Аннотация: Представлены результаты эколого-геохимической оценки состояния донных отложений малых рек г. Березники (Пермский край) и обозначены проблемы экологического мониторинга малых рек Верхнекамья. Выполнена комплексная оценка загрязнения донных отложений. Отмечено их неудовлетворительное состояние по содержанию тяжелых металлов (Ni, Cu, Zn, Pb, Cd, Hg) и As. Проанализированы возможные природоохранные мероприятия по утилизации таких осадков. Сделан вывод о целесообразности проведения ремедиации на месте или размещения осадков на специализированных полигонах с последующим вторичным использованием.

Аннотация: Рассмотрена проблема мониторинга достижения целей устойчивого развития территорий применительно к модернизации энергетического сектора РФ и вводу мощностей на основе возобновляемых источников энергии. Рекомендована система сбалансированных показателей, которая позволяет сформировать прозрачную структуру реализации стратегии развития отдельной территории. Предложена стратегическая карта, на основе которой были определены цели и соответствующие показатели направлений ее блоков для странового и регионального уровней. Сформулировано собственное определение устойчивого развития территориальных социально-экономических систем (ТСЭС) в контексте перспектив использования возобновляемой энергетики. Отмечены будущие направления исследований, заключающиеся в проведении эконометрического моделирования для определения влияния выбранных индикаторов на устойчивое развитие ТСЭС.

Аннотация: Показано, что метод замораживания-оттаивания позволяет резко увеличить водоотдающую способность осадков очистных сооружений (ОСВ) и приводит к увеличению медианного размера частиц дисперсной фазы осадка. Изучены типы связанной воды в ОСВ методами термогравиметрии (ТГ), дифференциальной термогравиметрии (ДТГ), дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК) и масс-спектрометрии газообразных продуктов термолиза (МС). Установлено, что выделение воды и углекислого газа полностью завершается при температуре 600 °С. Определена удельная поверхность твердой фазы осадков ОСВ до и после замораживания-оттаивания. Проанализировано распределение пор по размерам.

Аннотация: В качестве источника энергии нового поколения предложены безмембранные топливные элементы, работающие на этаноле. Показано использование двух проводящих несмешивающихся жидкостей, граница раздела фаз которых выполняет роль виртуальной мембраны. Отмечены преимущества данной разработки перед мембранными топливными элементами и безмембранными проточными топливными элементами. Рассмотрены основные реакции, протекающие в топливном элементе, представлено обоснование и проведен выбор топливной смеси.

Аннотация: Проведено экспериментальное исследование процесса адсорбции оксидов углерода и азота при различных расходах дымовых газов и концентрациях вредных компонентов. Определены оптимальные условия процесса адсорбции при различных расходах дымовых газов. Показано, что эффективность адсорбции оксидов углерода и азота зависит от расхода дымовых газов, концентрации этих компонентов и температуры процесса. Разработана конструкция экологичной насадки для дымовой трубы с использованием в качестве адсорбента гранулированного доменного шлака, которая позволяет достичь степени очистки газов на уровне 50-55 % и выше при оптимальных условиях работы.

Аннотация: В настоящее время использование керамических оболочек для литья металлических расплавов достаточно широко распространено на большинстве машиностроительных предприятий. Основным методом производства керамических форм является способ формирования их на выплавляемых или выжигаемых моделях с последующим удалением модельного материала. Формирование керамики из керамической суспензии методом постепенного наращивания требует применения связующих, обладающих рядом физико-химических свойств, обеспечивающих качество подготовленных оболочек. Любое связующее, приготовленное на водной основе, имеет достаточно сложный состав, включающий несколько органических соединений, в связи с чем возникают проблемы их совместимости, а также работоспособности длительное время (до года) в условиях непрерывного перемешивания седиментационно-неустойчивой керамической суспензии и при изменении состава за счет неравномерного выноса компонентов в процессе эксплуатации. Очевидно, что разработка работоспособного связующего обязательно требует глубокой проработки физико-химических свойств компонентов и их совместных водных растворов, позволяющей оптимизировать выбор компонентов и их концентрацию в связующих.

Аннотация: На основе техногенного кремнеземсодержащего сырья разработаны теплоизоляционно-композиционные вспененные неорганические материалы с пониженным показателем теплопроводности 0,064…0,076 Вт/(м·К). Изучено влияние порообразующих и отверждающих модифицирующих добавок на структуру, фазообразование и физико-технические свойства вспененных материалов. Установлено, что совместное использование графита и мела приводит к снижению плотности, применение графита и гипса, графита и кремнефтористого натрия - к увеличению прочности материалов.

Аннотация: Приведены результаты исследования диэлектрических свойств и коэффициента гармоник для керамики титаната бария, полученной из порошка с размером частиц 50 нм при разных температурах спекания. Показано, что керамику из нанопорошков можно получать при меньших температурах спекания, чем техническую керамику с размером частиц 1 мкм. Наилучшими линейными и нелинейными диэлектрическими свойствами обладает керамика, полученная при температуре спекания 1200 °С.

Аннотация: Изучено влияние количественного содержания сульфат-ионов на ключевых технологических стадиях синтеза керамического порошка YAG:Cr на оптические свойства керамики. Оценены размер и распределение частиц по размерам, степень агломерации, удельная площадь поверхности, фазовый состав керамического порошка. Описаны изменение микроструктуры и оптические свойства керамического материала YAG:Cr в зависимости от применяемого количества сульфат-ионов на различных этапах синтеза керамического порошка. Выявлено, что использование на этапе осаждения или отмывки осадка раствора, содержащего 0,200 М и 0,045 М сульфат-ионов, приводит к достижению лучших гранулометрических характеристик и наивысшей монодисперсности порошков-прекурсоров и керамических порошков YAG:Cr, а также позволяет улучшить оптические свойства керамики YAG:Cr с достижением значения коэффициента светопропускания более 81,5 %.

Аннотация: Методом нормального отрыва измерена адгезионная прочность границы твердых фаз в системах стекло Ge20Se80- субстрат (кварцевое стекло, нержавеющая сталь, карбид вольфрама) в температурном диапазоне 270…360 °С. Установлено, что из исследованных конструкционных материалов максимальная адгезия халькогенидного стекла наблюдается к нержавеющей стали с неазотированной поверхностью. Исследованы смачивание и работа адгезии расплава стекла Ge20Se80 к конструкционным материалам в температурном диапазоне 370…470 °С. Максимальная работа адгезии халькогенидного расплава наблюдается к поверхности кварцевого стекла, минимальная - к поверхности азотированной нержавеющей стали.

Аннотация: Исследован износ нормализованных (N) и закаленных на двухфазную структуру (мартенсит + феррит) (DP) низкоуглеродистых (0,08 % C) и среднеуглеродистых (0,42 % C) сталей при воздушно-струйной эрозии под действием частиц оксида алюминия под углом удара 15° и 90°. Двухфазная структура DP сталей с разным количеством мартенсита получена путем выдержки при температуре межкритической области 745 °C в течение различного времени (2, 3, 4 мин) с последующей закалкой в воде. Показано, что твердость и предел прочности низко- и среднеуглеродистых DP сталей повышаются с увеличением содержания мартенсита в структуре, а скорость установившейся эрозии уменьшается с увеличением количества мартенсита и угла удара. Установлено, что при эрозии изменение структуры поверхности происходит за счет растрескивания, образования кратеров и срезания при угле удара 90°, тогда как при 15° наблюдаются царапание и выкрашивание.

Аннотация: Исследованы микроструктура и механические свойства алюминиевых композитов на основе матричного сплава A713, армированного частицами TiB2 и графена. Композиты изготовлены с использованием технологии литья с перемешиванием. Содержание армирующих частиц графена в композитах сохранялось постоянным 0,5 % (масс.), количество частиц TiB2 варьировалось 2, 4 и 6 % (масс.). Проведен микроструктурный анализ композитов методами световой и электронной микроскопии, а также рентгеновской дифракции. Определены механические свойства методами испытаний на растяжение и измерения твердости. Для оценки характера разрушения образцов при растяжении выполнен анализ поверхности излома с использованием СЭМ.

Аннотация: Исследовано влияние режимов деформации и термической обработки на микроструктуру и механические свойства литой дуплексной нержавеющей стали 2507 (02Х25Н7М3). Установлено, что в структуре горячекатаной стали присутствуют удлиненные полосы δ-феррита и аустенита (γ), которые в дальнейшем трансформируются за счет холодной прокатки с обжатием 50 % с образованием более мелких и фрагментированных структурных составляющих дуплексной (γ + δ) фазы. Зерна аустенита наиболее эффективно измельчаются (до < 5 мкм) в результате рекристаллизации, протекающей при старении. Максимальную прочность и минимальное удлинение имеет сталь в холоднодеформированном состоянии. Наилучшее сочетание прочности и пластичности стали достигается после горячей деформации и обработки на твердый раствор при 1040 °C с охлаждением в воде, а также после горячей деформации, обработки на твердый раствор при 1300 °C с охлаждением в воде и изотермического старения при 1000 °C. Такая обработка обеспечивает хорошую формуемость стали.

Аннотация: Исследовано влияние температуры аустемперинга в интервале 300 - 400 °C на структуру бейнита, коррозионную стойкость и механические свойства двух недавно разработанных Fe - Ni-сталей с добавкой 1 и 2 % (масс.) Al. Проведены коррозионные испытания сталей в растворе 3,5 % (масс.) NaCl. Обнаружено, что увеличение содержания Al и повышение температуры аустемперинга способствуют образованию бейнитных пластинок в структуре сталей, однако это незначительно влияет на твердость. Результаты электрохимических испытаний показали повышение коррозионной стойкости сталей при увеличении содержания Al от 1 до 2 % (масс.) в условиях, имитирующих морскую среду. Повышение температуры аустемперинга также повышает коррозионную стойкость обеих сталей, за исключением стали с 1 % (масс.) Al, обработанной при наиболее высокой температуре 400 °C. Установлено, что на коррозионную стойкость сталей большее влияние оказывает твердость, чем объемная доля бейнитных реек в структуре.

Аннотация: Исследовано влияние модифицирования ниобием на размер зерна первичного аустенита, величину литейной усадки и поведение при кристаллизации литейной среднеуглеродистой стали, выплавляемой в среднечастотной индукционной печи. Установлено, что 0,1 % (масс.) ниобия повышает жидкотекучесть стали и способствует образованию концентрированной усадки вместо рассеянной пористости. Модифицирование приводит к формированию равноосной полиэдрической структуры вместо грубых дендритов и значительно уменьшает размер первичных аустенитных зерен. С использованием электронной микроскопии и энергодисперсионного анализа обнаружено, что ниобий образует с углеродом твердофазные частицы NbC. Эти частицы химически стабильны при высокой температуре расплава и являются эффективными центрами кристаллизации первичного аустенита путем неспонтанного зародышеобразования. Предложена модель сопряжения кристаллических решеток на границе между γ-Fe и NbC. Механизм гетерогенного зарождения NbC заключается в том, что первичный аустенит растет на {111}γ-Fe вдоль плотноупакованной плоскости {111}NbC в направлении <011>γ-Fe <112>NbC и рассогласование кристаллографических плоскостей составляет всего 9,79 %.

Аннотация: Исследовано влияние предварительного высокотемпературного отжига при температурах выше Accm на эволюцию микроструктуры при бейнитном превращении в процессе аустемперинга в стали, содержащей, % (масс.): 0,95C; 1,37Si; 1,04Cr; 0,44Mn. Использованы методы дифференциального термического анализа, рентгеноструктурного анализа и просвечивающей электронной микроскопии высокого разрешения. Обнаружено, что в структуре стали после предварительного отжига при 950 °C при последующем аустемперинге образуется новый нанобейнит, имеющий игольчатую микроморфологию. Тонкопленочный кристалл нового нанобейнита толщиной всего 50 нм имеет объемноцентрированную кубическую решетку, в которой противоположный дефект упаковки является основным дефектом кристалла. Межфазная граница кристалла нового нанобейнита состоит как из когерентных, так и из некогерентных областей. Сталь со структурой нового нанобейнита имеет более высокую твердость, чем сталь с обычным бейнитом.

Аннотация: Проанализирован экспериментально процесс длительного высокотемпературного окисления на воздухе многокомпонентного многофазного сплава HP40NbTi на микроуровне с помощью СЭМ и рентгеновского картирования. Последовательно исследовано изменение состава и строения поверхностной многослойной окалины и поверхностной зоны диффузии в сплаве после окисления различной длительности. Показано, что процесс происходит под действием различных взаимосвязанных механизмов. Установлено, что после длительного окисления в поверхностной области сплава устанавливается условное равновесие: образование окалины и внутреннее окисление истощают зону диффузии по Cr и Si. Это компенсируется диффузией Cr, Ni и Fe из основной массы металла к поверхности. Со временем процесс замедляется из-за увеличения толщины диффузионной зоны и образования «барьерного» слоя оксидов кремния.

Аннотация: Изложены результаты физического моделирования влияния электромагнитного излучения разрядов молнии и грозовых облаков на полностью диэлектрические и бронированные волоконно-оптические кабели. Моделирование разрядов молнии выполнено с помощью экспериментальной установки, позволяющей создавать искусственные электрически активные облака. Показано, что разряды из искусственного грозового облака вблизи волоконно-оптического кабеля вызывают быстрые изменения угла поворота плоскости поляризации излучения, передаваемого по кабелю. Этот эффект наблюдается и для бронированных, и для полностью диэлектрических волоконно-оптических кабелей небольшой длины. Полностью диэлектрические кабели большей длины оказываются менее чувствительными к быстрым изменениям электромагнитного поля, но чувствительны к медленным изменениям электрического поля.

Аннотация: Для системы осушения Яковлевского рудника исследуется возможность закачки отбираемых дренажных вод в глубокие геологические структуры. Данная проблема обусловлена увеличением высоты зоны водопроводящих трещин и интенсификацией гидравлической связи между нижнекаменноугольным и руднокристаллическим водоносными горизонтами вследствие увеличения мощности выработанного пространства при выходе рудника на производственную мощность 5 млн т, что может привести к прорывам вод в подземные горные выработки. Выполнено прогнозное моделирование совместной работы системы осушения и участков закачки дренажных вод нижнекаменноугольного водоносного горизонта с целью обеспечения безопасных условий ведения горных работ.

Аннотация: Исследованы структурные и коллоидные свойства собирателя - солянокислого амина, обработанного ультразвуком, при сильвиновой флотации. На основании вязкостно-температурных зависимостей рассчитана свободная энергия Гиббса вязкого течения раствора солянокислого амина, необработанного и обработанного ультразвуком. Установлено, что амины, обработанные ультразвуком и добавленные в насыщенные водные растворы солей, более устойчивы к коагуляции. Исходя из результатов синхронного термического анализа, ИК-спектроскопии и рентгенофазового анализа, сделано заключение, что УЗ-обработка солянокислого амина незначительно увеличивает степень кристалличности амина. Результаты работы расширяют представление о влиянии ультразвуковой обработки на изменения структурных и коллоидных свойств собирателя, которые важны при оптимизации процессов флотации, а также для эффективности и устойчивости флотационного производства хлорида калия.