Целью настоящего исследования являлось исследование материала бронзовой втулки, полученной методом 3D-печати из металлополимерной проволоки.
Методы. Для печати и исследований использовали филамент Bronze Fill от производителя Color Fabb, в состав которого входит 80% бронзы и 20% полилактида. Для создания модели втулки экскаватора CAT-434 с учетом свойств филамента BronzeFill была использована программа Autodesk Inventor. Печать модели была проведена на 3D-принтере Anycubic Mega S. Химический состав образцов определяли с помощью спектрометра Niton Xl3t GOLDD. Микроструктуру материала изучали с помощью микроскопа Olympus GX53 при различных увеличениях. Шероховатость поверхности детали изучали с помощью профилометра Time Group TR300.
Результаты. На основании проведенных исследований установлено, что втулка, изготовленная методом 3D-печати, способна выдерживать массу полуоси с высоким запасом прочности. Бронза, полученная таким способом, может выполнять антифрикционную функцию при работе в условиях трения. Существует возможность снижения себестоимости исходного материала для изделий, изготовленных методом 3D-печати послойной наплавкой металлопластиковой проволоки, путем использования в качестве наполнителя порошка, полученного из отходов промышленного производства. Это позволяет использовать экологически чистые материалы и уменьшить негативное воздействие на окружающую среду.
Заключение. Использование метода 3D-печати для изготовления металлических изделий имеет большой потенциал для промышленности и научных исследований. Это позволяет создавать высококачественные, прочные и точные изделия со снижением затрат на производство. Использование метода 3D-печати для изготовления металлических изделий, таких как втулки, позволяет получать изделия с высокой точностью и качеством. Бронза, полученная 3D-печатью, имеет аналогичный химический состав и высокую прочность, что делает ее пригодной для использования в машиностроении.

Цель исследования – определить влияние модифицирующих и органических добавок на структуру и свойства порошковой стали Г13.
Методы. Проводилось исследование микроструктуры и механических свойств стали Г13 с модифицирующими и органическими добавками. В качестве модифицирующих добавок использовались: порошок нанооксида алюминия и порошок нанооксида циркония. В качестве органических добавок использовались: этиленбис-стеаромид, стеарат никеля, стеарат меди, стеарат марганца, стеарат железа. Исследование микроструктуры проводилось на электронном микроскопе марки S-3400N. Твердость определяли по глубине отпечатка методом Роквелла. В качестве индентора был взят стальной закаленный шарик диаметром 1,56 мм. Испытания на изгиб проводили на электрогидравлической разрывной машине HUS-2010z системы MFL в автоматическом режиме с помощью персонального компьютера IBM PX.
Результаты. При исследовании микроструктуры стали Г13 установлено, что наиболее мелкозернистая структура аустенита наблюдается у стали, имеющей следующий состав исходной шихты: Fe + 14,5%FeMn + 1,2%C + ZrO2(нано). Равномерная структура аустенита с мелкими округлыми порами наблюдается у стали Г13, имеющей следующие составы исходной шихты: Fe + 13%FeMn + 1,3%C + + 1%Ст.Cu; Fe + 14,5%FeMn + 1,2%C + 0,5%Ст.Mn (теплое смешивание). Исследование механических характеристик показало, что наилучшим сочетанием твердости после спекания и прочности на изгиб обладают заготовки из порошковой смеси состава Fe + 14,5%FeMn + 1,2%C + 0,5% Ст. Ni.
Заключение. Наиболее положительное влияние на структуру порошковой стали Г13 оказали модифицирующая добавка порошка нанооксида циркония, а также органические добавки стеарата меди и стеарата марганца. Наилучшим сочетанием механических характеристик (твердости и прочности на изгиб) обладают заготовки, в которые вводилась органическая добавка стеарата никеля.

Цель исследования. Изучение структуры и свойств порошков, полученных электроэрозией сплава ЛС58-3 в углеродсодержащей среде – спирте изопропиловом.
Методы. Процесс электроэрозии отходов сплава ЛС58-3 проводили на запатентованной установке, в качестве металлоотходов применялись отходы сплава ЛС58-3. В качестве рабочей жидкости был выбран спирт изопропиловый, являющийся углеродсодержащей средой.
Исследования морфологии и гранулометрического состава получаемых частиц проводились на электронно-ионном сканирующем микроскопе Quanta 600 FEG и лазерном анализаторе размеров частиц Analysette 22 NanoTec соответственно.
Рентгеноспектральный микроанализ порошков проводили на энергодисперсионном анализаторе рентгеновского излучения фирмы EDAX (Нидерланды), встроенном в растровый электронный микроскоп QUANTA 200 3D (Нидерланды). Фазовый анализ порошков выполняли на рентгеновском дифрактометре Rigaku Ultima IV (Япония).
Результаты. Анализ морфологии полученных порошков показал, что частицы имеют в основном сферическую и эллиптическую форму, а также агломераты. Анализ распределения по размерам частиц порошка, показал, что средний размер частиц составляет 24 мкм. Данный размер частиц получен на режиме работы установки, при котором процесс электроэрозии протекает стабильно.
Анализ элементного состава установил, что на поверхности частиц порошка содержится свободный углерод. Остальные химические элементы Cu, Zn, Pb, Sn распределены относительно равномерно. Наличие свободного углерода обусловлено химическим составом среды диспергирования, являющейся углеродсодержащей.
Рентгеноструктурный анализ полученных порошков показал наличие фаз Cu₃Zn, Pb, ZnO, CuO₂, SnO₂. Карбидообразующих элементов в составе сплава нет.
Экспериментально установлено, что на состав, структуру и свойства шихты диспергированной электроэрозией латуни ЛС58-3 оказывает влияние химический состав рабочей жидкости, а также режимы диспергирования.
Заключение. На основании проведенных экспериментальных исследований можно заключить, что использование технологии электроэрозионного диспергирования для переработки отходов латуни ЛС58-3 и получение порошков на её основе является актуальным. Отмечено, что частицы получаемой шихты обладают заданным комплексом свойств и могут быть использованы различными методами порошковой металлургии.

Цель. Установление элементного и количественного состава компонентов резцов дорожной фрезы, используемых в качестве рабочих органов при фрезеровании дорожного покрытия, методом рентгенофлуоресцентного анализа.
Методы. Для установления химического состава сплавов – компонентов резцов дорожной фрезы были исследованы резцы WIRTGENW6/20X и их отечественный аналог КЗТС А6/20. Для исследования элементного состава компонентов резцов дорожной фрезы был выбран ренгтенофлуоресцентный метод. Этот метод, основанный на взаимодействии рентгеновского излучения с анализируемым веществом, является наиболее результативным и эффективным методом анализа, который позволяет за минимальный период времени получить полную и достоверную информацию об элементном составе сложных образцов без их разрушения с сохранением всех физико-химических свойств, а также без использования эталонного образца.
Метод построен на корреляции интенсивности рентгеновской флуоресценции от концентрации элемента в образце. В результате облучения образца потоком рентгеновского излучения создается характерное излучение атомов, которое соразмерно их концентрации в образце. С помощью экспресс-анализатора металлов и сплавов – спектрометра Niton GOLDD были получены экспериментальные данные о составе компонентов резцов дорожной фрезы.
Результаты. В ходе исследования было выявлено, что компоненты резцов изготавливают из следующих сплавов:
1. Резец WIRTGENW6/20X:
- наконечник из твердого спеченного сплава ВК8;
- корпус из конструкционной легированной стали 32Г2;
- пружинная гильза из конструкционной углеродистой стали 08пс;
- шайба из конструкционной углеродистой качественной стали 60.
2. Резец КЗТС А6/20:
- наконечник из твердого спечённого сплава ВК8;
- корпус из конструкционной легированной стали 38ХВ;
- пружинная гильза из конструкционной углеродистой качественной стали 40;
- шайба из конструкционной легированной стали 45Г.
Заключение. Полученные результаты исследований могут быть использованы для разработки процессов упрочнения и восстановления резцов дорожных фрез.

Цель. Установить возможность использования метода плазменного напыления покрытий из карбидосталей на стальную основу с целью повышения износостойкости, определить режимы, исследовать свойства полученных покрытий.
Методы. Карбидосталь получали смешиванием компонентов стали и карбида титана в шаровой твердосплавной мельнице в спирте (0,25 л на 1 кг смеси) в течение 48 часов при соотношении шары: смесь = 3:1.
Режим смешивания установлен ранее проведенными работами на кафедре. После смешивания шихту сушили при 80–100°С в сушильном шкафу. Грансостав определяли на универсальном лазерном приборе FRITSCH ANALYSETTE 22 MicroTec plus, оснащенном блоком диспергирования в жидкой среде. Текучесть измеряли по ГОСТ 20899-98. Насыпная плотность измерялась по ГОСТ 19440-94.
Результаты. Исследован процесс плазменного напыления покрытий из карбидосталей на основу из углеродистой стали 45. Установлена возможность использования метода плазменного напыления покрытий из карбидосталей разных марок на стальную основу с целью повышения износостойкости. Исследован способ подготовки порошковых смесей методом оплавления в атмосфере водорода, обеспечивающий достаточную текучесть карбидосталей при формировании покрытий. Установлены оптимальные режимы нанесения покрытий.
Заключение. Экспериментальные исследования показали не только возможность практического применения, но и положительный результат. Установлена высокая прочность сцепления покрытий с основой после вакуумного спекания (для карбидосталей состава 10% TiC и стали Х6В3М – 116 МПа, для карбидостали состава 40% TiC и стали Х12М – 220 МПа).

Цель исследования. Оптимизация технологического процесса диспергирования отходов латуни в углеродсодержащей среде путем проведения полного факторного эксперимента.
Методы. Процесс электроэрозии отходов сплава ЛС58-3 проводили на запатентованной установке, в качестве металлоотходов применялись отходы сплава ЛС58-3 (ГОСТ 15527-2004). В качестве рабочей жидкости (среды диспергирования) был выбран спирт изопропиловый (ГОСТ 9805-84), являющийся углеродсодержащей средой.
Варьируемыми параметрами при работе установки являлись: подводимое к электродам напряжение (100–200 В); ёмкость разрядных конденсаторов (25–65 мкФ); частота возникновения разрядов 50–100 Гц.
При появлении электрического разряда происходило мгновенное разрушение электродов и отходов и образование мельчайших частиц порошка. Гранулометрический состав полученного порошка проводили с помощью анализатора размеров частиц Analysette 22 NanoTec.
Разработку математической модели процесса получения порошка свинцовой латуни проводили путем проведения полного факторного эксперимента типа 23.
Результаты. В результате математических расчетов было определено максимальное значение выходного параметра оптимизации (среднего размера частиц), которое составило 23,8 мкм при следующих значениях факторов (режимов диспергирования): подводимое к электродам напряжение 200 В, частота возникновения разрядов 100 Гц, емкость разрядных конденсаторов 65 мкФ.
Заключение. На основании полученных результатов исследований и расчетов можно сделать вывод, что, изменяя режимы работы установки электроэрозионного диспергирования, можно получать порошки разного размера. На размер частиц получаемой шихты наибольшее влияние оказывает подводимое к электродам напряжение и емкость разрядных конденсаторов. При повышении значений этих параметров увеличивается массовый выход порошка, который напрямую зависит от размера получаемых частиц.
Полученное уравнение регрессии позволяет определить, на каких режимах работы установки возможно получение порошка заданного размера частиц.

Цель. Обоснование и описание лабораторного метода измерения кривых статического намагничивания, специализированного для ферроколлоидов.
Методы. Метод измерения основан на парамагнетизме магнитных коллоидов, а также квазилинейном отклике их намагниченности на малые возмущения внешнего магнитного поля. Для получения кривой намагничивания исследуемый образец ферроколлоида помещается в постоянное однородное поле лабораторного электромагнита с железным ярмом. Путём низкочастотной модуляции тока в катушках электромагнита на постоянное поле накладывается сонаправленное с ним возмущение. Информация об отклике образца на возмущение внешнего поля – дифференциальной магнитной восприимчивости ферроколлоида – собирается при помощи электрических измерений. Эти измерения проводятся с использованием классической компенсационной схемы из двух встречновключенных катушек, в одной из которых находится исследуемый образец. Проведение (прогонка) измерений в широком диапазоне приложенных полей позволяет набрать последовательность экспериментальных значений дифференциальной восприимчивости, из которой путём численного интегрирования восстанавливается искомая кривая намагничивания.
Результаты. Собрана экспериментальная установка для измерения кривых намагничивания ферроколлоидов. Предложено теоретическое описание компенсационной электрической измерительной схемы установки. Настройка схемы осуществлена в рамках серии калибровочных опытов, направленных на установление неизвестных из теории материальных параметров установки. На примере ферроколлоида типа «магнетит – керосин – олеиновая кислота» продемонстрирован как процесс получения первичных экспериментальных данных, так и их последующая обработка, включающая в себя процедуру численного интегрирования. Установлено, что использование методов интегрирования бо́ льшего порядка точности позволяет уменьшить количество необходимых экспериментальных точек и ускорить процесс измерения без снижения качества получаемых кривых.
Заключение. Описан, обоснован и реализован с использованием лабораторного оборудования пригодный для ферроколлоидов метод измерения кривой намагничивания дифференциальной прогонкой.

Цель. Исследовать структурные особенности пленок нитрида бора, полученных методом Ленгмюра – Блоджетт и определить их зонную структуру по спектрам флуоресценции и поглощения.
Методы. Осаждение ленгмюровских пленок производилось на установке KSV NIMA 2002 из коллоидного раствора ST BN/CHCl3. Изучение оптических свойств производилось на спектрфотометре СФ 2000 в спектральном диапазоне 200–1100 нм и конфокальном рамановском микроспектрометре OmegaScope Aist-NT со спектральным разрешением 3 см-1. Изучение морфологии поверхности проводилось с помощью сканирующего зондового микроскопа SmartSPM AIST-NT со стандартными кремниевыми кантилеверами NSA10 с радиусом острия иглы 7 нм. Моделирование зонной структуры стабилизированных наночастиц нитрида бора было произведено в программном пакете MaterialsStudio 2020 с модулем CASTEP.
Результаты. Изучены спектральные особенности осажденных пленочных структур из стабилизированных наночастиц гексагонального нитрида бора. Оптическими методами определен гидродинамический размер наночастиц ~100 нм и латеральный размер наночастиц в ленгмюровских пленках 84,6 нм, рассчитанный по полуширине спектрального пика 1360 см-1 с симметрией E2g, и 82,4 нм – по данным сканирующей зондовой микроскопии. Получены спектры поглощения и флуоресценции коллоидных частиц с аномально большим стоксовым сдвигом 105 нм и квантовым выходом 0,72. Методом Тауца и ab-initio моделированием определена ширина запрещенной зоны стабилизированных наночастиц 5,79 и 5,46 эВ соответственно.
Заключение. В работе изучены морфология поверхности, оптические свойства и зонная структура осаждаемых ленгмюровских пленок из стабилизированных наночастиц нитрида бора.

Целью исследования является анализ влияния поверхностного электрического заряда на условия возникновения ряби Фарадея на горизонтальной поверхности маловязкой жидкости, находящейся в вибрационном поле.
Методы. Задача решена аналитически в пределе малой амплитуды искажений свободной поверхности жидкости. Финальное соотношение выведено при условии малости диссипации. Жидкость считалась идеально проводящей с поверхностно распределенным электрическим зарядом.
Результаты. Построено простое аналитическое выражение, количественно описывающее эффект подавления ряби Фарадея при увеличении поверхностной плотности электрического заряда. Показано, что увеличение поверхностной плотности электрического заряда существенно увеличивает пороговое значение амплитуды вибрационного поля, превышение которого приводит к образованию ряби. Пороговое значение амплитуды вибраций пропорционально вязкости жидкости и зависит от её плотности, коэффициента поверхностного натяжения и характерного горизонтального масштаба ряби.
Заключение. Рябь Фарадея, образующаяся на поверхности жидкости в вертикально осциллирующем контейнере, весьма чувствительна к величине поверхностной плотности электрического заряда. При увеличении поверхностной плотности заряда образование ряби подавляется. Обнаруженный эффект может быть использован для предотвращения появления паразитных конвективных течений, возникающих в жидких слоях, находящихся в вибрационных полях. Физический механизм подавления ряби Фарадея – соперничество двух качественно различных типов течений вблизи поверхности жидкости. Увеличение поверхностной плотности заряда изменяет баланс поверхностных сил таким образом, чтобы содействовать появлению апериодических и подавлять колебательные движения и циклические течения. В частности, подавляются колебательные движения, отвечающие за развитие неустойчивости Фарадея, вызванной вертикальными вибрациями контейнера с жидкостью.

Цель. Исследовать демпфирование колебательной системы с неполной герметизацией воздушной полости магнитной жидкостью.
Методы. Исследование проводилось на экспериментальной установке, разработанной на основе известных методов и оборудования для магнитных измерений и изготовленной самостоятельно. В качестве источника магнитного поля использовался кольцевой неодимовый магнит (сплав NdFeB) размером 60х24х10 мм. Напряженность магнитного поля в центре магнита, измеренная с помощью миллитесламера ТПУ-01, составляет 220 кА/м. Для индикации осциллограмм использовалась катушка индуктивности, усилитель GVT-427B и цифровой осциллограф GwInstek GDS-72072. Исследовались образцы магнитной жидкости на основе магнетита Fe₃O₄, стабилизированного олеиновой кислотой. Керосин использовался в качестве жидкости-носителя.
Результаты. Приведены результаты экспериментального исследования упругости и демпфирования колебательной системы с неполной герметизацией воздушной полости магнитожидкостной перемычкой. Уровень герметизации воздушной полости варьируется за счет процесса перекачки газа по капиллярам различного радиуса. Для объяснения полученных закономерностей предложена модельная теория в приближении вязкого течения газа по закону Пуазейля, а также привлекаются выводы известной теории распространения звука в молекулярной акустике и теории звукопроводов. На вид вибрационного течения газа по капиллярам механизм релаксации накладывает ограничение, учитывающее «пропускную» способность капилляров. Предложенная модель объясняет наличие максимума на зависимости коэффициента затухания от радиуса капилляра и его уменьшение при увеличении объема (высоты) газовой полости.
Заключение. Предложенная релаксационная теория вибрационного течения газа по капиллярам предсказывает аномально большие значения коэффициентов затухания и практически полное демпфирование колебательной системы с магнитожидкостным инерционным элементом. Использование полученных данных целесообразно при конструировании новых амортизаторов, поскольку магнитожидкостный демпфер с капиллярами способен погашать низкочастотные колебания.

Целью данной работы является исследование особенностей электрических свойств ограниченных полупроводников, а также влияния неоднородностей распределения примесей в анизотропных полупроводниках на структуру электрических полей при стандартных методах контактных измерений. Диффузионные и ионно-легированные полупроводниковые структуры, а также композиционные структуры с рассогласованностью решеток пленки и подложки являются в настоящее время перспективным классом материалов в микро- и наноэлектронике. Внедряя примеси в полупроводниковый кристаллический образец, мы тем самым изменяем его электрические свойства, что дает возможность уменьшать размеры отдельных компонентов микросхемы, сохраняя или увеличивая их мощность.
Методы. В работе исследованы известные зависимости распределений примесей при диффузионном легировании. Для расчета распределения потенциала использован метод Фурье, позволивший решить уравнение Пуассона с граничными условиями Неймана без приближений. Для анализа полученных выражений, характеризующих электрические поля в неоднородных полупроводниках, использовался математический пакет MathCad.
Результаты. Приведена методика решения краевой задачи для потенциала в ограниченных диффузионных полупроводниках. Представлены выражения в виде рядов аналитических функций для распределения электрического потенциала в проводящих анизотропных структурах. Построенные модели позволяют определять и качественно описывать распределения электрических полей при зондовых измерениях и исследовать их структуру в диффузионных полупроводниках.
Заключение. На основе проведенного компьютерного моделирования показана значимость учета параметров неоднородности проводимости. Показан и количественно определен эффект концентрирования линий плотности тока в диффузионных полупроводниках.

Цель. Установление механизма формирования нанопленок из ультрадисперсных двумерных кристаллов гексагонального нитрида бора.
Методы. Плёночные структуры из ультрадисперсных двумерных кристаллов гексагонального нитрида бора создавались как на поверхности филамента, отделенного из полиамидной нити из PA-6, так и на кремниевой подложке. Для закрепления UC hBN из водной коллоидной системы на поверхностях использовалась ультразвуковая обработка. Характеризация UC hBN и пленок из них была выполнена методами: конфокальной, сканирующей электронной с энергодисперсионным элементным анализом зондовой атомно-силовой микроскопии, колебательной спектроскопии ИК-Фурье и комбинационного (рамановского) рассеяния, а также флуоресцентной спектроскопии, рентгеновской дифрактометрии и рентгенофазового анализа, малоуглового рентгеновского рассеяния.
Результаты. Получена зависимость интенсивности линии E_2g (I = 1362,8 см^–1) в спектре RS пленочной структуры, осажденной на поверхности филаментов из водной CS UC hBN от времени UST – tUST. По результатам анализа конфокальных, SEM и AFM-изображений, RS-спектроскопии доказана многослойность пленочных структур UC hBN на поверхности филаментов и кремниевой пластине. В спектре FS зарегистрированы возбуждения на линиях, лежащих внутри запрещенной зоны.
Заключение. Образование структур на поверхностях филаментов и кремниевой пластине из водной коллоидной системы частиц UC hBN после UST в плоскости гексагонов с размерами до 1 мкм за счет ковалентных связей и/или с образованием многослойных структур с высотой от 3,6 до 340 нм – ван-дер-ваальсовых и ионно-ковалентных связей.

Целью работы является изучение влияния ферромагнитных углеродных нанотрубок на ориентационные переходы в магнитокомпенсированных жидкокристаллических суспензиях.
Методы. Задача решалась в рамках континуальной теории. Путем минимизации функционала свободной энергии Гельмгольца получена система уравнений Лагранжа – Эйлера, определяющая равновесные зависимости углов ориентации директоров жидкого кристалла и примесных ферромагнитных углеродных нанотрубок, а также концентрационные распределения дисперсной фазы суспензии как функции поперечной координаты, материальных параметров и напряженности магнитного поля.
Результаты. Показано, что в присутствии внешнего магнитного поля жидкокристаллическая суспензия ферромагнитных углеродных нанотрубок может находиться в неоднородной фазе (угловая фаза) и двух однородных фазах (планарная и гомеотропная фазы). Аналитически получены выражения для пороговых полей переходов между сосуществующими ориентационными фазами как функции материальных параметров композита. Построены диаграммы ориентационных фаз суспензии.
Заключение. В результате исследований показано, что добавление малых концентраций ферромагнитных углеродных нанотрубок может существенно понизить порог магнитного перехода Фредерикса по сравнению с чистым жидким кристаллом, что является важным для различных технических приложений. Полученные аналитические формулы для пороговых полей переходов между различными ориентационными фазами могут применяться для определения энергии сцепления и материальных параметров суспензий ферромагнитных углеродных нанотрубок в жидком кристалле.

Цель. Исследование и сравнение антиоксидантных свойств наночастиц диоксида церия, аблированных из импортной и лабораторной мишеней в окислительной фотокаталитической деградации метиленового синего.
Методы. Путем прессования порошка диоксида церия и отжига прессованной мишени были получены лабораторные мишени, которые подверглись процессу лазерной абляции. Методом атомно-силовой микроскопии выполнена характеризация наночастиц диоксида церия. Спектрофотометрическим методом выполнено исследование антиоксидантных свойств наночастиц диоксида церия. Изучена и сравнена антиоксидантная активность аблированных наночастиц, полученных из двух мишеней в окислительной фотокаталитической реакции. Методом лазерной абляции получены наночастицы диоксида церия с высокой антиоксидантной активностью.
Результаты. Методом атомно-силовой микроскопии установлены средние предельные размеры нецентрифугированных и центрифугированных при скорости 1000 об/мин аблированных наночастиц диоксида церия. Выявлено, что элементный состав порошка диоксида церия, из которого прессовалась лабораторная мишень, и элементный состав импортной мишени совпадают, и процент примеси в них находится в рамках допустимого для проведения процесса лазерной абляции. Было проведено сравнение антиоксидантной активности наночастиц диоксида церия, аблированных из лабораторной и импортной мишеней. Полученные в ходе исследования данные свидетельствуют о том, что наибольшую антиоксидантную активность проявляют наночастицы диоксида церия, полученные из лабораторной мишени.
Заключение. Наночастицы диоксида церия, подвергнутые лазерной абляции из лабораторной мишени, представляют собой наноматериалы, являющиеся антиоксидантами, инактивирующими активные формы кислорода в фотокаталитической реакции. Антиоксидантная активность наночастиц диоксида церия, полученных из лабораторной мишени, не ниже, а выше, чем у наночастиц, полученных из импортной мишени. Данные свойства наночастиц диоксида церия обусловлены наличием на их поверхности кристаллических дефектов типа кислородных вакансий.

Цель. Получение коллоидного раствора, стабилизированного стеариновой кислотой наночастиц гексагонального нитрида бора, анализ и визуализация структурообразования и его пространственных характеристик, создание и исследование плавающих монослоев на водной поверхности.
Методы. Определение химической структуры проводилось с помощью ИК-спектроскопии; моделирование кристаллической структуры и процессов синтеза коллоидного раствора осуществлялось с использованием программного пакета Materials Studio 2020 с модулями CASTEP, Forsite, Blends Calculation и Dmol3; исследование процесса формирования монослоя проводилось на установке для формирования и исследования монослоев методом Ленгмюра – Блоджетт KSV Nima 2002, располагающей весами Вильгельми; брюстеровская микроскопия и термостабилизация.
Результаты. Синтезирована коллоидная система стабилизированных стеариновой кислотой наночастиц гексагонального нитрида бора. С помощью моделирования из первых принципов показано отсутствие химических реакций и молекулярных деформаций стеариновой кислоты в дисперсионной среде коллоидной системы (хлороформ), а также деформации кристаллических и молекулярных структур при пассивировании молекул стеариновой кислоты на поверхности наночастиц гексагонального нитрида бора. Методами ИК-спектроскопии установлено полное испарение дисперсионной среды и факт устойчивой стабилизации наночастиц. Полученные результаты ИК-спектроскопии хорошо согласуются с данными ab-initio моделирования, показывающими присоединение молекул стеариновой кислоты к поверхности наночастиц гексагонального нитрида бора полярными группами, содержащими атомы кислорода, так как в этом случае достигается минимальное значение энергии данной системы.
Заключение. В работе показана возможность устойчивой стабилизации наночастиц гексагонального нитрида бора молекулами стеариновой кислоты и последующего создания из них монослоя для осаждения бездефектных тонких пленок методом Ленгмюра – Блоджетт с востребованными механическими, электрическими, оптическими и термическими свойствами.

Целью настоящей работы являлось определение некоторых физико-химических и адсорбционно-структурных параметров древесных опилок и их модифицированных аналогов.
Методы. Для определения физико-химических и адсорбционно-структурных параметров древесных опилок и их различных модификаций были использованы гравиметрические, потенциометрические, титриметрические методы анализа.
Для исследования структуры древесных опилок применяли ИК-Фурье-спектрометр Nicolet iS50 и микроскоп OmegaScope™-СЗМ с конфокальным рамановским и флуоресцентным спектрометром.
Создание молекулярных структурных формул проводилось в интегрированном пакете программных средств ChemOffice в ChemDraw 3D.
Результаты. Полученные данные показали, что сорбционная способность древесных опилок зависит от вида модификации и от изменений, произошедших на молекулярном уровне. Наибольшие изменения произошли с типом модификации гидроксида натрия, отмечено наибольшее образование гидроксильных и карбоксильных групп. Результаты ИК-спектрометрии говорят о том, что изменения в структуре модифицированных сорбентов свидетельствуют о возможном улучшении древесных опилок к способности сорбировать, в том числе и прямые красители.
Для определения физико-химических параметров древесных опилок и их различных модификаций были исследованы такие характеристики, как: влажность, рН среды, скорости оседания, набухание, пористость, насыпная плотность.
Осуществлено определение осветляющей способности и адсорбционной активности древесных опилок различных модификаций по метиленовому голубому. Все образцы древесных опилок проявляют сорбционные свойства, могут сорбировать молекулы размером от 0,63 до 1,26 нм.
Определили адсорбционную активность по йоду, характеризуемую йодным числом и адсорбционной активностью. Адсорбционная активность по йоду отличается в значительных пределах (5,874–13,494), что обусловлено различным механизмом сорбции на различных сорбента.
Заключение. В данной работе подтверждено, что модифицирование древесных опилок веществами, имеющими кислую и щелочную среду, положительно влияет на степень сорбции сорбента. Наивысшей сорбционной способностью обладают древесные опилки, модифицированные 1% и 5% NaOH. С помощью ИК-спектроскопии доказано, что в процессе модификации в сорбентах происходят изменения на структурном уровне.