авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 34 |

«ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ НАУК Сборник научных трудов VII Международной конференция студентов и молодых ученых ...»

-- [ Страница 2 ] --

N.E. Pestrezowa, A.A. Ditz, R.A. Malkowa............................................................................................................................ DIE ANALYSE VON ROHSTOFFEN UND EVALUIERUNG FR BASALTHERSTELLUNG A.A. Polowodowa, A.A. Dit, R.A. Malkowa.......................................................................................................................... LASERMATERIALBEARBEITUNG. T.S. Saispaeva, A.J. Arljapov.................................................................................... UNTERSUCHUNG VON DEN EIGENSCHAFTEN DER SILIZIUM-SUBSTITUIERTEN HYDROXYLAPATIT (SI-HA)-BESCHICHTUNG GESPRITZT DURCH DAS HF-MAGNETRON-SPUTTERN M.A. Surmeneva............... WINDENERGIE IST ZUKUNFT DER ENERGIEWIRTSCHAFT. M.I. Tesmonar, W.S. Andik, P.I. Kostomarow............. DIE OPTIMIERUNG DES VERFAHRENS DER DOSISFRAKTIONIERUNG FR RADIORESISTENTE TUMOREN. A.A. Filonowa, W.A. Lisin, J.W. Shchegolikhina............................................................................................. SONNENENERGIE. T.W. Tscherepanow, A.S. Matweew, P.I. Kostomarow......................................................................... PORENKIESPRODUKTION UND DIE AKTIVIERENDEN DER PORENBILDUNG ZUSATZSTOFFE.

P.S. Schaschel, A.E. Abakumow, R.A. Malkowa.................................................................................................................... РОССИЯ, ТОМСК, 20 – 23 АПРЕЛЯ 2010 г. ОГЛАВЛЕНИЕ VII МЕЖДУНАРОДНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ СТУДЕНТОВ И МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ «ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ НАУК ПЛЕНАРНЫЕ ЛЕКЦИИ РОССИЯ, ТОМСК, 20 – 23 АПРЕЛЯ 2010 г. ПЛЕНАРНЫЕ ЛЕКЦИИ VII МЕЖДУНАРОДНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ СТУДЕНТОВ И МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ «ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ НАУК БЕССМЕЛЬЦЕВ МИХАИЛ ВИКТОРОВИЧ Руководитель группы AITricks, технический директор компании AISoftPro, CL.

Область научных интересов: вычислительная геометрия, построение сеток, анимация, обработка данных лазерного сканирования. Веб-сайт: http://www.aitricks.com ВЫСОКОПРОИЗВОДИТЕЛЬНЫЕ МЕТОДЫ ГЕОМЕТРИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ Лаборатория НГУ-Интел, ул. Ильича 21, к. 9, г. Новосибирск, 634050, Россия, e-mail: mikhail.bessmeltsev@gmail.com Лекция посвящена современным методам и алгоритмам геометрического моделирования, их быстродействию и, в частности, возможности распараллеливания. Рассматриваются классические и альтернативные методы построения и деформации сеток. Затрагиваются такие вопросы вычислительной геометрии, как упрощение сеток, параметризация, сглаживание и т.д. Особое внимание будет также уделено проблемам восстановления поверхности 3D-объектов и применению методов в различных областях: в томографии, геофизике и компьютерной графике. Особенностью лекции является введение в нейросетевые методы обработки сеток.

БОРОНИН АНДРЕЙ ИВАНОВИЧ доктор химических наук, профессор В 1970 г. окончил Новосибирский государственный университет, факультет естественных наук. С 1975 г. и по настоящее время работает в Институте катализа им. Г.К. Борескова СО РАН. В 1983 г. защитил диссертацию и получил ученую степень кандидата химических наук. В 2002 г. получил ученую степень доктора химических наук по специальности "Катализ", тема диссертации "Фотоэлектронная спектроскопия в исследовании катализа на металлах". Боронин А.И является ведущим специалистом в области гетерогенного катализа, физикохимии поверхности и фотоэлектронной спектроскопии. Опубликовал более 150 статей в реферируемых журналах, имеет индекс цитирования около 1000, индекс Хирша составляет 16. В ИК СО РАН является ведущим научным сотрудником и руководит группой фотоэлектронной спектроскопии. В течение 1990-2002 гг. выезжал на длительное время в зарубежные университеты для исследовательской работы:

университет Кардиффа (Уэльс), Кембриджский университет (Англия.), Мексиканский национальный университет UNAM, г. Энсенада, Мексика, университет Карнеги Меллона (США, Питтсбург). С 1995 года работает в Новосибирском государственном университете на факультете естественных наук, является профессором кафедры общей химии и читает курс лекций по физической химии. Под руководством А.И.

Боронина выполнено более 20 дипломных работ студентов и защищено 4 кандидатских диссертации.

ПОВЕРХНОСТНЫЕ ФАЗЫ В МЕТАЛЛ-ОКСИДНЫХ СИСТЕМАХ И ИХ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ И КАТАЛИТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН, пр. Лаврентьева, 5, Новосибирск, 630090, Россия, Новосибирский государственный университет, Пирогова 2, Новосибирск, 630090, Россия e-mail: boronin@catalysis.ru Металл-оксидные системы в их высокодисперсном состоянии являются одними из самых перспективных материалов, применение которых может быть реализовано в целом ряде областей науки и техники, начиная от фундаментальных разделов и кончая технологическими приложениями. Одним из наиболее важных как в практическом, так и фундаментальном отношении, направлений использования металл-оксидных систем является их применение в гетерогенном катализе для проведения множества каталитических реакций, в частности реакций окисления. В течение длительного предшествующего времени было принято считать, что основная роль оксидов как носителей состоит в закреплении активного компонента (металла) в высокодисперсном состоянии, когда на поверхности тем или иным способом закрепляются наночастицы металла. Основное направление исследований было связано с тем, чтобы как можно надежнее установить корреляции каталитической активности с размерами частиц активного компонента. Не отрицая важности "размерного" фактора в исследованиях дисперсных систем, в данной работе обсуждается другое современное направление исследований, связанное с рассмотрением химии контакта активного компонента с носителем. В лекции на примере катализаторов полного окисления демонстрируются важные экспериментальные наблюдения о новых физико-химических и каталитических свойствах, которые появляются при формировании поверхностных фаз взаимодействия различной природы.





РОССИЯ, ТОМСК, 20 – 23 АПРЕЛЯ 2010 г. ПЛЕНАРНЫЕ ЛЕКЦИИ VII МЕЖДУНАРОДНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ СТУДЕНТОВ И МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ «ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ НАУК ВОЛОКИТИН ГЕННАДИЙ ГЕОРГИЕВИЧ д.т.н., профессор, член-корреспондент МАН ВШ, заслуженный деятель науки, заведующий кафедрой прикладной механики и материаловедения ТГАСУ ПЛАЗМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В СТРОИТЕЛЬНОЙ ИНДУСТРИИ Томский государственный архитектурно-строительный университет, Россия, г. Томск, пл. Соляная, 2, В докладе рассмотрены особенности теплофизических процессов в плазменном потоке и физико-химических процессов, протекающих при взаимодействии плазмы со строительными материалами, и управление ими.

ГЛЕЗЕР АЛЕКСАНДР МАРКОВИЧ доктор физико-математических наук, профессор Директор института металловедения и физики металлов имени Г.В.Курдюмова Центрального научно - исследовательского института черной металлургии имени И.П. Бардина Специалист в области физики нанокристаллического и аморфного состояний металлических систем. Автор 226 научных работ, из которых монографии и 6 авторских свидетельств и патентов. Основные научные результаты: установлены основные закономерности структурообразования при закалке из расплава и мегапластической деформации функциональных материалов на основе переходных металлов;

обнаружены и объяснены размерные эффекты при фазовых превращениях;

предложены механизмы пластической деформации и разрушения нанокристаллов и аморфных сплавов;

сформулирован оригинальный подход к описанию процессов образования наноструктур при мегапластической деформации;

разработана обобщенная структурная модель процессов, протекающих при комбинированных воздействиях;

обнаружены уникальные магнитные характеристики в сплавах на основе железа;

разработаны способы кардинального повышения прочности (до 5000 МПа) и пластичности промышленных и модельных функциональных материалов. Глезер А.М. заведует кафедрой «Наноматериалы» в Московском Государственном Университете Приборостроения и Информатики. Им подготовлено 11 кандидатов наук. Глезер А.М. – главный редактор журнала «Деформация и разрушение материалов», член редколлегий журналов «Известия РАН, Серия физическая», «Материаловедение», “Journal of Material Science & Technology”.

Член Научных Советов РАН по физике конденсированных сред и по наноматериалам. Председатель диссертационного совета при ЦНИИЧМ им.И.П.Бардина.

ОБЪЕМНЫЕ МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ НАНОМАТЕРИАЛЫ Институт металловедения и физики металлов имени Г.В.Курдюмова Россия, г. Москва, ул.2-я Бауманская, д.9/23, e-mail: a_glezer@mail.ru В настоящее время мы все больше и больше погружаемся в мир нанотехнологий и наноматериалов.

Анализируя физико-механические свойства наноматериалов, полученных с помощью различных технологий, мы постоянно убеждаемся в том, что размерные эффекты оказывают существенное влияние на основные закономерности структурообразования и, следовательно, на подавляющее большинство свойств тех объектов, которые состоят из кристаллитов, размер которых не превышает 100 нм. При этом надо иметь в виду, что ряд свойств нанокристаллических материалов обусловлен исключительно малым размером кристаллитов, а ряд других – несут на себе «отпечаток» той технологии, которая лежит в основе получения того или иного нанокристаллического объекта. В этой связи целесообразно все отмеченные различия фазовых и структурных превращений между «обычными» и нанокристаллическими материалами разделить на две большие группы: 1. Различия, связанные с размерным эффектом и не зависящие от способа получения нанокристаллов. 2. Различия, непосредственно связанные с особенностями получения нанокристаллов. В лекции кратко рассмотрены различия, относящиеся как к первой, так и ко второй группам.

РОССИЯ, ТОМСК, 20 – 23 АПРЕЛЯ 2010 г. ПЛЕНАРНЫЕ ЛЕКЦИИ VII МЕЖДУНАРОДНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ СТУДЕНТОВ И МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ «ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ НАУК ГОРОДЕЦКАЯ ЛЮДМИЛА АЛЕКСАНДРОВНА кандидат филологических наук, доктор культурологии, профессор факультета иностранных языков и регионоведения МГУ им. М.В.Ломоносова, консультант Издательства Кембриджского университета Имеет многочисленные публикации по вопросам преподавания английского и межкультурной коммуникации. Проводит семинары и мастер-классы для преподавателей и методистов. Выпускница филологического факультета МГУ имени М.В.

Ломоносова. Сфера научных интересов: теория коммуникации, теория речевого воздействия, межкультурная коммуникация, теория и методика преподавания иностранных языков. Тема кандидатской диссертации: Исследование процесса распознавания значения терминологических словосочетаний. Тема докторской диссертации: Лингвокультурная компетентность личности как культурологическая проблема. Читаемые и проводимые курсы: реферирование научного текста;

искусство убеждения: способы речевого воздействия в бизнесе и политике;

история изучения иностранных языков.

ОФИЦИАЛЬНЫЙ И НЕОФИЦИАЛЬНЫЙ РЕГИСТРЫ В ИНОЯЗЫЧНОМ ПРОФЕССИОНАЛЬНОМ ОБЩЕНИИ Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, факультет иностранных языков и регионоведения Россия, Москва, Ломоносовский проспект 31/1, e-mail: lgorodet@gmail.com Пленарная лекция посвящена понятию языковой нормы, рассматриваемому сначала с традиционных позиций российских и британских лингвистов, а затем – через призму межкультурной коммуникации.

Компьютерные корпусы помогают выделить норму в речи образованных носителей английского языка, провести анализ разного типа отклонений от нормы и понять, что происходит со стандартными формами в официальном и неофициальном регистрах профессионального общения. Данные корпусной лингвистики рассматриваются с точки зрения лингвистики и лингводидактики: какие именно формы, зафиксированные в речи образованных носителей языка, свидетельствуют об изменении нормы в английском языке, должны ли они отражаться в учебных и справочных материалах, на каких стадиях обучения с ними следует знакомить обучаемых, как реализуется норма в устном и письменном, официальном и неофициальном общении, а также в британском и американском вариантах английского языка.

ЕФИМЕНКО ВЛАДИМИР НИКОЛАЕВИЧ д.т.н., профессор, декан Дорожно-строительного факультета ТГАСУ Специалист в области проектирования, строительства, ремонта и содержания автомобильных дорог. Стаж работы в ВУЗе около 30 лет. Автор 140 научных и методических работ.

ДОРОГИ РИМСКОЙ ИМПЕРИИ. КОНСТРУКТИВНЫЕ РЕШЕНИЯ, ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИИ Томский государственный архитектурно-строительный университет, пл. Соляная, 2, Томск, тел. (3822) 66-00- В лекции приведены сведения о технологиях, применявшихся при строительстве дорог Древнего Рима (Римской империи), особенности конструктивных решений, а также данные о состоянии сети автомобильных дорог Российской Федерации.

РОССИЯ, ТОМСК, 20 – 23 АПРЕЛЯ 2010 г. ПЛЕНАРНЫЕ ЛЕКЦИИ VII МЕЖДУНАРОДНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ СТУДЕНТОВ И МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ «ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ НАУК КОНЕВА НИНА АЛЕКСАНДРОВНА доктор физико-математических наук, профессор, чл. – корр. СО АН ВШ, Заслуженный деятель науки Российской Федерации Закончила с отличием Томский государственный университет, физический факультет, по специальности «физика»

(металлофизика). В 1967 г. защитила кандидатскую диссертацию по специальности 01.04.07 – физика твердого тела в ТГУ, в 1988 г. в Специализированном совете Института физики прочности и материаловедения СО РАН – докторскую диссертацию по той же специальности. В 1991 г. ей присвоено звание профессора, в 1994 г.

получила звание Соросовского профессора, в 2000 году избрана чл.

– корр. СО АН ВШ, с 2004 г. – Почетный работник высшего профессионального образования. В 2008 г. она получила почётное звание Заслуженного деятеля науки РФ. В ТГАСУ на кафедре физики Конева Н.А. работает с 1961 г. Конева опубликовала научных статей в отечественных и зарубежных изданиях, монографий, в том числе одной зарубежной (США). Её публикации отличает высокий индекс цитируемости. Основное направление научной работы – эволюция дислокационной структуры металлов, сплавов и сталей с деформацией, закономерности субструктурных превращений, природа стадий пластической деформации, механизмы упрочнения металлов и сплавов, внутренние поля напряжений, строение поликристаллов, границы зерен, особенности структуры ультрамелкозернистых материалов и наноматериалов.

КРИТИЧЕСКИЕ РАЗМЕРЫ ЗЕРЕН ПОЛИКРИСТАЛЛОВ Томский государственный архитектурно-строительный университет, пл. Соляная, 2, Томск, e-mail: koneva@tsuab.ru Лекция посвящена проблеме классификации критических размеров зерен поликристаллов металлических материалов. Критические размеры зерен – это такие средние размеры зерен d, в окрестности которых происходят значительные изменения свойств поликристаллического агрегата.

Количественные исследования зеренной структуры и свойств поликристаллов позволили выделить три основных критических размера зерен. Первый критический размер зерен d1кр такой размер, при котором изменяется знак коэффициента Холла-Петча k. При d d1кр k 0, при d d1кр k 0. Анализ показал, что величина d1кр для чистых металлов Al, Cu, Ni, Fe, Ti близка к 10 нм. Второй критический размер зерен d2кр связан с образованием бездислокационных зерен. Взаимодействие границ зерен (ГЗ) с дислокациями становится таким значительным, что дислокации вытягиваются из тела зерна и перемещаются на ГЗ полями напряжений от ГЗ. Для чистых металлов d2кр около 100 нм. Третий критический размер зерен d3кр связан со сменой роли параметров дислокационной структуры. Если d d3кр, то в дислокационном ансамбле преобладают статистически запасенные дислокации (SSD). Их больше, чем геометрически необходимых дислокаций (GND). Величина d3кр близка к 10 мкм. При этом плотность GND оказывается равной плотности SSD. Достижение каждого критического размера зерен изменяет механизмы деформации и упрочнения поликристаллов и формирует физическое различие между микро- и мезоуровнем поликристаллов.

МАТВИЕНКО ОЛЕГ ВИКТОРОВИЧ, доктор физико-математических наук, профессор.

В 1986 г. окончил физико-техническийфакультет ТГУ с присвоением квалификации инженер-физик (специальность – баллистика). В году защитил кандидатскую диссертацию "Теплообмен и химическое реагирование в закрученных потоках и получил ученую степень кандидата физико-математических наук по специальности "Механика жидкости, газа и плазмы". С 1989 года по 1997 год работал в НИИ прикладной математики и механики ТГУ. Участвовал в выполнении ряда важнейших тематик института, являясь ответственным исполнителем некоторых из них. Является лауреатом премии ТГУ, РОССИЯ, ТОМСК, 20 – 23 АПРЕЛЯ 2010 г. ПЛЕНАРНЫЕ ЛЕКЦИИ VII МЕЖДУНАРОДНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ СТУДЕНТОВ И МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ «ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ НАУК награжден Федерацией космонавтики СССР медалью В.П. Глушко. В 2000 г. защитил диссертацию на соискание ученой степени доктора наук “Тепломассообмен и горение закрученных потоков в задачах механики реагирующих сред и охраны окружающей среды”. Основные научные интересы связаны с компьютерным моделированием сложных физико-химических процессов, в частности численного решения задач тепломассообмена, горения в закрученных потоках в различных технологических устройствах. Другое направление научных исследований связано с решением экологических задач, в частности, определения степени воздействия натурных испытаний и запусков РДТТ на состояние атмосферы, баланс озона в стратосфере и распространение загрязняющих веществ. В течение 1997-199 гг. выезжал на длительное время в университет г.

Эрланген (Германия) на кафедру “Приборы и аппараты для охраны окружающей среды и восстановления природных ресурсов”. С 1998 года работает на кафедре теоретической механики ТГАСУ, читает курс лекций по теоретической механике. С 201 года работает по совместительству в ТГУ на кафедре физической и вычислительной механике, читает курс лекций по механике сплошных сред. Под руководством Матвиенко О.В. выполнено более 30 дипломных работ студентов и защищено 2 кандидатских диссертации.

РЕОЛОГИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ СЛОЖНЫХ СРЕД Томский государственный архитектурно-строительный университет, Россия, пл. г. Томск, пл. Соляная, 2, При составлении реологических моделей сплошных сред исходят из положения, что деформация сложного тела является результатом наложения деформаций элементарных механических моделей идеализированных тел, отражающих основные реологические свойства.

Одним из путей уточнения описания реологическими уравнениями поведения реальных материалов является описание свойств реального материала, как комбинации тех или иных идеальных свойств. Так вязкопластическая среда Шведова–Бингама рассматривается как комбинация свойств вязкости и пластичности. Модель упругопластического тела получается при последовательном соединении упругого элемента Гука и пластического элемента Сен-Венана. При небольших напряжениях это тело ведет как упругое, а при превышении напряжениями определенной величины наблюдается пластическое течение. В работе рассматриваются еще две сложные модели, довольно широко применяемые при расчете деформации полимерных материалов. Это трехэлементная модель Максвелла - Томсона и четырехэлементная модель Бюргерса. Модель Максвелла - Томсона представляет собой модель Кельвина - Фойгта, к которой последовательно присоединен упругий элемент Гука. Модель Бюргерса состоит из последовательно соединенных моделей Кельвина.

САЛАНОВ АЛЕКСЕЙ НИКОЛАЕВИЧ кандидат химических наук, старший научный сотрудник В 1979 году окончил Новосибирский Государственный Университет. После окончания Университета по настоящее время работает в Институте катализа СО РАН (г. Новосибирск).

Руководитель группы электронной микроскопии, старший научный сотрудник, кандидат химических наук. Главное направление профессиональной деятельности Саланова А.Н.

связано с исследованием свойств поверхности различных материалов, в том числе катализаторов современными физическими методами исследования. В основном его внимание сосредоточено на применении физических методов, интегрированных в единый исследовательский инструмент на базе растрового электронного микроскопа. Это методы растровой электронной микроскопии (РЭМ), энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии (ЭДС) и дифракции обратноотраженных электронов (ДОЭ), которые позволяют анализировать морфологию, химический состав и микроструктуру поверхности твердых тел. За время профессиональной деятельности Салановым А.Н. опубликовано более 80 работ.

РОССИЯ, ТОМСК, 20 – 23 АПРЕЛЯ 2010 г. ПЛЕНАРНЫЕ ЛЕКЦИИ VII МЕЖДУНАРОДНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ СТУДЕНТОВ И МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ «ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ НАУК РАСТРОВАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ МИКРОСКОПИЯ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ МОРФОЛОГИИ И СОСТАВА МИКРО- И НАНОМАТЕРИАЛОВ Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН, пр. Лаврентьева, 5, Новосибирск, 630090, Россия e-mail: salanov@catalysis.ru Растровая электронная микроскопия (РЭМ) один из наиболее широко применяемых методов в материаловедении. Популярность этого метода в значительной степени обусловлена возможностью получения трехмерных изображений поверхности твердых материалов в широком интервале увеличений от 10 до 1 000 000 крат с разрешением 1-5 нм. Кроме того РЭМ широко востребован благодаря своей уникальной способности интегрироваться с другими методами, такими как рентгеновский микроанализ (РМА), дифракция обратноотраженных электронов и многими другими. В лекции подробно изложены основные положения, возможности и перспективы методов растровой электронной микроскопии (РЭМ) и рентгеновского микроанализа (РМА). РЭМ позволяет получать микрофотографии, характеризующие трехмерное изображение поверхности материалов с увеличением 10-1000 000 крат (разрешение 1-5 нм).

РМА позволяет получать спектр характеристического рентгеновского излучения для элементов в периодической системе от Be4 до U92. Из спектра можно извлечь качественный и количественный состав материала с минимальным содержанием вещества 0.1-0.01 вес.%. Детально представлены процессы взаимодействия электронов первичного пучка с твердым телом, механизмы генерации различных типов вторичных излучений – вторичных электронов, обратно отраженных электронов, характеристического рентгеновского излучения и др., и процессы формирования изображений поверхности твердых тел.

Подробно рассмотрены возможности методов РЭМ/РМА при исследовании микро- и наноматериалов.

Рассмотрен концептуальный подход для проведения качественного анализа, позволяющего определять с высокой степенью достоверности химический состав материалов.

СОБОЛЕВ ВЛАДИМИР ИВАНОВИЧ кандидат химических наук, заведующий лабораторией Окончил Новосибирский государственный университет в 1982 г.

по специальности химия. Область научных интересов:

гетерогенный катализ, селективное окисление, механизмы каталитических реакций, изотопные методы в катализе, наноструктурированные катализаторы. Автор более публикаций и 10 патентов.

НАНОСТРУКТУРИРОВАННЫЕ ЗОЛОТЫЕ КАТАЛИЗАТОРЫ В РЕАКЦИЯХ ОКИСЛЕНИЯ Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН, пр. Лаврентьева, 5, Новосибирск, 630090, Россия В течение длительного времени золото считалось «инертным» материалом и практически не использовалось в катализе. Ситуация резко изменилась в последние два десятилетия, в основном благодаря пионерским работам проф. M. Haruta. Было показано, что диспергированные на оксидных носителях частицы золота размером менее 5 нм обладают уникальными каталитическими свойствами в низкотемпературном окислении СО, в реакции эпоксидирования пропилена, в низкотемпературном синтезе Н 2О 2, в селективном окислении спиртов и ряде других реакций. В докладе будет рассмотрено применение золотых катализаторов в окислительно-восстановительных реакциях, определены основные факторы, такие размер частиц, степень окисления золота, выбор носителя и его структуры. Именно эти факторы определяют уникальные свойства наноструктурированных золотых катализаторов.

Особое внимание будет уделено анализу возможных механизмов рассматриваемых реакций и использованию изотопных методов в идентификации таких механизмов.

РОССИЯ, ТОМСК, 20 – 23 АПРЕЛЯ 2010 г. ПЛЕНАРНЫЕ ЛЕКЦИИ VII МЕЖДУНАРОДНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ СТУДЕНТОВ И МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ «ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ НАУК ХАСАНОВ ОЛЕГ ЛЕОНИДОВИЧ Директор Нано-Центра ТПУ, зав. кафедрой "Наноматериалы и нанотехнолгии", доктор технических наук.

Окончил ФТФ ТПИ в 1981 году.Темы дипломной работы (1981), кандидатской (1986) и докторской (2003) диссертаций связаны с исследованиями нано (ультрадисперсных) порошков, разработкой функциональной и конструкционной нанокерамики, изделий из них для различных применений (www.tpu.ru/html/nano.htm).Почетный работник высшего профессионального образования РФ. Эксперт Госкорпорации "Роснано". Приглашённый профессор Ульсанского университета, Южная Корея (1998). Сертификат Министерства торговли США о стажировке по программе"Коммерциализация технологий" (SABIT Program, 2002). Премия журнала Перспективные материалы за лучшую статью в 2002 году.Премия МАИК "Наука/Интерпериодика" - РАН за 2002 год за цикл статей Структура наночастиц и размерный эффект.Лауреат конкурса Томской области в сфере образования и науки (2005).Золотая медаль Международного салона изобретений (Женева, 2006).Член Нанотехнологического общества России, Российского керамического общества и аффилированный член Европейского керамического общества;

Materials Research Society (1991 1992, 1998-1999). Член программных комитетов 5й - 8й Всероссийских конференций "Физико-химия ультрадиспрерсных (нано) систем" (2000-2008).

ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ ОБЪЕМНЫХ НАНОМАТЕРИАЛОВ Национальный исследовательский Томский политехнический университет 634050, г. Томск, пр. Ленина 30, ТПУ, ЕНМФ, НМНТ Среди многообразия наноструктурных материалов (0-мерные – например, наночастицы;

1-мерные – вискеры, нанотрубки;

2-мерные – пленки;

3-мерные – гетероструктуры и др.) особое место занимают объемные наноматериалы (3D, bulk nanomaterials). Без преувеличения можно утверждать, что перспективы развития всех отраслей промышленности связаны с применением объемных наноматериалов:

конструкционных и функциональных нанокерамик, нанокомпзитов, наноструктурных сплавов и т.п. Их таких материалов конструируются разнообразные детали и компоненты для аэрокосмической, атомной, медицинской техники, автомобильной промышленности и других транспортных систем, электроники, средств телекоммуникаций и многих других отраслей. Актуальность применения объемных наноматериалов связана с возможностями существенного повышения эксплуатационных свойств разнообразных устройств, элементов конструкций, функциональных компонентов, датчиков. Обусловлены эти перспективы особыми свойствами наноструктурного состояния, в котором, в отличие от обычных материалов, существенную роль играют свойства поверхности. Однако для формирования наноструктурного состояния в реальных объемных материалах требуется решить многие фундаментальные и технологические проблемы, которые обсуждаются в лекции.

ХОДАШИНСКИЙ ИЛЬЯ АЛЕКСАНДРОВИЧ Доктор технических наук, профессор Окончил Новосибирский электротехнический институт в 1975 г. по специальности «Автоматизированные системы управления». В 1984 г.

защитил кандидатскую диссертацию, в 2004 – докторскую. Руководит группой проектного обучения «Идентификация нечетких систем». Является автором семи десятков публикаций, среди которых – два учебных пособия и две монографии. Сфера научных интересов: вычислительный интеллект, метаэвристики, нечеткие системы ОСНОВЫ ПОСТРОЕНИЯ НЕЧЕТКИХ СИСТЕМ Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники, пр.Ленина, 40, г.Томск, 634050, Россия e-mail: hodashn@rambler.ru В лекции рассматриваются следующие вопросы: задачи, решаемые нечеткими системами;

нечеткое отношение;

композиционное правило;

типы и структура нечетких систем;

способы вывода в нечетких системах;

реализация нечетких логических операций;

основные этапы идентификации нечетких систем.

РОССИЯ, ТОМСК, 20 – 23 АПРЕЛЯ 2010 г. ПЛЕНАРНЫЕ ЛЕКЦИИ VII МЕЖДУНАРОДНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ СТУДЕНТОВ И МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ «ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ НАУК ЧУХЛОМИНА ЛЮДМИЛА НИКОЛАЕВНА кандидат технических наук, старший научный сотрудник В 1978 г. окончила Томский государственный университет по специальности «Химия». С 1983 г. работает в ОСМ ТНЦ СО РАН. В декабре 2009 г. окончила докторантуру Томского политехнического университета и защитила докторскую диссертацию на тему «Синтез нитридов элементов III-VI групп и композиционных материалов на их основе азотированием ферросплавов в режиме горения». Автор более научных работ. Является специалистом в области химической технологии тугоплавких неметаллических соединений, создания композиционных керамических материалов полифункционального назначения методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС).

СВ-СИНТЕЗ КОМПОЗИЦИОННЫХ КЕРАМИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ НИТРИДОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ФЕРРОСПЛАВОВ Отдел структурной макрокинетики Томского научного центра Сибирского отделения РАН.

e-mail: liudnik@yandex.ru Методы синтеза нитридов и нитридсодержащих композиционных материалов: достижения и нерешенные проблемы. Самораспространяющийся высокотемпературный синтез нитридов. Особенности горения ферросплавов в азоте. Фильтрационное горение. Режимы фильтрационного горения ферросплавов в азоте и их влияние на степень азотирования и макроструктуру продуктов синтеза.

Фазообразование и формирование структуры продуктов азотирования. Химически и термически сопряженный синтез композиционных керамических материалов на основе нитридов: Si3N4 –SiC;

Si3N4 – ZrO2–Si2N2O;

Si3N4 –TiN –Si2N2O;

Si3N4 – BN и др. Нитридсодержащие СВС продукты – перспективные катализаторы, носители катализаторов, абразивы, резистивные материалы.

ШАРКЕЕВ ЮРИЙ ПЕТРОВИЧ доктор физ.-мат.наук, профессор С 1975 по настоящее время работает в ТГАСУ на кафедре физики в должностях: м. н. с., ассистент, ст. преподаватель, доцент, профессор. С 1987 г. работает в Институте физики прочности и материаловедения СО РАН, зав. лаб. физики наноструктурных биокомпозитов.

Область научных интересов: физика прочности и пластичности металлов, сплавов и сталей;

физика взаимодействия потоков заряженных частиц и плазмы с металлами и сплавами;

структура и свойства композитов на основе ультрамелкозернистых и наноструктурных титана и сплавов и биопокрытий;

разработка дентальных имплантантов с инструментами и принадлежностями из наноструктурного титана с биоактивным кальций фосфатным покрытием. Подготовлено 5 кандидата наук (Легостаева Е.В., Шашкина Г.А., Фортуна С.В., Божко И.А., Ерошенко А.Ю.), опубликовано в соавторстве 190 научных статей, 4 монографии, 23 учебно-методических пособия, имеет 7 патентов.

НАНОТИТАН, СТРУКТУРА, СВОЙСТВА, И ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ Институт физики прочности и материаловедения Сибирского отделения РАН (ИФПМ СО РАН) 634021, г. Томск, просп. Академический, 2/ Email: sharkeev@ispms.tsc.ru Рассмотрены методы интенсивной пластической деформации получения объемных наноструктурированных состояний в металлических материалах, в том числе, в титане. Приведен обзор литературных данных по механическим свойствам и структуре титана в ультрамелкозернистом, субмикрокристаллическом и наноструктурном состояниях. Приведены данные по структуре и свойствам заготовок наноструктурного и субмикрокристаллического технически чистого титана ВТ1-0, полученных в лаб. физики наноструктурных биокомпозитов ИФПМ СО РАН. Рассмотрены перспективы применения наноструктурированного титана, в том числе, в медицине. Представлены данные по разработке дентальных винтовых внутрикостных имплантатов из наноструктурированного титана.

РОССИЯ, ТОМСК, 20 – 23 АПРЕЛЯ 2010 г. ПЛЕНАРНЫЕ ЛЕКЦИИ VII МЕЖДУНАРОДНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ СТУДЕНТОВ И МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ «ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ НАУК ЯНКОВСКАЯ АННА ЕФИМОВНА профессор, доктор технических наук, профессор кафедры прикладной математики ТГАСУ, руководитель лаборатории интеллектуальных систем ТГАСУ Является специалистом в области дискретной математики, теории дискретных устройств логического управления, искусственного интеллекта, распознавания образов. Под ее руководством выполнено более исследовательских грантов и проектов, создан ряд интеллектуальных систем, используемых на практике, в научных исследованиях, образовании. Результаты исследований внедрены более чем в 40 организациях СНГ. Автор 2 монографий, 290 статей. и более публикаций. Член совета Российской ассоциации искусственного интеллекта (РАИИ), член правления Российской ассоциации распознавания образов и анализа изображений (РАРОАИ), председатель регионального (Томского) отделения РАИИ и РАРОАИ член Европейской Академии Естествознания (EuANH), член Международной Ассоциации Распознавания Образов (IAPR). Дважды лауреат премии Томской области в сфере образования и науки (1999 г., 2002 г.).

Награждена дипломом лауреата выставки КИИ-94 «Программные средства и системы ИИ» РАИИ, дипломом корпорации INTEL по результатам конкурса исследовательских проектов.

ГАЛКИН ДМИТРИЙ ВЛАДИМИРОВИЧ кандидат философских наук, доцент кафедры гуманитарных проблем информатики ТГУ Занимается проблемами изучения и применения технологий искусственного интеллекта в гуманитарной сфере. Работает с платформами для создания экспертных приложений. Опубликовал более статей. Участник международных исследовательских проектов (INTAS).

КОГНИТИВНАЯ ГРАФИКА ДЛЯ РАЗРАБОТКИ ЭКСПЕРТНЫХ ПРИЛОЖЕНИЙ Янковская А.Е.

Томский государственный архитектурно-строительный университет, пл. Соляная, 2, Томск, Галкин Д.В.

Томский государственный университет, пр. Ленина 36, Томск, Актуальность применения средств когнитивной графики (КГ) в различных проблемных областях в настоящее время не вызывает сомнений, что убедительно доказывает повышенный интерес к данному направлению искусственного интеллекта и использованию компьютерной КГ в экспертных приложениях.

Даётся определение когнитивной графики (КГ) как совокупности приемов и методов образного представления условий задачи, которое позволяет либо сразу увидеть решение, либо получить подсказку для его нахождения. Основной задачей КГ является создание таких моделей представления знаний, в которых была бы возможность представлять как объекты, характерные для вербально - логического, символьного уровня мышления, так и образы-картины, характерные для не символьного мышления. КГ непосредственно связана с процессом научного творчества. Впервые введено понятие КГ и обоснована актуальность применения средств когнитивной графики в задачах искусственного интеллекта и в интеллектуальных системах Д. Поспеловым и А. Зенкиным. Обсуждаются принципы построения средств когнитивной графики и разработки когнитивных образов при визуализации информационных структур, выявлении закономерностей, принятии и обосновании принятия решений в интеллектуальных системах в задачах диагностики, моделирования, обучения для слабоструктурированных проблемных областей, какими, например, являются медицина, генетика, социология, психология, экология, управление. Также обсуждаются принципы построения средств когнитивной графики для разделов гуманитарной сферы при создании экспертных приложений. Показывается применение средств КГ в различных проблемных областях.

РОССИЯ, ТОМСК, 20 – 23 АПРЕЛЯ 2010 г. ПЛЕНАРНЫЕ ЛЕКЦИИ VII МЕЖДУНАРОДНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ СТУДЕНТОВ И МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ «ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ НАУК» СЕКЦИЯ ФИЗИКА:

• физика ускорителей, • физика конденсированного состояния, физика поверхности, • физические основы радиационных и плазменных технологий, • водородная энергетика, • наноматериалы и нанотехнологии, • геофизика.

РОССИЯ, ТОМСК, 20 – 23 АПРЕЛЯ 2010 г. ФИЗИКА VII МЕЖДУНАРОДНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ СТУДЕНТОВ И МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ «ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ НАУК» SUPPRESSION OF THE END EFFECT IN IMPLEMENTATION OF EDDY CURRENT METHOD OF NONCONDUCTING COATING THICKNESS MEASUREMENT D. V. Alimov Scientific supervisor: Prof., Dr. A. E. Goldshtein Tomsk Polytechnic University, 30, Lenin Ave., Tomsk, 634050, Russia E-mail: alimov_dima@mail.ru ОТСТРОЙКА ОТ КРАЕВОГО ЭФФЕКТА ПРИ РЕАЛИЗАЦИИ ВИХРЕТОКОВОГО МЕТОДА ИЗМЕРЕНИЯ ТОЛЩИНЫ НЕПРОВОДЯЩИХ ПОКРЫТИЙ Д. В. Алимов Научный руководитель: профессор, д.т.н., А. Е. Гольдшейн Томский политехнический университет, 634050, Россия, г. Томск, пр. Ленина, E-mail: alimov_dima@mail.ru В этой статье исследуется краевой эффект проводящей пластины с непроводящим покрытием при реализации вихретокового метода измерений. Описана конструкция датчика использованного при измерениях. Определены зависимости результатов измерений при разном значении зазора. Найдена функция, описывающая эти зависимости, и позволяющая отстроиться от краевого эффекта.

Introduction Currently, many industries use non-conductive protective coating. The main functions of the coating are corrosion protection, durability, good appearance of products, etc. One of the main indicators of the coating quality is its thickness. The correct choice of it influences effectiveness of the coating’s protective function.

Actions aimed at improving the measuring accuracy of coatings thickness in order to improve corrosion protection bring substantial economic benefits.

Thickness gauges based on different principles of operation are used to measure thickness. At the moment, to measure thickness of conductive and ferromagnetic objects such non-destructive methods as eddy current method and magnetic method are widely applied. The thickness of nonmagnetic coatings can be measured by magnetic thickness gauges. To measure thickness of dielectric coatings on electrically conductive materials eddy current thickness are used.

A related problem of coatings thickness determining is to measure a gap between measuring device and controlled object. In particular, it can be used to control the misalignment.

The advantage of non-contact measurement methods is obvious but, unfortunately, the accuracy deteriorates with increasing distance from a measuring device to a controlled object.

One of the main measurement problems is the influence of the edge on control object (end effect). In most cases, a measured object has a complex shape and it is very difficult to take into account the influence of the edge. When an object has a simple form, like a plate, it is possible to assess the impact of the edge and to make correction in the measurement result, which is considered in this work.

Measuring method As a method of measurement the eddy current method is used. This method is based on the eddy currents excitation in a conductive object, by a variable magnetic field, and the dependence of currents parameters on the РОССИЯ, ТОМСК, 20 – 23 АПРЕЛЯ 2010 г. ФИЗИКА VII МЕЖДУНАРОДНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ СТУДЕНТОВ И МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ «ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ НАУК» properties of an object [1]. As a source of electromagnetic field a winding with current is most commonly used.

The alternating current in the winding drives electromagnetic field which interacts with a conductive object. If the material of an object is electroconductive, eddy currents appear on the surface, which, in turn, influence the coil, induce EMF in it or change its active and inductive resistance. The measurement of field parameters via separate measuring winding is called transformer transformation, and measurement by means of the same winding by which the alternating magnetic field is generated is called parametrical transformation.

The parameters of the eddy currents depend on geometric dimensions and shape of an electrically conductive object, the electrical and magnetic characteristics of the material, its homogeneity, relative position of an object and winding, size and shape of the drive winding, frequency and amplitude of exciting current [1, 2].

Probe design The design of eddy current probe is shown in the figure 1.

y D w' w w x y 0 T x Fig. 1. Design of eddy current probe.

The probe has circular section and consists of three windings: the drive winding w1, measuring winding w and compensating winding w'2. Each winding has 300 turns. Outer diameter of windings is 36 mm, inner diameter is 30 mm. Average diameter of windings D is 33 mm. The magnitude of the lift-off between the probe and the plate is equal to y, and the thickness of the plate is equal to T. The frequency of exciting current in the winding w1 is equal to 1 kHz.

Distance of the probe from the plate edge is x. To exclude the signal from the measuring winding its uninformative component - the initial voltage, the following design and electronic circuit measures are provided.

In the windings unit except the drive winding w1 and measuring winding w2 there is an additional compensating winding w’2, identical to w2 and located symmetrically with respect to w1 (fig. 1).

Windings w2 and w’2 are connected in series and opposite, their total initial voltage is zero. The presence of conductive object causes the occurrence of added voltage of measuring winding and practically doesn’t change a signal of the compensating winding located much further from the object [3, 4].

Measurement Influencing parameters of eddy current probe are the magnitude of the lift-off between a probe and a plate, and the distance of a probe from the edge of a plate.

Output value is the amplitude of DC Uamp which is equal to:

U amp = (Im U add ) 2 + (Re U add ) 2, РОССИЯ, ТОМСК, 20 – 23 АПРЕЛЯ 2010 г. ФИЗИКА VII МЕЖДУНАРОДНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ СТУДЕНТОВ И МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ «ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ НАУК» where Re U add is a real component of added voltage;

ImU add is an imaginary component of added voltage;

Let’s find dependence of amplitude Uamp from the distance to the edge x for different values of the lift-off y.

Uamp, V 0. y = 0 mm 0. 0. y = 0. 0. 0.2 y = 1. 0. y = 2. 0. y = 3. 0. y= 0. 0. 0. 0. 0. 0. -4.5 -4 -3.5 -3 -2.5 -2 -1.5 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 x, mm Fig. 2. The dependences of Uamp from the distance to the edge x for different values of the lift-off y.

These graphs with low approximation error can be represented by function of the form:

[ ] 1 /(1 d ) y = a 1 + (d 1)e k ( x xc ),d 1, (1) where a, d, xc, k are coefficients, a 0, k 0;

The deviation error of found graph from the graph of measurement results for the lift-off y was evaluated by numerical methods. The function 1 describes dependence with high accuracy and approximation error is determined by a random measurement error, defined by measurement instrument error. Thus, we can make a conclusion that the function 1 is really suitable for estimation of end effect.

Conclusion We have studied the end effect in the implementation of eddy current method for measuring the thickness of nonconductive coatings on conductive plate.

Using the eddy current probe, whose design was described above, we found the dependences of measurements results of the distance to the edge for different values of the lift-off. The found dependences are regular and can be determined analytically. The function describing this dependence was found. The received function can be written in a software program of microprocessor in order to compensate the influence of end effect. The received results can be useful further. On their basis it is possible to create measuring systems with compensation of end effect.

REFERENCES 1. Goldshtein A. E. Physical principles of measurement conversion (in Russian), Tomsk: TPU, 2008.

2. Klyuev V. V., Instruments for Nondestructive Inspection of Materials and Products (in Russian), Part 2, Moscow: Mashinostroenie, 1976.

3. Webster, John G., Measurement, Instrumentation, and Sensors Handbook, USA: CRC Press LLC., 1999.

4. Sinclair, Ian R., Sensors and Transducers, Oxford: Butterworth-Heinemann, 2001.

РОССИЯ, ТОМСК, 20 – 23 АПРЕЛЯ 2010 г. ФИЗИКА VII МЕЖДУНАРОДНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ СТУДЕНТОВ И МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ «ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ НАУК» ПОЛУЧЕНИЕ НАНОСЛОИСТЫХ ДИХАЛЬКОГЕНИДОВ ВОЛЬФРАМА И МОЛИБДЕНА Ф. Е. Божеев Научный руководитель: к.т.н. В. В. Ан Томский политехнический университет, Россия, г.Томск, пр. Ленина, 30, E-mail: barab5@mail.ru SYNTESIS OF NANOLAMELLAR TUNGSTEN AND MOLYBDENUM DICHALCOGENIDES F. E. Bozheyev Scientific Supervisor: Dr. V. V. An Tomsk Polytechnic University, Russia, Tomsk, Lenin str., 30, E-mail: barab5@mail.ru The results of a study on formation processes of tungsten and molybdenum disulfides are presented in this paper. The WS2 and MoS2 nanolamellar crystals have been obtained by combustion of equimolar mixtures of W and Mo nanosized powders in an inert atmosphere (argon).

Введение Дихалькогениды молибдена и вольфрама являются перспективными полупроводниковыми материалами для различных сфер применения, таких как фотогальванические элементы, перезаряжаемые батареи и твердые смазочные материалы для металлических и керамических поверхностей в средах, где углеводородные или другие смазочные материалы на основе жидкостей не подходят, например, в вакууме или при высоких температурах. Они также широко используются в космической технике, где их низкий коэффициент трения в вакууме имеет особое значение. Использование в перечисленных областях связано с комплексом прекрасных оптических, электрохимических и механических свойств этих материалов. У них слоистая структура, в котором монослои металла зажаты между монослоями серы, которые скрепляются относительно слабыми ван-дер-ваальсовыми силами [1].

Кроме того, во всем мире ведутся работы, направленные на исследование фотопроводящих материалов для использования их в фотовольтаических преобразователях солнечной энергии и других оптоэлектронных устройствах. Дисульфид молибдена (MoS2) – перспективный активный компонент таких материалов, поскольку имеет широкий спектр поглощения (200-1000 нм), обладает высокой фото и коррозионной стойкостью [2].

Получение дихалькогенидов молибдена и вольфрама в нанослоистой форме может значительно улучшить их эксплуатационные характеристики. Например, использование дисульфида молибдена и вольфрама в качестве наполнителей машинных масел и смазок позволит повысить триботехнические характеристики этих материалов, что, в свою очередь, позволит улучшить работу узлов трения в различных устройствах (автомобили, подвижные составы, трущиеся керамические полимерные детали электронных приборов и т.д.).

Расчеты показывают, что тепловой эффект реакции молибдена с серой при стехиометрическом соотношении компонентов (60% Мо и 40% серы) составляет 411 кал/г, что вполне достаточно для осуществления синтеза в режиме горения (СВС), исходный молибден находится в ультрадисперсном состоянии, сера при горении будет находиться в жидком и газообразном виде, т. е. реагировать с частицами молибдена на молекулярном уровне, и следовательно, размер частиц продуктов реакции РОССИЯ, ТОМСК, 20 – 23 АПРЕЛЯ 2010 г. ФИЗИКА VII МЕЖДУНАРОДНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ СТУДЕНТОВ И МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ «ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ НАУК» должен определяться размерами и структурой частиц исходного молибдена. При этом для сохранения продукта в нанодисперсном виде необходимо, чтобы максимальная температура горения не превышала температуру плавления MoS2 (2380 К) [3].

В данной работе исследована возможность получения методом СВС наноразмерных порошков MoS и WS2, на основе исходного нанопорошка молибдена, полученного методом электрического взрыва проволоки порошка молибдена и вольфрама в аргоне, и элементарной серы. Известно, что нанодисперсные порошки металла обладают повышенной реакционной способностью за счет неравновесной кристаллической структуры и наличия некоторой избыточно энергии и сами по себе представляют уникальный объект для исследований в области горения [4].

Экспериментальная часть В качестве исходных материалов в работе использовались наноразмерные порошки вольфрама и молибдена, полученные методом электрического взрыва проводников (ЭВП). ЭВП осуществлялся в установке, схема которой представлена на рис.1 [3] Электрический взрыва проволочек с диаметром d=0. мм осуществлялся при емкости конденсатора С=2,29 мкФ, индуктивности мкГ, сопротивления Ом.

L=0,65 R=0, Дисперсность порошков варьировалась путем изменения отношения энергии введенным в проводник к энергии сублимации металла ( e / ec =0,341;

0,715;

0,549;

0,464;

0,517).

В экспериментах использовались нанодисперсные порошки (НДП) молибдена и вольфрама сферической формы (содержание Рис.1. Схема для реализации ЭВП. активного металла 97%, удельная поверхность 8 м2/г и средний С – емкостной накопитель энергии;

размер частиц 100–120 нм) и элементарная сера марки ОСЧ.

L – индуктивность, GAP – разрядник, WE - взрываемый проводник.

Синтез дисульфидов осуществлялся в бомбе постоянного давления, в атмосфере аргона в интервале давлений 20-40 атм. Горение образцов диаметром 30 мм и высотой 10-20 мм легко инициировалось вольфрамовой и молибденовой спиралью. Во избежание испарения серы через боковую поверхность и дно образцы запрессовывали в капсулу из стекла «Пирекс».

Температуру горения измеряли вольфрам-рениевой термопарой с записью осциллографом Tektronix TDS 2041B (Китай), степень превращения исходной смеси в конечный продукт определяли с помощью химического анализа – на содержание металла, а также методом рентгенофазового анализа на рентгеновском дифрактометре Shimadzu XRD-7000S (Япония). Размеры и морфология получаемых порошков дисульфидов исследовались с помощью микроскопа JEOL JSM-7500F (Япония).

Результаты и обсуждение Продукты синтеза представляют собой легко разрушающиеся таблетки, которые после растирания в ступке и отмывки следов серы в керосине (с одновременной обработкой в ультразвуковых) превращаются в нанодисперсный порошок. Как видно из рис.2., средняя толщина нанопорошков дисульфида молибдена порядка нескольких нанометров, а ширина - порядка микрона. Толщина частиц дисульфида вольфрама составляет порядка десятков нанометров, а ширина - около ста нанометров рис.3.

РОССИЯ, ТОМСК, 20 – 23 АПРЕЛЯ 2010 г. ФИЗИКА VII МЕЖДУНАРОДНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ СТУДЕНТОВ И МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ «ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ НАУК» Рис. 2. СЭМ-фотография НДП MoS2 Рис. 3. СЭМ-фотография НДП WS2.

Повышенная интенсивность стопроцентного пика на рентгенограмме дисульфида молибдена указывает на слоистую структуру кристаллов рис.4. При этом результаты рентгенофазового анализа показывают, что в конечных продуктах синтеза содержится, скорее всего, не менее 95% дисульфида металла. Возможно, за счет того, что в переднем фронте волны синтеза может наблюдаться унос серы, следует полагать, что основная часть дисульфида образуется в зоне прогрева исходной смеси за счет тепла, выделяющегося при реакции. Вероятно, увеличение выхода и уменьшения дисперсности продукта возможно за счет снижения температуры синтеза при пониженных давлениях рабочего газа.

Выводы 1. Исследованы процессы образования дихалькогенидов вольфрама и молибдена (WS2 и MoS2) в условиях самоподдерживающегося горения с эквимолярных смесей нанодисперсных порошков вольфрама, молибдена и промышленного порошка серы марки ОСЧ.

2. Согласно результатам сканирующей электронной микроскопии и рентгенофазового анализа конечные продукты горения таких смесей Рис.4. Рентгенограмма дисульфида молибдена.

представляют собой агломераты нанослоистых кристаллитов, в которых основными фазами являются WS2 и MoS2.

3. Оптимальными условиями получения являются: давление рабочего газа Pраб.=25-30 атм. и температура, не превышающая температуру плавления дисульфидов (менее 2000°С).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Structure and optical properties of molybdenum disulphide (MoS2) thin film deposited by the dip technique // Journal of materials science letters 19 (2000) 803– 804.

2. Клименко И.В., Голубь А.С., Журавлева Т.С., Лененко Н.Д., Журавлева Ю.В. Влияние растворителя на образование и спектры поглощения нанодисперсного дисульфида молибдена // Журнал физической химий, 2009, Том 83, С. 346–350.

3. Яворовский Н.А.. Получение ультрадисперсных порошков методом электрического взрыва // Известия вузов. Физика. Приложение. №4, 1996.- С. 114 – 136.

4. Иванов В.Г., Леонов С.Н., Гаврилюк О.В. Герасимова В.Н. СВС ультрадисперсного дисульфида молибдена // ФГВ -1994. 30, №5.- С. 54–58.

РОССИЯ, ТОМСК, 20 – 23 АПРЕЛЯ 2010 г. ФИЗИКА VII МЕЖДУНАРОДНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ СТУДЕНТОВ И МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ «ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ НАУК» ПЕРКОЛЯЦИОННЫЙ МЕХАНИЗМ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПРЕДВЕСТНИКА ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ Е А. Крещик, А.В. Бутенко Научный руководитель: к.ф.-м.н., доцент В.В. Ласуков Томский политехнический университет, Россия, г.Томск, пр.Ленина, 30, E-mail:lav_8@list.ru PERCOLATION MECHANISM OF AN ELECTROMAGNETIC EARTHQUAKE PREDICTOR E.A. Kreshik, A.B. Butenko Scientific Supervisor: PhD V.V. Lasukov Tomsk Polytechnic University, Russia, Tomsk, Lenin str., 30. E-mail: lav_8@list.ru It is shown that, on the eve of seismic event due to the phenomenon of course conductivity of a file of breeds may change jump on significant size at small changes of relative deformation that derivates change of conditions of distribution for electromagnetic waves of an atmospheric origin. It means, that the appropriate anomalies of a natural electromagnetic field of the Earth may be used for the forecast of process of preparation of earthquakes.

В настоящее время обнаружены новые явления электромагнитной природы, которые предшествуют и сопровождают процессы нарушения сплошности в деформируемом геоматериале [1–2]. Эти явления используются при изучении и прогнозе катастрофических событий (землетрясений [3], горных ударов [4], оползней). Используются два подхода при объяснении аномалий в естественном электромагнитном поле Земли накануне сейсмического события: 1) концепция активных излучателей;

2) концепция изменений условий распространения. Согласно впервые предложенной А.А. Воробьевым концепции активных излучателей электромагнитный сигнал литосферного происхождения возникает в результате механических процессов в земной коре в области очага (очаговая модель) или на поверхности (поверхностная модель) и попадает непосредственно в точку наблюдения в результате распространения прямым лучом или в волноводе Земля-Ионосфера. Согласно второй концепции аномалии в пункте приема сигнала возникают через изменение условий распространения электромагнитных волн атмосферного происхождения. В этой связи в работе в рамках концепции условий распространения исследуется перколяционный механизм изменения условий распространения.

Изменение проводимости приземного слоя воздуха () возможно за счет явления перколяции [5]. Оно может быть использовано для прогнозных наблюдений в «дальней зоне», где происходит лишь изменение напряженного состояния, а не разрушение пород, находящихся в состоянии, близком к порогу перколяции, когда в среде образуется сквозной канал и проводимость среды резко возрастает. Причем величина приращения определяется разностью проводимостей вмещающей среды и каналов, и может достигать несколько порядков при малом приращении концентрации каналов.

Так как в рамках концепции условий распространения трасса распространения «атмосфериков»

является протяженной, то можно ожидать, что на пути их распространения найдется достаточно большой массив пород, находящийся в состоянии перколяции, которое соответствует строго определенному влагосодержанию трещиноватых пород (например, высокопористых лапильных туфов) [6].

Если часть трещин и пор заполнены хорошо проводящим электролитом, причем, содержание влаги в РОССИЯ, ТОМСК, 20 – 23 АПРЕЛЯ 2010 г. ФИЗИКА VII МЕЖДУНАРОДНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ СТУДЕНТОВ И МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ «ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ НАУК» породе соответствует порогу перколяции, то малое сжатие (или растяжение) среды может привести к аномальному изменению проводимости благодаря образованию (разрушению) бесконечного кластера (сквозного канала). При этом коэффициент чувствительности ([/] / [/]) может достигать нескольких порядков. Гибкость и разнообразие перколяционных моделей позволяет количественно оценить этот коэффициент [5]. Для перколяции из-за сжатия вмещающей среды зависимость проводимости от давления p, определяющаяся увеличением концентрации проводящих включений, имеет вид [6] t ( p p c ) ( р )= ( 0 ) t (1), t t (1 pc ) (1 p ) где рс = рс – р;

рс –давление, при котором выполняется условие перколяции для задачи случайных узлов;

критический индекс t = 1,5;

– сжимаемость вмещающей среды;

Ф0 0,27 – объемная первоначальная доля проводящих включений;

- проводимость на асимптоте р рс. Из (1) следует, что коэффициент «тензочувствительности»

d / tp k= = (2) d p / p p pc Для перколяции за счет формоизменения проводящих включений ( ( )) p k = b lg, p p (3) c где b = 0,2. Таким образом, согласно (2) и (3) малые изменения давления (деформации) вблизи pc могут приводить к аномальным изменениям проводимости. Например, при выполнении условия 1 p/pc 4 (4) из (2) следует, что k 2. Площадь кольца на земной поверхности, в пределах которого выполняется условие (4), равна 2 S = r1 [(r2/r1) – 1], X (M ) 1.5M 9.19, M ;

X (M ) = r, r1 = 1/ где =4 ;

M – магнитуда землетрясения;

– 1.3M 8.19, M r относительная деформация земной коры. Для деформаций на уровне = 10 и при М = 4 площадь кольца – равна S = 102км2, а при М = 8 эта площадь принимает значение S = 105км2, так что будет достаточно большой вероятность встретить «атмосферикам» на пути своего распространения массив пород, находящийся в состоянии перколяции с Ф0 0,2. Из-за частотной дисперсии комплексной проводимости диэлектрической фазы геоматериала сквозной канал на высоких частотах появляется раньше, чем на низких, что приводит к кажущемуся возрастанию доли проводника. Поэтому, если проводить измерения в достаточно широком диапазоне частот, то эта вероятность только возрастает. Накануне сейсмического события проводимость пород такого массива скачком может измениться на значительную величину при малых изменениях, что приведет к изменению условий распространения для электромагнитных волн атмосферного происхождения.

Вывод: накануне сейсмического события проводимость массива пород за счет явления перколяции может скачком измениться на значительную величину при малых изменениях относительной деформации, что порождает изменение условий распространения для электромагнитных волн атмосферного происхождения.

Это означает, что соответствующие аномалии естественного электромагнитного поля Земли могут служить прогностическим признаком процесса подготовки землетрясений.

РОССИЯ, ТОМСК, 20 – 23 АПРЕЛЯ 2010 г. ФИЗИКА VII МЕЖДУНАРОДНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ СТУДЕНТОВ И МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ «ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ НАУК» СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Электромагнитные предвестники землетрясений. / Под ред. Г. В. Садовского. – М.: Наука, 1982. – 231 с.

2. Гохберг М.Б., Моргунов В.А. Сейсмоэлектромагнитные явления. – М.: Наука, 1988. – 132 с.

3. Мастов Ш.Р., Ласуков В. В. // Изв. АН СССР. Физика Земли. – 1989. –№6. – С. 38–48.

4. Ласуков В. В., Мастов Ш. Р. // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. – 1993. – №2. – С. 6 – 11.

5. Челидзе Т. Л. // Изв. АН СССР. Физика Земли. – 1981. – № 3. – С. 55 – 59.

6. Челидзе Т. Л. Методы теории протекания в механике геоматериалов. – М.: Наука. – 1987. – 154 с.

ПЛОТНОСТЬ ЭЛЕКТРИЧСКОГО ПОВЕРХНОСТНОГО ЗАРЯДА БИСОВМЕСТИМЫХ ПОКРЫТИЙ ПОЛУЧЕННЫХ МЕТОДОМ МАГНЕТРОННОГО РАСПЫЛЕНИЯ Ю.В. Быкова, Н.С. Морозова, Р.А. Сурменев Научный руководитель: старший научный сотрудник, к.т.н. Э.А. Гостищев Томский политехнический университет, Россия, г. Томск, пр. Ленина, 30, E-mail: pearlfish@inbox.ru ELECTRICAL SURFACE CHARGE DENSITY OF BIOCOMPATIBILE COATINGS FORMED BY THE METHOD OF MAGNETRON SPUTTERING Y.V. Bykova, N.S. Morozova, R.A. Surmenev Scientific Supervisor: senior researcher, associate professor E.A. Gostishev Tomsk Polytechnic University, Russia, Tomsk, Lenin str., 30, E-mail: pearlfish@inbox.ru The films of the titanium oxide were formed by the method of middle frequency magnetron dispersion. The mechanical and electrical properties of the formed surface are determined. The density of electrical surface charge is determined by the method of Eguchi (method of lift electrode). The surface potential of films is 200 – 500 mV. The structure of coating is amorphous - crystalline (anatase (69,8%), rutile (8,1%)), with the average size of grain 13,83 nm. Coatings possess the electrical and mechanical characteristics, which make it possible to use them in the vascular surgery.

Проблема биосовместимости материалов является актуальной в медицинском материаловедении. Особую роль при взаимодействии имплантата с живыми тканями играет поверхность. Важной характеристикой биопокрытий в составе имплантатов, помещённых в различные структуры костно-мышечных тканей, является их электрическая совместимость на всех уровнях биологической организации живых систем (молекулярном, клеточном, тканевом). Как следует из анализа работ, связанных с исследованиями влияния внешних электрических полей на биологические процессы, электростатические поля имплантатов в ряде случаев могут вызвать негативные явления в виде непродуктивных воспалительных процессов и отторжения, или наоборот оказывать позитивное воздействие на повреждённый орган, способствуя его лечению в оптимальных биофизических условиях [1,2]. Например, при наложении на бедренную кость кролика электретной (заряженной) плёнки из тетрафторэтилена во всех случаях наблюдалось образование костной РОССИЯ, ТОМСК, 20 – 23 АПРЕЛЯ 2010 г. ФИЗИКА VII МЕЖДУНАРОДНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ СТУДЕНТОВ И МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ «ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ НАУК» мозоли, в то же время обычная плёнка из тетрафторэтилена не вызывала такого эффекта. Положительные результаты применения электретных плёнок пятиокиси тантала Ta2O5 в ряде областей медицины получены в Санкт-Петербургском электротехническом университете [3]. Близкодействующее поле электретных покрытий определённой величины и знака, действуя на клеточном уровне, является катализатором появления здоровых новообразований в живых тканях.

Одним из механизмов воздействий внешних электрических полей на живые системы в настоящее время рассматривают поляризованность их биологических структур. В результате этого изменяются элементарные формы движения ионов, полярных молекул в клетках, их мембранных потенциалов.

Однако, в целом процессы взаимодействий электрических полей биопокрытий с электрической структурой биологических тканей изучены недостаточно. Отсутствуют критерии оценки параметров их биоэлектрической совместимости: поверхностная плотность и знак заряда, напряжённость электрического поля и значение потенциала биопокрытий.

Целью работы является измерение электрических потенциалов и плотности заряда на поверхности биопокрытий.

Из арсенала существующих методов и устройств для измерения статических зарядов, основанных на принципах электрической индукции, наиболее широко распространены вольтметры-электрометры с высоким входным сопротивлением за счёт использования на входе усилителей полевых транзисторов или динамических конденсаторов с периодически изменяемой ёмкостью специальным приводом [4].

Поверхностная плотность заряда, измеряемая такими приборами, пропорциональна напряжению на выходе усилителя. Исследование электростатических полей слабо заряженных объектов с потенциалами поверхности порядка десятков – сотен мВ проводят в специальных экранированных камерах, исключающих влияние электростатических полей окружающей среды.

В настоящем исследовании электрических параметров биопокрытий использовался малогабаритный прибор с цифровым индикатором и автономным питанием от аккумуляторов, разработанный в НИИ интроскопии ТПУ [5]. Прибор обеспечивает измерение потенциала поля на поверхностях слабо заряженных тел в условиях электростатических воздействий окружающей среды, многократно превышающих уровень измеряемых потенциалов, в частности измеряемых потенциалов биоэлектрического поля в биологически активных точках кожного покрова человека, адекватных диапазону потенциалов электрического поля на поверхности биопокрытий. Продольное разрешение прибора определяется диаметром измерительного электрода и составляет 5мм, диапазон измеряемых потенциалов от десятков мВ до сотен вольт.

Сопротивление изоляции входа прибора – не менее 1016 Ом, входная ёмкость – не более 5 пФ (ГОСТ 25209-82) и удовлетворяет требованиям измерения поля в воздухе [6].

В основу прибора заложен усовершенствованный метод Егучи (метод подъёмного электрода) [7].

Структурная схема прибора представлена на рис.1, а эквивалентная схема замещения на рис.2. При установке прибора на заряженную пластину (биопокрытие) толщиной L, находящейся на заземлённой металлической поверхности, на измерительном электроде индуцируется заряд q = Cl VL (1), который компенсируется притоком свободных зарядов через нормально замкнутый ключ К. При разомкнутом положении ключа и установке прибора на заземлённую металлическую поверхность на конденсаторах Cвх и Сl распределится равный по величине и противоположный по знаку заряд q = Vвх (Cвх + Сl ) (2), обусловленный свободными зарядами. Приравнивая правые части выражений (1) и (2) получим:

РОССИЯ, ТОМСК, 20 – 23 АПРЕЛЯ 2010 г. ФИЗИКА VII МЕЖДУНАРОДНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ СТУДЕНТОВ И МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ «ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ НАУК» Сl Vl = Vвх (Cвх + Сl ). Отсюда потенциал Vвх, индуцируемый на измерительном электроде, будет связан с потенциалом VL на поверхности пластины соотношением:

Сl VL, Vвх = Cвх + Сl где Ci – воздушная ёмкость между поверхностью образца и измерительным электродом;

входная ёмкость Cвх – вольтметра-электрометра (ВЭ).

Плотность заряда на поверхности покрытия равна = VLС0/S, где С0 = (Ci + CL);

S – площадь покрытия.

Исследовались образцы биопокрытий TiO2 и CaP размером 1010 мм, нанесённые с одной стороны на заземлённую подложку из нержавеющей стали. Измерение Рис. 1 Структурная схема измерения потенциалов на поверхности образцов проводили в пяти областях с диаметром 5 мм в одной геометрии для всех образцов. Величина потенциала поля Vl на поверхности образцов определялась как среднее значение из пяти измерений, каждое из которых отличалось от среднего ± 5мВ.

значения не более По результатам измерений величина потенциала поля положительной полярности на поверхности для биопокрытия TiO2 cоставляет VL = 500 мВ, при плотности заряда на Рис. 2. Эквивалентная схема замещения поверхности биопокрытия = 6,6910–11 Кл/см2, а для биопокрытия CaP потенциал поля положительной полярности – VL =200 мВ, при плотности заряда на поверхности биопокрытия =2,6810-11 Кл/см2. Поэтому можно полагать, что полученные покрытия электрически биосовместимы [8]. Определение напряжённости поля Е на границе раздела “биопокрытие - биологическая ткань” не входило в рамки данной работы.

Работа поддержана государственным контрактом № 02.512.11.2285.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Yasuda I. Electrical callus and callus formation by electret. – Clin.Orthop., 1977. – 124, 53 с.

2. Vega R.E. et al. Survival of a renal homograft by means of a negative electrical field. – J. Am. Med.

Assoc.,1965. – 191, 4, 293 с.

3. Электреты в медицине – [Электронный ресурс], режим доступа: http://www.1024.ru/medelectret/. – 20.02.10.

4. Лущейкин Г.А. Полимерные электреты. М., 1976. –97 с.

5. Патент РФ №2223511. Бесконтактный способ определения потенциалов заряженной поверхности объекта и устройство для его осуществления/ Э.А. Гостищев, 2004.

6. Илюкович А.М. Техника электрометрии М., 1976.

7. Electrets / Edited by G.M. Sessler, 8. Кулин Е.Т. Биоэлектретный эффект. – Наука и техника, Минск, 1980.

РОССИЯ, ТОМСК, 20 – 23 АПРЕЛЯ 2010 г. ФИЗИКА VII МЕЖДУНАРОДНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ СТУДЕНТОВ И МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ «ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ НАУК» ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ СЛИЯНИЯ КАПЕЛЬ ВЫСОКОВЯЗКОЙ ЖИДКОСТИ С.А. Вагнер, М.А. Пономарева, В.А. Якутенок Научный руководитель: профессор, д.ф.-м.н. В.А. Якутенок Томский государственный университет, Россия, г.Томск, пр. Ленина, 36, E-mail: clewill@mail.ru NUMERICAL SIMULATION OF COALESCENCE OF HIGH-VISCOUS LIQUID DROPS S.A. Vagner, M.A. Ponomareva, V.A. Yakutenok Scientific Supervisor: Prof., Dr. V.A. Yakutenok Tomsk State University, Russia, Tomsk, Lenin str., 36, E-mail: clewill@mail.ru The problem of coalescence of two-dimensional high-viscous liquid drops is considered in creeping flow approximation. To solve formulated problem the boundary element method is used. The dependence of the contact neck area and free surface form evolution are presented.

Процесс слияния вязких капель встречается в различных областях науки и техники: в порошковой металлургии, химической технологии, метеорологии и т.д. Этот вопрос изучался как теоретически [1–5], так и экспериментально [6]. В [6] установлено, что процесс слияния условно состоит из трех этапов: 1) течение происходит преимущественно в окрестности контактного перешейка;

2) кривизна контактного перешейка становится соизмеримой с кривизной сферической части капли, что сопровождается течением жидкости в областях, удаленных от контактного перешейка;

3) после достижения сферической формы капля совершает затухающие колебания за счёт инерционных эффектов и сил поверхностного натяжения.

В [1] приводится приближенная зависимость площади контактного перешейка r от времени 3 R r 2 = t, (1) 2µ где R – радиус образовавшейся в результате слияния сферы, – коэффициент поверхностного натяжения, – динамический коэффициент вязкости.

В настоящей работе задача о слиянии капель решается в плоском безынерционном приближении Re = R/2 1. Считается, что в начальный момент времени величина контактного перешейка не равна нулю и мала относительно размеров капель. Область решения представлена на рис. 1.

Основные уравнения, описывающие течение в рассматриваемой области в рамках модели ползущего течения [7] имеют вид Пij ui а б = 0, i, j = 1, 2, = 0, (2) x j xi (3) где Пij – компоненты тензора напряжений, ui – компоненты вектора скорости. Граничные условия на свободной поверхности Рис. 1. Формы свободной поверхности: а заключаются в отсутствии касательных напряжений и равенстве – в процессе слияния, б – образовавшаяся нормальных напряжений капиллярному давлению в результате слияния.

ti = ni, (4) где tП= n – компоненты силы, действующей на выделенную i ij i РОССИЯ, ТОМСК, 20 – 23 АПРЕЛЯ 2010 г. ФИЗИКА VII МЕЖДУНАРОДНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ СТУДЕНТОВ И МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ «ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ НАУК» площадку с нормалью n, – кривизна свободной поверхности.

Деформация формы свободной поверхности с течением времени происходит в соответствии с кинематическим условием, которое в лагранжевом представлении записывается в форме dxi = ui, (5) dt Для перехода к безразмерным переменным в качестве характерных масштабов длины, скорости, давления (напряжений), и времени, соответственно, используются следующие величины: R, /, /R, R/. Основные уравнения (2), (3) и условие (5) записанные в безразмерных переменных вида не изменят.

Граничное условие (4) для усилий на свободной поверхности запишется следующим образом:

ti = ni, где – безразмерное значение кривизны свободной поверхности.

Для решения задачи используется непрямой метод граничных элементов [7], который хорошо зарекомендовал себя при решении задач о течении вязкой жидкости со свободной поверхностью.

Эволюция формы свободной поверхности представлена на рис. 2, а. Из рис. 2, а видно, что в процессе слияния граница области решения стремится принять форму окружности, то есть, форму, которая соответствует минимуму потенциальной энергии.

На рис. 2, б показан характер зависимости роста площади контактного перешейка r2 от времени.

Пунктирной линией представлена зависимость (1). Время процесса слияния, полученное с использованием сформулированных упрощений (модель ползущего течения, плоское приближение) составляет примерно 5 единиц безразмерного времени, а по Френкелю время слияния оценивается в одну единицу. Из анализа поведения формы свободной поверхности следует, что оценка Френкеля соответствует окончанию первого этапа слияния. Второй этап имеет продолжительность в 4 раза большую по сравнению с первым. Точками нанесены данные [2] соответствующие начальному этапу инерционного слияния, сопровождающемуся периодическими колебаниями при Re=100. В данной задаче последний этап слияния, на котором происходят затухающие колебания свободной поверхности, отсутствует, так как рассматривается безынерционное приближение. Достижение минимума величины потенциальной энергии системы сопровождается полной диссипацией разности ее начального и минимального значений за счет работы сил вязкого трения. Как видно из сравнения с [2] при безынерционном слиянии площадь контактного перешейка на начальном этапе растет гораздо медленнее.

r x а б - t x1 - 0 1 2 3 4 5 -2 -1 0 1 Рис. 2. Результаты расчета: а – последовательность форм свободной поверхности (t=0,2);

б –Зависимость радиуса контактного перешейка от времени ( сплошная линия – расчет, пунктирная – в соответствии с (1), точки – д а н н ы е [ 2 ] п р и R e = 1 0 0 ).

Представленные последовательности форм свободной поверхности и зависимости площади РОССИЯ, ТОМСК, 20 – 23 АПРЕЛЯ 2010 г. ФИЗИКА VII МЕЖДУНАРОДНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ СТУДЕНТОВ И МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ «ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ НАУК» контактного перешейка от времени, имеют универсальный характер, ввиду автомодельности задачи.

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (проект № 08-08-00064а) и в рамках реализации ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы (ГК П474 от 04.08.2009 г, ГК П848 от 18.08.2009 г).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Френкель Я.И. Вязкое течение в кристаллических телах // Журнал ЭТФ. – 1946. – Т. 16. – Вып. 1.

– С. 29–35.

2. Сметанин С.В., Шрагер Г.Р., Якутенок В.А. Численное исследование слияния капель вязкой жидкости // Изв. РАН. Механика жидкости и газа. – 2000. – № 6. – С. 27–-33.

3. Menchaka-Rocha A., Martinez-Davalos A., Nunez R., Popinet S., Zaleski S. Coalescence of liquid drops by surface tension // Phys. Rev. E. – 2001. – Vol. 63. – 046309.

4. Hopper R.W. Coalescence of two-equal cylinders – exact results for creeping viscous plane flow driven by capillarity // J. Am. Ceram. Soc. – 1984. – Vol. 67. – P. 262–264.

5. Hopper R.W. Coalescence of two viscous cylinders by capillarity: part II, shape evolution // J. Am.

Ceram. Soc. – 1993. – Vol. 76. – P. 2953–2960.

6. Гегузин Я.Е.Слияние вязких сфер под действием сил поверхностного натяжения // Докл. АН СССР. – 1971. – Т. 200, № 5. – С. 1051–1054.

7. Козлобродов А.Н., Шрагер Г.Р., Якутенок В.А. Моделирование гидромеханических течений в технологии переработки полимерных материалов. – Томск: Изд-во ТГУ, 1999. – 230 с.

КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ НАНОСТРУКТУР ГРАФЕНА С.В. Важенин Научный руководитель: профессор, д.ф.-м.н. С.А. Безносюк Алтайский государственный университет, Россия, г. Барнаул, пр. Ленина, 61, E-mail: amphiluke@gmail.com COMPUTER SIMULATION OF GRAPHENE NANOSTRUCTURES S.V. Vazhenin Scientific Supervisor: Prof., Dr. S.A. Beznosyuk Altai State University, Russia, Barnaul, Lenin str., 61, E-mail: amphiluke@gmail.com The phenomenon of ripples in graphene is reviewed in the work. The results obtained for graphene self organization within the framework of the stochastic corporate evolution model are reported as well. Energetic and spatial parameters found for the surface corrugations are compared with the results obtained in other research works Открытие нового материала нанотехнологий – графена – имело во всех смыслах революционный характер. Упоминания одних только электронных свойств достаточно, чтобы называть графен наиболее неординарным из веществ в современном материаловедении. Однако не менее значительны структурные РОССИЯ, ТОМСК, 20 – 23 АПРЕЛЯ 2010 г. ФИЗИКА VII МЕЖДУНАРОДНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ СТУДЕНТОВ И МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ «ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ НАУК» особенности графена, в особенности учитывая уже утвердившееся к тому времени убеждение о невозможности стабильного существования истинно двумерных структур. Последовавшее за открытием графена обнаружение специфических искажений планарности в свободных образцах [1] и образцах на подложке [2] смягчило видимое противоречие теории и эксперимента, однако вновь потребовало обоснований природы таких искажений, принимая во внимание их значительное влияние на электронные свойства [3]. Ни теорема Мермина–Вагнера, ни теория термических флуктуаций гибких мембран не вносят окончательной ясности в вопрос выявления действительной причины нарушений планарности графена, что заставляет исследователей искать иные механизмы, например, индуцированное адсорбцией волнообразование поверхности [4]. Отсутствие окончательно сформированной новой теории двумерных структур (мембран) заставляют ученых обращаться к зарекомендовавшим себя методам моделирования.

Механизмы самоорганизации неравновесных наносистем конденсированных состояний имеют фундаментальную базу, заложенную в концепциях термополевой динамики и квантово-полевой химии [5]. Первая попытка применения понятий этих концепций к графену была осуществлена в [6] в рамках модели дискретной корпоративной динамики наночастиц. Между тем, как отмечалось в [7], учет дополнительных степеней свободы, связанных с неколебательными механизмами релаксации за счет квазипозитронных компонент наносистемы, приводит к дополнительной стохастизации движения изображающей точки в конфигурационном пространстве системы. Здесь представлены основные результаты, полученные при моделировании такой стохастически-дескретной самоорганизации неравновесных свободно взвешенных наночастиц графена.

Заметим, что идеально плоская решетка в случае графена с геометрической точки зрения допускает возможность получения структуры в абсолютном минимуме потенциала вида E = Sij ij ( R) + K ( – 0 ) 2, Ar j i i angles где Sij – матрица смежности, ij — аппроксимирующие парные потенциалы, KAr – константа жесткости при угловой деформации, 0 = 2/3 – равновесное значение валентного угла. В связи с этим, обычный молекулярно-механический подход к моделированию эволюции графена должен приводить к выводу о сохранении планарности монослоя при T = 0 K. Легко вычислить точную нижнюю грань Emin для множества возможных энергий связи в графене. Так, для рассмотренного далее примера бездефектного графенового монослоя можно найти, что Emin = –469 кДж/моль в расчете на один атом углерода. Расчет показывает, однако, что и при T = 0 K благодаря влиянию внешних стохастических флуктуаций в структуре монослоя стабильно присутствуют нормальные атомные смещения от базовой плоскости z = с малой амплитудой. Как показано на рис. 1г, распределение атомных смещений от базовой плоскости удовлетворительно описывается гауссовой кривой. Заметим, что энергия «шероховатого» графена практически с исключительной точностью совпадает с Emin = –469 кДж/моль, т. е. атомный рельеф, нарушая геометрически идеальную планарность стартовой конфигурации, в то же время не имеет последствий для общей картины динамических параметров и свойств наноструктуры графена.



Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 34 |
 



 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

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.