Публикации со ссылками на использование оборудования ЦКП ТГУ имени Г.Р. Державина

Публикации 2020 год

1. Shibkov Aleksandr Anatolevich, Zheltov Mikhail Aleksandrovich, Gasanov Mikhail Fakhraddinovich, Zolotov Alexander Evgenievich, Denisov Andrei Aleksandrovich. Lebyodkin Mikhail Aleksandrovich, Dynamics of deformation band formation investigated by high-speed techniques during creep in an AlMg alloy // Materials Science & Engineering A. 2020. V. 772. 1-8

Аннотация: Dynamics of the deformation band formation during creep in an Al–Mg alloy was investigated by simultaneous high-speed video recording of deformation bands with an extremely high time resolution of 40 μs and measurement of the concomitant acoustic emission. The results are consistent with the mechanism where the trigger of a strain step on the creep curve is the nucleation and rapid widening of a primary deformation band, generating an acoustic emission signal within 1 ms. Correlations between various stages of the deformation band formation, acoustic emission, and stress response are explored in detail. Notably, the stress drop rate and the amplitude of the acoustic emission signal are found to be linearly related. The mechanism of the acoustic emission associated with the initial rapid stage of the band development is discussed.

2. Shibkov Aleksandr Anatolevich, Lebyodkin Mikhail Aleksandrovich, Lebedkina Tatiyana Aleksandrovna, Gasanov Mikhail Fakhraddinovich, Zolotov Alexander Evgenievich, Denisov Andrei Aleksandrovich, Millisecond dynamics of deformation bands during discontinuous creep in an AlMg polycrystal // Physical Review E. 2020. V. 102. 043003-043017

Аннотация: Formation of bands of macroscopic strain localization during staircase creep in an AlMg polycrystal is studied by the acoustic emission (AE) technique and high-speed video recording with an image acquisition rate up to 50 000 frames per second. The simultaneous measurements by two methods allow us to distinguish different types of embryo deformation bands and concomitant AE signals, and to establish correlations between the band evolution and the acoustic response. It is found that the fastest stages of band formation, associated with its emergence to the surface and subsequent accelerated expansion, generate complex AE bursts in the frequency band ∼0.05–1 MHz. The correlations hidden in the complex structure of an individual acoustic burst are investigated by methods of statistical and fractal analysis. On the other hand, relationships between average parameters of various physical responses to discontinuous creep are assessed. Particularly, a close correspondence is found between the envelope of the acoustic burst and the rate of stress change during formation of a single deformation band. Evolution of dynamical behavior of embryo bands with increasing creep stress is discussed. Notably, a qualitative change in the AE waveform observed on approaching the ultimate stress is considered from the viewpoint of anticipation of the oncoming fracture.

3. Gitelson Anatoly, Solovchenko Alexei, Viña And, Foliar absorption coefficient derived from reflectance spectra: a gauge of the efficiency of in situ light-capture by different pigment groups // Journal of Plant Physiology. 2020. V. 254. 1-7

Аннотация: The absorption of Photosynthetically Active Radiation (PAR) by different foliar pigments defines the amount of energy available for photosynthesis and also the need for photoprotection. Both characteristics reveal essential information about productivity, development, and stress acclimation of plants. Here we present an approach for the estimation of the efficiency by three foliar pigment groups (chlorophylls, carotenoids, and anthocyanins) at capturing light, via the absorption coefficient derived from leaf reflectance spectra. The absorption coefficient (and hence light capture efficiency) of the pigment is quantitatively related to the ratio of light absorbed by each pigment group over the total amount of light absorbed by the leaf. The proposed approach allows discerning the contribution of pigment groups to the overall light absorption, despite the strong interference by other pigments with overlapping absorption spectra. For photosynthetic pigments, like chlorophylls, this is indicative of the energy captured for photosynthesis and hence of potential plant productivity. For photoprotective pigments, like anthocyanins or secondary carotenoids, it gives information about the spectral ranges where their optical screening works best and their screening capacity. In addition, the approach allows the selection of optimal spectral bands where different pigments operate. Such information improves our understanding of the phenological, physiological and photosynthetic dynamics of plants over space and through time, useful for developing better monitoring and management strategies.

4. Kokabi Kamilya , Gorelova Olga, Zorin Boris, Didi-Cohen Shoshana, Itkin Maxim, Malitsky Sergey, Solovchenko Alexei, Boussiba Sammy, Khozin-Goldberg Inna, Lipidome Remodeling and Autophagic Respose in the Arachidonic-Acid-Rich Microalga Lobosphaera incisa Under Nitrogen and Phosphorous Deprivation // Frontiers in Plant Science. 2020. V. 27. 1-27

Аннотация: The green microalga Lobosphaera incisa accumulates triacylglycerols (TAGs) with exceptionally high levels of long-chain polyunsaturated fatty acid (LC-PUFA) arachidonic acid (ARA) under nitrogen (N) deprivation. Phosphorous (P) deprivation induces milder changes in fatty acid composition, cell ultrastructure, and growth performance. We hypothesized that the resource-demanding biosynthesis and sequestration of ARA-rich TAG in lipid droplets (LDs) are associated with the enhancement of catabolic processes, including membrane lipid turnover and autophagic activity. Although this work focuses mainly on N deprivation, a comparative analysis of N and P deprivation responses is included. The results of lipidomic profiling showed a differential impact of N and P deprivation on the reorganization of glycerolipids. The formation of TAG under N deprivation was associated with the enhanced breakdown of chloroplast glycerolipids and the formation of lyso-lipids. N-deprived cells displayed a profound reorganization of cell ultrastructure, including internalization of cellular material into autophagic vacuoles, concomitant with the formation of LDs, while P-deprived cells showed better cellular ultrastructural integrity. The expression of the hallmark autophagy protein ATG8 and the major lipid droplet protein (MLDP) genes were coordinately upregulated, but to different extents under either N or P deprivation. The expression of the Δ5-desaturase gene, involved in the final step of ARA biosynthesis, was coordinated with ATG8 and MLDP, exclusively under N deprivation. Concanamycin A, the inhibitor of vacuolar proteolysis and autophagic flux, suppressed growth and enhanced levels of ATG8 and TAG in N-replete cells. The proportions of ARA in TAG decreased with a concomitant increase in oleic acid under both N-replete and N-deprived conditions. The photosynthetic apparatus’s recovery from N deprivation was impaired in the presence of the inhibitor, along with the delayed LD degradation. The GFP-ATG8 processing assay showed the release of free GFP in N-replete and N-deprived cells, supporting the existence of autophagic flux. This study provides the first insight into the homeostatic role of autophagy in L. incisa and points to a possible metabolic link between autophagy and ARA-rich TAG biosynthesis.

5. Vasilieva Svetlana, Lobakova Elena, Grigoriev Timofey, Selyakh Irina, Semenova Larisa, Chivkunova Olga, Gotovtsev Pavel, Antipova Christina , Zagoskin Yuri, Scherbakov Pavel, Lukyanov Alexander, Lukanina Ksenia, Solovchenko Alexei, Bio-inspired materials for nutrient biocapture: Microalgal cells immobilized on chitosan-based carriers // Journal of water process engineering. 2020. V. 20. 101774-101785

Аннотация: The successful application of the cross-linked chitosan-based polymers for microalgae immobilization and biocapture of nutrients is reported for the first time. Highly porous, hydrophilic polymers were obtained by cross-linking of 250 kDa or 600 kDa chitosan with glutaraldehyde. Both cross-linked chitosan polymers were characterized by high microalgae immobilization efficiency and supported the prolonged cultivation of immobilized Lobosphaera sp. IPPAS 2047 cells without impairing their growth and photosynthetic activity. The 600 kDA chitosan-based polymers demonstrated higher mechanical and biological stability during 7 d incubation than those based on the 250 kDa chitosan. The nutrient removal capacity of the chitosan-immobilized Lobosphaera cells was significantly higher as compared to that of the suspended cells. The specific removal rates of inorganic phosphate and nitrate by the suspended microalgae cells cultivated without cross-linked chitosan polymers comprised 0.36 and 0.50 mg mg−1 Chl d−1, while the chitosan-immobilized Lobosphaera cells consumed phosphate and nitrate at rates 6.01 and 0.65 mg mg−1 Chl d−1, respectively. Collectively, the cross-linked chitosan-based polymers were shown to be environment-friendly materials providing the enhancement of nutrients bioremoval from wastewater by immobilized microalgae cells. The nutrient-enriched microalgae biomass immobilized on the biodegradable and non-toxic chitosan carriers can be applied as slow-releasing biofertilizer.

6. Golovin Dmitry Yurievich, Divin Alexander  Geotgievich, Samodurov Alexander Alekseevich, Tyurin Alexander Ivanovich, Golovin Yuri Ivanovich, A New Rapid Method of Determining the Thermal Diffusivity of Materials and Finished Articles // Journal of Engineering Physics and Thermophysics. 2020. V. 1. 234-240

Аннотация: A new nonstationary nondestructive rapid method of determining the thermal diffusivity of materials and finished articles has been suggested and tested experimentally without cutting out samples from them and preparation of the latter. The method is based on using an infrared imager to video record the infrared radiation of the surface originating as a result of its local stepwise heating by, say, a focused laser beam. Subsequent computer processing of the patterns of the nonstationary thermal field by the developed models and algorithms makes it possible to determine the thermal diffusivity of a material or an article in the case of one-sided access to them.

7. Tyurin Alexander Ivanovich, Rodaev Vyacheslav Valerievich, Razlivalova Svetlana Sergeevna, Korenkov Viktor Vasilievich, Zhigachev Andrey Olegovich, Vasyukov Vladimir Mikhailovich, Golovin Yuri Ivanovich, Morphology and mechanical properties of 3Y-TZP nanofiber mats // Nanomaterials. 2020. 10 (11). 1-10

Аннотация: The mats of yttria-stabilized tetragonal zirconia nanofibers were prepared using electrospinning. The effect of calcination temperature in the range of 600–1200◦ C on their microstructure, phase composition and mechanical properties was investigated. Phase composition of the nanofibers did not change in all ranges of the calcination temperatures, while the average grain size increased from 8 to 39 nm. Nanoindentation testing of the mats showed a decrease in the hysteresis loop energy in samples with higher calcination temperature. Hardness and the elastic modulus measured with the indentation technique were the highest for the mats calcined at 900◦ C

8. Solovchenko Alexei, Gorelova Olga, Karpova Olga, Selyakh Irina, Semenova Larisa, Chivkunova Olga, Baulina Olga, Vinogradova Elizaveta, Pugacheva Tatiana, Scherbakov Pavel, Vasilieva Svetlana, Lukyanov Alexandr, Lobakova Elena, Phosphorus feast and famine in cyanobacteria: is luxury uptake of the nutrient just a consequence of acclimation to its shortage? // Cells. 2020. 9 (9). 1933-1954

Аннотация: To cope with fluctuating phosphorus (P) availability, cyanobacteria developed diverse acclimations, including luxury P uptake (LPU)—taking up P in excess of the current metabolic demand. LPU is underexplored, despite its importance for nutrient-driven rearrangements in aquatic ecosystems. We studied the LPU after the refeeding of P-deprived cyanobacterium Nostoc sp. PCC 7118 with inorganic phosphate (Pi), including the kinetics of Pi uptake, turnover of polyphosphate, cell ultrastructure, and gene expression. The P-deprived cells deployed acclimations to P shortage (reduction of photosynthetic apparatus and mobilization of cell P reserves). The P-starved cells capable of LPU exhibited a biphasic kinetic of the Pi uptake and polyphosphate formation. The first (fast) phase (1–2 h after Pi refeeding) occurred independently of light and temperature. It was accompanied by a transient accumulation of polyphosphate, still upregulated genes encoding high-affinity Pi transporters, and an ATP-dependent polyphosphate kinase. During the second (slow) phase, recovery from P starvation was accompanied by the downregulation of these genes. Our study revealed no specific acclimation to ample P conditions in Nostoc sp. PCC 7118. We conclude that the observed LPU phenomenon does not likely result from the activation of a mechanism specific for ample P conditions. On the contrary, it stems from slow disengagement of the low-P responses after the abrupt transition from low-P to ample P conditions.

9. Tsygankova Lyudmila Yevgenyevna, Tanygina Elena Dmitrievna, Uryadnikova Marina Nikolaevna, Uryadnikov Aleksandr Alekseevich, Vigdorowitsch Mikhail Vladimirovich, Evaluation of the Toxicity of Diluted Aqueous Blends of a Series of Hydrocarbons // Polymer Science. Series D. 2020. 13 (1). 112-116

Аннотация: Integrated toxicity is evaluated for diluted aqueous blends of heptane, nonane, decane, and diesel fuel via the measurement of their chemical oxygen consumption (COC) and biochemical oxygen demand for biodegradability of substances by microorganisms (BOD5). The ability to purify the above blends from hydrocarbons via the adsorption on a clay mineral—glauconite—was estimated. The chemical oxygen consumption is shown to be a qualitative characteristic of the degree of sorption purification of an aqueous medium from organic pollutants.

10. Tsygankova Lyudmila Yevgenyevna, Uryadnikov Aleksandr Alekseevich, Uryadnikova Marina Nikolaevna, Vigdorovich Vladimir Ilich, Vigdorowitsch Mikhail Vladimirovich, Shel Evgeniya Yurievna, Protection of carbon steel with superhydrophobic coating against corrosion in NaCl solution // Surf ace and Interface Analysis. 2020. 52. 855-858

Аннотация: Corrosion and kinetics of partial electrode reactions on carbon steel St3 with superhydrophobic coatings of three types were studied in 0.5 M NaCl and 50 g/L NaCl +400 mg/L H2S solutions. The investigations were carried out on electrodes made of carbon steel St3 with a chemical composition, wt. %: C – 0.20; Mn – 0.50; Si – 0.15; P – 0.04; S – 0.05; Cr – 0.30; Ni – 0.20; Cu – 0.20, and Fe – 98.36. To obtain the type I coating, the metal surface was textured by an IR laser radiation of nanosecond duration followed by chemisorption of fluorobutylsilane out of a solution in n-decane. To obtain a coating of type II, a nanoscale composite layer consisting of aggregates of aerosil nanoparticles was applied additionally to the outcome of type I method. To obtain a coating of type III, the metal surface after being textured by the infrared (IR) laser radiation of nanosecond duration was followed by chemisorption of fluoroxy silane. The influence of duration τ of the medium corrosive impact on protective effect of the superhydrophobic coating is considered. It was shown that upon reaching a steady state (after 72 h), the corrosion rate of steel with a superhydrophobic coating of I and II types in a 0.5 M NaCl solution is reduced by 23 ± 3 times compared with unprotected samples. Approximately the same picture is characteristic of electrodes with a coating of type III in a solution of 50 g/L NaCl +400 mg/L H2S.

11. Golovin Dmitry Yurievich, Tyurin Alexander Ivanovich, Samodurov Alexander Alekseevich, Golovin Yuri Ivanovich, Determination of Thermal Diffusivity by Nonstationary Spot Heating // Technical physics letters. 2020. 46. 34-37

Аннотация: A thermographic express method for determining the coefficient of thermal diffusivity (a) of platelike objects is presented. It may be regarded as a modification of, and the next step in, the evolution of the laser flash method. In contrast to laser flash analysis, the proposed method, which involves spot stage heating by a focused laser beam (~0.1 mm2 ) with simultaneous high-speed recording of the nonstationary temperature field by a thermal camera, does not require cutting out samples of a specific shape and access to two sides of the tested object. The developed algorithm for deriving the value of a from raw data makes it unnecessary to determine the absolute temperatures and the absorbed incident energy.

12. Дмитриевский Александр, Александрович, Жигачев Андрей Олегович, Жигачева Дарья Геннадиевна, Родаев Вячеслав Валерьевич, Влияние диоксида кремния на стабильность фазового состава и механические свойства керамики на основе диоксида циркония, упрочненной оксидом алюминия // Журнал технической физики. 2020. Т. 90. № 12. 2108-2117

Аннотация: Исследовано влияние концентрации примеси SiO-2- (в интервале от 0 до 10 mol.%) на стабильность тетрагональной фазы t-ZrO--2-- и комплекс механических характеристик (на микро- и макроуровне) ATZ-керамики на основе диоксида циркония, стабилизированного оксидом кальция (C--CaO--=6.5 mol.%), упрочненной оксидом алюминия (C--Al--2--O--3----=5.8 mol.%). Установлено, что введение примеси SiO--2-- (в концентрации C--SiO--2----=5 mol.%) приводит к почти двукратному увеличению вязкости разрушения (от K--C--=7.05 MPa m--1/2-- до K--C--=12.43 MPa·m--1/2--) при незначительном уменьшении твердости (от H=12.75 до 10.9 GPa), а также к повышению предела прочности на сжатие (от sigma--S--=2.44 до 2.73 GPa) и пластичности (относительная деформация при сжатии увеличивается от ε=5.3 до 7.3%) исследуемой ATZ-керамики. Показано, что указанные показатели достигнуты за счет снижения стабильности тетрагональной фазы t-ZrO--2--.

13. Shibkov Aleksandr Anatolevich, Gasanov Mikhail Fakhraddinovich, Zolotov Alexander Evgenievich, Zheltov Mikhail Aleksandrovich, Denisov Andrei Aleksandrovich. Kol’tsov Roman Yurievich, Kochegarov Sergey Sergeevich, Electrochemical Emission during the Straining and Destruction of an Aluminum–Magnesium Alloy in an Aqueous Medium // Technical Physics. 2020. 65 (1). 78-86

Аннотация: Abstract—The spatiotemporal structures of Portevin–Le Chatelier deformation bands at the stage of neck formation and fracture of an aluminum–magnesium alloy deformed in an aqueous medium have been studied using a complex of in situ methods, including the method of high-speed video recording of the surface and the electrochemical emission method. The latter is based on the measurement and analysis of jumps in the electrode potential of a deformed metal under conditions when discontinuous deformation is manifested. It is found that discrete electrochemical emission signals in the frequency range from 10 Hz to 10 kHz contain information on the number of deformation bands, the time of their emergence, their growth stages, their statistical temporal structure, etc. A characteristic series of signals was detected at the prefracture stage, which can be considered the electrochemical precursor of neck formation and specimen destruction. The relationship between the emergence of electrochemical emission signals and the localization of plastic deformation and the destruction of an oxide film on the surface of an aluminum alloy that is in contact with an aqueous medium is discussed.

14. Шибков Александр Анатольевич, Гасанов Михаил Фахраддинович, Золотов Александр Евгеньевич, Желтов Михаил Александрович, Денисов Андрей Александрович, Кольцов Роман Юрьевич, Кочегаров Сергей Сергеевич, Электрохимическая эмиссия при деформировании и разрушении алюминий-магниевого сплава в водной среде // Журнал технической физики. 2020. Т. 90. № 1. 85-93

Аннотация: Пространственно-временные структуры деформационных полос Портевена-Ле Шателье на стадии образования шейки и разрушения алюминий-магниевого сплава, деформируемого в водной среде, исследовали комплексом in situ методов, включающим высокоскоростную видеосъемку поверхности и метод электрохимической эмиссии. Последний основан на измерении и анализе скачков электродного потенциала деформируемого металла в условиях проявления прерывистой деформации. Установлено, что дискретные сигналы электрохимической эмиссии в полосе частот 10 Hz−10 kHz содержат информацию о количестве деформационных полос, моментах зарождения и стадиях их роста, о статистической временной структуре полос и т. д. Выявлена характерная серия сигналов на стадии предразрушения — электрохимический предвестник формирования шейки и разрушения образца. Обсуждена связь генерации сигналов электрохимической эмиссии с локализацией пластической деформации и разрушением оксидной пленки на поверхности алюминиевого сплава, контактирующего с водной средой.

15. Vigdorovich Vladimir Ilich, Tsygankova Lyudmila Yevgenyevna, Shel Natalia Vladimirovna, Knyazeva Larisa Gennadyevna, Dorokhov Andrey Valeryevich, Uryadnikov Aleksandr Alekseevich, Assessment of the protective effectiveness of a volatile inhibitor in atmospheric corrosion of steel under conditions of increased concentrations of carbon dioxide, ammonia and hydrogen sulfide by electrochemical methods // International Journal of Corrosion and Scale Inhibition. 2020. 9(1). 34-43

Аннотация: The effect of the combined presence of atmospheric corrosion stimulants NH3 and CO2 was modeled by introducing (NH4)2CO3 salt into the solution. And the presence of NH3 and H2S was modeled by introducing the corresponding amounts of NH4OH and H2S into the solution. The presence of these corrosion stimulants in the air is characteristic for livestock buildings. The influence of the concentration of (NH4)2CO3 and (NH4)2S salts (10-500 mg/L) and the IFKHAN-114 volatile inhibitor (100 mg/L) during the corrosion of St3 steel in a 0.1 M NaCl solution was studied using methods of potentiodynamic polarization and spectroscopy of electrochemical impedance. Potentiodynamic measurements at a potential sweep rate of 0.66 mV/s were carried out in a three-electrode electrochemical cell made of Pyrex glass with a platinum auxiliary electrode and silver-silver chloride reference electrode using an IPC-Pro MF potentiostat. It was shown that in the absence of IFKHAN-114, the products of the hydrolysis of both salts as a result of their almost complete conversion to ammonium hydroxide and the corresponding weak acids cause intensive inhibition of corrosion of St3 carbon steel in 0.1 M NaCl solution. The protective effect reaches 90-96%. Introduction of IFKHAN-114 (100 mg/L) at low concentrations of (NH4)2CO3 (10 mg/L) has a stimulating effect on St3 steel, but starting with 20 mg/L of the salt this effect is replaced by an inhibitory one. Its value increases with increasing salt concentration, reaching 67% with a formal content of 100 mg/L ammonium carbonate in the solution. In the presence of ammonium sulfide, the protective effect is maximum at a low salt content (10 mg/L) and significantly decreases with increasing salt concentration, more precisely the products of its complete hydrolysis. The impedance measurements confirm the results obtained by the method of potentiodynamic polarization.

16. Vigdorovich Vladimir Ilich, Tsygankova Lyudmila Yevgenyevna, Emel'yanenko Alexander Mikhailovich, Uryadnikova Marina Nikolaevna, Shel Evgeniya Yurievna, The effect of superhydrophobic coating on the electrochemical behavior of carbon steel in chloride and hydrogen sulfide-chloride environments // Journal of Corrosion and Scale Inhibition. 2020. 9(1). 171-181

Аннотация: Corrosion and kinetics of electrode processes on St3 steel with a superhydrophobic coating based on laser surface texturing followed by hydrophobization with fluoroxysilane (wetting angle 165±2°, rolling angle 3±1°) have been studied in a highly mineralized chloride medium (50 g/L NaCl) in the absence and presence of an additive of hydrogen sulfide (400 mg/L). Similar studies were conducted with uncoated electrodes. The influence of a duration of an exposure of the electrodes in a solution (0.25-96 hours) on kinetics of electrode processes and corrosion rate of steel is considered. In the absence of hydrogen sulfide, a presence of a superhydrophobic coating on steel causes a decrease in the corrosion rate by 67, 13, and 2 times after 0.25, 24, and 48 hours of exposure in a chloride solution. In time, the cathodic process slows down and the anodic one accelerates, especially in a case of electrodes with a hydrophobic coating. In the presence of hydrogen sulfide in a chloride solution, steel with a superhydrophobic coating is characterized by more than an order of magnitude low corrosion rate, compared with unprotected samples during a 96-hour exposure of the electrodes. In this case, there is a slowdown in the anodic reaction and acceleration of the cathodic one compared to the solution without hydrogen sulfide. The corrosion process proceeds with anodic control.

17. Golovin Yuri Ivanovich, Tyurin Alexander Ivanovich, Golovin Dmitry Yurievich, Samodurov Alexander Alekseevich, Determining the Temperature Diffusivity of Transparent Materials via a Modified Laser Flash Technique // Bulletin of the Russian Academy of Sciences: Physics. 2020. 84. 829-834

Аннотация: A new thermographic express technique for determining the thermal diffusivity of transparent materials and optical components is described, and results from testing it on glasses and polymeric materials are presented. An algorithm for deriving the thermal diffusivity coefficient from the raw data eliminates the need to determine the absolute temperatures and absorbed energy of the incident radiation flux, ensuring a random error of less than 2–3%.

18. Дмитриевский Александр Александрович, Центр коллективного пользования научным оборудованием ТГУ имени Г.Р. Державина: возможности и перспективы // Наноиндустрия. 2020. Т. 13. № 2 (95). 100-105

Аннотация: Непременное условие научного прогресса – достоверность результатов эксперимента, достигаемая использованием высокотехнологичного научного оборудования. Центры коллективного пользования научным оборудованием (ЦКП) – современные «точки доступа» к дорогостоящим исследовательским установкам. Что же могут предложить ЦКП вдали от мегаполисов?

19. Хлопков Елисей Алексеевич, Дмитриевский Александр Александрович, Помыткин Сергей Павлович, Любомудров Сергей Александрович, Макарова Татьяна Алексеевна, Волков Григорий Александрович, Вьюненко Юрий Николаевич, Влияние механической нагрузки на температурные условия работы кольцевых силовых пучков элементов // СТИН. 2020. № 9. 19-23

Аннотация: В работе рассмотрено влияние силовых режимов работы кольцевых силовых пучковых элементов сплава TiNi на температурные области развития эффекта памяти формы. Показана возможность эксплуатации функциональных механизмов в заданных температурных интервалах в условиях разной механической нагрузки.

20. Головин Дмитрий Юрьевич, Дивин Александр Георгиевич, Самодуров Александр Алексеевич, Тюрин Александр Иванович, Головин Юрий Иванович, Новый экспресс-способ определения коэффициента температуропроводности материалов и готовых изделий // Инженерно-физический журнал. 2020. Т. 93. № 1. 240-247

Аннотация: Предложен и экспериментально апробирован новый нестационарный неразрушающий экспресс-способ определения коэффициента температуропроводности материалов и готовых изделий без вырезки из них образцов и пробоподготовки. Он основан на видеорегистрации тепловизором инфракрасного излучения поверхности, возникающего в результате ее локального ступенчатого разогрева, например, сфокусированным пучком лазера. Последующая компьютерная обработка картин нестационарного теплового поля по разработанным моделям и алгоритмам позволяет определить коэффициент температуропроводности материала или изделия при одностороннем доступе к ним.

21. Головин Дмитрий Юрьевич, Тюрин Александр Иванович, Самодуров Александр Алексеевич, Головин Юрий Иванович, Определение температуропроводности материалов методом нестационарного точечного нагрева // Письма в Журнал технической физики. 2020. Т. 46. № 1. 39-42

Аннотация: Описан термографический экспресс-метод определения коэффициента температуропроводности a пластинчатых изделий, который можно рассматривать как модификацию и дальнейшее развитие метода лазерной вспышки, при этом в отличие от последнего предложенный метод не требует вырезки образцов и двустороннего доступа к объекту. Он заключается в точечном ступенчатом нагреве объекта сфокусированным лазерным пучком (~ 0.1 mm2) с одновременной высокоскоростной регистрацией картины нестационарного температурного поля тепловизором. Разработанный алгоритм извлечения величины a из первичных данных исключает необходимость определения абсолютных температур и мощности поглощенной энергии падающего потока энергии. Ключевые слова: температуропроводность, нестационарный точечный нагрев, тепловизор

22. Головин Юрий Иванович, Тюрин Александр Иванович, Головин Дмитрий Юрьевич, Самодуров Александр Алексеевич, Определение коэффициента температуропроводности прозрачных материалов модифицированным методом лазерной вспышки // Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2020. Т. 84. № 7. 1004-1009

Аннотация: Описан новый термографический экспресс-метод определения коэффициента температуропроводности прозрачных материалов и оптических компонентов, а также результаты его тестирования на стеклах и полимерных материалах. Алгоритм извлечения величины коэффициента температуропроводности из первичных данных исключает необходимость определения абсолютных температур и поглощенной энергии падающего потока излучения и обеспечивает случайную погрешность менее 2–3%.

23. Головин Юрий Иванович, Головин Дмитрий Юрьевич, Тюрин Александр Иванович, Динамическая термография для технической диагностики материалов и конструкций // Деформация и разрушение материалов. 2020. № 12. 20-37

Аннотация: Изложено современное состояние технической диагностики и неразрушающего контроля материалов и крупногабаритных изделий методами динамической термографии. Особое внимание уделено неразрушающим экспресс-методам, эффективным в производственных и полевых условиях при одностороннем доступе к объекту контроля и без вырезки образцов.

24. Головин Юрий Иванович, Тюрин Александр Иванович, Головин Дмитрий Юрьевич, Самодуров Александр Алексеевич, Васюкова Инна Анатольевна, Наноиндентирование как средство высокоразрешающей дендрохронологии // Известия ВУЗов. Физика. 2020. Т. 63. № 11 (755). 187-188

Аннотация: Методом непрерывного наноиндентирования экспериментально исследована зависимость твердости и мо-дуля Юнга годовых колец роста сосны обыкновенной (Pínus sylvéstris L) с пространственным разрешением 0,1–1 мкм. Показано, что анализируя их радиальные распределения, можно датировать климатические и экологические условия прироста колец с точностью до суток, а не лет, как в традиционных методах дендрохронологии.

25. Головин Юрий Иванович, Тюрин Александр Иванович, Головин Дмитрий Юрьевич, Самодуров Александр Алексеевич, Васюкова Инна Анатольевна, Корреляция физических и механических свойств анизотропных композитных материалов на примере древесины сосны / Современные материалы: монография. 2020.

Аннотация: В работе экспериментально установлена и обсуждается корреляция между физическими свойствами древесины сосны Pínus sylvéstris L (плотностью, влажностью, анизотропией температуропроводности) и ее механическими свойствами (модулем Юнга, твердостью). Выявленные связи позволяют разрабатывать бесконтактные неразрушающие экспресс-методы оценки тепловых свойств анизотропных материалов, основанные на высокопроизводительных термографических подходах, и заменить или дополнить ими контактные разрушающие методы определения механических характеристик. Методами наноиндентирования выявлены радиальные зависимости микротвердости и модуля Юнга внутри годовых колец роста. Анализ радиального распределения модуля Юнга и нанотвердости в годовых кольцах роста древесины с пространственным разрешением 0,1–1 мкм позволяет радикально увеличить точность дендрохронологии и ретроспективно восстанавливать особенности климатических условий в течение времени жизни дерева с временным разрешением в несколько дней.

26. Шибков Александр Анатольевич, Золотов Александр Евгеньевич, Гасанов Михаил Фахраддинович, Денисов Андрей Александрович, Кочегаров Сергей Сергеевич, Действие мощного лазерного излучения на механическую устойчивость металлов под давлением / Издательский дом «Державинский». 2020.

Аннотация: Монография посвящена проблеме механической устойчивости и локализации пластической деформации в металлических сплавах, находящихся под действием импульсного лазерного излучения и приложенных механических напряжений. Представлены оригинальные результаты, полученные в научно-образовательном центре «Нелинейная динамика деформируемых твердых тел» Тамбовского государственного университета имени Г.Р. Державина в рамках проектов Российского научного фонда (грант № 18-1900304) и Российского фонда фундаментальных исследований (грант № 19-38-90145 Аспиранты). Монография предназначена для специалистов в области лазерных технологий алюминиевых сплавов, применяемых в авиационной области и автопроме, а также может быть использована в качестве учебного пособия для магистрантов и аспирантов, обучающихся по направлению 01.04.07 – физика конденсированного состояния.

27. Вигдорович Владимир Ильич, Цыганкова Людмила Евгеньевна, Урядникова Марина Николаевна, Шель Наталья Владимировна, Альшика Недал, Защита углеродистой стали супергидрофобным покрытием в модельной пластовой воде, содержащей сероводород // Все материалы. Энциклопедический справочник. 2020. № 7. 41-47

Аннотация: На основе поляризационных измерений получены данные по коррозии и кинетике электродных процессов на стали Ст3 с супергидрофобным покрытием и без него в имитате пластовой воды NACE в присутствии добавок сероводорода (25 и 400 мг / л). Супергидрофобное покрытие получено на основе лазерного текстурирования поверхности с последующей гидрофобизацией фтороксисиланом (угол смачивания (165 ± 2°), угол скатывания (3 ± 1°)). Защитное покрытие обеспечивает снижение скорости коррозии стали в 6-17 раз по сравнению с незащищенным электродом в течение 5-6 сут, на 7-е сутки сохраняются незначительные преимущества гидрофобизированных образцов. Проанализированы причины небольшой защитной эффективности гидрофобного покрытия.

28. Вигдорович Владимир Ильич, Цыганкова Людмила Евгеньевна, Князева Лариса Геннадьевна, Шель Наталья Владимировна, Урядников АЛександр Алексеевич, Дорохов Андрей Валерьевич, Дорохова Анастасия Николаевна, Алехина Ольга Владимировна, Оценка защитной эффективности летучего ингибитора атмосферной коррозии металлов в присутствии агрессивных микропримесей воздуха методом импедансной спектроскопии // Практика противокоррозионной защиты. 2020. Т. 25. № 1. 21-30

Аннотация: Проведено определение защитной эффективности летучего ингибитора коррозии (ЛИК) ИФХАН-114 методом импедансной спектроскопии при атмосферной коррозии стали Ст3 и меди в условиях животноводческих помещений, содержащих микропримеси углекислого газа, аммиака и сероводорода в нормативно допустимых концентрациях. В качестве фонового электролита использовали 0,1 М раствор NaCl. Влияние совместного присутствия в воздухе стимуляторов коррозии металлов NH3 и CO2 моделировали введением в фоновый раствор соли (NH4 )2 CO3 в концентрациях 10 и 100 мг/л. Для моделирования совместного присутствия в воздухе NH3 и H2S в фоновый раствор электролита для получения в заданных концентрациях (NH4)2S (10 и 100 мг/л) вводили эквивалентные количества Na2S и NH4Cl. Это приводило в результате гидролиза ионов NH4+ и S2- к образованию NH4OH и H2S, устойчивых в поверхностной фазовой пленке. По данным импедансной спектроскопии, (NH4)2CO3 в концентрации 10 мг/л выступает в качестве ингибитора коррозии стали в 0,1 М растворе NaCl, а ИФХАН-114 (неэквивалентная смесь полианилина с бензойной кислотой), введенный в раствор наряду с этим количеством карбоната аммония, играет роль стимулятора коррозии. Однако с ростом концентрации карбоната аммония его ингибирующий эффект снижается, а для ИФХАН-114, введенного наряду с солью, наоборот, появляется. На медном электроде наблюдается аналогичная картина. В присутствии (NH4)2S на стали и меди наблюдается практически такое же влияние соли и ЛИК, но с некоторой вариацией. Сопоставление данных, полученных посредством гравиметрических испытаний и импедансных измерений, показало, что в последнем случае наблюдаются лишь качественные результаты, хотя они, несомненно, подтверждают наличие ингибирующей способности ИФХАН-114 в хлоридном нейтральном растворе.

29. Fedorov Victor Alexandrovich, Boytsova Margarita Viktorovna, Pluzhnikova Tatiana Nikolaevna, Berezner Arseny Dmitrievich, Influence of the β-particle flux and uv-irradiation on the properties of alloys, being at the non-equilibrium state // JOURNAL OF PHYSICS: CONFERENCE SERIES. 2020. 1431. 012011-012017

Аннотация: Investigation of the influence of the β and UV-irradiation has been provided. It has been shown, that recovery of the tensile strength does not occur after UV-irradiation, that is, the structural changes are irreversible. Structure of alloys has been observed after β-irradiation and the possible mechanisms of melting and crystallization were proposed.

30. Pluzhnikova Tatiana Nikolaevna, Fedorov Victor Alexandrovich, Balybin Dmitriy Viktorovich, Berezner Arseny Dmitrievich, Fedotov Dmitriy Yurievich, Pluzhnikov Sergey Nikolaevich, Features of hydrogen diffusion through an amorphous Fe92Si6B2 alloy membrane // JOURNAL OF PHYSICS: CONFERENCE SERIES. 2020. 1697.

Аннотация: In this work, the hydrogen diffusion through an amorphous Fe92Si6B2 alloy membrane has been investigated. It has been established that the hydrogen diffusion decreases with the growth of the acidity of the environment at the constant ionic force of solution. The probable mechanisms of the blocking of hydrogen flow through the membrane have been discussed. An insignificant variation of the mechanical characteristics (ultimate tensile strength, microhardness, Young’s modulus) of Fe92Si6B2 amorphous alloy has been detected.

31. Трофимов Илья Александрович, Трофимова Людмила Сергеевна, Яковлева Елена Петровна, Емельянов Алексей Валерьевич, Скрипникова Елена Владимировна, Основные закономерности геоботанической индикации затопления, подтопления и засоления земель Поволжья // Адаптивное Кормопроизводство. 2020. № 3 (43). 40-51

  1. Аннотация: С целью изучения пространственного распределения биологических и экологических закономерностей на территории Поволжья проводилась геоботаническая индикация затопления, подтопления и засоления земель этого региона. Геоботаническая индикация используется при изучении, оценке, картографировании и мониторинге территориальных комплексов и их компонентов и базируется на анализе взаимосвязей географической оболочки как единого целого. Статья является результатом многолетних междисциплинарных исследований. Она основана как на данных, полученных авторами в результате агроландшафтно-экологического районирования и в ходе полевых экспедиционных исследований, так и на анализе долговременных рядов статистической информации и литературных источников. Интенсивная хозяйственная деятельность, требующая использования больших объемов водных ресурсов, на фоне современных климатических изменений, приводит к возникновению переувлажнения на обширных территориях. Ослабление или прекращение хозяйственной деятельности, снижение используемых объемов водных ресурсов при определенных условиях ведет к распространению засоления земель. Затопление, подтопление и засоление засушливых земель вблизи водоемов, каналов, объектов мелиорации, функционирующих и заброшенных полей орошения и др. занимают значительные площади и имеют большое значение как экологические проблемы в Поволжье. Наиболее динамичным и быстро реагирующим на возникновение затопления, подтопления и засоления земель биотическим компонентом экосистем является растительность. Авторами установлены геоботанические индикаторы затопления, подтопления и засоления земель Поволжья, которые включают основные показатели (основные фитоценозы, основные растения, увлажнение и засоление почв по шкалам Л.Г. Раменского).

 

Публикации 2019 год

  1. Gusev Alexander Anatolyevich, Zakharova Olga Vladimirovna, Vasyukova Inna Anatolyevna, Muratov Dmitrii Sergeyevich, Rybkin Iaroslav Andreyevich, Bratashov Daniil, Lapanje Aleš, Il'inikh Igor, Kolesnikov Evgeny Aleksandrovich, Kuznetsov Denis, Effect of GO on bacterial cells: Role of the medium type and electrostatic interactions // Materials Science & Engineering C. 2019. № 99. 275–281

Аннотация: Установлено, что оксид графена в концентрациях от 0,0025 до 2,5 г/л в питательной среде ингибирует рост бактериальных колоний, в то время как в физиологическом растворе этот эффект резко снижается до момента полного исчезновения. Было показано, что для получения выраженного антибактериального эффекта необходимо вводить в среду высокие концентрации оксида графена (до 2,5 г/л), что может быть важно для разработки антибактериальных материалов для биомедицинских применений. Некоторые из полученных данных дают четкие доказательства электростатической природы взаимодействия между бактериальными и ГО листами. Полученные данные могут быть использованы для применения ГО и аналогичных материалов в новых системах очистки воды от биологических загрязнений. Кроме того, наши результаты подчеркивают важность учета условий, в которых используются товары и покрытия, содержащие графеноподобные материалы в качестве антибактериального агента, а также унификацию условий эксперимента.

  1. Gusev Alexander Anatolyevich, Zakharova Olga Vladimirovna, Muratov Dmitry Sergeyevich, Vorobeva Nataliia, Sarker Mamun, Rybkin Iaroslav Andreyevich, Bratashov Daniil, Kolesnikov Evgeny Aleksandrovich, Lapanje Aleš, Kuznetsov Denis and Sinitskii Alexander. Medium-Dependent Antibacterial Properties and Bacterial Filtration Ability of Reduced Graphene Oxide // Nanomaterials. Vol. 9. P. 1454

Аннотация: В работе показано, что при изучении одних и тех же дисперсий rGO и флуоресцентных бактерий Escherichia coli (E. coli) результаты экспериментов по нанотоксичности зависят от типа культуральной среды. Установлено, что rGO ингибирует рост бактерий в питательной среде, но слабо влияет на поведение кишечной палочки в физиологическом солевом растворе. Наблюдаемые эффекты rGO на E.coli в различных средах могут быть, по крайней мере, частично рационализированы путем адсорбции бактерий и питательных веществ на диспергированных листах rGO, что, вероятно, опосредуется посредством водородных связей. Мы также обнаружили, что взаимодействие между rGO и E.coli является средне-зависимым, и в физиологических солевых растворах они образуют стабильные флоккулирующие структуры, которые не наблюдались в питательных средах. Кроме того, агрегация rGO и E.coli в физиологических средах наблюдалась независимо от того, были ли бактерии живы или мертвы. Фильтрация суспензий заполнителя привела к почти полному удалению бактерий из отфильтрованных жидкостей, что подчеркивает потенциал rGO для фильтрации и отделения биологических загрязнений, независимо от того, включают ли они живые или мертвые микроорганизмы.

  1. Shibkov Aleksandr Anatolevich, Denisov Andrei Aleksandrovich, Gasanov Mikhail Fakhraddinovich, Zolotov Alexander Evgenievich, Zheltov Mikhail Aleksandrovich, Nonstationary Electrochemical Response to the Intermittent Portevin–Le Chatelier Deformation in an Aluminum–Magnesium Alloy // Physics of the solid state. 2019. 61. № 2. P. 157 – 162

Аннотация: Установлено, что эффект Портевена−Ле Шателье в алюминий-магниевом сплаве АМг6, деформируемом в водной среде, сопровождается прерывистым электрохимическим откликом — отрицательными скачками электродного потенциала образца, возникающими одновременно со скачками механического напряжения на кривой деформирования. Статистический и фрактальный анализ скачкообразной составляющей электродного потенциала свидетельствует о наличие долговременных корреляций в структуре электрохимического отклика, характерных для состояния самоорганизующейся критичности. Обсуждается возможный механизм возникновения скачков электродного потенциала, связанного с динамикой деформационных полос.

  1. Shibkov Aleksandr Anatolevich, Denisov Andrei Aleksandrovich, Gasanov Mikhail Fakhraddinovich, Zolotov Alexander Evgenievich, Zheltov Mikhail Aleksandrovich, Electrochemical Emission during Discontinuous Creep of Aluminum‒Magnesium Alloy // Crystallography Reports. Vol. 64. № 5. P. 731 – 736

Аннотация: Экспериментально установлено, что прерывистая ползучесть алюминий-магниевого сплава АМг6, деформируемого в водной среде, сопровождается дискретной электрохимической эмиссией – скачками электродного потенциала образца, возникающими одновременно со скачками механического напряжения в ходе развития макроскопической ступени на кривой ползучести. C использованием высокоскоростной видеосъемки установлено, что скачок электродного потенциала происходит одновременно с зарождением и начальной быстрой стадией расширения полосы деформации. Обсуждается возможный механизм возникновения скачков электродного потенциала в условиях прерывистой ползучести алюминиевого сплава.

  1. Shibkov Aleksandr Anatolevich,Gasanov Mikhail Fakhraddinovich, Koltsov Roman Yurievich , Denisov Andrei Aleksandrovich, The Effect of Local Corrosion on the Dynamics of Deformation Bands and the Destruction of Aluminum–Magnesium Alloy // Technical Physics Letters. 2019. Vol. 45. № 8. P. 746 – 749

Аннотация: Влияние локальной коррозии на динамику полос макролокализованной деформации и разрушение алюминий-магниевого сплава АМг6 исследовано методом высокоскоростной видеосъемки поверхности деформируемого образца. Установлено, что коррозионное  пятно, вызванное локальным воздействием гидроксида натрия на поверхность сплава, является аттрактором деформационных полос, взаимодействие которых приводит к преждевременному разрушению и сокращению ресурса пластичности сплава.

  1. Shibkov Aleksandr Anatolevich, Gasanov Mikhail Fakhraddinovich, Zolotov Alexander Evgenievich, Zheltov Mikhail Aleksandrovich, Denisov Andrei Aleksandrovich, Kochegarov Sergei Sergeevich, Effect of Laser Processing on Strength and Portevin–Le Chatelier Serrated Deformation of Aluminum Alloy // Physics of the Solid State. Vol. 61 № 8. P. 1354 – 1362

Аннотация: Проведены экспериментальные исследования влияния обработки поверхности лазерным ИК-излучением на прочность и прерывистую деформацию Портевена−Ле Шателье алюминий-магниевого сплава АМг6. Лазерная обработка состояла в нанесении сфокусированным импульсным излучением локальных  «уколов» поверхности в узлах квадратной сетки на рабочей части плоского образца. Установлены условия, при которых такая лазерная обработка вызывает увеличение микротвердости поверхности, предела прочности на разрыв и критической деформации появления первого деформационного скачка на кривой растяжения, уменьшает вероятность формирования деформационных полос, подавляет образование шейки на стадии предразрушения и меняет морфологию магистральной трещины. Обсуждается возможный механизм влияния лазерной обработки на полосообразование, прерывистую деформацию и прочность сплава.

  1. Dmitrievskii Alexander Alexandrovich, Zhigachev Andrey Olegovich, Zhigacheva Darya Gennadievna, Tyurin Alexander Ivanovich, Structure and Mechanical Properties of the CaO–ZrO2–Al2O3 Ceramic Composites at Low Corundum Concentrations // Technical Physics. Vol. 64 № 1. P. 86 – 91

Аннотация: Исследовано влияние соотношения концентраций диоксида циркония (стабилизированного CaO) и корунда на фазовый состав и комплекс механических свойств наноструктурированной композиционной керамики CaO−ZrO2−Al2O3. Установлено, что композиты CaO−ZrO2−Al2O3 (спеченные при температурах, характерных для ZrO2) обладают оптимальным соотношением микротвердость/вязкость разрушения при содержании корунда CAl2O3 = 5%. Показано, что такие композиты обладают высокой прочностью на изгиб, а также имеют пористость, коэффициент трения и износ, характерные для керамики CaO−ZrO2.

  1. Dmitrievskiy Alexander Alexandrovich, Zhigacheva Darya Gennadievna, Efremova Nadezhda Yuryevna, Umrikhin Alexey Viktorovich, Phase Composition Stability of Nanostructured Composite Ceramics Based on CaO–ZrO2 under Hydrothermal Impact // Nanotechnologies in Russia. Vol.14 № 3-4. P. 125 – 131

Аннотация: Исследованы структура, фазовый состав и механические свойства (микротвердость в интервале глубин внедрения индентора 1200 нм ≤ h ≤ 6000 нм и вязкость разрушения) наноструктурированной циркониевой керамики (стабилизированной CaO), упрочненной корундом и SiO2, в процессе ускоренного старения в гидротермальных условиях (температура Tag = 134 °С, давление P = 3 атм, влажность B = 100 %, 0 ≤ tag ≤ 25 ч). Показано, что использование CaO в качестве стабилизатора тетрагональной фазы диоксида циркония (вместо «традиционного» Y2O3) способствует повышению стойкости к гидротермальным воздействиям композиционных керамик ZrO2 + Al2O3 и ZrO2 + Al2O3 + SiO2. Установлено, что достигнутое введением диоксида кремния (CSiO2 = 5 мол. %) увеличение вязкости разрушения (более чем на 40%) обеспечивает удовлетворительное соотношение твердость/вязкость разрушения (H = 12.3 ГПа, KC = 6.66 МПа м1/2) композиционной керамики Ca-ZrO2 + Al2O3 + SiO2 даже после ее ускоренного состаривания в течение 25 ч.

  1. Шуклинов Алексей Васильевич, Дмитриевский Александр Александрович, Жигачев Андрей Олегович, Жигачева Дарья Геннадиевна, Дьячек Татьяна Александровна, Ефремова Надежда Юрьевна, Григорьев Григорий Викторович, Топчий Алексей Андреевич, Стойкость к термоциклированию циркониевой керамики, упрочненной корундом // Новые огнеупоры. 2019. C. 61

Аннотация: Разработанная ATZ-керамика демонстрирует высокую стойкость к циклическим тепловым воздействиям. При этом следует отметить, что исследованный интервал тепловых воздействий включает значения температур, достигаемых в не экстремальных условиях эксплуатации керамических изделий. Достигнутые показатели (стойкость структуры поверхности, фазового состава и механических свойств ATZ-керамики по отношению к термоциклированию) представляют интерес для практических приложений, в том числе, для использования изделий при повышенных температурах.

  1. Golovin Dmitry Yuryevich, Tyurin Aleksandr Ivanovich, Samodurov Aleksandr Alekseyevich, Divin Aleksandr Georgiyevich, Golovin Yury Ivanovich, New Express Method for Measuring the Thermal Diffusivity of Non-Metallic Materials on an Example of Zirconium Ceramics // Russian Physics Journal. 2019. V. 62. № 6. 1099 – 1101

Аннотация: The above-described approach can be considered as a refinement of the Parker laser flash method. Among its advantages over the Parker method and differences from it are 1) possibility of express measurements of massive blanks without cutting samples of required form and geometry and of measuring an object accessible only from one side, 2) short total time of full measurement cycle (from small fractions of a second to a few seconds), 3) good reproducibility of results and small measurement error (the standard deviation is a few percent for the example presented above), and 4) technical opportunity of the development of a portable device for express measurements, including measurements of large-size objects and structural elements in place of their regular operation.

  1. Golovin Dmitry Yuryevich, Divin A.G., Samodurov Aleksandr Alekseyevich, Tyurin Aleksandr Ivanovich, Golovin Yury Ivanovich, Determination of the Thermal Diffusivity of Materials by a Nondestructive Express Method with the Use of Step-By-Step Local Heating of the Surface and High-Speed Thermography // Measurement Techniques. 2019. V. 62. 714 – 721

Аннотация: We propose an express method for measuring the thermal diffusivity of the materials of products that does not require cutting out of the samples of special shapes from the homogeneous mass of the product. The method is based on the local heating of the surface by step-function pulses, e.g., by a focused laser beam with simultaneous high-speed thermography performed with the help of a thermal imager. The subsequent processing of a radially symmetric picture of isotherms carried out by using an original software program makes it possible to fi nd the thermal diffusivity of macrohomogeneous materials with an error lower than 10%. As an example, we present the results of measurements of the thermal diffusivity of the ZrO2:MgO ceramics, PhenoCure Powder composite based on phenol formaldehyde resin, and TPK-5PD polymeric-rubber material.

  1. Zakharova Olga Vladimirovna, Kolesnikov Evgeny, Shatrova N., Gusev Alexander Anatolyevich, The effects of CuО nanoparticles on wheat seeds and seedlings and Alternaria solani fungi: in vitro study // IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science. 2019. V. 226. 012036

Аннотация: В статье анализируется влияние дисперсий наночастиц оксида меди (наночастиц CuO) (0,01 ... 1 г/л) на всхожесть семян, развитие и биохимический статус проростков пшеницы. Также в работе представлены результаты исследования in vitro влияния, производимого НС CuO (0,001 ... 0,1 г/л) на грибы Alternaria solani. Наиболее выраженный комбинированный положительный эффект на исследуемые параметры наблюдался при концентрации наночастиц оксида меди 0,01 г/л. При этой концентрации было зарегистрировано улучшение всхожести на 14,5 % и двукратное увеличение длины корней и стеблей по сравнению с контрольной группой. При более высоком содержании НЧ в дисперсии стимуляция сочеталась с токсическими эффектами (уменьшение длины корня). Незначительное влияние НЧ на активность ферментов антиоксидантной системы зарегистрировано в концентрациях 0,01 г/л и 1 г л. CuO NPs в концентрации 0,001 ... 0,1 г/л ингибировали развитие мицелия Alternaria solani и прорастание спор на 34-50 %, но ионный раствор CuCl2centerdot6H2O показал более высокую эффективность. Полученные результаты могут быть использованы для разработки новых микроудобрений и средств защиты растений на основе наночастиц меди.

  1. Zakharova Olga Vladimirovna, Kolesnikov Evgeny Aleksandrovich, Shatrova Nataliya, Gusev Alexander Anatolyevich, Antibacterial activity of ZnO nanoparticles:dependence on particle size, dispersion media and storage time // IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science. 2019. Vol. 226. P. 012062

Аннотация: Были исследованы наночастицы ZnO различных размеров: 20-100 нм (ZnO-1) и 50-300 нм (ZnO-2). Представлены результаты комплексного исследования влияния физико-химических свойств, таких как размер частиц и концентрация свежеприготовленных и 24-часовых суспензий наночастиц ZnO (0,001 ... 1000 мг/л) в дистиллированной воде и в физиологический раствор при их токсичности в отношении бактерий кишечной палочки. Для сравнения использовались ионные растворы ZnCl2. Свежие водные растворы наночастиц показали наибольший антибактериальный эффект (выживаемость кишечной палочки ниже 5 - 25%). Хранение в течение 24 часов снижает токсичность всех образцов. В нормальных солевых растворах токсичность исследуемых наночастиц снижалась при концентрациях ниже 10 г/л. Во всех случаях суспензии ZnO-2 показали более низкие уровни токсичности, особенно после старения в течение 24 часов. Анализ стабильности показал, что наибольший антибактериальный эффект дают менее стабильные растворы, содержащие самые большие агрегаты. Таким образом, было показано, что антибактериальное действие наночастиц оксида цинка зависит от размера частиц и их агрегатов в коллоидных растворах, химического состава носителя и времени хранения суспензий. Полученные результаты могут быть использованы для создания новых типов антибактериальных препаратов, в том числе фитопротекторов на основе наноразмерных частиц оксида цинка, а также для разработки методов оценки и прогнозирования токсичности цинксодержащих суспензий.

  1. Vigdorovich Vladimir Ilich, Tsygankova Lyudmila Yevgenyevna, Knyazeva Larisa Gennadyevna, Dorokhov Andrey Valeryevich, DorokhovаN., Vigdorowitsch Mikhail Vladimirovich, Suppression of local corrosion of steel, brass and copper with IFKhAN-114 volatile inhibitor // Int. J. Corros. Scale Inhib. 2019. Vol. 1. P. 42 – 49

Аннотация: Изучено влияние летучего ингибитора ИФХАН-114 на скорость коррозии стали, меди и латуни в атмосферах с повышенным содержанием аммиака, сероводорода и углекислого газа.

  1. Vigdorovich Vladimir Ilich, Tsygankova Lyudmila Yevgenyevna, Shel Natalya Vladimirovna, Golovchenko A.O., Ostrikov V.V., Vigdorowitsch Mikhail Vladimirovich, Using data ofweight tests and impedance spectroscopy to evaluate the protective effectiveness of zinc-rich oil coatings in corrosion of carbon steel // Int. J. Corros. Scale Inhib. 2019. Vol 2. P. 212 – 224

Аннотация: С помощью гравиметрических и импедансных измерений изучено защитное действие цинк наполненных масляных композиций.

  1. Цыганкова Людмила Евгеньевна, Таныгина Елена Дмитриевна, Урядникова Марина Николаевна, Алехина Ольга Владимировна, Урядников Александр Алексеевич, Вигдорович Владимир Ильич, Оценка токсичности разбавленных водных смесей углеводородов // Все материалы. Энциклопедический справочник. 2019. Т. 6

Аннотация: Проведена оценка интегральной токсичности разбавленных водных смесей гептана, нонана, декана, дизельного топлива посредством измерения ХПК и БПК5.

  1. Цыганкова Людмила Евгеньевна, Альшика Н., Костякова Анна Алексеевна, Исследование ингибирования сероводородной коррозии стали в синтетической пластовой воде комплексным методом // Практика противокоррозионной защиты. 2019. Т. 3. С. 14 – 21

Аннотация: Исследовано ингибирующее действие продукта конденсации талловых кислот и полиэтиленполиаминов по отношению к коррозии и наводороживанию углеродистой стали в сероводородной среде методами потенциодинамической поляризации, импедансной спектроскопии, поляризационного сопротивления и гравиметрических измерений.

  1. Дмитриевский Александр Александрович, Жигачева Дарья Геннадиевна, Тюрин Александр Иванович, Ефремова Надежда Юрьевна, Григорьев Григорий Викторович, Васюков Владимир Михайлович, Влияние примеси SiO2 на комплекс механических свойств композиционной керамики CaO-ZrO2+Al2O3 // Перспективные материалы и технологии: материалы международного симпозиума. Беларусь, г. Брест, 27-31 мая 2019 г.

Аннотация: Показано, что улучшение механических характеристик исследуемых композиционных керамик вызвано: во-первых, формированием ультратонких пленок аморфного SiO2 и/или CaSiO3 на границах зерен ZrO2 и Al2O3, снижающих механические напряжения на их стыках, во-вторых, снижением энергетического барьера для фазовых превращений t-ZrO2m-ZrO2, обеспечивающим более интенсивный t-m-переход в вершине развивающейся трещины. Достигнутые показатели представляют интерес для практических приложений инженерной керамики, в том числе биомедицинского назначения.

  1. Дмитриевский Александр Александрович, Тюрин Александр Иванович, Жигачев Андрей Олегович, Жигачева Дарья Геннадиевна, Васюков Владимир Михайлович, Овчинников Петр Николаевич, Топчий  Алексей Андреевич, Структура и механические свойства композиционной керамики CaO-ZrO2+Al2O3 в условиях циклических термических и механических нагрузок // Перспективные материалы и технологии: материалы международного симпозиума. Беларусь, г. Брест, 27-31 мая 2019 г.

Аннотация: Полученные значения σmax1 и σmax2 свидетельствуют о высокой устойчивости образцов разработанной композиционной керамики к циклическим нагрузкам, и значительно (в 5 раз!) превышают значение σmax = 320 МПа, указанное в ГОСТ Р ИСО 6474-2-2014, для испытаний циркониевых керамик на малоцикловую усталость. Достигнутые показатели (стойкость структуры, фазового состава и механических свойств по отношению к циклическим тепловым и механическим воздействиям) представляют интерес для практических приложений инженерной керамики, в том числе биомедицинского назначения.

  1. Желтов Михаил Александрович, Золотов Александр Евгеньевич, Казарцева Елена Александровна, Шибков Александр Анатольевич, Система ранней диагностики и подавления повреждений, вызывающих катастрофическую деградацию механических свойств алюминий-магниевых сплавов в условиях проявления эффекта Портевена-Ле Шателье // Перспективные материалы и технологии: материалы международного симпозиума. Беларусь, г. Брест, 27-31 мая 2019 г.

Аннотация: Разработан комплекс методов in situ исследования скачкообразной деформации металлов и динамики деформационных полос и тещин, включающий: 1) стенд механических испытаний; 2) систему пассивного неразрушающего контроля и непрерывного мониторинга деформационных полос и трещин на базе эмиссионных методов обнаружения этих дефектов, включающая систему анализа временных рядов; 3) систему пространственно-временного мониторинга деформационных полос на базе высокоскоростной съемки в оптическом и инфракрасном (тепловидение) диапазонах, включающую блок цифровой обработки изображений; 4) импульсный генератор физического поля для подавления повреждений; 5) систему отрицательной обратной связи эмиссионного сигнала и генератора физического поля.

  1. Федоров Виктор Александрович, Бойцова Маргарита Викторовна, Плужникова Татьяна Николаевна, Новиков Геннадий Викторович, Васильева Светлана Васильевна, Влияние потока β-частиц и УФ излучения на свойства сплавов, находящихся в неравновесном состоянии // Фундаментальные проблемы современного материаловедения. Т. 16. № 3. С. 355 – 360

Аннотация: В работе проводилось исследование поведения сплавов, находящихся в неравновесном структурном состоянии при воздействии потока низкоэнергетических β-частиц и УФ излучения. Показано, что на границе разделов происходит увеличение размеров зерна. При воздействии УФ излучения происходит падение предела прочн6ости материала и протекают дополнительные процессы окисления и, как результат, коррозионные разрушения. С течением времени число диокисленных атомов-ионов возрастает, что приводит к повышению механической прочности.

  1. Федоров Виктор Александрович, Бойцова Маргарита Викторовна, Плужникова Татьяна Николаевна, Влияние УФ-излучения на прочностные характеристики аморфных металлических сплавов // LXI международная конференция «Актуальные проблемы прочности». Тольятти, 9-13 сентября 2019г. Сборник материалов.

Аннотация: В работе исследовано влияние УФ излучения на прочностные характеристики аморфных металлических сплавов на основе кобальта и железа и нанокристаллического сплава на основе железа. Высказано предположение, что воздействие УФ излучения стимулирует окислительные процессы неметаллов бора, кремния, что приводит к коррозионным разрушениям.

  1. Дмитриевский Александр Александрович, Жигачева Дарья Геннадиевна, Жигачев Андрей Олегович, Ефремова Надежда Юрьевна, Умрихин Алексей Викторович, Григорьев Григорий Викторович, Фазовый состав и механические свойства циркониевой керамики, упрочненной корундом, и их стойкость к гидротермальным воздействиям // LXI международная конференция «Актуальные проблемы прочности». Тольятти, 9-13 сентября 2019г. Сборник материалов

Аннотация: Предложенная технология изготовления композиционной керамики на основе диоксида циркония позволяет повысить не только соотношение твердость/вязкость разрушения, но срок ее полезной эксплуатации в гидротермальных условиях.

  1. Дмитриевский Александр Александрович, Жигачева Дарья Геннадиевна, Ефремова Надежда Юрьевна, Умрихин Алексей Викторович, Cтойкость фазового состава и механических свойств наноструктурированных композиционных керамик на основе CaO-ZrO2 к гидротермальным воздействиям // Российские нанотехнологии. 2019. С. 39 – 45

Аннотация: Исследованы структура, фазовый состав и механические свойства (микротвердость в интервале глубин внедрения индентора 1200 нм ≤ h ≤ 6000 нм и вязкость разрушения) наноструктурированной циркониевой керамики (стабилизированной CaO), упрочненной корундом и SiO2, в процессе ускоренного старения в гидротермальных условиях (температура Tag = 134°С, давление P = 3 атм, влажность B = 100%, 0 ≤ tag ≤ 25 ч). Показано, что использование CaO в качестве стабилизатора тетрагональной фазы диоксида циркония (вместо «традиционного» Y2O3) способствует повышению стойкости к гидротермальным воздействиям композиционных керамик ZrO2 + Al2O3 и ZrO2 + Al2O3 + SiO2. Установлено, что достигнутое введением диоксида кремния (CSiO2 = 5 мол. %) увеличение вязкости разрушения (более чем на 40%) обеспечивает удовлетворительное соотношение твердость/вязкость разрушения (H = 12.3 ГПа, KC = 6.66 МПа м1/2) композиционной керамики Ca-ZrO2 + Al2O3 + SiO2 даже после ее ускоренного состаривания в течение 25 ч. 

  1. Федоров Виктор Александрович, Бойцова Маргарита Викторовна, Плужникова Татьяна Николаевна, Влияние УФ излучения на механические свойства аморфных сплавов на основе кобальта и нанокристаллического сплава на основе железа // VIII Международная конференция «Кристаллофизика и деформационное поведение перспективных материалов». Москва, 5-8 ноября 2019. Тезисы докладов.

Аннотация: Экспериментально установлено, что при воздействии УФ излучения происходит значительное падение предела прочности с последующим частичным его восстановлением в аморфных и нанокристаллических сплавах. Предположено, что при воздействии УФ излучения происходят процессы окисления и как результат коррозионные разрушения.

  1. Федоров Виктор Александрович, Бойцова Маргарита Викторовна, Плужникова Татьяна Николаевна, Изменение предела прочности аморфных металлических сплавов при воздействии УФ излучения // VIII Международная конференция «Деформация и разрушение материалов и наноматериалов». Москва, 19-22 ноября 2019. Сборник материалов

Аннотация: Экспериментально установлено, что при воздействии ультрафиолетового излучения происходит падение предела прочности материала и это изменение зависит от времени облучения. Рентгеноструктурные исследования показали, что структура сплавов после облучения не меняется. При воздействии УФ излучения происходят процессы окисления и как результат коррозионные повреждения.

  1. Головин Дмитрий Юрьевич, Дивин А.Г., Самодуров Александр Алексеевич, Тюрин Александр Иванович, Головин Юрий Иванович, Определение температуропроводности материалов неразрушающим экспресс-методом с использованием ступенчатого точечного нагрева поверхности и высокоскоростной термографии // Измерительная техника. 2019. Т. 8. С. 47 – 52

Аннотация: Описан экспресс-метод определения коэффициента температуропроводности материала изделия, не требующий вырезки образцов специальной формы из однородного массива изделия. Метод заключается в точечном нагреве поверхности ступенчатым импульсом, например сфокусированным лазерным пучком, с одновременной высокоскоростной термографией с помощью тепловизора. Последующая обработка радиально симметричной картины изотерм оригинальной компьютерной программой позволяет определить коэффициент температуропроводности макрооднородных материалов с погрешностью менее 10 %. В качестве примера приведены результаты измерений коэффициента температуропроводности керамики ZrO2:MgO, композита на основе фенол-формальдегидной смолы PhenoCure Powder и полимерно-каучукового материала ТПК-5ПД.

  1. Тюрин Александр Иванович, Родаев Вячеслав Валерьевич, Разливалова Светлана Сергеевна, Васюков Владимир Михайлович, Исследование влияния параметров электроформования на управление морфологией и диаметром нановолокон ацетилацетонат циркония/полиакрилонитрил // Международный научно-исследовательский журнал. 2019. Т. 9-1 (87). С. 67 – 73

Аннотация: Методом электроформования раствора, содержащего полиакрилонитрил и ацетилацетонат циркония, были приготовлены композитные волокна и волокна из чистого ZrO2 со средним диаметром от 290 до 400 нм и от 60 до 75 нм - соответственно. Показана возможность управления структурой и размерами композитных (не отожженных) волокон и волокон из чистого ZrO2 (полученных после отжига композитных волокон при 800 °С), за счет варьирования параметров электоформования и режимов приготовления раствора.

  1. Коренков Виктор Васильевич, Тюрин Александр Иванович, Родаев Вячеслав Валерьевич, Жигачев Андрей Олегович, Умрихин Алексей Викторович, Пирожкова Татьяна Сергеевна, Головин Юрий Иванович, Низкотемпературная деградация композитной atz-керамики, армированной многостенными углеродными нанотрубками // Российские нанотехнологии. 2019. Т. 14. № 5–6. С. 37 – 49

Аннотация: Изучено влияние водяных паров на структурную устойчивость и механические свойства керамик на основе бадделеита (природного минерала диоксида циркония) и химически осажденного ZrO2 , армированных углеродными нанотрубками. Показано, что эти композиты обладают высокими физико-механическими свойствами и повышенной устойчивостью к старению в гидротермальных условиях. Полученные в работе композиты на основе бадделеита и стабилизированные СаО характеризуются скоростью старения более чем на порядок меньшей, чем в случае коммерческих керамик, стабилизированных Y2О3. Введение углеродных нанотрубок в состав композитов и использование метода искрового плазменного спекания способствуют ингибированию роста размеров зерна, уменьшению масштабного эффекта в твердости, при этом трещиностойкость KC в гидротермальных условиях уменьшается слабее, чем в композитах, не содержащих нанотрубок.

 

Публикации 2018 год

  1. Дмитриевский Александр Александрович, Жигачева Дарья Геннадиевна, Жигачев Андрей Олегович, Тюрин Алексанлр Иванович, Вишняков Александр Дмитриевич, Овчинников Петр Николаевич, Влияние содержания корунда на механические свойства композиционной керамики ZrO2(CaO) – Al2O3 // Вестник ТГУ (серия естественные и технические науки). 2018. №122. С.84

Аннотация: Исследованы зависимости комплекса механических свойств наноструктурированной композиционной керамики ZrO2(CaO) - Al2O3 от соотношения концентраций диоксида циркония (стабилизированного CaO) и корунда. Установлено, что спеченные при температурах T ≤ 1300 0C композиты ZrO2(CaO) - Al2O3 обладают оптимальным соотношением микротвердость/вязкость разрушения при концентрации корунда CAl2O3 = 5%. Показано, что для композитов ZrO2(CaO) - Al2O3 с содержанием CAl2O3 = 5% характерны высокие значения прочности на изгиб.

  1. Жигачев Андрей Олегович, Головин Юрий Иванович, Родаев Вячеслав Валерьевич, Умрихин Алексей Викторович, Влияние примесей диоксида кремния на фазовый состав и механические свойства керамики на основе диоксида циркония // Четвертый междисциплинарный научный форум с международным участием "Новые материалы и перспективные технологии». Москва. 27-30 ноября 2018 г./ Сборник материалов. 2018. №1. С.198

Аннотация: Выявлен эффективный способ управления фазовым составом Ca-TZP керамики за счет введения SiO2. Полученные результаты показывают возможность использования бадделеита в качестве исходного сырья для приготовления Ca-TZP керамики.

  1. Головин Юрий Иванович, Тюрин Александр Иванович, Головин Дмитрий Юрьевич, Самодуров Александр Алексеевич, Дивин Александр Георгиевич, Новый подход и экспресс-метод определения кинетических теплофизических характеристик материалов // Информационно-сенсорные системы в теплофизических исследованиях: сборник научных статей. В 2-х т. Тамбов, 6 – 9 ноября 2018 г. С.195

Аннотация: Предложен и экспериментально апробирован новый нестационарный и неразрушающий экспресс-метод определения кинетических теплофизических свойств широкого спектра материалов (металлы, керамики, полимеры, композиты и др.) или изделий без вырезания из них образцов определенной формы.

  1. Головин Юрий Иванович, Жигачев Александр Олегович Клячко Наталия Львовна Кабанов Александр Викторович, Локализация нанодеформационного воздействия магнитных наночастиц на макромолекулярные объекты физическими и биохимическими методами // Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2018. №9. С.1188

Аннотация: Описан новый магнитомеханический подход в биомедицине, основанный на колебательно-вращательных движениях магнитных наночастиц (МНЧ) в негреющем магнитном поле (МП) с частотой 0.1–1000 Гц. Нанодеформации, создаваемые при этом в ассоциированных макромолекулах, могут быть использованы для селективного управления их свойствами. Представлены модели молекулярно-локального воздействия, проведена оценка возможности индуцирования биохимического ответа путем деформации биомембран и мембранных структур. Представлен способ макроскопического ограничения объема активации МНЧ в градиентном МП.

  1. Головин Юрий Иванович, Коренков Виктор Васильевич, Разливалова Светлана Сергеевна, Влияние малоамплитудных колебаний нагрузки на жесткость и твердость Al и W в нагруженных наноконтактах // Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2018. №9. С.1302

Аннотация: Методом непрерывного измерения жесткости (CSM) исследовано влияние малоамплитудных осцилляций на механические свойства Al и W в наноконтактах. Установлено, что дополнительное наложение осцилляций вплоть до некоторой критической амплитуды не влияет на механизмы, кинетику и величину пластической деформации материала. Определены пороговые значения амплитуды и частоты таких осцилляций для Al (2.5 нм) и W (3.5 нм).

  1. Головин Юрий Иванович, Тюрин Александр Иванович, Головин Дмитрий Юрьевич, Самодуров Александр Алексеевич, Новые средства выявления трещин, расслоев и других дефектов в материалах и изделиях методами высокоскоростной термографии // Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2018. №9. С. 1320

Аннотации: Описан ряд новых средств неразрушающего термографического контроля, основанных на видеоре-гистрации с помощью тепловизора инфракрасного излучения (ИК) поверхности контролируемого изделия, инициированного кратковременным нагревом электрическим током или потоком горяче-го воздуха. Разработанные средства позволяют обнаруживать трещины, расслои, непровары и дру-гие дефекты, как с наружной, так и с внутренней стороны оболочечной конструкции, недоступной для прямого наблюдения.

  1. Дмитриевский Александр Александрович., Жигачева Дарья Геннадиевна, Жигачев Андрей Олегович, Тюрин Алексанлр Иванович, Вишняков Александр Дмитриевич, Топчий Алексей Андреевич, Механические свойства композиционной керамики ZrO2(CaO) - Al2O3 с различным содержанием корунда // 60 Международная научная конференция «Актуальные проблемы прочности», 14–18 мая 2018 года, Витебск, Беларусь: материалы конференции. С.122

Аннотации: Комплексный анализ зависимостей микротвердости, вязкости разрушения и прочности на изгиб от концентрации корунда в композиционных керамиках ZrO2(CaO)-Al2O3 позволяет заключить, что оптимальное соотношение их механических свойств достигается при концентрации корунда CAl2O3= 5%

  1. Головин Юрий Иванович, Тюрин Александр Иванович, Коренков Виктор Васильевич, Родаев Вячеслав Валерьевич, Жигачев Андрей Олегович, Умрихин Алексей Викторович, Пирожкова Татьяна Сергеевна, Разливалова Светлана Сергеевна, Влияние углеродных нанотрубок на прочностные характеристики наноструктурированных керамических композитов для биомедицины // Российские нанотехнологии. 2018. №34. С.68

Аннотации: В работе изучена связь между условиями синтеза, структурой и свойствами разработанной авторами инженерной наноструктурированной композитной циркониевой керамики на основе бадделеита (природного минерала диоксида циркония) и модифицирующих добавок. Разработанные композиты обладают высокими физико-механическими свойствами, по уровню не уступающими, а по ряду качеств даже превосходящими аналогичные керамики из преципитированного диоксида циркония (плотность — до 0.95 от теоретической; твердость — до 12 ГПа, модуль Юнга — 220 ±15 ГПа; вязкость разрушения — до 9 МПа∙м0.5). Показано, что введение углеродных нанотрубок (УНТ) изменяет физико-механические свойства полученных керамик — несколько снижает твердость, но при этом происходит рост вязкости разрушения KC (более чем на 10 %).

  1. Жигачева Дарья Геннадиевна, Дмитриевский Александр Александрович, Тюрин Александр Иванович, Жигачев Андрей Олегович, Ефремова Надежда Юрьевна, Лапшева Татьяна Александровна, Столяров Андрей Александрович, Влияние соотношения концентраций диоксида циркония и оксида алюминия на структуру, фазовый состав и пористость композиционной керамики ZrO2(CaO)–Al2O3 // Вестник Тамбовского университета. Серия: Естественные и технические науки. 2018. №122. С.97

Аннотация: Исследованы зависимости фазового состава (соотношения долей моноклинной, тетрагональной и кубической фаз диоксида циркония), средних размеров кристаллитов ZrO2 и Al2O3 и пористости наноструктурированной композиционной керамики ZrO2(CaO)–Al2O3 от соотношения концентраций диоксида циркония (стабилизированного CaO) и корунда. Установлено, что спеченные при температурах T ≤ 1300 C композиты ZrO2(CaO)–Al2O3 с содержанием корунда 5 % < CAl2O3 < 25 % обладают низкой пористостью (П ~ 1 %), характеризуются высоким содержанием тетрагональной фазы диоксида циркония (Сt-ZrO2 ~ 96 %) и имеют средний размер кристаллитов Dt-ZrO2 ~ 80 нм, что обеспечивает им высокие значения микротвердости и вязкости разрушения.

  1. Пирожкова Татьяна Сергеевна, Викторов Сергей Дмитриевич, Кочанов Алексей Николаевич, Тюрин Александр Иванович, Картирование локальных физико-механических свойств отдельных фаз и межфазных границ сложных поликристаллических материалов на примере образцов горных пород // Вестник Тамбовского университета. Серия: Естественные и технические науки. 2018. №122. С.217

Аннотация: Методами микро- и наноиндентирования были определены локальные физико-механические свойства отдельных минеральных фаз и включений сложных поликристаллических образцов ряда горных пород (поликристаллические железистые кварциты, гранит и антрацит). Проведено картирование и построены карты распределения механических свойств и показана их корреляция с морфологией исследованных образцов. Выявлены немонотонные зависимости и исследованы размерные эффекты в твердости отдельных минеральных компонентов и включений исследованных образцов горных пород в микро- и наношкале.

  1. Жигачева Дарья Геннадиевна, Пирожкова Татьяна Сергеевна, Тюрин Александр Иванович, Топчий Алексей Андреевич, Дмитриевский Александр Александрович, Трибологические свойства композиционной керамики Zro2(Cao)–Al2O3 с различным содержанием корунда // Вестник Тамбовского университета. Серия: Естественные и технические науки. 2018. №122. С.390

Аннотация: Исследовано влияние концентрации корунда (5 % < CAl2O3 < 12,5 %) в наноструктурированной композиционной керамике ZrO2(CaO)–Al2O3 на ее трибологические свойства (коэффициент трения и износ). Установлено, что в исследуемом интервале концентраций корунда коэффициент трения остается неизменным (с учетом погрешности измерений), а износ композита монотонно нарастает по мере увеличения CAl2O3.

  1. Тюрин Александр Иванович, Коренков Виктор Васильевич, Родаев Вячеслав Валерьевич, Жигачев Андрей Олегович,, Умрихин Алексей Викторович, Дмитриевский Александр Александрович, Пирожкова Татьяна Сергеевна, Разливалова Светлана Сергеевна, Прочностные характеристики новых наноструктурированных керамических композитов на основе диоксида циркония, модифицированных углеродными нанотрубками // Вестник Тамбовского университета. Серия: Естественные и технические науки. 2018. №122. С.538

Аннотация: Исследовано влияние углеродных нанотрубок на прочностные характеристики новых наноструктурированных керамических композитов на основе бадделеита. Разработанные композиты обладают высокими физико-механическими свойствами (твердость – до 12 ГПа, модуль Юнга – 220 ± 15 ГПа; вязкость разрушения – до 9 МПа∙м0,5, плотность – до 95 % от теоретической). Таким образом, полученные композиты по своим свойствам не уступают, а по ряду свойств даже превосходят аналогичные керамики из преципитированного диоксида циркония. Показано, что введение углеродных нанотрубок (УНТ) влияет на физико-механические свойства полученных керамик – несколько снижает твердость и повышает вязкость разрушения KC (более чем на 10 %).

  1. Денисов Андрей Александрович, Шибков Александр Анатольевич, Золотов Александр Евгеньевич, Гасанов Михаил Фахратдинович, Желтов Михаил Александрович, Скачки электродного потенциала сплава АМг6 в ходе прерывистой деформации Портевена–Ле шателье в водном растворе электролита // Вестник ТГУ Серия естественные и технические науки. 2018. №122. С.79

Аннотация: Экспериментально установлено, что прерывистое течение Портевена–Ле Шателье сплава АМг6, деформируемого в водной среде, сопровождается прерывистым электрохимическим откликом – отрицательными скачками электродного потенциала образца, возникающих одновременно со скачками механического напряжения на кривой деформирования. Статистический и фрактальный анализ скачкообразной составляющей электродного потенциала свидетельствует о наличии долговременных корреляций в структуре электрохимического отклика, характерных для состояния самоорганизующейся критичности.

  1. Денисов Андрей Александрович, Шибков Александр Анатольевич, Золотов Александр Евгеньевич, Гасанов Михаил Фахратдинович, Желтов Михаил Александрович, Высокочастотные исследования in situ динамики деформационных полос и скачков электродного потенциала при прерывистой ползучести алюминий-магниевого сплава в водной среде // Вестник ТГУ Серия естественные и технические науки. 2018. №122. С.387

Аннотация: Экспериментально установлено, что прерывистая ползучесть сплава АМг6, деформируемого в водной среде (3 %-м растворе NaCl), сопровождается прерывистым электрохимическим откликом – скачками электродного потенциала образца. C использованием высокоскоростной видеосъемки установлено, что скачок электродного потенциала с длительностью переднего фронта ~ 1–3 мс происходит одновременно с зарождением и начальной быстрой стадией расширения полосы деформации. Обсуждается возможный механизм возникновения скачков электродного потенциала в условиях прерывистой ползучести алюминиевого сплава.

  1. Шибков Александр Анатольевич, Желтов Михаил Александрович, Гасанов Михаил Фахратдинович, Золотов Александр Евгеньевич, Низкочастотная дискретная акустическая эмиссия в ходе прерывистой ползучести алюминиевого сплава // Вестник ТГУ Серия естественные и технические науки. 2018. №123. С.570

Аннотация: Динамика деформационных полос и дискретная акустическая эмиссия в ходе прерывистой ползучести сплава АМг6 исследовалась с помощью высокоскоростной видеосъемки. Результаты показывают, что триггером макроскопической деформационной ступени на кривой ползучести является зарождение первичной полосы деформации,

которая генерирует характерный сигнал акустической эмиссии длительностью порядка нескольких миллисекунд. Результаты подтверждают механизм генерирования сигнала акустической эмиссии, связанный с кооперативным выходом дислокаций на внешнюю поверхность образца.

  1. Шибков Александр Анатольевич, Золотов Александр Евгеньевич, Гасанов Михаил Фахратдинович, Желтов Михаил Александрович, Проскуряков Кирилл Андреевич, Влияние импульсного лазерного ИК-излучения на динамику и морфологию деформационных полос в алюминий-магниевом сплаве // Физика твердого тела. 2018. №9. С. 1632

Аннотация: Методом высокоскоростной видеосъемки исследовали динамику и морфологию деформационных полос в условиях одновременного действия механической нагрузки и импульсного лазерного ИК-излучения на поверхность алюминий-магниевого сплава АМг6. Определены условия, при которых пробивание лазерным импульсом сквозного отверстия диаметром на порядок меньшим толщины плоского образца вызывает развитие сложной пространственно-временной структуры деформационных полос и макроскопического скачка на диаграмме растяжения. Выявлены морфологические переходы, связанные с изменением типа и формы полос и их пространственно статистического распределения при изменении плотности энергии лазерного импульса. Обсуждается возможный механизм этого явления.

  1. Шибков Александр Анатольевич, Золотов Александр Евгеньевич, Гасанов Михаил Фахратдинович, Желтов Михаил Александрович, Проскуряков Кирилл Андреевич, Кочегаров Сергей Сергеевич, Разрушение алюминий-магниевого сплава при воздействии импульсного лазерного излучения в условиях ползучести // Физика твердого тела. 2018. №35. С. 2240

Аннотация: С помощью высокоскоростной видеосъемки исследовали стадию предразрушения и развитие магистральной трещины, инициированные импульсным лазерным ИК-излучением на поверхность алюминий-магниевого сплава АМг6, деформируемого одноосным растяжением в условиях ползучести. Выявлена роль макрополос пластической деформации в развитии последнего деформационного скачка амплитудой ~ 10%, зарождении и распространении магистральной трещины. Обсуждается возможный механизм разрушения.

  1. I. Vigdorovich, L.E. Tsygankova, N. V. Shel, L.G. Knyazeva, A.V. Dorokhov, A.A. Uryadnikov, Protection of carbon steel against atmospheric corrosion by volatile inhibitors of IFKhAN series at high concentrations of CO2, H2S and NH3 // International Journal of Corrosion and Scale Inhibition. 2018. №3. С.180

    Аннотация: The possibility of using a volatile inhibitor IFHAN-118 in media with a high content of ammonia, sulfur oxide IV, hydrogen sulfide in air has been investigated.

  1. E. Tsygankova, V.I. Vigdorovich, A.N. Dorokhova,  A.V. Dorokhov, L.G. Knyazeva, A.A. Uryadnikov, The use of volatile inhibitors to suppress corrosion of metals in the atmosphere of livestock buildings // Biomedical Journal of Scientific & Technical Research. 2018. №1. С.4

Аннотация:Analyzed the possibility of using volatile inhibitors in livestock buildings.

  1. Вигдорович В.И., Цыганкова Л.Е., Шель Н.В, Защитная эффективность летучего ингибитора ИФХАН-118 на начальных стадиях коррозии углеродистой стали, латуни и меди // Коррозия: материалы, защита. 2018. №3. С. 26

Аннотация: Методом линейного поляризационного сопротивления изучены начальные стадии коррозии углеродистой стали Ст3, латуни Л62 и меди М1 в присутствии летучего ингибитора ИФХАН-118 при 100%-ной относительной влажности воздуха

  1. В.И. Вигдорович, Л.Е. Цыганкова, Н.В. Шель, М.Н. Есина, Е.Д. Таныгина, А.А. Урядников, Универсализм ингибиторов сероводородной и углекислотной коррозии в условиях нефтедобычи и переработки // Химическое и нефтегазовое машиностроение. 2018. №3. С.48

Аннотация: Предложены качественные критерии универсальности ингибиторов сероводородной и углекислотной коррозии и их количественные показатели при коррозии углеродистой стали. Они включают максимальную величину общей скорости коррозии в присутствии H2S и СО2 и при одновременном ограничении концентрации самих замедлителей

  1. I. Vigdorovich, L.E. Tsygankova, A.N. Dorohova, A.V. Dorohov, L.G. Knyazeva and A.A. Uryadnikov, Protective ability of volatile inhibitors of IFKhAN series in atmospheric corrosion of brass and copper at high concentrations of CO2, NH3 and H2S in air // International Journal of Corrosion and Scale Inhibition. 2018. №7. С. 339.

Аннотация: The possibility of using volatile inhibitors to protect metal products from atmospheric corrosion in conditions of high ammonia and hydrogen sulfide has been studied.23.  Л.Е. Цыганкова, А.А. Урядников, Е.Д.Таныгина, О.В. Алехина, М.Н.Урядникова, Интегральные токсикологические характеристики растворов простейших одноосновных карбоновых кислот как исходных продуктов синтеза ингибиторов коррозии // Практика противокоррозионной защиты. 2018. С.42Аннотация: Проведена оценка интегральной токсичности растворов ряда карбоновых кислот посредством измерения их химического потребления кислорода (ХПК) и биохимической потребности в кислороде для биоразложения веществ микроорганизмами (БПК5)

  1. В.И. Вигдорович, Л.Е. Цыганкова, Н.В. Шель, Е.Ю. Шель, Князева Л.Г., А.В.Дорохов, А.А. Урядников, Моделирование коррозионно-агрессивных атмосфер для оценки эффективности летучих ингибиторов // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2018. С. 46

Аннотация: Предложен способ моделирования агрессивных атмосфер, необходимых для проведения испытаний в коррозионных средах, максимально приближенных к натурным. Способ позволяет моделировать воздушные атмосферы, содержащие газообразные стимуляторы коррозии (СК) как микрокомпоненты воздуха.

  1. I. Vigdorovich, L.E. Tsygankova, N.V. Shel, E.D. Tanygina, M.N. Esina, A.A. Uryadnikov, Universalism of hydrogen sulfide and carbon dioxide corrosion inhibitors in conditions of oil production and processing // Chemical and Petroleum Engineering. 2018. С. 210

Аннотация: Investigated the universalism of inhibitors in conditions of carbon dioxide corrosion of steel St3.

  1. В.И. Вигдорович, Н.В. Шель, Л.Г. Князева, Л.Е. Цыганкова, В.В.Остриков, Проницаемость масляных пленок молекулами воды, оксида серы (iv) и кислорода // Все материалы. Энциклопедический справочник. 2018. С. 24

Аннотация: Изучена проницаемость пленок синтетических масел водой при повышенном содержании в воздухе оксида серы IV.

  1. Вигдорович В.И., Цыганкова Л.Е., Алехина О.В., Урядникова М.Н., Шель Н.В., Зарапина И.В., Прохоренков В.Д., Селективность глауконита при сорбции катионов металлов из водных растворов в динамических условиях // Сорбционные и хроматографические процессы. 2018. С. 923

Аннотация: Изучена сорбционная способность глауконита по отношению к катионам жесткости в динамических условиях

  1. В. И. Вигдорович, Л. Е. Цыганкова, Н. В. Шель., Роль предшествующих параллельных химических реакций и реакционноспособных нанокластеров в процессах фазовых превращений интерметаллических соединений // Физикохимия поверхности и защита материалов. 2018. С. 565

Аннотация:  Изучение роли предшествующих параллельных химических реакций и реакционноспособных нанокластеров в процессах фазовых превращений интерметаллических соединений.

Публикации 2017 год

  1. В. И. Вигдорович, Л. Е. Цыганкова, М. Н. Есина, Н. В. Шель., М. С. Омутков, Я. А. Пустынников, Совместная сорбция катионов Ni (II) и Cu (II) концентратом глауконита из проточных нитратных растворов // Химическая технология. 2017. Т.18. №9. С.426 – 431

Аннотация: Исследована совметсная сорбция катионов Ni (II) и Cu (II) из проточных нитратных растворов с суммарной их концентрацией порядка 0,1 ммоль/л 95%-ном концентратом глауконита.

  1. V.I. Vigdorovich, L.E. Tsygankova, N.V. Shel, M.N. Esina, M. S. Omutkov, Ya. A. Pustynnikov, Sorption of Metal Cations on Natural Sorbents: Current State, Problems and Prospects // Polymer science/2017. Series D. Vol. 10 4. P. 341 – 346

Аннотация: Data obtained in recent years that characterize the sorption capacity of natural sorbents with respect to the cations of a number of metals from nonexchangeable solutions and working fluids are generalized. We develop a technique for estimating the slip of pollutants with solutions in which the concentration of toxic cations does not exceed regulatory requirements. A method for calculating the kinetic curves of sorption is considered, which makes it possible to estimate the concentration of the pollutant coming out of the adsorber and the specific dynamic capacity of the sorbent to any current point of time from the beginning of the process.

  1. I. Vigdorovicha, A. V. Boldyrevb, L. E. Tsygankovac, N. V. Shel’d, A. A. Uryadnikovc, and M. N. Esina, Effect of Indifferent Electrolyte Concentration, Sorbent Thermal Treatment, pH, and the Nature of Ligands on the Sorption of Cu(II) Cations by Glauconite from Nitrate Solution // Theoretical foundations of chemical engineering. 2017. Vol. 51. No. 5. P. 798 – 803

Аннотация: The effect of preliminary thermal (100–300°C) and chemical (10% HCl) treatment of 95% glauconite concentrate exerted on the sorption removal of copper (II) cations from nitrate solutions with pH in the range of 5–7, including ammonia media. The effect of indifferent electrolyte (KNO3 in a concentration of 10–3 and 10–2 mol/L) on the sorption of copper(II) from a 3.4 × 10–3 M solution of Cu(NO3)2 has been estimated. It has been shown that a 99% level of the sorption purification from Cu2+ cations can be achieved.

  1. В. И. Вигдорович, Л. Е. Цыганкова, Н. В. Шель, М. Н. Есина, А. А. Урядников, Графическая интерпретация сорбции катионов металлов из проточных одно- и полиметальных растворов // Физикохимия поверхности и защита материалов, 2017. том 53. № 6. С. 667–672

Аннотация: Рассмотрена возможность графической интерпретации кинетики и уровня сорбционной очистки

проточных растворов, содержащих один или одновременно два либо три поллютанта. Рассмотрена интерпретация изотермы сорбции в координатах ρ, τ или ρ, V, где ρ – коэффициент сорбции, оцениваемый из уравнения ρτ = (С0 – Сτ)/С0 или ρV = (C0 – CV)/C0, и С0, Сτ и CV – соответственно начальная концентрация поллютантов и их концентрация к моменту времени τ от начала процесса, либо после выхода из адсорбера элюата объемом V. Рассмотрена сорбция на 95%-м концентратом глауконита БРТО их проточных растворов катионов Ni(II), Cu(II) и Zn(II) при их совместном присутствии в близкой начальной концентрации (~3 мг/л).

  1. В. И. Вигдорович, Л. Е. Цыганкова, Н. В. Шель, Л. Г. Князева, А. А. Урядников, Н. Г. Ануфриев, Оценка парциальных вкладов компонентов антикоррозионной системы, формирующейся на корродирующей металлической поверхности, в ее интегральную защитную эффективность // Материаловедение и технология новых материалов. 2017. С. 2- 8

Аннотации: Предложен метод оценки парциальных вкладов отдельных компонентов противокоррозионных защитных систем (ЗС) в их интегральную эффективность при коррозии металлов любой природы в газовой или жидкой фазе и в условиях подземной коррозии, независимо от природы агрессивной среды и составляющих ЗС. Вклады компонентов и их различных концентраций в интегральную эффективность защитных систем могут быть оценены к любому моменту времени от начала коррозии.

  1. Л. Е. Цыганкова, А. А. Зверева, Н. Альшика, Ю. В. Гаврилов, О. В. Алехина, Накопление электролитического водорода углеродными нанотрубками // материалы специального назначения. 2017. С. 31 – 38

Аннотации: Изучено накопление электролитического водорода, получаемого в 5 М растворе КОН, двух-трехстенными углеродными нанотрубками (УНТ), нанесенными на стальную мембрану и инкапсулированными слоем электролитического железа толщиной 10 нм. УНТ получены каталитическим пиролизом метана и характеризуются внутренним диаметром 2—4 нм, длиной до 10 мкм и более и удельной поверхностью 600—800 м2г–1. Исследования проведены посредством электрохимической диффузионной методики, циклической вольтамперометрии и спектроскопии электрохимического импеданса. Показано, что емкость хранения водорода в УНТ изменяется в пределах 4—25% в зависимости от содержания нанотрубок в композите.

  1. I. Vigdorovicha, L.E. Tsygankovab, M.N. Esinab, A.A. Uryadnikovb, N.V. Shel, Calculation of the dynamic sorbent capacity in the presence of two sorbates // Journal of Water Process Engineering. 2017. №20. P. 180 – 186

Аннотации: The aim of this work is to develop a method for calculating the dynamic capacity of the sorbent and the relative sorption capacity of two sorbates simultaneously present in the solution, at any time from the beginning of the process. Experimental data are an illustration of the possibility of this method, applicable to any sorbates and sorbents, regardless of their nature. As an example the kinetics and dynamics of joint sorption of Ni (II) and Cu (II) cations from the flow of chloride solutions on glauconite concentrate in porous bed were studied at a total concentration of about 0.1 mM. The influence of parameters (the solution flow rate, height of adsorbent layer, duration of sorption process) was investigated. Analytical dependencies are developed allowing to calculate specific dynamic capacity of the sorbent toward Ni(II) and Cu(II). Their relative adsorption capacity is estimated in any time from the beginning of the process at the different ratio of their initial concentrations. The possibility of calculating the specific dynamic capacity of the sorbent at a concentration of sorbates in the effluent solution corresponding to the legal level required by the Russian law is shown.