WWW.LIB.KNIGI-X.RU
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - Электронные матриалы
 

Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 7 |

«Главный редактор д.и.н., профессор И.Р. Плеве Зам. главного редактора д.т.н., профессор А.А. Сытник Ответственный секретарь д.ф.-м.н., профессор В.В. Астахов Редакционный совет: д.т.н. В.И. ...»

-- [ Страница 1 ] --

ВЕСТНИК Научно-технический журнал

САРАТОВСКОГО Издается с 2003 г.

Выходит один раз в квартал

ГОСУДАРСТВЕННОГО Июнь 2011 г.

ТЕХНИЧЕСКОГО

Журнал включен в перечень ведущих

УНИВЕРСИТЕТА рецензируемых журналов и научных изданий,

2011 утвержденный президиумом ВАК Министерства образования и науки РФ, №2 (55) в которых публикуются основные научные результаты диссертаций на соискание Выпуск 1 ученых степеней доктора и кандидата наук Главный редактор д.и.н., профессор И.Р. Плеве Зам. главного редактора д.т.н., профессор А.А. Сытник Ответственный секретарь д.ф.-м.н., профессор В.В. Астахов Редакционный совет: д.т.н. В.И. Волчихин, д.т.н. В.А. Голенков, д.и.н. В.А. Динес, д.х.н. В. Зеленский (Польша), д.т.н. В.А. Игнатьев, д.т.н. В.В. Калашников, д.т.н. И.А. Новаков, д.и.н. И.Р. Плеве (председатель), д.т.н. А.Ф.Резчиков, д. социол. н. С.Б. Суровов, д.т.н. А.А. Сытник (заместитель председателя), д.ф.-м.н. Я. Аврейцевич (Польша), д.э.н. У. Арнольд (Германия), д.ф.-м.н. Э. Мерсер (Великобритания), д.э.н. Э. де Соузе Феррейра (Португалия), д.т.н. Т. Чермак (Чехия), д.э.н. Ю.В. Шленов Редакционная коллегия: д.т.н. В.А. Крысько, д.ф.-м.н. В.В. Астахов, д.х.н. А.В. Гороховский, д.т.н. В.Н. Лясников, д.ф.-м.н. Л.А. Мельников, д.т.н. Р.З. Аминов, д.т.н. Ю.Г. Иващенко, д.т.н. А.С. Денисов, д.т.н. А.А. Сытник, д.т.н. А.А. Большаков, д.филос.н. Д.В. Михель, д.биол.н. Е.И. Тихомирова, д.э.н. А.Н. Плотников, д.и.н. Г.В. Лобачева Редактор Л.А. Скворцова Компьютерная верстка Ю.Л. Жупиловой Перевод на английский язык М.И. Балакина Адрес редакции: Подписано в печать 15.06.11 Саратов, 410054, ул. Политехническая, 77 Формат 6084 1/8 Бум.офсет.



Телефон: (845 2) 99-86-38 Усл. печ. л. 41,5 Уч.-изд. л. 19,0 E-mail: vestnik @ sstu. ru Тираж 500 экз. Заказ 239 http://dni. sstu. ru/vestnik.nsf Отпечатано в Издательстве СГТУ, Факс: (845 2) 52-53-02 410054, г. Саратов, ул. Политехническая, 77

–  –  –

Drafting committee: Prof. V.I. Volchihin, Prof. V.А. Golenkov, Prof. V.А. Dines, Prof. V. Zelensky (Poland), Prof. V.А. Ignatyev, Prof. V.V. Kalashnikov, Prof. I.А. Novakov, Prof. I.R. Pleve (Chairman), Prof. А.A. Sytnik Prof. А.F. Rezchikov, (Vice of the Chairman), Prof. S.B. Surovov, Prof. Y. Avreytsevich (Poland), Prof. U. Arnold (Germany), Prof. A. Merser (UK), Prof. E. D’Sousa Ferreira (Portugal), Prof. T. Chermak (Chezh Republic), Prof. Y.V. Shlenov Editorial board: Prof. V.A. Krysko, Prof. V.V. Astakhov, Prof. A.V. Gorokhovski, Prof. V.N. Lyasnikov, Prof. L.A. Melnikov, Prof. R.Z. Aminov, Prof. Y.G. Ivashchenko, Prof. A.S. Denisov, Prof. A.A.Sytnik, Prof. A.A. Bolshakov, Prof. D.V. Mikhel, Prof. Y.I. Tikhomirova, Prof. A.N. Plotnikov, Prof. G.V. Lobacheva

–  –  –

СОДЕРЖАНИЕ

МАТЕМАТИКА И МЕХАНИКА

Балафендиева И.С., Бережной Д.В. Моделирование деформирования железобетонной обделки тоннеля в грунте с учетом одностороннего контактного взаимодействия ее блоков

ФИЗИКА, РАДИОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОНИКА

Коломейцев В.А., Езопов А.В. Электромагнитное взаимодействие компонентов приемного и передающего каналов в приемо-передающих модулях АФАР Х-диапазона

Дрогайцева О.В., Коломейцев В.А., Лойко В.А. Исследование диапазонных свойств согласующих переходов между стандартными волноводами и волноводами сложных сечений

Комаров В.В., Новрузов И.И. Разработка и анализ микроволнового аппликатора для фокусировки электромагнитного поля в тканях человека

Волов М.И., Попов В.С. Математическое моделирование динамики взаимодействия пульсирующего слоя вязкой жидкости с упругими стенками канала, образованного двумя параллельными пластинами

ХИМИЯ И ХИМИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ

Финаенов А.И., Кольченко А.С., Забудьков С.Л., Финаенова Э.В., Краснов В.В.

Электрохимическое получение терморасширяющихся соединений графита для углеродсодержащих композитов

Финаенов А.И., Кольченко А.С., Яковлев А.В., Финаенова Э.В., Колесникова М.А.

Адсорбенты на основе терморасширенного графита

Арзамасцев С.В., Павлов В.В., Артеменко С.Е., Бахарева Н.А., Чембуткина Д.А.

Фосфогипсопластики на основе различных полимерных матриц

Арзамасцев С.В., Павлов В.В., Артеменко С.Е. Ударостойкий базальтопластик на основе термопластичной полиамидной матрицы

Козырев А.А., Кособудский И.Д., Горин Д.А., Гойхман М.Я., Якиманский А.В., Субботина Л.И. Герметизирующие и изоляционные покрытия на основе полиамидоимидов для кристаллов диодных лазеров

Гороховский А.В., Агилар-Гонзалез М.А., Третьяченко Е.В., Никитюк Т.В. Механизм взаимодействия титана калия с водными растворами солей свинца

Горбачев Н.В., Соловьева Н.Д. Анодное растворение электролитически полученного цинка в растворе хлорной кислоты

МАШИНОСТРОЕНИЕ И МАШИНОВЕДЕНИЕ

Лебедев С.В. Крутящий момент завинчивания конического винтового якоря в грунт

Мартыненко К.Ф., Барац Я.И. Силовая напряженность процесса сверления инструментом с модернизированной геометрией режущей части

ЭНЕРГЕТИКА И ЭЛЕКТРОТЕХНИКА

Рогинская Л.Э., Караваев А.А. Особенности работы транзисторного преобразователя в составе компенсатора реактивной мощности с индуктивным накопителем энергии........ 90 Кузьмин В.М., Дубровский И.Н. Математическая модель автономного источника питания стабильной частоты для централизованных систем энергообеспечения

Саттаров Р.Р., Хайруллин И.Х., Исмагилов Ф.Р., Гумерова М.Б. Исследование электромагнитных процессов в двухроторном демпфирующем элементе

СТРОИТЕЛЬСТВО И АРХИТЕКТУРА

Иващенко Ю.Г., Зинченко С.М. Эффективный органоминеральный комплекс для модифицирования цементных композиций

Скрыльников И.Г. Оценка риска разрушения дорожных конструкций в зоне распространения вечной мерзлоты

Вестник СГТУ. 2011. № 2 (55). Выпуск 1 ТРАНСПОРТ Гребенников С.А., Петров М.Г., Гребенников А.С. Снижение погрешности определения внутрицикловых значений угловой скорости коленчатого вала при диагностировании двигателей внутреннего сгорания

Денисов А.С., Альмеев Р.И. Теоретический анализ смазочного процесса подшипников коленчатого вала на переходных режимах работы

Денисов А.С., Иванов И.Г. Теоретические предпосылки влияния режима работы сальника на герметичность уплотнения

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Максимов А.А., Папшев С.В. Индексы и периоды нечетких матриц

Бондаренко А.М. Количественная мера информации в статистической обработке опытных данных

АВТОМАТИЗАЦИЯ И УПРАВЛЕНИЕ

Садомцев Ю.В., Гривенев Д.А. Полунатурное моделирование электрогидравлической системы регулирования скорости вращения вала генератора

Кушников В.А., Яндыбаева Н.В. Управление образовательным процессом вуза на основе модели Форрестера

Яндыбаева Н.В., Кушников В.А. Оценка качества образовательного процесса в вузе на основе модели Форрестера

Вешнева И.В., Мельников Л.А. Применение теории нечетных множеств к задачам оценки и управления формированием компетенций: распознавание текущего состояния............. 181 Сучков В.А., Грицова О.А. Методика корректировки учебного плана с учетом мнений потребителей

Щербаков М.А., Кушников В.А. Модели и алгоритмы системы управления аварийными ситуациями при производстве стекла

ФИЛОСОФИЯ, СОЦИОЛОГИЯ И КУЛЬТУРОЛОГИЯ

Родаева М.Р. «Философские записки» Лондонского королевского общества как источник по истории английского естествознания XVII века

Волошинов А.В., Лосин Д.О. Купеческая архитектура и культурный облик современного провинциального города

Лукин Е.Е. Пути ресоциализации осужденных в России: условно-досрочное освобождение... 214 Лобачева Г.В., Карабут А.К. Реакция российского общества на террористический акт 1 марта 1881 года

Калугина Т.А., Ложенко Н.О. Инновационная деятельность вуза: цели, задачи, управление.. 222 Байкова Е.В. Биоморфные структуры в пространстве города

Бубнова Л.К., Черняева Т.И. Средство как маркер социальной идентичности (на примере исследования потребления Саратовской области)

Орлов М.И. От информационного общества к обществу знаний: концептуализация новой парадигмы цивилизованного развития





Потапова О.Н. Cоциально-демографическая структура предотвратимых потерь населения в России

ЭКОНОМИКА Семенов К.М. Совершенствование инновационно-инвестиционной политики как важнейшее условие модернизации межотраслевых производств

Семенов К.М. Использование кластерной модели в целях практической реализации политики «поляризации развития»

Сенотова А.А. Обучение персонала как необходимая составляющая успешного управления промышленным предприятием (на материалах компаний-производителей цемента)........ 256 Корчагина А.С. Сущность государственно-частного партнерства

Корчагина А.С. Условия развития государственно-частного партнерства в России.................. 270 Краснощекова Е.А. Методики оценки социально-экономического состояния охраны труда на российских предприятиях

Вестник СГТУ. 2011. № 2 (55). Выпуск 1 Дементьев В.В., Фоменко А.В. Перспективы использования логистического подхода в обеспечении проектных организаций человеческими ресурсами

Жаркова Т.В., Фоменко А.В. Структуризация понятия «компетенция» на основе анализа российских и зарубежных работ в области экономики труда

Борисов В.С., Землянухина Н.С. Осуществление регулирования привлечения иностранной рабочей силы без использования института квотирования

Землянухина С.Г., Топунов А.В. Формирование конкурентных преимуществ трудовых ресурсов малого бизнеса

Валгуцкова О.В. Роль профсоюзов в разрешении противоречий в трудовых отношениях в электроэнергетике

Блинова Т.В., Потапов А.П. Трудовой потенциал модернизации российского села.................. 314 Полянская С.В. Организационно-экономические инновации и их роль в развитии учреждений здравоохранения

Вестник СГТУ. 2011. № 2 (55). Выпуск 1

CONTENTS

MATHEMATICS AND MECHANICS

Balafendieva I.S., Berezhnoi D.V. The modeling of deformation of ferroconcrete liner in the ground subject to one-way contact interaction of her blocks

PHYSICS, RADIO ENGINEERING AND ELECTRONICS

Kolomejcev V.А., Ezopov А.V. Electromagnetic interference components receiving and transmitting channel sin receiving and transmitting module active phased array X-band...... 17 Drogaytseva O.V., Kolomeytsev V.A., Loiko V.A. The research of wide band properties of the matching transition between standard waveguide and waveguide with compound crosssection

Komarov V.V., Novruzov I.I. Development and analysis of microwave applicator for electromagnetic field focusing in human tissues

Volov M.I., Popov V.S. Mathematical modelling interaction dynamics between pulsating layer of viscous liquid and elastic walls of channel, created by two parallel plates

CHEMISTRY AND CHEMICAL TECHNOLOGIES

Finaenov А.I., Kolchenko A.S., Zaboudkov S.L., Finaenova E.V., Krasnov V.V. Electrochemical production of intumescent compounds of graphite for carbon composites

Finaenov A.I., Kolchenko A.S., Jakovlev A.V., Finaenova E.V., Kolesnikova M.A. Adsorbents based on expanded graphite

Arzamastsev S.V., Pavlov V.V., Artemenko S.E., Bakhareva N.A., Chembutkina D.A.

Phosphogypsum-plastiс on the basis of different polymeric matrixes

Arzamastsev S.V., Pavlov V.V., Artemenko S.E. Impact-resistant basaltoplastic on the basis of thermoplastic polyamide matrix

Kozyref A.A., Kosobudsky I.D., Gorin D.A., Goikhman M.Ya., Yakimansky A.V., Subbotina L.I.

Encapsulated and isolated coatings based polyamide-imide for the crystals of diode lasers......... 61 Gorokhovsky A.V., Aguilar-Gonzalez М.А., Tretyachenko E.V., Nikityuk T.V. Mechanism of the potassium polytitanate interaction with aqueous solutions of the lead salts

Gorbachev N.V., Solovieva N.D. Anode dissolution of electrolytically produced zinc in the solution of perchloric acid

ENGINEERING AND MACHINE-BUILDING

Lebedev S.V. Torque of the immersion of the conic screw anchorinto

Martynenko K.F., Barats Y.I. Power intensity of process of drilling by the tool with the modernised geometry of a cutting part

POWER ENGINEERING AND ELECTRICAL ENGINEERING

Roginskaya L.E., Karavaev A.A. Features of tranzistor converters part of reactive power compensator with inductive energy storage

Kuzmin V.M., Dubrovskiy I.N. Mathematical model of independent power source of stable frequency for the decentralised power supply systems

Sattarov R.R., Hairullin I.H., Ismagilov F.R., Gumerova M.B. Investigation of electromagnetic processes in double-rotor damping element

ARCHITECTURE AND CONSTRUCTION

Ivaschenko Y.G., Zinchenko S.M. Effective organic-mineral complex for composite cements modification

Skrylnikov I.G. Risk assessment of highway structure failure in permafrost zone

TRANSPORT Grebennikov S.A., Petrov М.G., Grebennikov A.S. The decrease error definition of crankshaft transannular angular speedvalues at engine diagnosing

Denisov A.S., Almeev R.I. The theoretical analysis of crankshaft bearings lubricant process on transitive operating modes

Denisov A.S., Ivanov I.G. Theoretical background of influence of mode appendage of the tight seal 142 Вестник СГТУ. 2011. № 2 (55). Выпуск 1

INFORMATION TECHNOLOGIES

Maximov A.A., Papshev S.V. Indices and periods of fuzzy matrices

Bondarenko A.M. Quantitative information measure in statistical analysis of experimental data....... 158

AUTOMATION AND CONTROL

Sadomtsev Y.V., Grivenev D.A. Seminatural modelling of the electrohydraulic control system for the generator

Kushnikov V.A., Yandybaeva N.V. Higher education process management on Forrester model base..... 172 Yandybaeva N.V., Kushnikov V.A. Evaluation of the quality of the educational process in high school on Forrester model base

Veshneva I.V., Melnikov L.A. Application of the theory of fuzzy sets to problems of assessment and management formation of competences: recognition of current situation

Suchkov V.A., Gritsova O.А. Consumer-based method of curriculum adjustment

Scherbakov M.A., Kushnikov V.A. Models and algorithms of the emergencies control system by glass manufacture

PHILOSOPHY, SOCIOLOGY AND CULTURAL STUDIES

Rodaeva M.R. Philosophical transactions of the royal society of London as a source to the history of the science of the seventeenth century England

Voloshinov A.V., Losin D.O. Merchant architecture and cultural appearance of the modern provincial town

Lukin E.E. Resocialization’s ways of condemned in Russia: releasing up to term

Lobacheva G.V., Karabut A.K. 1 march 1881: public response to the terrorist act

Kalugina T.A., Lozhenko N.O. Innovative activity of high school: purposes, problems, management

Baykova E.V. Biomorphic structures in space of city

Bubnova L.K., Chernyaeva T.I. Water craft as a marker of social identity (in the terms of consumption research of the Saratov region)

Orlov M.I. From an information society to a society of knowledge: conceptualization a new paradigm of civilization developments

Potapova O.N. A social structure of preventing population’s losses in Russia

ECONOMICS Semenov K.M. Improving innovation and investment policy as an essential condition for interindustry modernization of production

Semenov K.M. Using the cluster model in give practical effect the policy of "polarization of development"

Senotova A.A. Staff training as the necessary component of successful management of an industrial enterprise (based on materials of the cement producers)

Korchaginа A.S. Essence of public-private partnership

Korchaginа A.S. Conditions of development of public-private partnership in Russia

Krasnoshchekova E.A. Methods of appreciating the state of accident prevention and of efficiency of its improvement at agricultural enterprises

Dementiev V.V., Fomenko A.V. The logistical approach’s prospects of using in maintenance of the design organizations with human resources

Zharkova T.V., Fomenko A.V. Structurization of concept "competence", based on the analysis of the Russian and foreign works in the field of labor economy

Borisov V.S., Zemlyanukhina N.S. Effectiveness of regulation to attract foreign labor

Zemlyanukhina S.G., Topunov A.V. Formation of competitive advantages of the manpower of the small-scale business

Valgutskova O.V. Role of the trade unions in the settlement of contradiction in the labor relations in the sphere of the power engineering

Blinova T.V., Potapov A.P. Labor potential of modernization of the Russian village

Polyanskaya S.V. Organizational and economic innovation and their role in the development of sphere of health care

Вестник СГТУ. 2011. № 2 (55). Выпуск 1

МАТЕМАТИКА И МЕХАНИКА

–  –  –

МОДЕЛИРОВАНИЕ ДЕФОРМИРОВАНИЯ ЖЕЛЕЗОБЕТОННОЙ ОБДЕЛКИ

ТОННЕЛЯ В ГРУНТЕ С УЧЕТОМ ОДНОСТОРОННЕГО КОНТАКТНОГО

ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ЕЕ БЛОКОВ

Представлена методика решения задач деформирования элементов конструкций, взаимодействующих между собой и с окружающим их физически нелинейно-деформируемым грунтом. Описан специальный контактный конечный элемент. В качестве примера приведен расчет напряженно-деформированного состояния футляра магистрального трубопровода высокого давления.

Пластическое деформирование грунта, контактный конечный элемент, метод конечных элементов

–  –  –

In the research the problem solving methodology for deformation of constructional elements interacting between themselves and with surrounding them physically nonlinearly deformable ground is presented. Special contact finite element is described. As an illustration, the estimate of stress strain behavior for sheath of high pressure major pipeline is given.

Plastic deformation of ground, contact finite element, finite element method

Введение Целями настоящей работы являются разработка и численная реализация методики решения задач определения напряженно-деформированного состояния элементов конструкций подземных, промышленных и транспортных сооружений с учетом контактного взаимодействия с окружающим их физически нелинейно-деформируемым грунтовым массивом. В качестве примера приведен расчет напряженно-деформированного состояния футляра магистрального трубопровода высокого давления, проходящего под железнодорожным полотном и взаимодействующего с окружающим его грунтом сложной физической природы. Расчет проведен с учетом контактного взаимодействия футляра с грунтом и трубопроводом.

Грунты в зоне прокладки трубопровода являются физически нелинейными средами и подчиняются закону Гука лишь в небольшом диапазоне прикладываемых нагрузок.

Математика и механика Существуют многочисленные математические модели [1-4], позволяющие описать процесс их деформирования, которые различаются сложностью разрешающих уравнений. В настоящей работе используется модель, аналогичная модели идеально пластического тела. В соответствии с ней предполагается, что до предельного состояния справедлив закон Гука, а после его достижения среда начинает деформироваться без увеличения воспринимаемой нагрузки, что приводит к перераспределению напряжений во всем объеме. Построение вычислительного алгоритма основано на дискретизации расчетной области в рамках конечно-элементной методики [5-8].

1. Постановка задачи Для уменьшения влияния на прочность трубопровода (при его проведении под железнодорожным полотном) проходящих железнодорожных составов трубопровод на опорах частично помещают в так называемый футляр (стальную трубу большего диаметра).

В этом случае основная нагрузка от веса вышерасположенного грунта и веса проходящего железнодорожного состава (а также от веса самого трубопровода) приходится именно на него. Проводить расчет на прочность всего футляра, а его длина может составлять многие сотни метров, представляется нецелесообразным. Необходимо провести расчет для наиболее загруженной части трубопровода, а именно в том месте, где над ним располагаются железнодорожные пути. Кроме того, футляр с расположенным внутри него на опорах трубопроводом представляет собой периодическую структуру. Поэтому представляется возможным в качестве расчетной области выбрать только часть конструкции, а по краям реализовать условия периодичности.

Исходя из симметрии относительно вертикальной плоскости, проходящей через ось футляра, сам футляр и проходящий через него трубопровод представлены в виде цилиндрических панелей (с углом раствора 1800). Футляр расположен в грунте, а внутри трубопровода транспортируется сжатый газ (этилен). На рис. 1 схематично приведен общий вид расчетной области (исходя из симметрии, приведена только ее четвертая часть) со следующими геометрическими размерами: L1 1 м, L2 1 м, L 3 1 м, L 4 3 м.

–  –  –

Вестник СГТУ. 2011. № 2 (55). Выпуск 1 В расчете предполагается, что магистральный трубопровод представляет собой сплошную трубу внешнего диаметра т Dвн 0.219 м с толщиной стенки т tст 0.008 м, материал которой является изотропным (сталь), для которого модуль Юнга Eст 2 105 МПа, плотность ст 7860 кг м3, коэффициент Пуассона ст 0.3. Футляр – также сплошная труба внешнего диаметра ф Dвн 0.530 м с толщиной стенки тtст 0.012 м, материал которой – сталь. Опора представляет собой параллелепипед, составленный из стальных листов толщиной otст 0.012 м и имеющий габаритные размеры H 1 0.209 м, H 2 0.1 м, H 3 0.17 м.

Транспортируемая по трубопроводу среда (этилен) находится в газообразном состоянии, ее прочностные характеристики можно выбрать следующими: модуль Юнга Eэт 2 МПа, плотность эт 356 кг м, коэффициент Пуассона эт 0, модуль сдвига

–  –  –

ченными по линейным соотношениям теории упругости, и их реальными величинами, которые зависят от механизма контактного взаимодействия (рис. 3).

3. Контактный конечный элемент Для реализации описанной в предыдущем параграфе математической модели взаимодействия накладок в рамках МКЭ определяется так называемый контактный элемент. Геометрически он представляет собой оболочечный четырехугольный элемент с 8 узлами. В качестве исходной информации для него задаются радиус-векторы точек, определяющих нижнюю (нечетные номера) и верхнюю (четные номера) поверхности, и первоначальная толщина H H H, которая может быть постоянной на элементе, а моA B <

–  –  –

Рис. 4. Проекции лицевых поверхностей контактного элемента в процессе деформирования max Здесь u – модуль максимального смещения точек футляра.

Рис. 5. Распределение интенсивности напряжений

5. Выводы Исходя из полученных результатов, следует отметить, что разработанная численная методика исследования напряженно-деформированного футляра магистрального трубопровода с моделированием контактного взаимодействия элементов подконструкций между собой и с окружающим грунтом, проявляющим пластические свойства, дает результаты, хорошо согласующиеся с данными натурных испытаний. Следовательно, на ее основе можно рассчитывать подобные конструкции и получать достоверные результаты.

ЛИТЕРАТУРА

1. Зарецкий Ю.К. Лекции по современной механике грунтов. Ростов н/Д.: РГУ, 1989.

607 с.

2. Николаевский В.Н. Геомеханика и флюидодинамика. М.: Недра, 1996. 448 с.

3. Николаевский В.Н. Механика пористых и трещиноватых сред. М.: Недра, 1984.

232 с.

4. Фадеев А.Б. Метод конечных элементов в геомеханике. М.: Недра, 1987. 221 с.

5. Голованов А.И., Бережной Д.В. Метод конечных элементов в механике деформируемых твердых тел. Казань: Дас, 2001. 300 с.

6. Секаева Л.Р., Бережной Д.В., Коноплев Ю.Г. Исследование взаимодействия деформируемых конструкций с сухими и водонасыщенными грунтами // Математическое моделирование в механике сплошных сред. Методы граничных и конечных элементов: тр. XX Междунар. конф. СПб., 2001. Т.III. С. 156-159.

7. Расчет напряженно-деформированного и предельного состояний железобетонных конструкций, взаимодействующих с грунтовым основанием / Д.В. Бережной, А.И. ГолоВестник СГТУ. 2011. № 2 (55). Выпуск 1 ванов, В.Н. Паймушин, А.А. Пискунов // Проблемы прочности и пластичности: сб. науч.

тр. Вып. 63. Н. Новгород, 2001. С. 170-179.

8. Исследование напряженно-деформированного и предельного состояния сухих и водонасыщенных грунтов / Д.В. Бережной, А.И. Голованов, В.Н. Паймушин, И.Н. Сидоров, Г.А.

Клементьев // Математическое моделирование в механике сплошных сред. Методы граничных и конечных элементов: тр. XIX Междунар. конф. СПб., 2001. Т.II. С. 82-86.

9. Паймушин В.Н., Пискунов А.А., Голованов А.И. Численное моделирование общего напряженно-деформированного состояния трехмерных тел с дискретными нерегулярными включениями в виде стержней // Прикладные проблемы прочности и пластичности. Численное моделирование физико-механических процессов: сб. науч. тр. М., 1998. С. 3-10.

Бережной Дмитрий Валерьевич – Berezhnoi Dmitri Valerjevich – кандидат физико-математических наук, candidate of physical-mathematical science, доцент кафедры теоретической механики associate professor, department of engineering Казанского (Приволжского) федерального mechanics Kazan (Volga region) университета federal university Балафендиева Ирина Сергеевна – Balafendieva Irina Sergeevna – аспирантка кафедры теоретической postgraduate student, department of engineerмеханики Казанского (Приволжского) ing mechanics Kazan (Volga region) federal федерального университета university Статья поступила в редакцию 22.04.2011, принята к опубликованию 30.05.2011

–  –  –

ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ КОМПОНЕНТОВ ПРИЕМНОГО

И ПЕРЕДАЮЩЕГО КАНАЛОВ В ПРИЕМО-ПЕРЕДАЮЩИХ МОДУЛЯХ АФАР

Х-ДИАПАЗОНА Описываются основные характеристики разрабатываемого на производственной базе ЗАО «НПЦ «Алмаз-Фазотрон» приемопередающего модуля активных фазированных антенных решеток Х-диапазона и предъявляемые к ним требования. Авторы предлагают ввести импульсный режим работы приемного канала для устранения возможности возникновения положительной обратной связи в передающем канале, вызванной большим суммарным усилением.

–  –  –

ELECTROMAGNETIC INTERFERENCE COMPONENTS RECEIVING AND

TRANSMITTING CHANNELS IN RECEIVING AND TRANSMITTING MODULE

ACTIVE PHASED ARRAY X-BAND

This article describes the main characteristics being developed on production basis of JSC “SIC “Almaz-Fazotron” transmitting-receiving module of active phased antenna arrays for X-band and their requirements. The authors propose to introduce a pulse mode receiving channel to eliminate the possibility of positive feedback in the transmitting channel, caused by a large total gain.

Active phased array, receiving and transmitting module, power amplifier X-band

Приемо-передающий модуль АФАР (ППМ) – основа пространственного канала обработки и формирования сигнала в АФАР. ППМ представляет собой единичный приемопередатчик, как правило, выполненный в отдельном корпусе.

Современный приемопередающий модуль выполняет следующие функции:

1) формирует заданный уровень СВЧ-мощности в излучателе АФАР;

2) принимает СВЧ-сигналы с требуемой чувствительностью и защитой малошумного усилителя (МШУ) приемного канала;

3) управляет раздельно амплитудой и фазой излучаемых и принимаемых СВЧсигналов с обеспечением требуемой глубины регулировки, точности установки и стабильности во времени, в заданном частотном и динамическом диапазонах;

Вестник СГТУ. 2011. № 2 (55). Выпуск 1

4) управляет переключателями прием-передача;

5) компенсирует температурную зависимость коэффициентов передачи ППМ в режимах передачи и приема;

6) принимает и хранит кодовые команды цифрового вычислителя;

7) выдает коды состояния основных параметров и общего сигнала исправности для контроля.

Типовая блок-схема приемо-передающего модуля приведена на рис. 1. С одной стороны модуль подключается к антенной решетке, с другой – поочередно к приемнику обработки сигнала и генератору СВЧ-сигнала в режимах приема и передачи соответственно.

Рис. 1. Типовая блок схема приемопередающего модуля АФАР

Основные требования, накладываемые на приемо-передающий модуль:

1) линейный режим работы;

2) чистый спектр излучаемых сигналов, т.е. отсутствие возбуждения усилителей;

3) коэффициент усиления порядка 40 дБ для передающего и порядка 30 дБ для приемного каналов.

Разработка приемо-передающего модуля, отвечающего приведенным требованиям, ведется научно производственным центром «Алмаз-Фазотрон». Одной из наиболее сложно решаемых задач практической реализации приемо-передающих модулей является требование по габаритам модуля. Габаритные размеры модулей АФАР определяются возможностью размещения их в антенной решетке, поскольку для исключения побочных максимумов излучения при сканировании шаг решетки не должен превышать /2, где – длина волны в свободном пространстве. Поэтому при разработке модулей АФАР возникает задача их миниатюризации, которая усложняется по мере укорочения длины волны.

Основными активными элементами ППМ являются монолитные интегральные схемы (МИС), выполненные на арсениде галлия. В МИС на одном кристалле выполнены и активные элементы, и пассивные согласующие цепи. Высокая диэлектрическая проницаемость GaAs позволяет уменьшить длину волны в линии, а современные технологии изготовления тонких подложек позволяют уменьшить и поперечные размеры проводников, что, в свою очередь, позволяет еще больше миниатюризировать МИС. Пределы миниатюризации электромагнитных систем и активных приборов СВЧ ограничены, с одной стороны, современным уровнем их технологии и производства, а с другой – чрезмерной локализацией тепловыделения, требующей применения эффективных теплоотводов и устройств охлаждения.

Уровень миниатюризации современной элементной базы позволяет использовать в качестве мощных усилителей кристаллы размером не более 5 5 мм, а в качестве малошумных усилителей – кристаллы размером не более 1,2 2,0 мм (рис. 2). Для частот Х-диапазона шаг решетки составляет порядка 15 мм. Несмотря на достигнутый уровень Физика, радиотехника и электроника миниатюризации элементной базы, необходимость в обвязке конденсаторами цепей питания, а также подвод цепей управления в совокупности с ограничениями на ширину канала не более 15 мм не позволяет разместить приемный и передающий каналы в отдельных радиогерметичных отсеках.

Рис. 1. Топология выходного усилителя мощности (слева) и габаритные размеры малошумного усилителя (справа) Суммарный коэффициент усиления приемного и передающего каналов составляет порядка 80 дБ, а суммарные развязки ферритных вентилей и транзисторных переключателей – не более 60-70 дБ, что дает возможность появления паразитной обратной связи и возбуждения канала. Каскадирование ключей и ферритных вентилей для увеличения уровня развязки нецелесообразно, т.к. при суммарном усилении порядка 80 дБ положительная обратная связь может возникать и по объему радиогерметичного отсека канала.

На рис. 3 представлен спектр возбуждения передающего канала без подачи СВЧ мощности на вход устройства. На рис. 3 хорошо видны семь ярко выраженных спектральных линий, на которых происходит возбуждение. На частоте 11,58 ГГц мощность возбуждения максимальна, что свидетельствует о наличии резонанса и, как следствие, сильной положительной обратной связи.

Рис. 2. Спектрограммы передающего канала при включенном (слева) и при выключенном (справа) питании малошумного усилителя Рис. 4. Спектрограммы выходного сигнала различного уровня мощности при непрерывном (слева) и импульсном (справа) питании малошумного усилителя

–  –  –

В рамках данной конструкции был предложен подход импульсного питания не только передающего, но и приемного каналов. На рис. 4 представлена осциллограмма импульсов питания выходного усилителя мощности (УМ) и приемного малошумного усилителя (МШУ). Питание с МШУ снимается непосредственно перед включением передатчика, а подается сразу после его выключения. Временные зазоры составляют порядка 40-50 нс. Введение импульсного режима питания приемного канала позволяет решить проблему возбуждения передающего канала из-за возникновения положительной обратной связи, вызванной большим суммарным усилением.

На рис. 5 показаны спектрограммы сигнала на выходе приемо-передающего модуля для двух режимов: непрерывного и импульсного питания МШУ при различных уровнях мощности полезного сигнала. При переходе в режим насыщения возбуждение пропадает, усилитель начинает работать устойчиво. Это известное свойство мощных усилителей. Но так как приемо-передающий модуль АФАР должен работать в линейном режиме, использование данного свойства невозможно. Поэтому применение импульсного питания малошумных усилителей представляется целесообразным.

Проведенное исследование показывает, что при малых габаритах приемопередающих модулей и технологических трудностях размещения приемного и передающего каналов в отдельных радиогерметичных отсеках введение импульсной работы приемного канала позволяет устранить паразитную обратную связь и решить проблему возбуждения передающего канала.

ЛИТЕРАТУРА

1. Воскресенский Д.И., Конащенков А.И. Активные фазированные антенные решетки. М.: Радиотехника, 2004.

Коломейцев Вячеслав Александрович – Kolomejcev Vyacheslav Aleksandrovich – доктор технических наук, профессор Ph.D., Professor of Department "Radio кафедры «Радиотехника» Саратовского Engineering", Saratov State Technical государственного технического University университета Езопов Андрей Владимирович – Ezopov Аndrey Vladimirovich – инженер ЗАО «НПЦ «Алмаз-Фазотрон», engineer, «SIC Almaz-Fazotron» JSC, Saratov г. Саратов Статья поступила в редакцию 21.05.2011, принята к опубликованию 30.05.2011 УДК 621.372.8

–  –  –

ИССЛЕДОВАНИЕ ДИАПАЗОННЫХ СВОЙСТВ СОГЛАСУЮЩИХ

ПЕРЕХОДОВ МЕЖДУ СТАНДАРТНЫМИ ВОЛНОВОДАМИ

И ВОЛНОВОДАМИ СЛОЖНЫХ СЕЧЕНИЙ

Исследуются электродинамические свойства плавных согласующих переходов между прямоугольным волноводом и прямоугольным волноводом с Т-ребром, а также полоса пропускания данных переходов в зависимости от изменения геометрии перехода в направлении распространения доминантной волны.

Вестник СГТУ. 2011. № 2 (55). Выпуск 1 Согласующий переход, полоса пропускания, критическая длина волны, доминантная волна, прямоугольный волновод с Т-ребром

–  –  –

THE RESEARCH OF WIDE BAND PROPERTIES OF THE MATCHING

TRANSITION BETWEEN STANDARD WAVEGUIDE AND WAVEGUIDE

WITH COMPOUND CROSS-SECTION

Electrodynamic properties of waveguide tapers between rectangular waveguide and rectangular waveguide with T-edge, passband of these waveguide tapers, which depends of geometry of the taper in dominant wave direction, are researched in this article.

Matching transition, a passband, critical length of a wave, a dominant wave, a rectangular waveguide with T-edge

–  –  –

ной волны в основном сосредоточено в области ёмкостного зазора, при этом само поле имеет однородную структуру, что принципиально важно для обеспечения равномерного нагрева диэлектрических материалов (qV=const). В-третьих, в ВСС напряженность электрического поля значительно выше, чем в стандартных волноводах, что позволяет на основе данных волноводов создать СВЧ установки с высоким темпом нагрева, позволяющие обеспечить высокотемпературную термообработку материалов.

В-четвёртых, ВСС обладают значительно большей широкополосностью, нежели СВ, что принципиально важно при термообработке материалов, электрофизические и тепловые параметры которых изменяются в процессе нагрева.

Для направленной передачи СВЧ мощности от генератора в рабочую камеру необходимо осуществить сочленение стандартного волновода с ВСС, что достигается посредством плавных согласующих переходов СВ-ВСС.

Для перехода между волноводами различных поперечных сечений используются разнообразные согласующие переходы, построение которых основано на решение внутренней краевой задачи электродинамики (ВКЗЭ). Данные переходы должны отвечать ряду требований, предъявляемых к ним. К таким требованиям относятся: плавное изменение волнового сопротивления по всей длине перехода в направлении распространения волны, что позволяет повысить уровень прошедшей в рабочую камеру СВЧ мощности; пропускная способность согласующего перехода должна обеспечивать прохождение СВЧ мощности во всём доминантном диапазоне частот СВ.

Все согласующие переходы в зависимости от их внешней геометрии можно классифицировать следующим образом:

1) линейные – линейное изменение как внешней, так и внутренней геометрии;

2) нелинейные: нелинейное изменение внешней геометрии; нелинейное изменение внутренней геометрии; нелинейное изменение как внешней, так и внутренней геометрии.

Переходы с линейным изменением как внешней, так и внутренней геометрии являются наиболее простыми с точки зрения их изготовления, что, неоспоримо, является одним из достоинств переходов данного типа. Построение согласующих переходов различной конфигурации основано на решении прямой или обратной внутренней краевой задачи электродинамики.

Провести расчёт плавных согласующих переходов СВ-ВСС чисто аналитическим путём невозможно вследствие сложности геометрии ВСС. В данной работе расчёт плавных согласующих переходов осуществляется графоаналитическим методом с помощью номограммы синтеза. В качестве примера рассмотрим процесс расчёта геометрии согласующего перехода между прямоугольным волноводом (ПрВ) и прямоугольным волноводом с Т-ребром (ПВТР).

На рис. 1 приведена номограмма синтеза переходов ПрВ-ПВТР, являющаяся результатом комплексного исследования электродинамических свойств полых ВСС на основе численного решения внутренней краевой задачи электродинамики (ВКЗЭ) для ПВТР методом конечных элементов с использованием принципа Галёркина и взвешенных невязок [2].

Данная номограмма справедлива при соблюдении следующих условий:

b l 0,5; 0,05,   (1) a a где a, b – соответственно размеры широкой и узкой стенок прямоугольного волновода с Т-ребром; l – толщина стенки Т-ребра. Считается, что при выполнении соотношения (1) величина l не оказывает существенного влияния на собственные электродинамические параметры согласующего перехода. Номограмма содержит зависимости кривых и с 0 / а от геометрических размеров t / а, d / b, соответствующих рассматриваемому сечению согласующего перехода. В основе определения величины с1 лежит соотношение Зависимости длин волн основного и первого высшего типов приведены на рис. 3.

В результате исследований данного согласующего перехода установлено, что максимальная полоса пропускания при линейном изменении внутренней геометрии (геометрии Т-ребра) соответствует 77,8 % от доминантного диапазона прямоугольного волновода, то есть в данных переходах происходит уменьшение полосы пропускания. Для того, чтобы повысить ширину полосу пропускания, необходимо, чтобы критическая длина волны основного типа перехода ( С 0 ) была больше критической длины волны прямоугольного волновода ( С0 ), а критическая длина ПрВ волны С1 перехода должна быть мень- 324 ше С1

–  –  –

Вестник СГТУ. 2011. № 2 (55). Выпуск 1 ПВТР, когда для заданной геометрии перехода требуется определить его электродинамические параметры (полоса пропускания). Второй способ устранения уменьшения полосы пропускания ПрВ может быть достигнут на основе нелинейных согласующих переходов.

Расчёт нелинейных переходов ПрВ-ПВТР представляет собой графоаналитическое решение обратной внутренней краевой задачи электродинамики для ВСС, когда неизвестна геометрия, обеспечивающая заданные электродинамические свойства перехода. Решение обратной ВКЗЭ для ВСС значительно труднее решения прямой внутренней краевой задачи электродинамики, поскольку заданному распределению С 0 и С1 могут удовлетворять различные профили переходов в силу многопараметрической функциональной зависимости собственных электродинамических параметров от геометрии поперечного сечения по длине перехода. В связи с этим для нелинейных переходов необходимо решить задачу оптимизации перехода, основными требованиями которой являются выполнение условия (4) и максимально плавное изменение как внутренней, так и внешней геометрии перехода, то есть максимально плавное изменение волнового сопротивления перехода в направлении распространения волны.

Наиболее сложным вариантом нелинейного согласующего перехода является переход с одновременным нелинейным изменением геометрии. Данный переход является наиболее тяжелым в изготовлении из всех вышеприведённых согласующих переходов в силу как внешней, так и внутренней нелинейности своей геометрии. На рис. 5 приведены графики распределения длин волн по длине перехода с нелинейным изменением как внутренней, так и внешней геометрии, а также его конфигурация.

С0(z/L), С1(z/L), мм

–  –  –

Таким образом, наиболее простыми в изготовлении и расчёте являются линейные согласующие переходы, но данные переходы не позволяют передать СВЧ мощность во всем доминантном диапазоне длин волн, что является основным требованием в технике СВЧ. Модернизированные линейные переходы позволяют обеспечить передачу СВЧ мощности во всём доминантном диапазоне длин волн прямоугольного волновода, но его эффективность определяется положением точки перегиба кривой С 0 / a в направлении распространения волны 0,5. Лучшими электродинамическими свойствами обладают переходы с нелинейным изменением либо внешней, либо внутренней геометрии, данные переходы сложнее в изготовлении и расчёте, но такие переходы позволяют передать СВЧ мощность во всём доминантном диапазоне длин волн. Наиболее приемлемыми электродинамическими свойствами обладают согласующие переходы с одновременным нелинейным изменением как внешней, так и внутренней геометрии, несмотря на более сложную конфигурацию данных переходов, они позволяют добиться наибольшей передаФизика, радиотехника и электроника чи СВЧ мощности во всем доминантном диапазоне частот. Создание оптимальных плавных согласующих переходов позволит создать эффективные конвейерные СВЧ установки продольного и поперечного типов равномерного нагрева листовых, жидких и сыпучих материалов.

ЛИТЕРАТУРА

1. Коломейцев В.А., Комаров В.В. Микроволновые системы с равномерным объемным нагревом: в 2 ч. Ч. 1. Саратов: СГТУ, 1997. 160 с.

2. Коломейцев В.А. Взаимодействие электромагнитных волн с поглощающими средами и специальные системы равномерного нагрева: дис.... д-ра техн. наук. Саратов, 1999. 432 с.

3. Коломейцев В.А., Яковлев В.В. Плавные переходы для согласования прямоугольного волновода и прямоугольного волновода с Т-ребром // Радиотехника. 1990. №2. С. 89-90.

Дрогайцева Ольга Викторовна – Drogaytseva Olga Viktorovna – ассистент кафедры «Радиотехника» the assistant of Department «Radio Саратовского государственного Engineering» of Saratov State Technical технического университета University Коломейцев Вячеслав Александрович – Kolomeytsev Vyacheslav Aleksandrovich – доктор технических наук, профессор Ph.D., Professor of Department «Radio кафедры «Радиотехника» Саратовского Engineering», Saratov State Technical государственного технического University университета Лойко Виталий Анатольевич – Loiko Vitaliy Anatolievich – студент 4 курса кафедры «Радиотехника» the fourth year student of Department «Radio Саратовского государственного Engineering» of Saratov State Technical технического университета University Статья поступила в редакцию 21.05.2011, принята к опубликованию 30.05.2011 УДК 615.471:621.372.822

–  –  –

РАЗРАБОТКА И АНАЛИЗ МИКРОВОЛНОВОГО АППЛИКАТОРА

ДЛЯ ФОКУСИРОВКИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ

В ТКАНЯХ ЧЕЛОВЕКА

Рассмотрена трехмерная численная модель линзового микроволнового аппликатора для терапии раковых опухолей. Установлены оптимальные размеры аппликатора, обеспечивающие минимальный уровень отражения. Получены распределения электромагнитных и тепловых полей в области взаимодействия.

Микроволновая терапия, биоткани, коаксиальная линия, электромагнитное поле, численное моделирование

DEVELOPMENT AND ANALYSIS OF MICROWAVE APPLICATOR FOR

ELECTROMAGNETIC FIELD FOCUSING IN HUMAN TISSUES

Three-dimensional numerical model of lens microwave applicator for tumor therapy is considered. Optimal sizes providing minimal level of reflection are determined. Distributions of electromagnetic and thermal fields in the interaction domain are obtained.

Microwave therapy, coaxial line, electromagnetic field, numerical modeling Терапия раковых опухолей электромагнитным (ЭМ) полем является одной из перспективных медицинских технологий наших дней. Для облучения СВЧ-энергией биологических тканей создано достаточно много неинвазивных систем и устройств, в том числе специальные резонаторные камеры [1], микрополосковые и волноводные антенные излучатели (аппликаторы), различных типов. Чаще всего в качестве контактных микроволновых аппликаторов (КМА) предлагается использовать стандартные прямоугольные волноводы (ПрВ) [2-4]. Попытки увеличить глубину проникновения поля в биоткани за счет снижения рабочих частот таких аппликаторов до 915 или 433 МГц приводят к увеличению размеров волноводного элемента. В этом случае возможны два альтернативных подхода к проектированию излучателей: заполнение ПрВ водой [2] либо переход к иной форме волновода, например желобковой [5] или квадрупольной [6].

Еще одна проблема реализации данных СВЧ-устройств связана с необходимостью фокусировки ЭМ поля в заданной области внутри биологического объекта. Для этого в КМА на ПрВ применяют тонкие металлические пластины, ориентированные в Еплоскости и образующие линзу [2,4]. При возбуждении основной волны Н10 в ПрВ с помощью этих пластин удается сформировать максимум ЭМ поля на определенной глубине от поверхности диссипативной среды.

Адаптация для этих целей квадрупольного волновода позволяет снизить диаметр КМА с рабочей частотой 915 МГц до 12.5 см при его длине 25 см и сконцентрировать поле в центре излучателя [6]. При этом максимум тепловыделения смещается к поверхности облучаемой биоткани, а уровень отраженной мощности достигает 8%.

В данной работе для создания КМА с рабочей частотой 915 МГц предлагается конструкция еще одного волновода сложной формы, а именно цилиндрического волновода с Т-ребрами (ЦВТР), параметры которого были исследованы в [7]. При этом фокусировку поля предлагается проводить с помощью диэлектрической линзы, размещенной между открытым концом излучателя и поглощающей средой, как показано на рис. 1а,в.

Возбуждение КМА осуществляется стандартной коаксиальной линией (2R/2r = 7/3.04 мм). Для имитации прилегающей области (участка тела человека) может быть использована двухслойная модель жировой и мышечной тканей с заданными диэлектрическими свойствами (табл. 1).

Распространение и поглощение ЭМ волн в рассматриваемой системе (рис. 1) описывается неоднородными уравнениями Гельмгольца для комплексных амплитуд электрического ( E ) и магнитного ( H ) полей, а также сторонних источников ( J ст ) с учетом диэлектрических и магнитных (= 1; = 0) свойств биологических тканей:

2 E k 02 ( j ) E j 0 J ст grad ( div J ст ), (1) j 0 2 Н k 02 H rotJ ст, (2) Физика, радиотехника и электроника где k0 0 0 – волновое число свободного пространства; – круговая частота; 0, 0 – диэлектрическая и магнитная постоянные;, – диэлектрическая и магнитная проницаемость среды;, – коэффициент диэлектрических и магнитных потерь.

–  –  –

На металлических стенках аппликатора решения уравнений (1) и (2) должны удовлетворять граничным условиям Неймана и Дирихле, а на границе раздела сред – условиям непрерывности тангенциальных составляющих поля. На границах области, занимаемой биологическими тканями (см. рис. 1), зададим условия рассеяния второго порядка

Эндквиста-Мажда:

t E t jk 0 Et 2 jk 0 n Et, (3) где Et – тангенциальная составляющая электрического поля.

На входе анализируемого СВЧ-двухполюсника должны выполняться условия для возбуждения ТЕМ-волны коаксиальной линии с заданными параметрами гармонического сигнала.

Размеры поглотителя DБ и HБ (рис. 1а) должны выбираться из условия полного поглощения ЭМ волны на некотором расстоянии от источника:

S = 1.15129-1, (4) где – коэффициент затухания в среде с потерями.

частотном диапазоне (рис. 2). На этом этапе был также выбран материал, из которого изготовлена линза: керамика титанат магния ( = 16). Итоговые данные приведены в табл. 2.

Рис. 2. Частотные зависимости модуля коэффициента отражения линзового МА

–  –  –

На четвертом, заключительном этапе компьютерного моделирования КМА было проведено решение связанной задачи электродинамики и теплопроводности МКЭ для различных значений входной мощности. В качестве примера на рис. 3, 4 представлены распределения тепловыделения и температурное поле в трех ортогональных плоскостях в области взаимодействия.

–  –  –

Вестник СГТУ. 2011. № 2 (55). Выпуск 1 Рис. 4. Распределение температуры в плоскостях XZ, YZ и XY в области взаимодействия ЭМ волн с биотканями Наконец, на рис. 5 показаны распределения температуры при входной мощности аппликатора 90 Вт для различных моментов времени.

Рис. 5. Температура вдоль центральной оси в плоскости YZ внутри биологической ткани Из результатов моделирования видно, что необходимые для гипертермии температуры в мышечной ткани могут быть получены менее чем за 60 с при мощности 90 Вт.

При этом практически вся СВЧ-энергия идет на нагрев (см. рис. 2).Вблизи границы жировой и мышечной ткани на некотором удалении от поверхности наблюдается спад температуры, а затем ее увеличение внутри мышечной ткани. Этот эффект может быть успешно использован для СВЧ-нагрева биологических тканей на заданной глубине. Для устранения перегрева области жировой ткани, прилегающей к поверхности, обычно применяют искусственный промежуточный слой или болус [10] толщиной до 1 см.

Таким образом, в данной работе описана конструкция и проведен численный анализ линзового КМА с емкостным зазором. Разработка данной системы проводилась с помощью одного из наиболее гибких инструментов компьютерного проектирования – МКЭ.

В ходе разработки конструкции было исследовано влияние размеров аппликатора на его электродинамические характеристики и показано, что применение ЦВТР дает возможФизика, радиотехника и электроника ность снизить размеры КМА на частоте 915 МГц, добиться высокой энергетической эффективности и создать на глубине порядка 15 мм внутри двухслойной биологической ткани зону с повышенной температурой для гипертермии злокачественных новообразований.

ЛИТЕРАТУРА

1. Development and laboratory testing of noninvasive intracranial focused hyperthermia system / I.S. Karanasiou, K.T. Karathanasis, A. Garetsos, N.K. Uzonoglu // IEEE Transactions on Microwave Theory and Technique. 2008. Vol. 56. N 9. P. 2160-2171.

2. Maruoka S., Nikawa Y. Focusing applicator for microwave heating // Proceedings of the 1st Global Congress on Microwave Energy Applications. Otsu, Japan. 2008. P. 795-798.

3. Давидович М.В. Нагрев биологических тканей аппликатором типа открытый конец волновода // Биомедицинские технологии и радиоэлектроника. 2007. № 1. С. 51-55.

4. Nikawa Y., Kikuchi M., Mori S. Development and testing of a 2450-MHz lens applicator for localized microwave hyperthermia // IEEE Trans. Microwave Theory and Techniques.

1985. Vol. 33. N 11. P. 1212-1216.

5. Rappaport C.M., Morgenthaler F.R., Lele P.P. Experimental study of the controllable microwave troughguide applicator // Int. Journal of Microwave Power and Electromagnetic Energy. 1987. 22(3). P. 71-78.

6. Kantor G., Witters D.M. The performance of a new 915-MHz direct contact applicator with reduced leakage // Int. Journal of Microwave Power and Electromagnetic Energy. 1983.

18(2). P. 133-142.

7. Qiu D., Klymyshyn D.M., Pramanick P. Ridged waveguide structures with improved fundamental mode cutoff wavelength and bandwidth characteristics // Int. Journal of RF and Microwave Computer-Aided Design. 2002. Vol. 12. N 2. P.190-197.

8. Pennes H.H. Analysis of tissue and arterial blood temperature in the resting forearm // Journal of Applied Physiology. 1948. Vol. 4. P. 93-122.

9. Control of heating pattern for interstitial microwave hyperthermia by a coaxial-dipole antenna – aiming at treatment of brain tumor / S. Kikuchi, K. Saito, M. Takahashi, K. Ito // Electronics and Communications in Japan. 2007. Vol.90. N 12. P. 31-38.

10. Nikawa Y., Chino M., Kikuchi K. Soft and dry phantom modeling material using silicone rubber with carbon fiber // IEEE Trans. Microwave Theory and Techniques. 1996. Vol. 44.

N 10. P. 1949-1953.

11. www.systat.com Комаров Вячеслав Вячеславович – Komarov Vyacheclav Vyacheclavovich – доктор технических наук, профессор Doctor of Technical Sciences, Professor of the кафедры «Радиотехника» Саратовского Department of «Radio Engineering»

государственного технического of Saratov State Technical University университета

–  –  –

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ДИНАМИКИ

ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ПУЛЬСИРУЮЩЕГО СЛОЯ ВЯЗКОЙ ЖИДКОСТИ

С УПРУГИМИ СТЕНКАМИ КАНАЛА, ОБРАЗОВАННОГО ДВУМЯ

ПАРАЛЛЕЛЬНЫМИ ПЛАСТИНАМИ

Исследуется динамика взаимодействия упругих пластин, образующих стенки плоского канала, с пульсирующим слоем вязкой несжимаемой жидкости, находящимся между ними. Найдены гидродинамическое давление в слое жидкости, законы движения стенок и их амплитудные и фазовые частотные характеристики.

Гидроупругость, вязкая жидкость, упругая пластина, колебания, резонанс, амплитудные и фазовые частотные характеристики

–  –  –

MATHEMATICAL MODELLING INTERACTION DYNAMICS BETWEEN

PULSATING LAYER OF VISCOUS LIQUID AND ELASTIC WALLS OF CHANNEL,

CREATED BY TWO PARALLEL PLATES

The investigation dynamics of interaction of elastic plates, formative the walls of flat channel, with the pulsating layer of viscous incompressible liquid, being between them was done. Hydrodynamic pressure in the layer of liquid, laws of motion of walls and their amplitude and phase frequency characteristics were found.

Hydroresiliency, viscous liquid, resilient plate, vibrations, resonance, amplitude and phase frequency characteristics Исследование динамических процессов взаимодействия слоя вязкой жидкости с ограничивающими ее упругими стенками представляет теоретический интерес, а его результаты имеют важное практическое значение для расчета и анализа работы ряда систем и объектов новой техники. С данной проблемой связано развитие гидродинамической теории смазки, начало которой положено трудами Н.П. Петрова и О. Рейнольдса [1]. Первоначально в рамках указанной теории рассматривались задачи об установившемся движении тонкого слоя жидкости (в канале, образованном твердыми стенками) без учета ее инерции и удержанием части слагаемых уравнений Навье-Стокса, соответствующих силам вязкого трения. В последующих работах проводился учет конвективных членов инерции [2] и локального члена инерции [3] методом осреднения по толщине слоя.

В [4-8] рассмотрены плоские задачи с учетом инерции движения тонкого слоя жидкости и упругой податливости одной из стенок канала как однородной пластины, в том числе подкрепленной ребрами жесткости, или как трехслойной пластины. В [9] рассмотрена задача взаимодействия слоя вязкой жидкости с упругим цилиндром конечных размеров с учетом инерции движения жидкости и особенности ее торцевого истечения.

В предлагаемой работе исследуется установившееся пульсирующее движение тонкого слоя вязкой несжимаемой жидкости 3 в плоском канале, образованном двумя параллельными упругими прямоугольными в плане пластинами 1 и 2 (см. рисунок). Пластины Физика, радиотехника и электроника 1 и 2 шарнирно оперты на торцах. Толщина нижней пластины – h (1), а толщина верхней пластины – h ( 2 ). Длина пластин b значительно больше их ширины 2 и принимается бесконечно большой. Прогибы пластин можно считать цилиндрическими и значительно меньшими, чем зазор между ними. Жидкость 3 полностью заполняет зазор между пластинами, а на торцах свободно истекает в ту же жидкость, находящуюся в торцевых полостях, где поддерживается давление с постоянной составляющей p0 и гармонически изменяющейся во времени составляющей p1 (t ) pm f p (t ), f p sin(t ). Температура жидкости считается постоянной.

–  –  –

Таким образом, определены законы упругих перемещений стенок канала и давление в плоском канале, обусловленное сдавливанием жидкости упругими стенками. Разработанная математическая модель позволяет определить резонансные частоты упругих колебаний стенок канала, значения амплитуд прогибов стенок канала, а также значения амплитуд пульсации давления в слое жидкости за счет сдавливания ее стенками канала. При этом возможна оценка возникновения и мест локализации вибрационной кавитации в слое вязкой несжимаемой жидкости и определения частотного диапазона, в котором она наиболее вероятна. Полученные результаты могут быть использованы для изучения динамических процессов в системах смазки машин и приборов, а также для исследования динамических характеристик гидравлических демпферов и опор.

Выполнено при поддержке гранта РФФИ № 10-01-00177-а.

ЛИТЕРАТУРА

1. Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа. М.: Дрофа, 2003. 840 с.

2. Слезкин Н.А. Динамика вязкой несжимаемой жидкости. М.: Гостехиздат, 1955. 520 с.

3. Андрейченко К.П. Динамика поплавковых гироскопов и акселерометров. М.: Машиностроение, 1987. 126 с.

4. Могилевич Л.И. Динамика взаимодействия сдавливаемого слоя вязкой несжимаемой жидкости с упругой трехслойной пластиной // Известия РАН. МТТ. 2008. №5. С.114-123.

5. Динамика взаимодействия подвижных стенок плоского канала со сдавливаемым слоем жидкости, находящимся между ними / Р.В. Агеев, Т.В. Быкова, Л.И. Могилевич, В.С. Попов // Вестник СГТУ. 2009. №4. Вып. 1. С. 7-13.

6. Попов В.С. Динамическая задача гидроупругости виброопоры с пластиной, подкрепленной ребрами жесткости // Вестник СГТУ. 2008. №3. Вып.1. С. 7-13.

7. Могилевич Л.И., Попов В.С., Попова А.А. Динамика взаимодействия упругих элементов вибромашины со сдавливаемым слоем жидкости, находящимся между ними // Проблемы машиностроения и надежности машин. 2010. №4. С. 23-32.

8. Попов В.С., Могилевич Л.И. Исследование взаимодействия слоя вязкой несжимаемой жидкости со стенками канала, образованного соосными вибрирующими дисками // Изв.

РАН. Механика жидкости и газа. 2011. №3. С. 55-68.

9. Могилевич Л.И., Попов В.С. Динамика взаимодействия упругого цилиндра со слоем вязкой несжимаемой жидкости // Изв. РАН. МТТ. 2004. № 5. С.179-190.

10. Аэрогидроупругость конструкций / А.Г. Горшков, В.И. Морозов, А.Т. Пономарев, Ф.Н. Шклярчук. М.: Физматлит, 2000. 591 с.

11. Коновалов С.Ф. Теория виброустойчивости акселерометров. М.: Машиностроение, 1991. 272 с.

Попов Виктор Сергеевич – Popov Victor Sergeevich – доктор технических наук, профессор Doctor of Technical Sciences, professor кафедры «Гидравлика, гидравлические of the Department «Hydraulics, машины и водоснабжение» Саратовского Hydraulic machines and Water supply»

государственного технического of Saratov State Technical University университета

–  –  –

ХИМИЯ И ХИМИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ

УДК 541.138:541.452:621.357.2 А.И. Финаенов, А.С. Кольченко, С.Л. Забудьков, Э.В. Финаенова, В.В. Краснов

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЕ ПОЛУЧЕНИЕ ТЕРМОРАСШИРЯЮЩИХСЯ

СОЕДИНЕНИЙ ГРАФИТА ДЛЯ УГЛЕРОДСОДЕРЖАЩИХ КОМПОЗИТОВ

Описаны свойства терморасширенного графита и области его применения. Приведены примеры электрохимической обработки графита и ее влияние на свойства получаемых соединений. Показана возможность температурной обработки окисленного графита в составе композитов при пониженных температурах для получения углеродсодержащих материалов для различного функционального назначения.

Углеродсодержащие композитные материалы, терморасширяющиеся соединения графита, терморасширенный графит А.I. Finaenov, A.S. Kolchenko, S.L. Zaboudkov, E.V. Finaenova, V.V. Krasnov

ELECTROCHEMICAL PRODUCTION OF INTUMESCENT COMPOUNDS

OF GRAPHITE FOR CARBON COMPOSITES

Describes the properties of expanded graphite and its use. Examples are given of electrochemical machining of graphite and its effect on the properties of the resulting compounds. The possibility of heat treatment of oxidized graphite in the composites at lower temperatures to produce carbon materials for various purposes.

Сarbon-composite materials, intumescent compounds of graphite, expanded graphite Достижения последних лет в химии углерода открывают весьма широкие перспективы в материаловедении [1, 2]. Традиционно в промышленных масштабах для производства композитов различного функционального назначения применяются графит, углеродные волокна и ткани, другие углеродные материалы [3, 4]. Этот ряд активно дополняется новыми соединениями: фуллерены, нанотрубки, карбин, терморасширенный графит, технологические наработки по которым уже позволяют прогнозировать их применение в промышленных масштабах в ближайшее время [5-7].

Терморасширенный графит (ТРГ) представляет собой углеродные пеноструктуры с низкой насыпной плотностью (1-10 г/дм3), высокой удельной поверхностью (до 150 м2/г и более), с регулируемой электро- и теплопроводностью [8-10]. В известных технологиях ТРГ получают быстрым нагревом при 600-1000 С интеркалированных соединений графита (ИСГ), образующихся при химическом окислении графита концентрированными серной или азотной кислотами [8,9]. Основной объем промышленно выпускаемого ТРГ Вестник СГТУ. 2011. № 2 (55). Выпуск 1 перерабатывается прессованием в гибкую графитовую фольгу (графойл, графлекс) в виде рулонного материала, в уплотнительные материалы и изделия (набивки, жгуты, сальники), нагревательные элементы и др. [10,11]. Основным преимуществом таких материалов и изделий является отсутствие в их составе полимерного связующего. Формирование компактированных, низкоплотных, чисто углеродных изделий и материалов возможно изза наличия высокоразвитой пенообразной структуры у частиц ТРГ, взаимное сцепление которых и обеспечивает достаточную механическую прочность. Изделия и материалы из ТРГ эффективно применяются в химическом, нефтегазовом машиностроении, в топливно-энергетическом комплексе [12-14].

Использование порошков ТРГ, описанное в литературе, носит эпизодический характер. Известно применение ТРГ в качестве электропроводных, структурирующих добавок в электроды химических источников тока [15, 16], в качестве адсорбентов нефтепродуктов и других органических загрязнителей [17], катализаторов и их носителей [18], и др.

Указанные области применения подразумевают использование порошкового ТРГ в виде функциональной добавки, то есть в составе композита. При этом исследователям приходится решать сложную техническую задачу по равномерному распределению порошка ТРГ по объему материала. Пенографит при операциях смешения с другими композиционными компонентами будет изменять свою структуру, комковаться, образовывать конгломераты с высоким содержанием ТРГ. Целесообразно в ряде случаев с целью устранения указанных недостатков в состав композита вводить терморасширяющиеся соединения графита (ТРСГ), и только затем проводить термообработку, получая ТРГ уже в объеме композита. При этом терморасширение можно проводить в газопроницаемой форме, формируя сразу изделие из композиционного материала. Такой способ получил название химического прессования, когда за счет перехода ТРСГ в ТРГ композит заполняет весь объем формы [19].

В общем виде использование ТРСГ для композиционных материалов можно описать следующей схемой (рис. 1).

Рис. 1. Технологическая блок-схема получения композитов с терморасширенным графитом Традиционный способ получения ТРГ имеет весьма существенный недостаток, так как для обеспечения высокой степени вспенивания ТРСГ смесь компонентов композита необходимо быстро нагреть до 600-1000 °С, подвергая термолизу все соединения будущего материала (изделия).

В последние годы успешно развивается направление по созданию электрохимического синтеза ТРСГ с серной и азотной кислотами [20, 21]. Анодная обработка дисперсного графита в кислотных электролитах позволяет в управляемых режимах получать соединения, которые обеспечивают получение ТРГ с необходимой насыпной плотностью Химия и химические технологии [22]. Это достигается ведением синтеза в определенных интервалах потенциала анода (графита) с сообщением заданной удельной емкости углеродному материалу (рис. 2) [22].

Электрохимический способ по сравнению с химическим имеет и ряд других преимуществ: позволяет получать наиболее чистые соединения; дает возможность использования менее концентрированной кислоты; более экологически безопасен. В настоящее время разработаны основы технологии анодного получения ТРСГ в серной и азотной кислотах [20, 21], предложено и апробировано оригинальное оборудование для непрерывного синтеза терморасширяющихся соединений в управляемом режиме [23].

Рис. 2. Зависимость насыпной плотности ТРГ (900°С), полученного на основе электрохимически синтезированных соединений, от удельной емкости, пропущенной при анодной обработке графита, в 94 % H2SO4 (1) и 60 % HNO3 (2) Помимо указанных выше преимуществ, электрохимическое получение имеет еще одно важное достоинство. Было обнаружено, что в менее концентрированных кислотах анодная обработка дисперсного графита с сообщением высоких значений удельной емкости приводит к значительному снижению пороговой температуры термообработки. Как следует из рис. 3, и в концентрированной серной кислоте анодно возможно синтезировать соединения при удельных емкостях более 400 мАч/г графита, которые при термообработке в 250 °С позволяют получить ТРГ с насыпной плотностью 3-5 г/дм3. Снижение концентрации H2SO4 приводит к появлению обнаруженного эффекта при меньших удельных количествах электричества (рис. 3).

Рис. 3.

Зависимость насыпной плотности ТРГ (250 С, 30 с) образцов соединений, полученных анодной обработкой в H2SO4 концентрации:

1 – 94%; 2 – 80%; 3 – 70% Подобные закономерности выявляются и для системы графит – HNO3, т.е. с увеличением сообщенной емкости углеродному материалу температура термообработки, при которой достигается эффективное терморасширение, может быть существенно снижена (таблица).

Вестник СГТУ. 2011. № 2 (55). Выпуск 1 Насыпная плотность ТРГ образцов ТРСГ, полученных в 60 % HNO3, от количества сообщенного электричества, (г/дм3)

–  –  –

Согласно расчетам, проведенным по суммарным электродным процессам электрохимического образования I-х ступеней бисульфата (БГ) и нитрата графита (НГ):

–  –  –

удельная теоретическая емкость составляет QБГ = 31 мАч/г; QНГ = 35 мАч/г. Полученные значения показывают теоретически необходимое количество электричества для полного заполнения (I ступени) графитовой матрицы. Реальное превышение сообщаемой емкости в 10 и более раз для получения пониженной температуры терморасширения свидетельствует о значительном анодном переокислении ИСГ и соответственно получении переокисленных ТРСГ.

В отличие от ИСГ классического состава, переокисленные соединения характеризуются повышенным содержанием поверхностных кислородосодержащих групп и появлением кислорода в составе молекул воды или гидроксильных групп в межслоевых пространствах графитовой решетки.

Последнее возможно лишь при анодном совнедрении воды, предположительно по реакциям:

–  –  –

Появление воды в составе интеркалата на стадии синтеза (в отличие от гидролизаИСГ) при дальнейшей анодной поляризации должно приводить к выталкиванию протона из межслоевых пространств. При этом освобождающиеся связи кислорода взаимодействуют с атомами углерода параллельных полиареновых слоев. Подобное взаимодействие приводит к нарушению планарности углеродных слоев, увеличению концентрации дефектов графитовой матрицы.

Приведенная выше в форме предположения схема переокисления ИСГ подтверждается физико-химическими методами анализа. Согласно рентгенофазовым исследованиям, с увеличением удельной сообщенной емкости при анодном окислении графита вместо четких пиков интенсивности, характерных для определенных ступеней ИСГ, регистрируются расплывчатые пониженные максимумы интенсивности, свидетельствующие об аморфизации графита (поверхностные соединения, дефекты) и искажении планарности углеродных слоев.

Результаты дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК) для обеих систем (С – H2SO4; C – HNO3)выявляют появление экзоэффектов с увеличением удельной сообщаемой емкости графиту, т.е. с переокислением ИСГ (рис. 4, 5). Обнаруженные экзоэффекты обусловливаются наличием в составе ИСГ атомов кислорода, ковалентно связанных с углеродной матрицей.

Химия и химические технологии

–  –  –

Основным преимуществом электрохимического способа получения ТРСГ является то, что в одну стадию можно получить целый спектр интеркалированных соединений, свойства которых возможно регулировать в управляемом режиме. Анодное переокисление графита позволяет снизить температуру вспенивания ТРСГ с 900 до 250 °С, вследствие чего значительно расширяется спектр материалов, используемых при создании композитов на основе ТРГ. Также понижение температуры вспенивания приводит к существенной экономии энергии, потребляемой оборудованием для термообработки ИСГ, что непосредственно сказывается на себестоимости конечного продукта.

ЛИТЕРАТУРА

1. Ремпель А.А. Нанотехнологии, свойства и применение наноструктурированных материалов // Успехи химии. 2007. T. 76. № 5. С. 474-500.

2. Пономарев А.Н. Технологии микромодификации полимерных и неорганических композиционных материалов // Наука и высокие технологии. 2003. С. 99-101.

3. Варшавский В.Я. Углеродные волокна. 2-е изд. М.: Варшавский, 2007. 500 с.

4. Фиалков А.С. Углерод, межслоевые соединения и композиты на его основе. М.:

Аспект Пресс, 1997. 718 с.

5. Раков Э.Г. Нанотрубки и фуллерены: учеб. пособие. М.: Университетская книга.

Логос, 2006. 376 с.

6. Плаксин Г.В. Пористые углеродные материалы типа сибунита // Химия в интересах устойчивого развития. 2009. №9. С. 609-620.

7. Пат. 2268774 РФ. Способ получения углеродного носителя для катализатора / Ю.В. Суровикин, В.Ф. Суровикин, Н.С. Цеханович, В.А. Лихолобов. Опубл. 27.01.2006.

8. Термическое расщепление продуктов разложения соединений внедрения графит – кислота в условиях ударного и линейного нагрева / Г.И. Тительман и др. // Химия твердого топлива. 1991. № 4. С. 79-84.

9. Интеркалированные соединения графита и новые углеродные материалы на их основе / Н.Е. Соровина и др.// Изв. РАН. 2005. Т. 54. № 8. С. 1699-1716.

10. Авдеев В.В., Ионов С.Г., Токарева С.Е. Новые уплотнения из терморасширенного графита для повышения надежности и эффективности эксплуатации энергетического оборудования // Наукоемкие технологии. 2005. Т. 1. № 6. С. 24-28.

Вестник СГТУ. 2011. № 2 (55). Выпуск 1

11. Савченко Д.В., Ионов С.Г., Сизов А.И. Свойства углерод-углеродных композитов на основе терморасширенного графита // Неорганические материалы. 2010. Т. 46.

№ 2. С. 170-176.

12. Пат. 2038337 РФ МПК5 С 04 В 35/52. Гибкая графитовая фольга и способ ее получения / В.В. Авдеев, И.В. Никольская, Л.А. Монякина, А.В. Козлов, А.Г. Мандреа, К.В. Геодакян, В. Б. Савельев, С.Г. Ионов; заявитель и патентообладатель Авдеев В.В.

№ 4953535/33; заявл. 27.06.1991; опубл. 27.06.1995.

13. Киршнек Р. Уплотнительные системы на основе графита // Химическое и нефтегазовое машиностроение. 2000. № 8. С. 31-33.

14. Проблемы обеспечения герметичности фланцевых разъемов ПВД / Д. Б. Бирюков и др. // Электрические станции. 2000. № 5. С. 31-34.

15. Барсуков В.З. // Углерод: фундаментальные проблемы науки, материаловедение, технология: материалы 1-й Междунар. конф., Москва, 17-19 октября 2002 г. М.: РатмирВест, 2002. С. 55.

16. Разработка углеродного материала для отрицательного электрода литийионного аккумулятора / А. В. Чуриков и др. // Электрохимическая энергетика. 2001. Т. 1.

№ 3. С. 9.

17. Собгайда Н. А. Сорбенты для очистки сточных вод от нефтепродуктов: монография / Н. А. Собгайда, Л. Н. Ольшанская. Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т. 2010. 108 с.

18. Стайлс Э.Б. Носители и нанесенные катализаторыс. М.: Химия, 1991. 240 с.

19. Особенности поровой структуры и некоторые свойства самопрессованного расширенного графита / Р.Т. Аварбэ и др.// Журнал прикладной химии. 1996. Т.69.

Вып. 12. С. 2065-2067.

20. Трифонов А.И. Электрохимический синтез терморасширяющихся соединений графита с серной кислотой: автореф. дис.... канд. техн. наук. Саратов, 2004. 19 с.

21. Яковлева Е.В., Яковлев А.В., Финаенов А.И. Электрохимический синтез терморасширяющихся соединений графита в азотнокислом электролите // Журнал прикладной химии. 2002. Т. 75. № 10. С. 1632-1638.

22. Области применения и получение терморасширенного графита / А. И. Финаенов и др. // Вестник СГТУ. 2004. № 1 (2). С. 75-85.

23. Пат. 2263070 РФ, МПК7 С01В31/04, С25В1/00. Способ получения окисленного графита и устройство для его осуществления / А.И. Финаенов, В.В. Авдеев, В.В. Краснов.

Заявл. 14.07.2003; опубл. 27.10.2005.

Финаенов Александр Иванович – Finaenov Aleksandr Ivanovich – доктор технических наук, профессор Doctor of Technical Sciences, Professor of кафедры «Технология электрохимических the Department of «Technology производств» Энгельсского of Electrochemical Productions»

технологического института of Engels Institute of Technology, Саратовского государственного Saratov State Technical University технического университета

–  –  –

Zaboudkov Sergey Leonidovich – Забудьков Сергей Леонидович – кандидат химических наук, доцент Candidate of Chemical Sciences, Assistant кафедры «Технология электрохимических Professor of the Department of «Technology производств» Энгельсского of Electrochemical Productions» of Engels технологического института Саратовского Institute of Technology, Saratov State государственного технического Technical University университета

–  –  –

Краснов Владимир Васильевич – Krasnov Vladimir Vasilievich – кандидат химических наук, доцент кафедры Candidate of Chemical Sciences, Assistant «Физическая и органическая химия» Professor of the Department of « Physical and Энгельсского технологического института Organic Chemistry » of Engels Institute Саратовского государственного of Technology, Saratov State Technical технического университета University

–  –  –

УДК 541.138:541.452:621.357.2 А.И. Финаенов, А.С. Кольченко, А.В. Яковлев, Э.В. Финаенова, М.А. Колесникова

АДСОРБЕНТЫ НА ОСНОВЕ ТЕРМОРАСШИРЕННОГО ГРАФИТА

Описаны свойства терморасширяющихся соединений графита, полученных электрохимическим способом. Показано, что дополнительное переокисление соединений внедрений графита позволяет снизить температуру терморасширения и увеличить удельную поверхность углеродных сорбентов.

Загрузка...

–  –  –

Describes the properties of thermally graphite compounds, obtained by electrochemical method. Shown that the additional peroxidation compounds of graphite reduces the temperature of the thermal expansion and increase the surface area of carbon sorbents.

Intercalation compounds of graphite, expanded graphite, adsorbents, water purification Вестник СГТУ. 2011. № 2 (55). Выпуск 1 Терморасширяющиеся соединения графита (ТРСГ) электрохимически получают анодным окислением графитового материала в растворах серной или азотной кислот [1].

Процесс заключается в сообщении углеродной матрице положительного распределенного заряда, что приводит к электростатическому втягиванию анионов и молекул кислоты в межслоевые пространства графитовой решетки. Последующий гидролиз получаемого продукта, по классическим представлениям, приводит к замещению ионов и молекул кислот на ОН--ионы и Н2О, образуя при этом окисленный графит (ОГ). Следствием быстрого нагрева ОГ является образование терморасширенного графита (ТРГ), пеноподобного материала с низкой насыпной плотностью (1-10 г/дм3) и высокой удельной поверхностью (50-200 м2/г). Благодаря этим свойствам ТРГ широко используется для изготовления гибкой графитовой фольги, уплотнительных материалов, нагревательных элементов и др. В [2,3] представлена оценка возможности использования ТРГ в качестве сорбентов для очистки воды от различных загрязнений (катионы жесткости, ионы металлов, углеводороды).

Адсорбционные свойства пенографита, как и других сорбентов, в основном зависят от удельной поверхности (Sуд) материала. Так как ведение электрохимического синтеза соединений внедрения графита (СВГ) возможно в управляемом режиме, выявление влияния условий анодной обработки графита на SудТРГ позволит получать углеродные адсорбенты с заданными свойствами.

Как показано в [4,5], интеркалированные соединения классического состава C24n *A-* mHA (n – номер ступени СВГ; m – количество совнедренных молекул кислоты) + способны терморасширяться при температурах, начиная от 550-600 С. По общепринятым представлениям, во время электрохимического синтеза последовательно протекают следующие процессы: окисление поверхностных функциональных групп (ПФГ), образование СВГ с последовательным снижением номера ступени и переокисление СВГ (рис. 1, кривые 1, 2). Однако, задавая такие режимы анодной поляризации, при которых описанные процессы будут протекать параллельно (рис. 1, кривая 3), возможно получение так называемых переокисленных СВГ, содержащих в графитовой матрице, помимо анионов кислоты, еще и гидроксильные группы. Наличие кислорода в составе интеркалата СВГ приводит к значительному снижению пороговой температуры терморасширения [6]. При этом насыпная плотность получаемого ТРГ несколько больше или сравнима с плотностью ТРГ, полученного из СВГ классического состава при 900 С. Этот факт дает предпосылки для более системного исследования удельной поверхности у переокисленных соединений от режимов анодного синтеза.

Рис. 1. Хроновольтамперограммы для пиролитического графита в серной кислоте различной концентрации: 1 – 93%; 2 – 80%; 3 – 60%; V = 0,4 мВ/с;

I – III – пики тока, соответствующие образованию ступеней бисульфата графита Проведенные хроновольтамперометрические измерения на пластинках пиролитического графита в серной кислоте с разной концентрацией показали, что наличие воды в электролите существенно меняет ход процессов интеркалирования (рис. 1). Участки I, II, Химия и химические технологии III на кривых 1 и 2 соответствуют последовательному заполнению графитовой матрицы, т. е.

образованию различных ступеней бисульфата графита (БГ) по реакции:

24nC 3H 2 SO4 C24n HSO4 2H 2 SO4 H e (1) где n – номер ступени БГ.

Участок IV на кривых соответствует стадии переокисления фаз внедрения, сопровождающейся дополнительным внедрением молекул воды. При этом между атомами углерода параллельных слоев и атомами кислорода образуются ковалентные связи, что приводит к образованию окисеподобных соединений графита [7]. Дальнейшее повышение потенциала анодной обработки ведет к образованию кислорода, выделение которого приводит к увеличению дефектов графитовых зерен. Наличие таких дефектов сопутствует при дальнейшей термообработке выходу газообразных продуктов через них с меньшим сопротивлением, что должно приводить к повышению насыпной плотности получаемого ТРГ. Описанному выше подчиняются только кривые 1 и 2. Кривая 3, снятая в 60 % H2SO4, представляет собой один максимум тока, после которого начинается выделение кислорода. Такой вид кривой можно объяснить тем, что процессы внедрения и переокисления, протекавшие последовательно при других условиях, идут одновременно.

Для подтверждения этих данных был проведен электрохимический синтез терморасширяющихся соединений графита на дисперсных графитовых электродах в растворах H2SO4 c различной концентрацией (60, 80 и 93%) и разными потенциалами. При этом для каждой концентрации значения потенциалов варьировались таким образом, чтобы анодная обработка проводилась в области внедрения, переокисления и выделения кислорода.

Синтез проводили в трехэлектродной электрохимической ячейке с подпрессовкой 2 г графита к платиновому токоотводу поршнем-диафрагмой [8]. Электродом сравнения служил ртутно-сульфатный электрод сравнения. Все значения потенциалов в статье приведены относительно водородного электрода.

Потенциостатические кривые, снятые при потенциалах внедрения и переокисления (1,5-2,0 В), при которых не происходит интенсивного выделения кислорода, имеют традиционный вид ниспадающих кривых и отличаются друг от друга тем, что с разбавлением кислоты отмечается незначительное повышение начального тока и снижение стационарного.

На рис. 2 представлены кривые изменения тока во времени при потенциале 2,5 В, т.е. в области потенциалов выделения кислорода. Как видно из рисунка, кривая 1 для 93 % H2SO4 имеет вид классической потенциостатической кривой. Снижение тока во время синтеза вплоть до установления стационарного значения объясняется постепенным заполнением графитовой матрицы интеркалатом. Наличие стационарного значения тока после длительной поляризации свидетельствует о протекании поверхностных реакций на графите.

При уменьшении концентрации кислоты в ходе синтеза наблюдается новый подъем тока (кривые 2 и 3, рис. 2), который также со временем принимает стационарное значение.

Подобный ход кривых с увеличением содержания воды указывает не только на ускорение процесса выделения кислорода:

2 H 2O O 2 4 H 4 e, (2) но и на увеличение истинной поверхности электрода за счет активного растравливания дефектов графитовых частиц. В этом случае доминирующую роль играют процессы окисления углерода до газообразных CO, CO2 по реакциям:

nC H 2 O ( n 1)C CO 2 H 2e (3) nC 2 H 2 O ( n 1)C CO 2 4 H 4 e (4) Вестник СГТУ. 2011. № 2 (55). Выпуск 1 Помимо указанных реакций, могут протекать анодные процессы образования водорастворимых органических соединений (меллитовая кислота), также сопровождающиеся разрывами связей С–С [9].

–  –  –

Рис. 3.

Зависимость выхода по углероду (Вс) и насыпной плотности ТРГ (dТРГ,900 °С) от потенциала анодной обработки в течение 4 часов в H2SO4 различной концентрации:

1 – 93%; 2 – 80%; 3 – 60% Синтезированные образцы ТРСГ терморасширяли в статических условиях (муфельная печь) при 900 и 250 С с определением насыпной плотности получаемого ТРГ и выхода по углероду (рис. 3). Результаты, приведенные на рисунке, соответствуют данным, полученным при электрохимическом синтезе. Выход по углероду (рис. 3) значительно снижается с увеличением анодного потенциала до 2,5 В, причем уменьшение концентрации H2SO4 усиливает эту тенденцию, что свидетельствует о высокой доле поверхностных реакций в общем количестве электричества, сообщаемом углеродному аноду. Рост скорости поверхностных реакций при 2,5 В подтверждает и увеличение dТРГ (рис. 3); действительно, протекание реакций 3 и 4 приводит к увеличению дефектности графитовой матрицы и снижению диспергирующего эффекта интеркалата в процессе вспенивания ТРСГ.

При одном и том же времени потенциостатического синтеза (4 ч) с увеличением потенциала анодной поляризации (Еа) и изменением CH2SO4 общее количество электричества (Qуд), пропущенное через графит, существенно изменяется (табл. 1). Qуд с ростом Еа при всех концентрациях закономерно увеличивается, но снижается в области потенциалов интеркалирования и переокисления и значительно возрастает при наложении процессов выделения кислорода (Еа= 2,5 В) с разбавлением электролита. Данные табл. 1 хорошо коррелируют с результатами рис. 3 и указывают на необходимость учета соотношения скоростей объемных и поверхностных процессов при выборе режима синтеза для каждой концентрации кислоты.

Химия и химические технологии Таблица 1 Зависимость насыпной плотности ТРГ (dТРГ), удельной поверхности (Sуд) и величины сообщенной емкости (Qуд) от условий потенциостатической обработки

–  –  –

Рис. 4. Зависимость удельной поверхности ТРГ от его насыпной плотности для образцов ТРСГ, синтезированных в H2SO4 и полученных при различных температурах термообработки Способность к терморасширению при относительно низких температурах (180250 °С) синтезированных соединений объясняется переокислением БГ, т.е. совнедрением молекул воды в межслоевые пространства [7,9]. При этом кислород способен образовывать ковалентные связи с атомами углерода соседних графеновых слоев. Согласно данным РФА, переокисленные соединения характеризуются значительной аморфизацией графита, а на термограммах обнаруживаются при 150 °С экзоэффекты. Все это позволяет утверждать, что переокисленные соединения представляют собой переходные формы между БГ и окисью графита (ковалентное СВГ) [10].

Однозначной зависимости, согласно табл. 1 и 2, между удельной поверхностью и dТРГ синтезированных соединений не обнаруживается. Вероятно, это вызвано одновреВестник СГТУ. 2011. № 2 (55). Выпуск 1 менным протеканием реакций интеркалирования, переокисления СВГ, окисления графита (СО, СО2) и выделения кислорода в ходе электрохимического синтеза ТРСГ. С одной стороны, поверхностные реакции могут приводить к увеличению концентрации дефектов графитовой матрицы, растравливанию микропор, что, в свою очередь, должно приводить к увеличению Sуд. С другой стороны, рост дефектности графитовой матрицы будет негативно влиять на степень терморасширения при нагреве, не позволяя в полной мере реализовать потенциальные возможности интеркалата по расслаиванию графитовых частиц.

Противоречивую зависимость Sуд – dТРГ от температуры термообработки получили и авторы 11 для электрохимически синтезированных образцов в азотной кислоте.

Обобщив данные табл. 1 и 2 по Sуд в зависимости от температуры вспенивания ТРГ и его насыпной плотности (рис. 4), можно констатировать, что повышенную удельную поверхность можно получить на ТРГ с пониженной температурой вспенивания при насыпных плотностях в 2-3 г/дм3 при 250°С (выделенная зона рис. 4). Термообработка при такой температуре сохраняет в ТРГ аморфный углерод и обеспечивает более высокие значения Sуд. Подобные соединения можно синтезировать во всех исследуемых концентрациях H2SO4. Однако при этом следует учитывать динамику накопления емкости и выход по углероду.

Для оценки адсорбционных свойств в 80% H2SO4были синтезированы переокисленные ТРСГ (400 мА·ч/г) в гальваностатическом режиме с поддержанием потенциала анода в интервале 2,4-2,5 В. Полученные соединения были термообработаны при 250 и 900 С (dТРГ(900 С) = 2,8 г/дм3, Sуд(900 С) = 88 м2/г; dТРГ(250 С) = 3,1 г/дм3, Sуд(250 С) = 111 м2/г). Степень извлечения нефтесодержащих загрязнений порошками ТРГ (100 мг ТРГ на 1 л) была определена на примере сточных вод ОАО «Саратовский НПЗ» (табл. 3).

Как следует из данных таблицы, образцы ТРГ обнаруживают высокую степень извлечения нефтепродуктов, более эффективно работают адсорбенты, полученные терморасширением при 250°С.

Таблица 3 Результаты очистки нефтесодержащих сточных вод (Снач=102,6 мг/л) терморасширенным графитом (100 мг/л) выдержкой в течение 30 мин

–  –  –

Оценка адсорбционной емкости образцов порошкообразного ТРГ (250 °С) определялась в модельных водных растворах с содержанием нефтепродуктов 200 и 500 г/л (рис. 5). Масса образцов, которые выдерживались статически в погруженном состоянии в растворах определенное время, составляла 100 мг/л.

–  –  –

Как следует из рис. 5, углеродный сорбент независимо от содержания нефтепродуктов в модельном растворе набирает максимальный привес за 50-60 мин, при этом сорбционная емкость достигает 60 г/г углеродного сорбента. Полученные значения превышают известные из литературы данные 12, что подтверждает эффективность сорбентов из ТРГ.

Таким образом, выполненные исследования показывают, что, варьируя условия и режим электрохимического синтеза терморасширяющихся соединений с серной кислотой, возможно в определенных пределах изменять их свойства. Переокисленные соединения имеют аморфизированную графитовую матрицу и пониженную температуру терморасширения. Полученные на их основе терморасширенные графиты обладают высокой удельной поверхностью и, как было показано на примере загрязнений нефтепродуктами, являются эффективными сорбентами для очистки воды.

ЛИТЕРАТУРА

1. Финаенов А.И. Области применения и получение терморасширенного графита // Вестник СГТУ. 2004. № 1 (2). С. 75-85.

2. Применение терморасширенного графита в процессах водоочистки и водоподготовки / А. В. Яковлев [и др.] // Журнал прикладной химии. 2004. Т. 77. № 11. С. 1833-1835.

3. Собгайда Н.А., Ольшанская Л.Н. Сорбенты для очистки сточных вод от нефтепродуктов: монография. Саратов: СГТУ, 2010. 108 с.

4. Фиалков А.С. Углерод. Межслоевые соединения и композиты на его основе. М.:

Аспект Пресс, 1997. 718 с.

5. К вопросу об образовании бисульфата графита в системах, содержащих графит, H2SO4 и окислитель / И. В. Никольская [и др.] // Журнал общей химии. 1989. Т. 59. № 12.

С. 2653-2659.

6. Влияние температуры и концентрации сернокислого электролита на свойства и скорость анодного образования бисульфата графита / А.И. Трифонов [и др.] // Углерод:

фундаментальные проблемы науки, материаловедение, технология: сб. науч. тр. 2-й Междунар. конф. М., 2003. С. 210.

7. Шапранов В.В., Ярошенко А.П. Анодное окисление углей и графита // Химия и физика угля. Киев: Наукова думка, 1991. С. 56-74.

8. Электрохимическое получение терморасширенного графита для электродов химических источников тока / А. И. Финаенов [и др.] // Электрохимическая энергетика.

2003. Т. 3. № 3. С. 107-118.

9. Шапранов В.В., Ярошенко А.П., Кучеренко В.А. Анодное окисление графита до меллитовой кислоты // Электрохимия. 1990. Т. 26. № 9. С. 1130-1135.

10. Berlouis, L.E., Schiffrin D. J. The electrochemical formation of graphite-bisulphate intercalat ion compounds // J. Appl. Electrochem. 1983. V. 13. № 2. P. 147-155.

11. Теплопроводность и механические свойства терморасширенного графита / И.М. Афанасов [и др.] // Неорганические материалы. 2009. Т. 45. № 5. С. 540-544.

12. Сорбция индустриального масла вспученным графитом / М.В. Савоськин [и др.] // Журнал прикладной химии. 2003. Т. 76. № 6. С. 936-938.

Финаенов Александр Иванович – Finaenov Aleksandr Ivanovich – доктор технических наук, профессор Doctor of Technical Sciences, Professor кафедры «Технология электрохимических of the Department of «Technology производств» Энгельсского of Electrochemical Productions» of Engels технологического института Institute of Technology, Saratov State Саратовского государственного Technical University технического университета УДК 678.6 С.В. Арзамасцев, В.В. Павлов, С.Е. Артеменко, Н.А. Бахарева, Д.А. Чембуткина

ФОСФОГИПСОПЛАСТИКИ НА ОСНОВЕ

РАЗЛИЧНЫХ ПОЛИМЕРНЫХ МАТРИЦ

–  –  –

posite materials on the basis of urea-formaldehyde, polyester, epoxy resin and polyamide-6.

Phosphogypsum, polyester resin, epoxy resin, urea-formaldehyde resin, polyamide-6, phosphogypsum-plastic Одной из основных угроз экологической безопасности Российской Федерации является накопление отходов производства и потребления. В настоящее время на территории страны накоплено свыше 82 млрд. тонн твердых промышленных и бытовых отходов, которые занимают огромные территории, включая дорогостоящие пригородные и плодородные земли. Многие отходы отравляют подземные запасы питьевой воды и негативно влияют на ее поверхностные источники. При этом в условиях истощения природных ресурсов практически не учитывается промышленный потенциал накопленных и образующихся отходов, являющихся техногенным ресурсом.

Одним из таких отходов является фосфогипс – отход производства минеральных удобрений. Известно, что при переработке 1 тонны исходного сырья образуется до 1,6 тонн фосфогипса. По данным за 2008 год, мировой годовой выход фосфогипса в год составляет более 150 млн тонн. В России годовой выход достигает ~ 14 млн тонн. На отдельных российских предприятиях выход фосфогипса составляет ~ 4 млн тонн в год. В настоящее время в большинстве зарубежных стран и в России в силу сложившихся производственноэкономических условий переработка фосфогипса нерентабельна и он практически весь направляется на хранение на специально спроектированные объекты размещения [1].

Поиск путей использования фосфогипса является чрезвычайно актуальной задачей.

Использование фосфогипса позволит существенно улучшить экологическую обстановку в местах расположения предприятий по выпуску минеральных удобрений, избежать затрат на устройство отвалов, доля которых в себестоимости удобрений составляет около 10%. С экономической точки зрения наиболее выгодно использование фосфогипса-дигидрата CaSO4*2H2O (ФГД) или фосфополугидрата CaSO4*0,5H2O (ФПГ), взятых непосредственно из отвала или с технологической линии производства фосфорных удобрений.

Одним из наиболее перспективных, но с научной и технологической точек зрения недостаточно проработанных направлений использования фосфогипса является его использование в качестве наполнителя полимерных композитов. Имеются работы, доказывающие эффективность использования фосфогипса в качестве наполнителя в карбамидоформальдегидные смолы и эластомеры [2, 4, 5]. Наполнение фософогипсом эпоксидных и полиэфирных смол рекомендовано для получения химически стойких бетонов [3]. Данные о проведенных исследованиях по возможности получения высоконаполненных фосфогипсопластиков на основе эпоксидных, полиэфирных смол и полиамида-6 отсутствуют.

В данной работе в качестве связующего использовались смолы КФЖ (ГОСТ 14231-88), ЭД-20 (ГОСТ 10587-84) полиэфирная смола КАМФЭСТ-0102 (ТУ 2226-001полиамид-6 «Волгамид»-27 (ТУ 2224-038-00205311-08), фосфогипсдигидрат (ТУ 113 – 08 – 418 – 94). Фосфогипс-дигидрат переводили в полугидрат нагреванием в сушильном шкафу при 160 0С в течение 2 часов. Образцы изготавливались методом заливки, испытания проводились по ГОСТ 11262-80, ГОСТ 4648-71, ГОСТ 4647-80, ГОСТ 9550-81. Образцы для получения спектров изготавливали в виде таблеток с KBr с массовой концентрацией исследуемого материала около 1%. ИК-спектры снимались на спектрофотометре SPECORD.

Использование в качестве связующего карбамидоформальдегидной смолы марки КФЖ обусловливается тем фактором, что остатки фосфорной кислоты, содержащиеся в фосфогипсе, являются катализатором отверждения смолы. Установлено, что введение фосфогипса до 50% масс. позволяет получать материал с достаточно высокими характеВестник СГТУ. 2011. № 2 (55). Выпуск 1

–  –  –

Увеличение прочностных характеристик введением предложенного замедлителя – шлама сточных вод вискозного производства – связано с его влиянием на степень отверждения смолы КФЖ. Экстракционным методом установлено, что при введении 0,5% шлама в состав композиции уменьшение массы образца через 96 часов снижается в 2 раза, а при введении 1% шлама – в 3 раза по сравнению с исходной композицией (рис. 1).

Показана возможность использования фосфогипса в качестве наполнителя для получения композиционных материалов на основе эпоксидной и полиэфирных смол (табл. 2, 3).

Установлено, что фосфогипс оказывает влияние на кинетику отверждения полиэфирной смолы. Так, введение фосфогипса сдвигает начало отверждения с 20-22 до 3 минут (рис. 1), а процесс отверждения протекает очень интенсивно.

–  –  –

Рис. 2. Изменение кинетических кривых отверждения полиэфирной смолы при введении фосфогипса Введение фосфогипса в количестве 50% масс. позволяет более чем на 40% повысить разрушающее напряжение при изгибе, в 2 раза увеличить ударную вязкость, в 4,5 раза – модуль упругости.

Методом инфракрасной спектроскопии установлено, что формирование структуры фосфогипсопластика на основе полиэфирной смолы происходит за счет образования дополнительных донорно-акцепторных и водородных связей. Атомом-донором электронных пар является атом кислорода как в фосфогипсе, так и в полиэфирной смоле. Атомами-акцепторами электронных пар являются атомы Ca2+, P5+ и другие катионы третьей, четвертой и других групп периодической системы. Главная роль при этом принадлежит атомам кислорода и серы, а также атомам кислорода в цепочечных макромолекулах полиэфирной смолы.

При использовании в качестве полимерной матрицы термопластичного полиамида введение фосфогипса в количестве 5% снижает показатель текучести расплава и затрудняет перерабатываемость композиции (табл. 4). Однако даже такое небольшое количество введенного фосфогипса позволяет повысить разрушающее напряжение при растяжении более чем на 50%.

Таблица 4 Зависимость физико-механических характеристик фосфогипсопластиков на основе полиамида-6 от содержания фосфогипса

–  –  –

Таким образом, в результате проведенных исследований доказаны возможность и эффективность использования крупнотоннажного промышленного отхода – фосфогипса в качестве наполнителя для получения композиционных материалов различного функционального назначения на основе различных смол и полиамида-6.

Вестник СГТУ. 2011. № 2 (55). Выпуск 1 ЛИТЕРАТУРА

1. Кержнер А.М. Необходимость оптимизации нормативно-правовой базы при обращении с крупнотоннажными отходами предприятий, производящих фосфорсодержащие удобрения // Аналитический вестник Совета Федерации ФС РФ. М., 2008. №8 (353). С. 54-63.

2. Новые наполнители и промоторы адгезии для резин [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.dissercat.com/content/novye-napolniteli-i-promotory-adgezii-dlyarezin-poluchennye-na-osnove-sinteticheskikh-slois, свободный. Загл. с экрана. (дата обращения 11.06.2011)

3. Бетоны химические стойкие. Технические условия [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.vashdom.ru/gost/25246-82/, свободный. Загл. с экрана. (дата обращения 11.06.2011)

4. А. с. 1579912 СССР, МКИ С 04 В 28/00 / (СССР). № 4439884/31-33; заявл.

13.06.88; опубл. 22.03.90 // Открытия, изобретения. 1990. №27.

5. Арзамасцев С.В., Андреева В.В., Артеменко С.Е. Изучение процессов структурообразования композиционных материалов при введении модифицирующих добавок // Перспективные полимерные КМ. Альтернативные технологии. Переработка. Применение. Экология: тез. докл. Междунар. конф. «Композит 98». Саратов, 1998. С. 81.

Арзамасцев Сергей Владимирович – Arzamastsev Sergey Vladimirovich – кандидат технических наук, доцент Ph.D., associate professor, кафедры «Химическая технология» chair «Chemical Technology» Saratov State Саратовского государственного Technical University технического университета    Pavlov Vladimir Vitalievich – Павлов Владимир Витальевич – аспирант кафедры «Химическая graduate student, chair «Chemical технология» Саратовского technology», государственного технического Saratov State Technical University университета

–  –  –

Чембуткина Дарья Андреевна – Chembutkina Daria Andreevna – студентка 5 курса специальности student of the specialty «Technology of plastics «Технология переработки пластмасс and elastomers»б Saratov State Technical и эластомеров» Саратовского University государственного технического университета

–  –  –

Представлены результаты, доказывающие эффективность использования измельченных отработавшей срок базальтовой ваты и природного базальта в качестве наполнителей в полиамидную матрицу. Установлена взаимосвязь прочностных характеристик базальтопластика от количества и вида вводимого базальтового наполнителя.

Полиамид, базальт, базальтовая вата, базальтопластик

–  –  –

The results, proving the effectiveness of the use of crushed spent time basalt wool and natural basalt as fillers in polyamide matrix. The interrelation of the strength characteristics of basaltoplastic from the number and type of basalt filler.

Polyamide, basalt, basaltic wool, basaltoplastic

Изделия из полиамида широко используются во многих отраслях промышленности:

машиностроении, судостроении, металлургии, энергетике, нефтяной, химической, пищевой промышленности и т.д. Из полиамида изготавливают колеса и ролики для конвейеров, гидравлических тележек, транспортеров и др. Повышение прочностных свойств изделий из полиамида позволяет существенно расширить спектр его применения.

Большие потенциальные возможности улучшения физико-механических характеристик композиционных материалов, в т.ч. и на основе полиамидной матрицы, заложены в использовании недорогих и эффективных наполнителей, в число которых, безусловно, входят базальт и его производные.

В [1-5] была показана высокая эффективность использования отходов – отработавшей срок базальтовой ваты в качестве наполнителя композиционных материалов на основе полиэфирных смол, полиэтилена и др.

В данной работе в качестве полимерной матрицы использовался полиамид-6 «Волгамид»-27 (ТУ 2224-038-00205311-08), производства АО «КуйбышевАзот». Отработавшая срок базальтовая вата производства ОАО «Ивотстекло» предварительно измельчалась в шаровой мельнице. Образцы из базальтонаполненного полиамида изготавливались на литьевой машине. Испытания проводились по ГОСТ 11262-80, ГОСТ 4648-71, ГОСТ 4647-80, ГОСТ 9550-81. Образцы для спектров получали в виде таблеток с KBr с массовой концентрацией исследуемого материала около 1%. ИК-спектры снимались на спектрофотометре SPECORD.

Установлено, что физико-механические характеристики базальтонаполненного материала зависят от количества наполнителя и способа его подготовки.

Экспериментально установлено, что оптимум физико-механических характеристик базальтонаполненной полиамидной композиции достигается при 15% содержании в ней измельченной отработавшей срок базальтовой ваты в КМ.

Вестник СГТУ. 2011. № 2 (55). Выпуск 1 Так, при содержании базальтового наполнителя 15% масс. разрушающее напряжение при растяжении возрастает в 2,8-3,2 раза (кривая 1 рис. 1), разрушающее напряжение при изгибе – на 35% (кривая 2 рис. 1), ударная вязкость – в 2 раза (кривая 3 рис. 1), на 30% возрастает модуль упругости при растяжении.

Установлено, что физико-механические характеристики полиамидной композиции зависят от размера частиц базальтового наполнителя. При уменьшении размера частиц наполнителя с 125 до 40-50 мкм разрушающее напряжение при растяжении возрастает на 30-50%, ударная вязкость – в 2,4 раза, разрушающее напряжение при изгибе не изменяется.

При заданной степени наполнения частицы меньшего размера лучше распределяются в объеме композита, что и определяет более высокие прочностные характеристики.

Кроме того, определение площади удельной поверхности и пористости частиц измельченной базальтовой ваты на анализаторе Quantachrome NOVA показало, что уменьшение размера частиц наполнителя приводит к увеличению их удельной поверхности.

Разрушающее напряжение, МПа

–  –  –

Методом оптической микроскопии установлено, что частицы измельченной базальтовой ваты вне зависимости от размеров сохраняют игольчатую форму.

Методом ИК-спектроскопии установлено (рис. 2), что очень сильная полоса поглощения, обусловленная валентными колебаниями связи Si-O в одинарных цепочках, – в ИК-спектре базальтовой ваты при 1012,50 см-1.

В ИК-спектрах композиционного материала эта полоса колебаний сдвинута в сторону больших длин волн, что указывает на взаимодействие этой функциональной группы с функциональными группами полиамида, которое происходит следующим образом:

Химия и химические технологии

– наблюдается образование водородных связей между атомами водорода групп – NH2 полиамида и атомами кислорода алюмосиликатных комплексов базальта;

– силикатная группа участвует в образовании химических связей с функциональными группами полиамида, прежде всего с C=O группой, взаимодействуя с которой, цепочечная силикатная структура на поверхности базальтовой ваты образует органосиликатные соединения, связывающие наполнитель с полиамидом.

Рис. 2. Результаты ИК-спектроскопии.

1 – базальтовая вата; 2 – полиамид-6; 3 – композиционный материал Группа –C=O полиамида взаимодействует с атомами водорода в поверхностных ОН- группах базальтовой ваты по схеме Образовавшиеся на поверхности базальтового наполнителя органические заместители содержат свободные валентные связи, активно взаимодействующие с макромолекулами полиамида. Образование этих связей приводит к смещению электронной плотности от атома углерода к атому кислорода и смещению электронной плотности от атома азота к атому углерода, в результате чего связь =С-NH2 ослабляется. Это приводит к увеличению колебаний С=О, на что указывает возрастание относительной интенсивности полос поглощения при 1634,2 см-1 и 1537,7 см-1 в ИК- спектре КМ. Наблюдается увеличение относительной интенсивности полос поглощения при 3297,0 см-1 и при 3082,0 см-1, обусловленных валентными S колебаниями первичных амидных групп. На спектре КМ появляется полоса поглощения при 1071,8 см-1, подтверждающая образование связи C-O-Si.

Согласно полученным результатам можно сделать следующие выводы:

1. Использование измельченной отработавшей срок базальтовой ваты в качестве наполнителя в полиамид-6 приводит к существенному увеличению прочностных характеристик композиционного материала, в частности предел текучести при растяжении и прочность при разрыве возрастают в 2,8-3,2 раза, ударная вязкость возрастает в 2 раза, разрушающее напряжение при изгибе – на 35%, на 30% возрастает модуль упругости при растяжении.

2. Уменьшение размеров частиц наполнителя с 125 до 40-50 мкм приводит к дальнейшему повышению прочностных характеристик композиционного материала. Так, предел текучести при растяжении и прочность при разрыве возрастают на 30-50%, ударная вязкость возрастает в 2,4 раза, увеличивается на 10% модуль упругости при растяжении, разрушающее напряжение при изгибе – на 35%.

Вестник СГТУ. 2011. № 2 (55). Выпуск 1

3. Частицы измельченной отработавшей срок базальтовой ваты вне зависимости от размеров имеют игольчатую форму, за счет чего происходит микроармирование композиционного материала.

4. Уменьшение размеров частиц базальтового наполнителя приводит к увеличению площади удельной поверхности, увеличению в 2,5 раза количества мелких пор диаметром 3-6 нм и существенному увеличению площади поверхности пор, что обеспечивает максимальную площадь взаимодействия между базальтовым наполнителем и полиамидом;

5. Анализ ИК-спектров образцов свидетельствует, что при взаимодействии полиамида и базальтового наполнителя за счет образования органосиликатных соединений формируется переходный слой, который и определяет высокий уровень свойств композиционного материала.

ЛИТЕРАТУРА

1. Композиционные строительные материалы с использованием базальтовой ваты / В.В. Василенко, И.Н. Синицына, С.Е. Артеменко, А.А. Землянский, С.В. Арзамасцев // Пластические массы. 2009. № 1-2. C. 20-21.

2. Базальтопластики – новые материалы дорожно-строительного назначения / С.Е. Артеменко, С.В. Арзамасцев, Д.А. Шатунов, А.А. Вязенков // Химические волокна.

2008. № 6. C. 11-14.

3. Артеменко С.Е., Кадыкова Ю.А. Базальтопластики – эффективные материалы XXI века // Композитный мир. 2009. № 4 (25). C. 14-16.

4. Базальтонаполненный композиционный материал на основе вторичного полиамида / В.В. Павлов, С.В. Арзамасцев, С.Е. Артеменко, А.А. Голяхова // Перспективные полимерные композиционные материалы. Альтернативные технологии. Переработка. Применение. Экология: докл. Междунар. конф. «Композит-2010». Саратов: СГТУ, 2010. С. 455-457.

5. Повышение эксплуатационных характеристик композиционного материала на основе вторичного полиамида / В.В. Павлов, С.В. Арзамасцев, С.Е. Артеменко, Д.А. Чембуткина // Информационные технологии, системы автоматизированного проектирования и автоматизация: сб. науч. тр. II Всерос. науч.-техн. конф. Саратов: СГТУ, 2010. С.113-116.

Арзамасцев Сергей Владимирович – Arzamastsev Sergey Vladimirovich – кандидат технических наук, доцент Ph.D., associate professor, кафедры «Химическая технология» chair «Chemical Technology» Saratov State Саратовского государственного Technical University технического университета    Pavlov Vladimir Vitalievich – Павлов Владимир Витальевич – аспирант кафедры «Химическая Post-graduate student «Chemical technology», технология» Саратовского Saratov State Technical University государственного технического университета

–  –  –

ГЕРМЕТИЗИРУЮЩИЕ И ИЗОЛЯЦИОННЫЕ ПОКРЫТИЯ НА ОСНОВЕ

ПОЛИАМИДОИМИДОВ ДЛЯ КРИСТАЛЛОВ ДИОДНЫХ ЛАЗЕРОВ

Проведено исследование оптических и электрофизических характеристик полиамидоимидных покрытий. Показана возможность использования исследуемых полимеров в качестве покрытия, герметизирующего p-n-переход полупроводниковых лазеров. Анализ токов утечки в лазерных линейках показал, что исследуемый полиамидоимид обеспечивает изоляцию p-n-переходов не хуже стандартного покрытия на основе оксида алюминия и полностью исключает возможность короткого замыкания.

–  –  –

ENCAPSULATED AND ISOLATED COATINGS BASED POLYAMIDE-IMIDE

FOR THE CRYSTALS OF DIODE LASERS

A study of optical and electrical-physical characteristics of polyamideimide coatings has been carried out. The possibility of using the studied polymers as coatings, which encapsulate p-n junction of diode lasers, is demonstrated. The analysis of leakage current in laser bars showed that the investigated polyamide-imide provides isolation of p-n junctions that is not worse than the isolation in the standard coating based on the aluminum oxide and it completely eliminates any possibility of short circuit.

Polyamide-imide, encapsulation, isolation, laser bar, laser diode

Введение. Полиамидоимиды (ПАИ) находят широкое применение в микроэлектронике, благодаря растворимости в амидных растворителях, высокой термостабильности, хорошим диэлектрическим свойствам и высокой механической прочности [1, 2]. Этот класс полимеров применяется для защиты полупроводниковых приборов как от воздействия окружающей среды, так и в качестве диэлектрической изоляции [3]. В данной работе было проведено исследование возможности использования полиамидоимидов для диэлектрической изоляции p-n-перехода полупроводниковых лазеров. В настоящее время в производстве лазеров в ОАО «НПП «Инжект» успешно применяется изоляция оксидом алюминия, полностью исключая короткое замыкание p-n-перехода в лазерных линейках.

Однако процесс нанесения оксида алюминия требует дорогостоящего вакуумного оборудования и длится не менее 6 часов. Плёнки ПАИ могут осаждаться центрифугированием, что делает способ их получения быстрым и недорогим по сравнению с напылением плёнки диэлектрика в вакууме [4]. Кроме того, данным методом можно получать толстые плёнки, полностью покрывающие канавки в полупроводниковой пластине [5].

Вестник СГТУ. 2011. № 2 (55). Выпуск 1 Материалы и методы исследования. На рис. 1 показана лазерная структура с нанесённым в канавки диэлектриком. Такая герметизация p-n-перехода необходима во избежание короткого замыкания p и n областей полупроводниковой структуры во время пайки – мелкие капли припоя, попадая в канавку, приводят к короткому замыканию либо высоким токам утечки [6]. Преимуществом мягкой диэлектрической плёнки по сравнению с твёрдой (SiO2, Al2O3) является её способность не давать трещин при механическом воздействии на кристалл. Так, во время скалывания пластины на кристаллы твёрдый диэлектрик может разрушаться и крошиться, в то время как некоторые полимерные плёнки остаются без повреждений [7].

Рис. 1. Схематическое изображение изолированной мезы.

В работе использовались полиамидоимиды, имеющие следующие структурные формулы, представленные на рис. 2. ПАИ №1 – это простейший полиамидоимид [8], ПАИ №2 – полиамидоимид с боковыми карбоксильными группами и гибкой развязкой, синтезированный по методике, подробно описанной в [9]. В качестве подложек для формирования полимерных покрытий использовали химически очищенные пластины p-типа арсенида галлия, легированного цинком (концентрация примеси 2 1019 см-3) с ориентацией (100). Обработка подложек проводилась в четырёххлористом углероде при температуре 75 – 80 °С в течение 5 минут. Для получения плёнок использовался метод центрифугирования. Все плёнки наносились из 11% раствора в N-метилпирролидоне со скоростью 4000 об/мин в течении 40 с. После осаждения пластины с плёнками сушились в течение 5 минут при температуре 125 °С. Толщина полученных плёнок ПАИ составляла 600нм в зависимости от вязкости раствора полимера, которая варьировалась с помощью изменения концентрации растворителя.

O O

–  –  –

Рис. 2. Структурные формулы полиамидоимидов: a – ПАИ №1, б – ПАИ №2 Для оценки эффективности изоляции p-n-перехода полиамидоимидами было проведено исследование токов утечки в лазерных линейках, включающих три кристалла, разделённых двумя канавками, фотография которых приведена на рис. 3, p-n-переходы которых были открыты и герметизированными полимером. Для этого лазерная пластина с нанесёнными контактами и сформированной структурой была разделена на две части. ПерХимия и химические технологии вая часть пластины была разделена на лазерные линейки по три кристалла, которые в количестве 10 шт. были смонтированы на контактных пластинах. Вторая часть пластины была покрыта полимером ПАИ №2, после чего было проведено аналогичное скалывание на линейки с последующим монтажом. Для измерения токов утечки были измерены обратные ветви ВАХ лазерных линеек с помощью характериографа Л2-56.

Спектральные характеристики диэлектрических плёнок были получены с помощью спектрофотометра Invisio_S. Данные со спектрофотометра обрабатывались программным обеспечением SphS 2.0. Спектры пропускания снимались в диапазоне длин волн 382нм. Калибровка осуществлялась по стеклу марки К8 с пропусканием в видимом диапазоне 8-10%.

–  –  –

Рис. 3. Оптическое изображение лазерной линейки из трёх кристаллов, разделённых канавками Для определения показателя преломления исследуемых полимеров были исследованы спектры пропускания толстых полимерных плёнок, полученных методом центрифугирования на стеклянной подложке из стекла К8. С помощью матричного метода [10] рассчитывалась теоретическая зависимость, описывающая полученные спектры. Расчёт суммарного отражения RI для однослойного покрытия сводится к формуR23 (1 R12 ) exp(i 2 ) ле: RI R12 [11]. Здесь R12 и R23 – амплитудные коэффициенты отR23 R12 exp(i 2 ) n n ражения на границах двух сред: R12 0 m – отражение от границы воздух/плёнка и n0 mm n ns R23 m – отражение от границы плёнка/подложка, где ns – показатель преломления ns mm подложки, n0 – показатель преломления среды, nm – показатель преломления плёнки, n d, где – длина волны, d – толщина плёнки. Поскольку ns = 1.51, n0 = 1, спекm тральная зависимость определяется только показателем преломления плёнки и её толщиной: RI f (, nm, d ). Поиск значений nm и d, при которых зависимость суммарного амплитудного коэффициента отражения от длины волны максимально близко описывает исследуемую спектральную характеристику в инфракрасной области спектра, осуществлялась в программной среде Mathcad 11.0a.

Результаты исследований и их обсуждение. Показатель преломления полимерного покрытия и коэффициент экстинкции определялись из начальных условий, задаваемых при построении теоретической кривой соответствующего спектра на длине волны излучения лазера (808 нм). На рис. 4 приведён спектр пропускания полимерного покрытия ПАИ №1 на стекле К8. Как видно из рис. 4, спектральная кривая, соответствующая полимеру, не достигает в максимумах значений величины пропускания, соответствующих стеклу К8, что свидетельствует о поглощении. Теоретическая кривая, приведённая на рис. 4, получается при значении показателя преломления материала n = 1.62 – 0.0009i.

Вестник СГТУ. 2011. № 2 (55). Выпуск 1 Комплексная часть показателя преломления соответствует суммарному поглощению и рассеянию света в плёнке, т.е. коэффициенту экстинкции. Комплексный показатель преломления свидетельствует о комплексной диэлектрической проницаемости, что означает, что исследуемый полимер обладает проводимостью и, следовательно, его использование в качестве герметизирующего диэлектрика нецелесообразно. Также на рис. 4 приведён спектр пропускания плёнки ПАИ №2 на стекле К8. Как видно из рис. 4, поглощение в плёнке полностью отсутствует вплоть до 500 нм. Теоретическая зависимость, описывающая спектральную характеристику ПАИ №2, была построена при значении показателя преломления материала n = 1.59.

–  –  –

Рис. 4. Спектры пропускания полимерных покрытий на стекле К8 (штрихпунктирная линия):

сплошная тонкая линия – ПАИ №1, пунктирная тонкая – теоретическая зависимость для ПАИ №1, сплошная толстая – ПАИ №2, пунктирная толстая – теоретическая зависимость для – ПАИ №2

–  –  –

-10

-15

–  –  –

-30

-35

-40

-45

Рис. 5. Обратные ветви вольтамперных характеристик лазерных линеек при обратном смещении:

пунктирные линии – без полиамидоимидной герметизации, сплошные линии – с полиамидоимидной герметизацией Процесс осаждения полиамидоимидной плёнки занимает вместе с сушкой не более 30 минут, что в 10-12 раз быстрее процесса вакуумного напыления диэлектрика. При этом используются центрифуга и сушильный шкаф, стоимость которых в несколько десятков Химия и химические технологии раз меньше стоимости вакуумной установки. Для оценки эффективности изоляции p-nперехода слоем ПАИ было проведено исследование токов утечки в лазерных линейках, состоящих из трёх кристаллов, разделённых двумя канавками (рис. 3), p-n-переходы которых были открытыми и герметизированными ПАИ №2. Для измерения токов утечки были исследованы обратные ветви ВАХ лазерных линеек. Как видно на рис. 5, две линейки с открытыми p-n-переходами имели высокие токи утечки (50 нА при 2 В), три – средние токи утечки (50 нА при 3.5 В) и пять – высокие (50 нА при 5 В и выше). При этом все 10 герметизированных линеек имели низкие токи утечек, что свидетельствует об успешной изоляции p-n-перехода.

Заключение. Таким образом, в работе показано, что пленки ПАИ обеспечивают диэлектрическую изоляцию p-n-переходов, при этом на основании полученных результатов можно сделать вывод о том, что покрытия, наносимые с использованием разработанной методики, не ухудшают рабочих характеристик полупроводниковых лазеров. Технология осаждения полиамидоимидных покрытий существенно проще и дешевле традиционного вакуумного нанесения диэлектриков. Результаты, представленные в работе, могут быть использованы в технологии создания лазерных диодов и других элементов полупроводниковой электроники, требующих изоляции мягким диэлектриком.

ЛИТЕРАТУРА

1. Моценят Б.З., Гусинская В.А., Котон М.М. // Пластические массы. 1981. № 6. С. 55.

2. Гусинская В.А., Чурганова С. С., Котон М.М. // Журнал прикладной химии. 1984.

№ 57. С. 1819 [J. Appl. Chem. USSR, 1984, 57 (Engl. Transl.)].



Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 7 |


Похожие работы:

«Группа Сервисных Предприятий "МОРИНЖГЕОЛОГИЯ" Член Российского Союза Нефтегазостроителей АО "МОРИНЖГЕОЛОГИЯ" http://www.morinzhgeologia.ru/ Методика и технические средства инженерногеологических изысканий при изучении и освоении нефтегазовых ресурс...»

«Международный научный журнал "ИННОВАЦИИ В ЖИЗНЬ" № 4 (15) International Journal INNOVATIONS IN LIFE декабрь 2015 Издается с 2012 года Выходит 4 издания в год ISSN 2227-6300 ГЛАВНЫЙ РЕДАКТОР НАУЧНЫЙ РЕДАКЦИОННЫЙ СОВЕТ И. М. Зельцер – доктор В. И. Су...»

«690091, г. Владивосток, ул. Алеутская, д. 11, оф. 1012, тел. (423) 252-19-11 ОГРН 1112540003597, ИНН 2540171131, КПП 254001001 ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ "ПРОЦЕСС PALINGENESIS" РАЗДЕЛ 2 ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ г. Владивосток 2015 г. Содержание 1. Введение 1.1. Заказчик...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ МИНИСТЕРСТВО РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО АТОМНОЙ ЭНЕРГИИ МИНИСТЕРСТВО ПРОМЫШЛЕННОСТИ, НАУКИ И ТЕХНОЛОГИЙ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ РОССИЙСКАЯ АССОЦИАЦИЯ НЕЙРОИНФОРМАТИКИ МОСКОВСКИЙ ИНЖЕНЕРНО-ФИЗИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (ГОСУДАРСТВЕННЫЙ...»

«Министерство образования Российской Федерации КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им. А. Н. ТУПОЛЕВА ИССЛЕДОВАНИЕ БЛОКОВ СИНХРОНИЗАЦИИ ТЕЛЕВИЗИОННОГО ПРИЕМНИКА Методические указания к лабораторной работе №603 Казань 2010 Условные обозначения АПЧГ автоматическая подстройка частоты гетеродина;АРУ автоматическая регулир...»

«МИНОБРНАУКИ РОССИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В.И. Ульянова (Лени...»

«Вестник Челябинского государственного университета НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ Основан в 1991 году Филология Искусствоведение № 26 (127) 2008 Выпуск 25 СОДЕРЖАНИЕ ФИЛОЛОГИЯ Анциферова О. Н. Иноязычная лексика в "Журнале путешествия Н. А. Демидова".5 Бубнова И. А. Когнитивный механизм формирования смысла.12 Воробьёва К. А. "Авторская ирони...»

«Система передачи извещений Атлас-20 УСТРОЙСТВО ОКОНЕЧНОЕ ОБЪЕКТОВОЕ ПРИМА-3А Руководство по эксплуатации СПНК.425513.023 РЭ УОО Прима-3А (Атлас-20) 2 СПНК.425513.023 РЭ Содержание 1 Назначение 2 Технические данные 3 Технические данные УОО в доп. режимах 4 Комплектность 5 Общие указания по...»

«Модель DVD-1000 Автомобильный проигрыватель DVD, VCD, SVCD, CD, CD-R, MP3 на 10 дисков с автоматической сменой Руководство пользователя Содержание Назначение проигрывателя Функции проигрывателя Основные технические характеристики Комплект поставки Как использовать магазин диско...»

«Руководство по эксплуатации Микроволновая печь Модель: MWG-23DSS Внимание: сохраняйте данное руководство до окончания срока эксплуатации изделия.ОГЛАВЛЕНИЕ: Введение Технические характеристики Рекомендации покупателю Правила техники безопасности Предупреждение опасности взрыва и внезапного за...»

«продолжается подписка на 2012 год телефон для справок: (347) 272 84 79 первое специализированное издание в Республике Башкортостан ИНЖЕНЕРНЫЕ СИСТЕМЫ * engineering systems в строительстве и коммунальном хозяйстве Мы не что иное, как то, что делают из нас окружающие предметы Гельвеций Системы Тепла г. Уфа, ул....»

«Зарегистрировано в Минюсте РФ 3 февраля 2010 г. N 16219 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПРИКАЗ от 24 декабря 2009 г. N 827 ОБ УТВЕРЖДЕНИИ И ВВЕДЕНИИ В ДЕЙСТВИЕ ФЕДЕРАЛЬНОГО ГОСУДАРСТВ...»

«© 1994 г. Л.Б. КОСОВА УДОВЛЕТВОРЕННОСТЬ ЖИЗНЬЮ И ИНТЕНСИВНОСТЬ РЕФОРМ КОСОВА Лариса Борисовна — кандидат технических наук, старший научный сотрудник ВЦИОМ. Постоянный автор нашего журнала. Субъективная оценка качества жизни — популярная тема социологической литературы (особенно американской) конца 60—'70-х годо...»

«УДК: 539.074 УРУСОВА ЕЛЕНА ВИКТОРОВНА Исследование влияния СВЧ излучения на извлечение металлов из минерального сырья АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Специальность: 01.04.01 техника физического эксперимента, физ...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ" Институт Электронного обучения...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТ...»

«Содержание Введение Предварительные условия Требования Используемые компоненты Условные обозначения Общие сведения Поддержка возможностей Конфигурация VRF Обзор общего использования для осведомленного о VRF межсетевого экрана IOS Неподдерживаемая конфигурация Настро...»

«Проектирование и конструирование строительных систем. Проблемы механики в строительстве УДК 624.072.2 А.В. Соловьев, А.О. Лукин, В.Ю. Алпатов, В.Н. Савостьянов* ФГБОУ ВПО "СГАСУ", *ФГБОУ ВПО "МГ...»

«УДК 316.32 ББК 60.52 Н-58 Нехай Вячеслав Нурбиевич, кандидат социологических наук, доцент кафедры философии и социологии ФГБОУ ВПО "Адыгейский государственный университет", email: slava0482@mail.ru; Шаов Асфар Аскерович, кандидат философских наук, доцент кафедры философии и социологии ФГБОУ ВПО "Адыгейский государственный у...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЯНОЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ КАФЕДРА ФИЗИКИ ОПТИКА Учебно-методическое пособие для студентов заочной формы обучения к выполнению контрольных работ № 5, 6 Уфа 2010 Учебно-м...»

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ГОСТ Р ИСО СТАНДАРТ 6157-1 РОССИЙСКОЙ (Проект, 1 ред.) ФЕДЕРАЦИИ ИЗДЕЛИЯ КРЕПЕЖНЫЕ. ДЕФЕКТЫ ПОВЕРХНОСТИ. ЧАСТЬ 1: БОЛТЫ, ВИНТЫ И ШПИЛЬКИ ОБЩЕГО НАЗНАЧЕНИЯ. ISO 6157-1:1988 Fast...»

«Федеральное агентство по рыболовству Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "АТЛАНТИЧЕСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ РЫБНОГО ХОЗЯЙСТВА И ОКЕАНОГРАФИИ" (ФГБНУ "АтлантНИРО") Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего професси...»

«Петухов Илья Витальевич ПРЕДСТАВЛЕНИЕ АЛГОРИТМОВ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОГО АНАЛИЗА ДАННЫХ И ИХ РЕАЛИЗАЦИЯ В РАСПРЕДЕЛЕННЫХ СРЕДАХ НА ОСНОВЕ МОДЕЛИ АКТОРОВ Специальность 05.13.11 – Математическое...»

«Акулов Ярослав Викторович О КЛАССАХ БУЛЕВЫХ ФУНКЦИЙ, ВЫРАЗИМЫХ ОТНОСИТЕЛЬНО РАСШИРЕННОЙ СУПЕРПОЗИЦИИ 01.01.09 дискретная математика и математическая кибернетика АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико–математических наук Москва 2015 Работа выполнен...»

«ОБЩЕНИЕ Американские и немецкие архитекторы в борьбе за советскую индустриализацию Марк Меерович, Дмитрий Хмельницкий Ключевые слова: военно гражданские предприятия; военно промышлен ный комплекс; гр...»

«ISSN 2074-2630 Наукові праці ДонНТУ. Серія: "Електротехніка і енергетика" №1(17)’ 2015 УДК 681.518:378 В.Я. ВОРОПАЕВА1., В.Ф. ШАПО2 Донецкий национальный технический университет, г. Донецк кафедра автоматики и телекоммуникаций Одесская национальная морская академия, г. Одесса кафедра теории автоматического управления и выч...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФИЛИАЛ ФЕДЕРАЛЬНОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО БЮДЖЕТНОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ "ВЛАДИВОСТОКСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ЭКОНОМИКИ И СЕРВИСА" В Г. АРТЕМЕ ИНСТИТУТ КАФЕДРА СЕРВИСА И ТЕХНИЧЕСКОЙ Э...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ Учреждение образования "Белорусский государственный технологический университет" ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ Тезисы докладов 81-й научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов (с международным у...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ" УТВЕРЖДАЮ Председатель МК _Густов Д.Ю._ "" _20г....»








 
2017 www.lib.knigi-x.ru - «Бесплатная электронная библиотека - электронные матриалы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.