Научные результаты

Введите год
Вихретоковый контроль качества пайки токоведущих соединений обмоток статоров электрических машин с учетом влияния мешающих факторов

Л.Х. Коган, А.Н. Сташков, А.П. Ничипурук

Разработана методика и аппаратура с применением вихретокового преобразователя (ВТП) оригинальной конструкции для неразрушающего контроля степени пропаянности соединительных планок (боковых стенок) с токоведущими стержнями обмоток статоров современных гидрогенераторов с учетом влияния мешающих факторов: 1) изменения в пределах допуска геометрических размеров контролируемых соединений; 2) вариации их электропроводности; 3) влияния соседних соединений. Разработана двухчастотная методика, позволяющая учесть влияние первого фактора на результаты контроля. Установлено, что используемые в обмотках статоров турбогенераторов медные соединительные элементы токоведущих шин имеют существенную по отношению к чувствительности аппаратуры контроля вариацию электропроводности по толщине, в отличие от аналогичных элементов гидрогенераторов, у которых влияния этого фактора на результаты контроля нет из-за технологии их изготовления. Разработан способ отстройки от влияния соседних соединений на результаты контроля, заключающийся в экранировании обмоток ВТП двухслойным экраном из трансформаторной стали.

Влияние пассивации ZnO на взаимодействие с MAPbI3 и Cs0.12FA0.88PbI3 перовскитными солнечными элементами и их фотостабильность

И.С. Жидков, А.И. Кухаренко, Э.З. Курмаев, А.Ф. Акбулатов, Л.Г. Гутцев, О.А. Краевая, Н.А. Емельянов, Г.В. Шилов, В.В. Озерова, Н.Н. Дремова, П.А. Трошин

В настоящей работе исследовано влияние пассивации ZnO различными функциональными группами – ацетатной (CH3COO–), гидроксильной (OH-) и аминной (-NH2, -NHCH3), на состав поверхности, взаимодействие с MAPbI3 и Cs0.12FA0.88PbI3 перовскитными материалами и их фотостабильность. Для оценки различий в элементном составе поверхности выращенных пленок ZnO использовался метод рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (XPS), включающий измерения остовных уровней и валентных полос. Как следует из рисунка 18, пассивация ZnO оказалась наиболее эффективной для образцов с аминными группами, для которых XPS O 1s и Zn 2p не показали преобладания связей Zn-O и Zn-OH на поверхности, а в основном формирование Zn-NH4OH связей. Последующие измерения оптических спектров интерфейсов ZnO/MAPbI3 и ZnO/Cs0.12FA0.88PbI3 показали, что пассивация поверхности ZnO аминными группами обеспечивает рекордную устойчивость пленок перовскита MAPbI3 и Cs0.12FA0.88PbI3 в течение 4000 и 5000 часов непрерывного освещения белым светом, соответственно.

Покрытия против схватывания металлов в условиях длительного высокотемпературного контакта

Ю.С. Коробов, К.А. Берсенев, Д.И. Давыдов, Е.П. Заварзина, А.В. Макаров, Д.И. Лебедев, А.О. Петрова, В.А. Сирош, Ю.В. Худорожкова

Разработаны методика оценки склонности к схватыванию металлических поверхностей в условиях давления в зоне контакта при 700 - 900 °С, атмосфере (H2–N2) и влажности из-за наличия адсорбированного кислорода; технология изготовления сферических порошков вида NiCrAlY, упрочненных дисперсными оксидами Y2O3. Результаты структурно-фазового анализа, профилометрии поверхностей до и после испытания по данной методике, высокотемпературных трибологических тестов, термоциклирования покрытий показали достоверность указанной методики в оценке мер против схватывания металлов, а также эффективность применения покрытий из сферических порошков вида NiCrAlY+Y2O3 в условиях длительного высокотемпературного контакта за счет высокой жаропрочности и образования шпинелей по всему сечению. На основе результатов исследований разработана и реализована технология получения плазменных покрытий на печных роликах в агрегатах отжига ленты из трансформаторной стали.

Применение наночастиц магнетита для извлечения вольфрама из водных растворов

Ю.А. Бахтеева, М.С. Филинкова, И.В. Медведева, И.В. Бызов, Н.В. Подвальная

Разработан технологически простой и экологичный способ извлечения ионов вольфрама из водных растворов, включающий сорбцию ионов вольфрама наночастицами магнетита Fe3O4 и последующее отделение твердой фазы от воды в процессе магнитной сепарации. Применение нетоксичных и безопасных для окружающей среды наночастиц магнетита обеспечивает экологичность предлагаемого способа, поскольку позволяет исключить альтернативное добавление значительных количеств токсичных реагентов в процессе водоочистки. Установлена высокая эффективность сорбции вольфрама наночастицами магнетита (сорбционная емкость 270 мг/г), что позволяет получать очищенную воду с остаточной концентрацией вольфрама, не превышающей значения предельно допустимой концентрации, ПДК = 0,0008 мг/л, для водоемов рыбохозяйственного назначения. Показано, что наиболее эффективное сорбционное поглощение вольфрама происходит при значении кислотности водной среды рН = 5, которое близко к значению кислотности технологических сточных вод предприятий, производящих вольфрамосодержащую продукцию. Обнаруженная высокая эффективность сорбента в неагрессивной среде обеспечит снижение износа оборудования в химической стадии водоочистки.

Нанесение тонких пленок карбида бора магнетронным распылением порошковой мишени

Н.В. Гаврилов, Р.В. Емлин, А.Б. Владимиров, С.А. Плотников, Е.А. Кравцов

Твердые и износостойкие пленки из карбида бора, получаемые магнетронным распылением твердых мишеней, широко применяются в промышленности для повышения стойкости материалов к истиранию, коррозии и высоким температурам, а также в производстве электронных компонентов и солнечных батарей, вследствие высокой твердости, термической стабильности, высокой износостойкости и химической инертности в широком интервале температур. Вместо традиционного использования для магнетронного распыления твердых мишеней предложена технология получения пленки из карбида бора магнетронным распылением порошковой мишени из непрессованного порошка карбида бора. Полученные по новой технологии тонкие пленки карбида бора обладают высокой адгезией к подложке, однородной структурой, минимальной шероховатостью поверхности пленки. Порошковая мишень не требует длительного процесса термического спекания порошка карбида бора при высоких давлениях и стоит значительно дешевле твердой мишени. Стоимость прессованной твердой мишени весом порядка 100 г. составляет 38200 рублей, а стоимость порошка карбида такого же веса - 400 рублей.

Аддитивная сварка трением с перемешиванием хромоциркониевой бронзы – эффективный способ восстановления плит кристаллизаторов МНЛЗ

А.В. Макаров, Н.В. Лежнин, Е.Г. Волкова, Ю.С. Коробов, А.И. Валиуллин, А.Б. Котельников, А.А. Вопнерук, А.И. Бодякова, И.С. Никитин, С.Ю. Миронов

Решена актуальная задача восстановления плит кристаллизаторов машин непрерывного литья заготовок (МНЛЗ) применением разработанной аддитивной технологии на основе сварки трением с перемешиванием (СТП) (патент РФ 2826836). Многопроходная плоскостная СТП с жидкостным или газовым охлаждением позволяет наносить один или несколько слоев из хромоциркониевой бронзы толщиной 5-10 мм без критичных дефектов сплошности. Возможное разупрочнение хромоциркониевой бронзы в результате укрупнения частиц вторичных фаз при СТП может быть эффективно устранено термической обработкой – закалкой с последующим старением (патент РФ 2826836). На Международной промышленной выставке ИННОПРОМ-2025 продемонстрировано восстановление толщины полноразмерной плиты слябового кристаллизатора методом СТП с последующим фрезерованием и нанесением износостойкого композиционного покрытия (полезная модель к патенту РФ 228803). Новая технология обеспечит бесконечный цикл эксплуатации слябовых кристаллизаторов и практически исключит потребность в их импорте.

Нелинейная динамика полуограниченных ферромагнетиков с различными типами анизотропии

В.В. Киселев, А.А. Расковалов

В рамках модели Ландау – Лифшица выполнено комплексное исследование нелинейной динамики солитонов и диспергирующих волн в полуограниченных ферромагнетиках с различными типами объемной магнитной анизотропии при физически мотивированных краевых условиях, обусловленных нанесением пленочных покрытий на поверхность образца. Предсказаны и проанализированы особые типы солитонов, определяющие динамические процессы перемагничивания поверхностных слоев материала. Структура ядер приграничных солитонов существенно зависит от значений поверхностной анизотропии, определяющей степень закрепления спинов на границе образца. Найдены условия формирования локализованных вблизи границы образца и движущихся солитонов. Вычислены повороты намагниченности в центрах движущихся доменных границ и изменения фаз внутренних колебаний прецессирующих бризеров после их отражения от края образца. Показано, что любое локализованное начальное возбуждение полуограниченного ферромагнетика можно трактовать в терминах идеального газа солитонов и квазичастиц непрерывного спектра диспергирующих волн.

Эффекты экстремального воздействия высокого давления в структурных, электрических и оптических свойствах галогенидных перовскитов

И.В. Жевстовских, Н.В. Морозова, И.В. Коробейников, М.Н. Сарычев, О.И.Семенова, Т.С. Сухих, С.В. Овсянников

Экспериментально обнаружено, что многократное циклическое воздействие высокого давления (до 12 ГПа) на монокристаллы галогенидных перовскитов модифицирует их структурные, электронные и оптические свойства. На примере перовскита CH3NH3PbI3 показано, что фазовая стабильность кристалла может контролироваться структурными дефектами и напряжениями, выявлена хорошая корреляция электрических и оптических свойств вблизи фазовых переходов. В перовските CsPbBr3 после обработки давлением обнаружено более значительное, чем в CH3NH3PbI3, изменение люминесцентных свойств. Предложена интерпретация, учитывающая электрон-фононное взаимодействие, связанное с наклоном октаэдров PbBr6, образующих структуру перовскита. Предложенный метод обработки высоким давлением галогенидных перовскитов может использоваться для модификации их свойств с целью улучшения и расширения технологического потенциала.

Лондоновская глубина и двух-щелевая сверхпроводимость никелатов при нормальном и высоком давлениях

Е.Ф. Таланцев

Сверхпроводимость в никелатах как теоретическая возможность была впервые рассмотрена Анисимовым с соавторами в 1999 году (10.1103/PhysRevB.59.7901)). Экспериментальное открытие сверхпроводимости в сверхсжатом La3Ni2O7−δ произошло спустя четверть века в 2023 году (10.1038/s41586-023-06408-7). В данной работе проведено приближение температурных зависимостей электропроводности бесконечно-слоевых никелатных сверхпроводников Nd1-xSrxNiO2 функцией Блоха-Грюнайзена и определены характеристические температуры и показатели степени этой функции. Также в данной работе впервые в мировой литературе определена Лондоновская глубина проникновения магнитного поля l(0) в тонкопленочных La3-xPrxNi2O7−δ (0.0≤x≤1.0) находящихся при нормальном давлении. Было обнаружено, что La3-xPrxNi2O7−δ является двух-щелевым сверхпроводником. Амплитуды щелей, D1(0) и D2(0), а также l(0), были определены из плотности критического тока в собственном поле, Jc(sf,T). Величины lab(0) в никелатах оказались в десятки раз больше этих величин в купратах. Анализ верхнего критического поля в сверхсжатых объемных Lan+1NinO3n+1 подтвердил, что никелаты Раддлсдена-Поппера являются двухщелевыми сверхпроводниками.

Закономерности формирования структуры и свойств Al сплавов, полученных аддитивными технологиями (селективным лазерным сплавлением и послойной электродуговой наплавкой)

И.Г. Бродова, И.Г. Ширинкина, А.О. Курышев, В.В. Астафьев, М.А. Шолохов, Ю.С. Коробов, Г.А. Биленко, С.В. Афанасьев, А.И. Кленов, А.О. Коротеев, А.Ю. Мельников

Изучены структурно фазовые превращения и прочностные свойства конструкционных алюминиевых сплавов эвтектического и твердорастворного типов, полученные двумя аддитивными технологиями (АТ) – селективным лазерным сплавлением (СЛС) и электродуговым выращиванием (WAAM). Установлено, что в условиях неравновесной кристаллизации – высоких температурных градиентов и скоростей охлаждения расплава (V= 105 с-1 при СЛС и V=103 с-1 при WAAM) происходит закономерное измельчение структурных составляющих – зерен Al твердого раствора и эвтектики. В СЛС сплавах формирование микроструктуры с размером зёрен 6-8 мкм, имеющих ячеисто-дендритное строение, сопровождается образованием пересыщенных Al твердых растворов. В результате оптимизации режимов WAAM получены трехмерные детали из эвтектического Al-Si сплава и Al-Mg сплава с мелкозернистой структурой и плотностью 97-98%. Показана корреляция структурно - фазового состояния АТ сплавов с их прочностными свойствами, которые в 1,2-2,5 раза превышают показатели аналогов, изготовленных традиционными способами.

Страницы