Приведены результаты исследований кинетики железо-каталитического окисления сероводорода кислородом воздуха в реакторе с мембранным разделителем. Исследования проводили на лабораторном экспериментальном комплексе. Экспериментально получены зависимости, отображающие влияние дозы катализатора – Fe(OH)3¬, рН среды и времени контакта очищаемой воды с реакционной средой на эффект очистки воды от сероводорода.

Ключевые слова: сероводород, железо-каталитическое окисление, кислород воздуха, гидроксид железа, мембранное разделение, ультрафильтрация

01.04.15 - Физика и технология наноструктур, атомная и молекулярная физика , 05.23.19 - Экологическая безопасность строительства и городского хозяйства

В данной статье проанализированы существующие способы получения гелия на нефтегазоконденсатных месторождениях Российской Федерации. Рассмотрены перспективы применения мембранной технологии для получения гелия из природного газа, основываясь на сравнительной оценке использования различных методов извлечения гелия. С учетом различной проницаемости метана и гелия показана возможность использования различных видов мембранных установок для получения гелия. В качестве мембранных элементов наибольший эффект получен от использования искусственных полимерных волокон ацетатцеллюлозы, а также кварцевого стекла. Указанные материалы мембран обладают химической устойчивостью, в том числе к кислым газам, которые присутствуют в составе природного газа, а также высокой устойчивостью к температурным амплитудам.

Ключевые слова: гелий, мембранная технология, природный газ, газоконденсатное месторождение, полимерные волокна ацетатцеллюлозы

01.04.15 - Физика и технология наноструктур, атомная и молекулярная физика

Одним из способов термодинамической стабилизации кристаллов НА (нитрат аммония), который в настоящее время используется не только как азотное удобрение, но и как экологически чистый окислитель для газогенерирующих топлив (ГТ) различного назначения, является технология получения малодефектных кристаллических структур. Известно, что ион калия является фазовым стабилизатором НА, а хлор-содержащие соединения оказывают влияние на скорость его термического разложения, поэтому далее был использован модификатор, в состав которого входят оба элемента: калиевая соль монохлоруксусной кислоты (КМХУК). Были получены образцы НА с КМХУК и исследованы их свойства в зависимости от количества добавки, вида растворителя и температуры кристаллизации. В результате получен образец, наиболее полно удовлетворющий требованиям, предъявляемые к окислителям ГТ: с высокой скоростью термического разложения и минимальной скоростью модификационного перехода IV –III.

Ключевые слова: нитрат аммония, окислитель, газогенерирующие составы, полиморфный переход, термическое разложение, добавка, кинетика, термодинамика, калиевая соль монохлоруксусной кислоты, растворитель, сокристаллизация

01.04.15 - Физика и технология наноструктур, атомная и молекулярная физика

Работа посвящена клеточно-автоматному моделированию на основе класса клеточных автоматов с окрестностью Марголуса. Выполнено моделирование процесса кинетики газовыделения в конечном объеме угля, включающем в себя: конвекцию, диффузию, сорбцию. Для организации подобного рода эволюционного процесса метод клеточно-автоматного моделирования был дополнен методом Монте-Карло.

Ключевые слова: клеточный автомат, окрестность Марголуса, метод Монте-Карло, диффузия, конвекция, сорбция, пористая среда, уголь

01.04.15 - Физика и технология наноструктур, атомная и молекулярная физика , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

В работе анализируются статьи по поверхностным свойствам расплавов на основе олова, свинца, индия. Приводятся данные по поверхностным свойствам расплавов на основе олова. Показано, что при пайке сплавов Al 4 ат.%Li наилучший эффект смачивания достигается с помощью эвтектики системы олово-алюминий. Показано, что при фотонном отжиге пленок олова на кремнии в течение 3-4 секунд обеспечивается улучшение их смачивания расплавами на основе олова. Отмечается перспективность использования композиционных припоев на основе меди и никеля, пропитанных расплавами олова с малыми добавками щелочных и щелочноземельных элементов.

Ключевые слова: поверхностные свойства, пайка, расплавы на основе Sn, Pb, In, фотонный отжиг, алюминий, медь

01.04.15 - Физика и технология наноструктур, атомная и молекулярная физика

Предложен метод получения нано-порошков органических продуктов с использованием оригинального гипер-резонансного диспергатора. Даны результаты нано-диспергирования для четырёх агропродуктов.

Ключевые слова: нано-порошков органических продуктов, гипер-резонансное диспергирование, применение органических нано-порошков

01.04.15 - Физика и технология наноструктур, атомная и молекулярная физика

В статье приводится конструкция и обсуждаются технологические основы изготовления трехосевого интегрального микромеханического акселерометра туннельного типа. Рассмотрена технология управляемой самоорганизации механически напряженных полупроводниковых слоев GaAs/InAs. Описан принцип работы акселерометра на основе туннельного эффекта. Предложенная конструкция была промоделирована и оптимизирована с использованием САПР ANSYS. Полученные результаты моделирования могут быть использованы для разработки высокотехнологичных прецизионных трехосевых МЭМС-сенсоров линейных ускорений.

Ключевые слова: МЭМС, микроэлектромеханическая система, акселерометр, моделирование, дизайн, датчик, сенсор, математическая модель

01.04.10 - Физика полупроводников , 01.04.15 - Физика и технология наноструктур, атомная и молекулярная физика

Рассматривается основные принципы постоения моделей микропористых структур на основе неколлагеннового белка и гидроксиапатита. Произведен расчет моделей квантово-химическими методами.

Ключевые слова: квантово-химический анализ, имплант, гидроксиапатит, неколагенновый белок, процесс сращивания

01.04.07 - Физика конденсированного состояния , 01.04.15 - Физика и технология наноструктур, атомная и молекулярная физика

В работе исследовалось поведение объёмной электрической проводимости (и её составляющих) различных биологических жидких сред с целью определения возможности влияния на процессы жизнедеятельности. В частотном диапазоне 0-50 ГГц исследовались следующие биологические жидкие среды: масло подсолнечное холодного отжима; масло подсолнечное полученное с применением термообработки; желток и белок свежего куриного яйца; бактерии Bacillus amyloliquifaciens; бактерии Escherichia coli MG1655 pXen-lux. Выявлено наличие флуктуаций параметров диэлектрической проницаемости, неравномерность частотных характеристик, в диапазоне 35-37 ГГц, на частотных характеристиках тангенсов угла потерь наблюдались «всплески» значений, характерные для резонансного характера этой зависимости.

Ключевые слова: биологическая жидкая среда, диэлектрическая постоянная, комплексная диэлектрическая проницаемость, тангенс угла потерь, проводимость среды, частотная характеристика, флуктуация, частотный диапазон, биофизический параметр

01.04.15 - Физика и технология наноструктур, атомная и молекулярная физика

Проведены уточненные расчеты по исследованию возможности рассеяния туманов искусственными каплями. Модель описывает падение капель радиусом r2 сквозь туман, состоящий из капель радиусом r1, концентрация которых равна n1. Использованы детальные уравнения гравитационной коагуляции с учетом гидродинамического взаимодействия капель. Исследованы временные характеристики рассеяния тумана (увеличение дальности видимости) в зависимости от размеров искусственных капель и их концентрации. Определены размер искусственных капель и их концентрация, при которых достигается максимальный эффект по рассеянию тумана.

Ключевые слова: рассеяние теплых туманов, метеорологическая дальность видимости, концентрация капель тумана, водность тумана, искусственное воздействие на туман

01.04.15 - Физика и технология наноструктур, атомная и молекулярная физика , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Цель настоящей работы – оценка плотности электронного спектра объектов с дисперсионной связью, в частности жидкого гелия. Интерес к его электронным свойствам вызван обнаруженной сравнительно недавно динамической поляризацией в волне второго звука, что сделало актуальным исследование его зонной структуры. В работе исследуемые объекты вслед за Борном моделируются линейной цепочкой связанных осцилляторов. При этом дисперсионная связь рассматривается на основе квазиклассического приближения Лондона, учитывающего корреляции осциллирующих дипольных моментов атомов. Первая часть работы носит подготовительный характер. Приведен краткий обзор по новым данным о свойствах гелия II, сформулирована постановка задачи. На простых примерах (линейки двух и трех связанных осцилляторов) отработана методика исследования. Этот раздел имеет и самостоятельное значение для экспресс оценок плотности электронного спектра при дисперсионной связи, и выявления тенденций изменение параметров спектра с увеличением числа структурных единиц. Получено, в частности, что ширина зоны при этом растет, а удельная энергия связи немного падает. Во второй части на базе разработанных методик исследована длинная цепочка связанных осцилляторов. Рассчитана плотность электронного спектра, как для конкретных цепочек, так и в термодинамическом пределе. Полученные в работе результате планируется в дальнейшем использовать для разработки моделей динамической поляризации в гелии II.

Ключевые слова: дисперсионные силы, гелий II, дипольный момент, гармонический осциллятор, связанные колебания, нормальная мода, электронный спектр, плотность, узкая зона, энергия связи

01.04.07 - Физика конденсированного состояния , 01.04.15 - Физика и технология наноструктур, атомная и молекулярная физика

Рассмотрены технологии получения ультрадисперсных порошков меди. Изучено влияние различных параметров на процессы электрокристаллизации частиц. Представлены различные механизмы получения частиц в присутствии водорастворимых полимеров. Полученные ультрадисперсные порошки меди с применением различных режимов электролиза. Проведен обзор передовых электрохимических методов получения ультрадисперсных порошков меди с добавлением различных стабилизаторов роста частиц. Выделены дальнейшие пути развития технологии данных технологий.

Ключевые слова: ультрадисперсные порошки меди, электрокристаллизация, методы получения, стабилизация частиц, водорастворимые полимеры, двойной электрический слой, виброкатод

01.04.15 - Физика и технология наноструктур, атомная и молекулярная физика , 05.16.06 - Порошковая металлургия и композиционные материалы

в статье представлены результаты экспериментальных исследований параметров микроразмерных металлических частиц и напыляемых пленок, получаемых методом электрического взрыва металлических проводников (ЭВП) и электровзрывного напыления (ЭВН), соответственно. В качестве взрывающихся проводников использовались медные (Cu) и алюминиевые (Al) металлические проволочки. Геометрические параметры и физико-химический анализ, получаемых микрочастиц и тонких пленок, осуществлялся посредством универсальной двулучевой электронной системы Versa 3D. Из анализа полученных образцов напыляемых тонких пленок и мелкодисперсных частиц следует, что при протекании плотности разрядного тока J≈10^10 А/м^2 миллисекундного диапазона толщина пленок и размеры частиц могут достигать величин меньше микронного масштаба.

Ключевые слова: электрический взрыв проводников, тонкие металлические пленки, мелкодисперсные частицы

01.04.15 - Физика и технология наноструктур, атомная и молекулярная физика , 05.11.16 - Информационно-измерительные и управляющие системы

Цель настоящей работы – оценка плотности электронного спектра объектов с дисперсионной связью, в частности жидкого гелия. Интерес к его электронным свойствам вызван обнаруженной сравнительно недавно динамической поляризацией в волне второго звука, что сделало актуальным исследование его зонной структуры. В работе исследуемые объекты вслед за Борном моделируются линейной цепочкой связанных осцилляторов. При этом дисперсионная связь рассматривается на основе квазиклассического приближения Лондона, учитывающего корреляции осциллирующих дипольных моментов атомов. Первая часть работы носит подготовительный характер. Приведен краткий обзор по новым данным о свойствах гелия II, сформулирована постановка задачи. На простых примерах (линейки двух и трех связанных осцилляторов) отработана методика исследования. Этот раздел имеет и самостоятельное значение для экспресс оценок плотности электронного спектра при дисперсионной связи, и выявления тенденций изменение параметров спектра с увеличением числа структурных единиц. Получено, в частности, что ширина зоны при этом растет, а удельная энергия связи немного падает. Во второй части на базе разработанных методик исследована длинная цепочка связанных осцилляторов. Рассчитана плотность электронного спектра, как для конкретных цепочек, так и в термодинамическом пределе. Полученные в работе результате планируется в дальнейшем использовать для разработки моделей динамической поляризации в гелии II.

Ключевые слова: дисперсионные силы, гелий II, дипольный момент, гармонический осциллятор, связанные колебания, нормальная мода, электронный спектр, плотность, узкая зона, энергия связи

01.04.07 - Физика конденсированного состояния , 01.04.15 - Физика и технология наноструктур, атомная и молекулярная физика

В статье представлен обзор научных работ, посвященных исследованию влияния концентрации углеродных нанотрубок (УНТ) на электрическую проводимость и пьезорезистивные свойства цементных бетонов. Приведены полученные различными авторами значения порогов протекания для наномодифицированных бетонов, рассмотрены рекомендации к назначению оптимального содержания нанотрубок в композитах. В результате обзора сделан вывод о необходимости проведения дополнительных целенаправленных исследований, которые позволят произвести оценку зависимости оптимальной концентрации УНТ от их собственных характеристик, метода получения композитов и условий их применения.

Ключевые слова: цементные бетоны, сенсор, углеродные нанотрубки, порог протекания, электрическая проводимость, мониторинг напряженно-деформированного состояния

01.04.15 - Физика и технология наноструктур, атомная и молекулярная физика , 05.23.05 - Строительные материалы и изделия

В статье представлены результаты экспериментальных исследований параметров микроразмерных металлических частиц и напыляемых пленок, получаемых методом электрического взрыва металлических проводников (ЭВП) и электровзрывного напыления (ЭВН), соответственно. В качестве взрывающихся проводников использовались медные (Cu) и алюминиевые (Al) металлические проволочки. Геометрические параметры и физико-химический анализ, получаемых микрочастиц и тонких пленок, осуществлялся посредством универсальной двулучевой электронной системы Versa 3D. Из анализа полученных образцов напыляемых тонких пленок и мелкодисперсных частиц следует, что при протекании плотности разрядного тока J≈10^10 А/м^2 миллисекундного диапазона толщина пленок и размеры частиц могут достигать величин меньше микронного масштаба.

Ключевые слова: электрический взрыв проводников, тонкие металлические пленки, мелкодисперсные частицы

01.04.15 - Физика и технология наноструктур, атомная и молекулярная физика , 05.11.16 - Информационно-измерительные и управляющие системы

Проведено численное моделирование из первых принципов ультратонких пленок гидрированного аморфного углерода. В качестве моделей рассматривались наногибридные системы графен-С60. Выполнены расчеты полной энергии с использованием метода псевдопотенциала в рамках теории функционала плотности. Изучены локальные атомные структуры и электронный энергетический спектр рассматриваемых систем. Установлено, что взаимодействие фрагмента фуллерена С60 с графеном сопровождается значительной деформацией их локальной атомной структуры. Результаты расчетов хорошо согласуются с экспериментальной электронной структурой гидрированного аморфного углерода, полученного в тлеющем разряде постоянного тока.

Ключевые слова: энергозависимая память на фазовых переходах, моделирование из первых принципов, метод псевдопотенциала, метод Кона-Шэма, фуллерены, графен, аморфный углерод, атомная структура, электронная структура, энергия адсорбции

01.04.15 - Физика и технология наноструктур, атомная и молекулярная физика

Описано применение полимербетонных шпал на основе резинобетона (RubCon®) с неметаллической композитной арматурой и методика изготовления таких шпал.

Ключевые слова: шпалы, полимербетон, резинобетон, композиты, арматуры, методика изготовления

01.04.15 - Физика и технология наноструктур, атомная и молекулярная физика , 05.23.05 - Строительные материалы и изделия

Показаны концентрационные изменения показателя преломления в бинарных солевых расплавленных системах щелочных металлов, содержащих нитрит- и нитрат- анионы. Показатели преломления и молярные рефракции систем KNO3- NaNO2, и NaNO3 – KNO2 подтвердили концепцию аддитивности и линейность изотерм при изменении состава.

Ключевые слова: солевые расплавы, нитриты и нитраты щелочных металлов, показатель преломления, рефракция

01.04.15 - Физика и технология наноструктур, атомная и молекулярная физика

Установлено, что облучение ионами Ar+ нержавеющей стали 03Х17Н12М2Т приводит к сегрегации на поверхность атомов железа, а при облучении ионами О+ в наноразмерных поверхностных слоях исследуемой стали происходит накопление кислорода, сопровождающееся формированием оксида хрома Cr2O3.

Ключевые слова: Ионная имплантация, рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия, ионы, химический состав, наноразмерные поверхностные слои, нержавеющая сталь, сегрегация, прочность

01.04.15 - Физика и технология наноструктур, атомная и молекулярная физика

Описаны два запатентованных технологических процесса получения трактовых мембран, более экономичных, чем используемые в настоящее время.

Ключевые слова: Трактовые мембраны, два изобретения СШA

01.04.15 - Физика и технология наноструктур, атомная и молекулярная физика

В статье приведены результаты применения присадок на основе нестехиометрических соединений Mo и W для повышения железнодорожных пластичных смазок ЛЗ-ЦНИИ и ЦИАТИМ 201. В ходе работы был проведен сравнительный анализ теплофизических и трибологических свойств данных смазочных материалов с присадками. А так же установлено, что введение в дисперсионную среду смазок данного типа присадок повышает трибологические свойства без ухудшения эксплуатационных параметров данных смазок.

Ключевые слова: пластичный смазочный материал, ЛЗ-ЦНИИ, ЦИАТИМ 201, трение, износостойкость, смазочная пленка, антифрикционная присадка, нестехиометрическое соединение

01.04.15 - Физика и технология наноструктур, атомная и молекулярная физика , 05.11.01 - Приборы и методы измерения по видам измерений

Плазмонные наночастицы дают возможность локализовать электромагнитное поле в масштабах меньших, чем длина волны оптическом диапазоне. Это свойство полезно для применения подобных объектов в качестве элементов нанодетекторов, в процессах преобразования и хранения энергии, в задачах обработки и передачи данных. В частности, создание компьютерных микросхем с плазмонными элементами вместо традиционных полупроводниковых позволит увеличить их производительность и энергоэффективность. Глобальная задача, представленная перед нами, это получение имплантированных в матрицу стекла массивов плазмонных наночастиц с управляемыми оптическими свойствами. Варьировать их свойства можно изменением условий синтеза и постобработки. Синтез наночастиц выполняется путем облучения эксимерным УФ-лазером золотой пленки, напыленной на образец. Один из предложенных способов постобработки – длительный нагрев при 300 градусах уже синтезированных образцов. В настоящей работе представлены результаты исследования влияния температурной обработки на атомную структуру наночастиц. Установлено, что термообработка образцов с изначальными пленками золота различной толщины дает кардинально отличающуюся атомную структуру наночастиц.

Ключевые слова: наночастицы, наноплазмоника, Au, EXAFS, DFT, термообработка, атомная структура

01.04.15 - Физика и технология наноструктур, атомная и молекулярная физика

В статье представлен анализ перспективных исследований по формированию вибрационных механохимических покрытия с точки зрения практического использования в реальном секторе экономики

Ключевые слова: комбинированные методы обработки, вибрационная обработка, вибрационные механохимические (химико-механические) покрытия, виброволновая технологическая система, механические покрытия, фрагментальный характер, пластическая деформация, равномерное покрытие

01.04.15 - Физика и технология наноструктур, атомная и молекулярная физика , 05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям)

В настоящей работе представлен обзор использования коллоидных растворов при получении неорганических композитов и керамики. Золь-гель направление в технологии керамики и неорганических композитов, представляющее собой формование материалов из растворов с использованием золь-гель процессов получило интенсивное развитие в последние годы. Одним из основных видов сырья в этих процессах являются коллоидные растворы - золи оксидов различных металлов. Наиболее важными факторами, характеризующими совершенство процесса синтеза золей, служат: агрегативная устойчивость, максимально достигаемая концентрация, монодисперсность золя. В представленном обзоре рассмотрены методы получения золей оксидов металлов. Наиболее распространенными способами получения золей являются: диализ и электроанализ, ионный обмен, пептизация гелей, гидролиз, электролиз соединений металлов. Рассмотрено влияние различных факторов на устойчивость золей. Наиболее важными характеристиками золей, определяющими их поведение, являются: химический состав, размер частиц, их распределение по размерам, концентрация, значение pH, вязкость. На основе анализа различных литературных данных показаны возможности применения золей для получения неорганических композитов и керамики.

Ключевые слова: коллоидные растворы, золи оксидов металлов, устойчивость золей, неорганические композиты, керамика

01.04.15 - Физика и технология наноструктур, атомная и молекулярная физика