 GPa and a temperature of 1300 °С. The high pressure cell was made of Zr02 and CaO. A tubular graphite element was used as a heater. The measurement error of pressure and temperature was ± 0.2 GPa and ± 25 °С. The starting materials for the experiments were natural serpentine-antigorite, chromium spinel, and corundum. As a result of the experiments, pyrope crystals with a high content of samarium were synthesized in the range of 0.77 to 2.34 wt% Sm2O3. The study demonstrates that the interaction of components in the serpentine-chromite-corundum-Sm system in the presence of fluid leads to crystallization of pyrope garnet with samarium content exceeding the values known for natural garnets associated with diamond.
Izvestiya of Altai State University
2023-03-28
info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
application/pdf
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282023%291-06
10.14258/izvasu(2023)1-06
Izvestiya of Altai State University; No 1(129) (2023): Известия Алтайского государственного университета; 44-48
Известия Алтайского государственного университета; № 1(129) (2023): Известия Алтайского государственного университета; 44-48
1561-9451
1561-9443
rus
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282023%291-06/10597
Copyright (c) 2023 Владимир Валерьевич Лин , Алексей Анатольевич Чепуров , Егор Игоревич Жимулев , Александр Иванович Туркин
https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
oai:journal.asu.ru:article/12720
2023-11-20T04:06:23Z
iz:%D0%A4%D0%98%D0%97
driver
Модуль упругости как функция процесса в наследственной механике
Мodulus of Elasticity as a Function of a Process in Hereditary Mechanics
Рымкевич , Павел Павлович
Рымкевич , Ольга Васильевна
modulus of elasticity
viscoelasticity
dynamic and static modes
method of linearization of a dynamic problem
the method of hierarchy of relaxation times
Boltzmann heredity principle
модуль упругости
вязкоупругость
динамический и статический режимы
метод линеаризации динамической задачи
метод иерархии времен релаксации
принцип наследственности Больцмана
Рассмотрена проблема определения модуля упругости для полимерных материалов. Отмечено: сложность измерения связана с тем, что данные материалы подчиняются законам вязкоупругости. Применен метод Больцмана — Вольтерра к рассмотрению поведения наследственно-упругого тела, а именно к синтетическим нитям. Показано, что модуль упругости для полимерных материалов не является постоянной величиной. В частности, он зависит от частоты воздействия при деформации материала. Особо отмечено, что модуль упругости является не функцией состояния, а функцией процесса. В связи с этим необходимо рассматривать различные режимы деформации, а именно статический, акустический и динамический. Введены и даны физические объяснения понятиям статического, динамического, акустического модуля упругости с точки зрения принципа наследственности Больцмана. Указаны границы применимости принципа наследственности Больцмана. Произведен анализ применимости уравнения Больцмана к динамическим механическим процессам методом иерархии времен релаксации и методом линеаризации. Введено понятие ядра взаимодействия статической и динамической частей деформации. Уравнение наследственности Больцмана представлено в новом виде.
The article considers the problem of determining the modulus of elasticity for polymer materials. The measurement process of these materials is considerably complex, mainly due to the fact that they comply with the laws of viscoelasticity. The Boltzmann — Volterra method is applied to the consideration of the behavior of a hereditarily elastic body, namely, to synthetic threads. We revealed that the elastic modulus for polymer materials is not a constant value and depends on the frequency of exposure during the deformation of the material. It is particularly noted that the modulus of elasticity is not a function of the state, but a function of the process. In this regard, it is necessary to consider various modes of deformation, namely static, acoustic, and dynamic modes. The Boltzmann heredity principle is utilized to provide a clear understanding of the concepts of static, dynamic, and acoustic modulus of elasticity. Furthermore, the applicability of the Boltzmann equation to dynamic mechanical processes is analyzed using two methods — the hierarchy of relaxation times and the method of linearization. In addition, the concept of the interaction core of static and dynamic parts of deformation is introduced. This concept helps to explain the relationship between the static and dynamic moduli of elasticity and their impact on material properties.
Izvestiya of Altai State University
2023-03-28
info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
application/pdf
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282023%291-07
10.14258/izvasu(2023)1-07
Izvestiya of Altai State University; No 1(129) (2023): Известия Алтайского государственного университета; 49-54
Известия Алтайского государственного университета; № 1(129) (2023): Известия Алтайского государственного университета; 49-54
1561-9451
1561-9443
rus
http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282023%291-07/10598
Copyright (c) 2023 Павел Павлович Рымкевич , Ольга Васильевна Рымкевич
https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
6c2fd7abcaa090f1e6a18c1176466cd9