Исследовано влияние режимов спекания меднокарбидных композиций на усадку и формирование качественного межчастичного сращивания при исходных пористостях формовки 12 и 35 %. Выбор медного порошка обусловлен его изготовлением в промышленном масштабе, стабильным гранулометрическом составом, хорошими технологическими свойствами, а карбидных добавок – высоким уровнем их физико-механических свойств. Выбор значений исходной пористости обусловлен тем обстоятельством, что при дальнейшем горячим уплотнением в большинстве случаев оптимальное значение пористости составляет 30–35 %. Если спекание является окончательной технологической операцией, значение исходной пористости в пределах 8–12 % обеспечивает достаточный уровень эксплуатационных свойств в условиях легкого и среднего классов нагружения. Для приготовления шихты и вычисления пористости прессовок рассчитывали аддитивную плотность беспористого порошкового материала. Повышение исходной пористости формовки, температуры и длительности спекания интенсифицируют объемную усадку. Увеличение концентрации карбидной фазы замедляет усадку, причем с понижением остаточной пористости данный эффект усиливается. Данные, полученные при анализе усадки, позволяют повысить точность размеров спеченных формовок. Развитие межчастичного сращивания при спекании заключается в увеличение площади контактной поверхности и формирования на контактной поверхности внутрикристаллитного сращивания при трансформации межчастичной поверхности в межзеренную. Раскрыты механизмы формирования внутрикристаллитного сращивания на контактных поверхностях. Показано, что при спекании исследуемых композиций доля межчастичной поверхности с внутрикристаллитным сращиванием может достигать 60–70 %. Выявлена роль первичной рекристаллизации в развитии межчастичного сращивания, заключающая в увлечении субмикропор мигрирующей межчастичной поверхностью сращивания. Повышение концентрации карбидной фазы увеличивает затрудняет миграцию межчастичной поверхности сращивания, формирование внутрикристаллитного сращивания происходит преимущественно диффузионным путем, требующим увеличения продолжительности спекания.

Ключевые слова: медно-карбидная композиция, пористость, спекание, усадка, контактная поверхность, межчастичное сращивание, миграция, рекристаллизация, диффузия.

Миронова Светлана Николаевна (Новочеркасск, Российская Федерация) – старший преподаватель кафедры «Материаловедение и технология машиностроения», Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова (346428, г. Новочеркасск, ул. Просвещения, 132, e-mail: mironova_svetlan@mail.ru).

Белянкина Лилия Михайловна (Новочеркасск, Российская Федерация) – аспирант кафедры «Материаловедение и технология машиностроения», Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова (346428, г. Новочеркасск, ул. Просвещения, 132, e-mail: liliya-bel@yandex.ru).

Егоров Сергей Николаевич (Новочеркасск, Российская Федерация) – доктор технических наук, профессор кафедры «Материаловедение и технология машиностроения», Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова (346428, г. Новочеркасск, ул. Просвещения, 132, e-mail: yegorov50@mail.ru).

1. Францевич, И.Н. Металлокерамические материалы в электротехнике / И.Н. Францевич // Современные проблемы порошковой металлургии / под ред. акад. И.М. Федорченко. – Киев: Наук. думка, 1970. – С. 190–205.
2. Нестеров, К.М. Прочность и электропроводность ультрамелкозернистого медного сплава системы Cu-Cr / К.М. Нестеров, Р.К. Исламгалиев, Р.З. Валиев // Вестник УГАТУ. – 2012. – Т. 16, № 8 (53). – С. 110–117.
3. Качмар, Д. Производство и применение композиционных материалов с металлической матрицей / Д. Качмар, К. Пьетрзак, В. Влосинки // Матер. Процесс. Технол. – 2000. – Т. 206. – С. 58–67.
4. Порошковые материалы для электрических контактов / В.В. Измайлов, И.С. Гершман, М.В. Новоселова, Е.О. Харитонов // Материаловедение. – 2007. – № 8. – С. 22–28.
5. WC/Ag contact materials with improved homogeneity / R. Grill, P. Klausler, F.E.-H. Mueller [et al.] // Proc. 16 Internat. Plansee Seminar. Reutte. – 2005. – P. 200–211.
6. Рожкова, Т.В. Антифрикционный материал на основе меди с карбидомкремния / Т.В. Рожкова, А.С. Филатов // Современные научно-практические решения в АПК: сборник статей II Всероссийской (национальной) научно-практической конференции. – Тюмень: ГАУ Северного Зауралья, 2018. – С. 419–423.
7. Портной, К.И. Дисперсно-упрочненные материалы / К.И. Портной, Б.И. Бабич. – М., Металлургия, 1974. – 200 с.
8. Morris, M.A. Miсrostructures and mechanical properties of rapidly solidified Cu-Cr alloys / M.A. Morris, D.G. Morris. // Acta Mеtall. – 1997. – Vоl. 33. – 
Р. 2511–2522.
9. Tjong, S.C. Abrasive wear behavior of TiB particle reinforced copper matrix composites / S.C. Tjong, K.C. Lau // Material Science Engineering A. – 2010. – Vol. 282. – Р. 183.
10. Дорофеев, В.Ю. Развитие активированной контактной поверхности при формировании горячештампованных порошковых материалов / В.Ю. Дорофеев, М.С. Егоров, С.Н. Егоров // Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Технические науки. – 2004. – № 1. – С. 64a–66. 
11. Развитие контактной поверхности при спекании порошковых сталей / М.С. Егоров, Р.В. Егорова, Б.Ч. Месхи, С.Н. Егоров // Металлург. – 2022. – № 10. – С. 74–79. 
12. Дорофеев, В.Ю. Межчастичное сращивание при формировании порошковых горячедеформи¬ро¬ван¬ных материалов / В.Ю. Дорофеев, С.Н. Егоров. – М.: ЗАО Металлургиздат, 2003. – 152 с.
13. Миронова, С.Н. Спекание порошкового мате-ри¬ала на основе меди с карбидными добавками / С.Н. Миро¬нова, Л.М. Белянкина, С.Н. Егоров // Инновационные технологии в материаловедении и машиностроении: материалы VII Всероссийской научно-практической конференции с международным участием, 23-27 октября 2023 г., г. Пермь / Пермский национальный исследова¬тель¬ский политехнический университет. – Пермь, 2023. – С. 176–200.
14. Ивенсен, В.А. Феноменология спекания / В.А. Ивенсен. – М.: Металлургия, 1985. – 247 с.
15. Скороход, В.В. Реологические основы теории спекания / В.В. Скороход. – Киев: Наук. думка, 1972. – 151 с.
16. Анциферов, В.Н. Порошковое материаловедение / В.Н. Анциферов. – УрО РАН, 2012. – 455 с.
17. Либенсон, Г.А. Производство порошковых изделий / Г.А. Либенсон. – М.: Металлургия, 1990. – 240 с.
18. Никольская, Л.Н. О функции пористости, учитывающей контакты частиц в прессовках / Л.Н. Николь¬ская, Б.В. Русанов, И.Д. Фридберг // Порошковая металлургия. 1988.  № 6. С. 23–27. 
19. Дорофеев, Ю.Г. Динамическое горячее прессование пористых порошковых заготовок / Ю.Г. Дорофеев. – М.: Металлургия, 1972. – 172 с.
20. Каракозов, Э.С. Аналитические оценки схватывания металлов / Э.С. Каракозов, Ю.В. Мякишев, М.Х. Шоршоров // Порошковая металлургия.  1975.  № 6.  С. 87–92. 
21. Дорофеев, Ю.Г. О сращивании на контактных поверхностях металлических частиц при динамическом горячем прессовании / Ю.Г. Дорофеев, В.А. Скориков // Порошковая металлургия.  1975.  № 6.  С. 4347. 
22. Бальшин, М.Ю. Основы порошковой металлургии / М.Ю. Бальшин, С.С. Кипарисов. – М.: Металлургия, 1978. – 184 с.
23. Косторнов, А.Г. Контактные явления в пористых волокновых материалах / А.Г. Косторнов, Л.Г. Галстян // Порошковая металлургия.  1983.  № 5.  С. 34–40.
24. Взаимосвязь электропроводности спеченных композиций и дисперсности исходных компонентов / Ю.П. Заричняк, С.С. Орданьян, А.Н. Соколов [и др.] // Порошковая металлургия.  1988.  № 6.  С. 46–51.
25. Сандала, К. Единая теория большеугловых границ зерен. Деформация границ / К. Сандала, М. Марцинковский // Атомная структура межзеренных границ: сб. статей. – М.: Мир, 1978.  С. 87113.
26. Егоров, С.Н. Определение критического размера субмикропор / С.Н. Егоров, М.С. Егоров // Проблемы машиностроения и технологии материалов на рубеже веков: сб. ст. VIII Междунар. науч.-техн. конф., 
28–30 мая 2003 г. – Пенза, 2003. – Ч. II. – С. 122–124.
27. Чалмерс, Б. Теория затвердевания / Б. Чалмерс. М.: Металлургия, 1968. 288 с.
28. Котари, Н.С. Теория и технология спекания / Н.С. Котари // Труды второго международного коллоквиума по спеканию. Югославия. – Киев: Наук. думка, 
1974. – С. 124–131.

Полимерные композиции на основе волокон растительного происхождения широко применяются в разных отраслях промышленности. В частности, для пластифицированных поливинилхлоридных композиций рационально использовать наполнители, которые одновременно улучшают экономические и эксплуатационные показатели изделий и способствуют снижению миграции пластификатора. Такую роль могут играть силикаты на основе продуктов переработки рисовой шелухи, включая золу рисовой шелухи и синтетический волластонит на её основе, которые также способствуют решению экологических задач. При наполнении золой рисовой шелухи и синтетическим волластонитом на её основе диффузионный характер смешения пластификатора ЭДОС с поливинилхлоридом не изменяется, только незначительно уменьшается коэффициент взаимодиффузии этих компонентов. Цель данного исследования – изучить влияние силикатных наполнителей на совместимость компонентов, а также на снижение миграции пластификатора из наполненных ПВХ-композиций и реологические и эксплуатационные показатели ПВХ-композитов. Частичная задержка пластификатора в порах силикатов приводит к снижению миграции пластификатора из модифицированной поливинилхлоридной композиции. Пластификатор ЭДОС ведет себя как ньютоновская жидкость, а пластифицированный поливинилхлорид соответствует псевдопластичной жидкости. Смешение с исследуемыми силикатами не меняет характер их течения, одновременно увеличивая вязкость систем. Зола рисовой шелухи и синтетический волластонит на её основе увеличивают прочность при разрыве и термостабильность пластифицированных поливинилхлоридных материалов. Проведенные исследования позволили установить, что наполнители из отходов производства рисовой крупы являются эффективными для получения поливинилхлоридных композитов с улучшенными прочностными показателями, термостойкостью и более высокой долговечностью, благодаря снижению миграции пластификатора из композиции.

Ключевые слова: поливинилхлорид, зола рисовой шелухи, синтетический волластонит, пластификатор ЭДОС, пористость, миграция, вязкость, характер течения, коэффициент взаимодиффузии, прочность, термостойкость. 

Садыкова Диляра Фанисовна (Лондон, Великобритания) – кандидат технических наук, аспирант, Imperial College London (South Kensington London, SW7 2AZ, UK, e-mail: dilyras@mail.ru).

Шапагин Алексей Викторович (Москва, Российская Федерация) – кандидат химических наук, доцент, старший научный сотрудник лаборатории структурно-морфологических исследований Института физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина Российской академии наук (119071, г. Москва, Ленинский проспект, 31, корпус 4, e-mail: shapagin@mail.ru).

Соколова Алла Германовна (Москва, Российская Федерация) – кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры строительного материаловедения НИУ МГСУ (129337, г. Москва, Ярославское шоссе, 26, e-mail:
as.falconi@yandex.ru).

Готлиб Елена Михайловна (Казань, Российская Федерация) – доктор технических наук, профессор, профессор кафедры технологии синтетического каучука Казанского национального исследовательского технологического университета (420015, г. Казань, ул. Карла Маркса, 68, e-mail: egotlib@yandex.ru).

1. Соколова, А.Г. Поливинилхлоридные композиционные материалы с наполнителем из рисовой шелухи и её золы: сопоставительный анализ с зарубежными аналогами / А.Г. Соколова // Экономика строительства. – 
2023. – № 11. – С. 93–96.
2. Пластифицированные ПВХ материалы, модифицированные золой рисовой шелухи / Е.М. Готлиб, 
Д.Ф. Садыкова, А.Г. Соколова, Д.Г. Милославский // Инновации и инвестиции. – 2022. – № 3. – С. 260–266. 
3. Антимиграционные добавки для пластифицированных поливинилхлоридных материалов / Ю.А. Соколова, Р.М. Алоян, М.В. Акулова, А.Г. Соколова, Е.М. Готлиб // Известия вузов. Технология текстильной промышленности. – 2017. – № 5 (371). – С. 118–121. 
4. Ahmad, M. Mechanical properties of unplasticized PVC (PVC-U) containing rice husk and impact modifier / 
M. Ahmad, A.R. Rahmat, A. Hassan // Polymer and Polymer Composites. – 2010. – Vol. 18, no. 9. – P. 527–536.
5. Modification of polyvinylchloride by the silicates on the base of rice husk / E. Gotlib, D. Sadykova, E. Yamaleeva, 
A. Sokolova // E3S Web of Conferences: In the Proceedings of the XXIV International Scientific Conference “Construction the Formation of Living Environment”. – 2021. – Vol. 263. – P. 1001–1008. 
6. Патент RU 2816496 С1. Композиция полимерная / Д.Ф. Садыкова, Е.М. Готлиб, Р.В. Кожевников; опубл. 01.04.2024. https://patentimages.storage.googleapis.
com/32/e2/47/0166e9b9c6fdec/RU2816496C1.pdf
7. Гулая, Ю.В. Перспективы применения отходов сельскохозяйственных культур в производстве полимерных композитов / Ю.В. Гулая, А.А. Дворницин, Л.А. Лим // Молодой ученый. – 2017. – № 21. – С. 27–30.
8. Соколова, А.Г. Эпоксидные композиционные материалы с наполнителем из золы рисовой шелухи / А.Г. Соколова // Строительные материалы. – 2024. – 
№ 8. – С. 40–48. DOI: 10.31659/0585-430X-2024-827-8-40-48
9. Готлиб, Е.М. Влияние способа получения на¬пол-нителя из отходов производства риса на их состав, свойства и модифицирующее действие в эпоксидных композициях / Е.М. Готлиб, Л.А. Зенитова, А.Р. Гим¬ра-нова, А.Г. Соколова // Известия вузов. Строительство. – 2023. – № 1 (769). – С. 35–49. DOI: 10.32683/0536-1052-2023-769-1-35-49
10. Application of Rice Husk Biochar for Achieving Sustainable Agriculture and Environment – A Review / H. Asadi, M. Ghorbani, M.R. Rashti [et al.] // Rice Science. – 2021. – No. 28(4). – P. 325–343. DOI: 10.1016/j.rsci.2021.05.004
11. Готлиб, Е.М. Получение синтетического волластонита на основе рисовой шелухи / Е.М. Готлиб, Т.Н.Ф. Ха // Вестник технологического университета. – 2019. – Т. 22, № 7. – С. 42–46. 
12. Фазовый состав и свойства синтетического волластонита на базе рисовой шелухи / Е.М. Готлиб, И.Д. Твердов, Х.Т. Нья Фыонг, А.Г. Соколова // Известия вузов. Строительство. – 2020. – № 11 (743). – С. 51–62. DOI: 10.32683/0536-1052-2020-743-11-51-62
13. Стоянова, Т.В. Физика. Диффузия в твердых телах. Методические указания и контрольные задания для самостоятельной работы / Т.В. Стоянова, И.А. Аверин, В.В. Томаев. – СПб.: Санкт-Петербургский горный университет, 2020. – 46 с. 
14. Готлиб, Е.М. Композиционные материалы, пластифицированные ЭДОСом / Е.М. Готлиб, А.Г. Соколова. – М.: Изд-во «Палеотип», 2012. – 235 с. 
15. Шаравара, А.М. ПВХ-композиции и их применение / А.М. Шаравара, И.А. Христофорова // Международный научно-исследовательский журнал. – 2019. – № 2(80). – С. 84–86. 
16. Готлиб, Е.М. Оценка совместимости пластификатора ЭДОС с поливинилхлоридом / Е.М. Готлиб, Д.Г. Милославский, Д.Ф. Садыкова // Вестник ПНИПУ. – 2018. – № 2. – С. 137–145. DOI: 10.15593/2224-9400/2018.2.10
17. Поливинилхлоридные композиции для линолеума с добавками наполнителей на основе рисовой шелухи / Е.М. Готлиб, Д.Ф. Садыкова, Р.В. Кожевников, И.Д. Твердов, К.А. Мишагин // Известия вузов. Химия и химическая технология. – 2023. – Т. 66, № 2. – С. 114–119. DOI: 10.6060/ivkkt.20236602.6692
18. Influence of rice husk ash and wollastonite on plasticizer migration in polyvinylchloride system / D.F. Sadykova, N.Y. Budygin, U.V. Nikulova, A.V. Shapagin, E.M. Gotlib // Journal of Applied Polymer Science. – 2024. – Vol. 141, iss. 1. – P. 1–10.
19. Злотников, И.И. Влияние высокодисперсных модифицированных кремнеземов на термические процессы в полимерах / И.И. Злотников, В.М. Шаповалов // Вестник Гомельского государственного технического университета им. Сухого. – 2017. – № 32(69). – С. 48–54. 
20. Сугоняко, Д.В. Диоксид кремния как армирующий наполнитель полимерных материалов / Д.В. Сугоняко, Л.А. Зенитова // Вестник Казанского технологического университета. – 2015. – Т. 18, № 5. – С. 94–100. 
21. Koohestani, B. Effects of silane modified minerals on mechanical, microstructural, thermal, and rheological properties of plastic composites / B. Koohestani, I. Ganetri, E. Yilmaz // Composites. Part B: Engineering. – 2009. – Vol. 11. – P. 103-111.
22. Полимерные композиционные материалы. Прочность и технологии / С.Л. Баженов, А.А. Берлин, А.А. Кульков, В.Г. Ошмян. – М.: Изд-во «Интеллект», 2009. – 532 с. 
23. Сравнение модифицирующего действия в эпоксидных полимерах природного и синтетического волластонита / Е.М. Готлиб, Т.Н.Ф. Ха, А.Р. Хасанова, Э.Р. Галимов // Вестник Томского государственного университета. Химия. – 2019. – № 13. – С. 13–19. 
24. Панов, Ю.Т. Современные методы переработки полимерных материалов. Экструзия. Литье под давлением: учебное пособие / Ю.Т. Панов, Л.А. Чижова, Е.В. Ермолаева. – Владимир: Изд-во ВлГУ, 2013. – 128 с. 
25. Design and Construction of Polyvinyl Chloride Pipe Extrusion Machine / O.A. Olugboji, O.J. Onuoha, C. Ajani, M. Ogbor // Nigeria Journal of Engineering and Applied Sciences. – 2017. – Vol. 4, no. 1. – P. 1–12.

Благодаря значительному количеству морфологий и разнообразному спектру свойств, формирующихся в процессе получения, кварцевое стекло находит широкое применение в различных отраслях промышленности. В зависимости от сферы, в которой будет использоваться кварцевое стекло, оно в той или иной форме может быть монолитным, например, для изготовления линз и оснастки, или иметь пористость, что позволит использовать его в качестве мембран. Используемая в статье золь-гель-технология за счет варьирования параметров синтеза позволяет в определённой степени настраивать свойства получаемого материала. В рамках данной статьи мы акцентировали внимание на условиях получения аморфного кремнезёма, приобретаемых им свойствах и влиянии некоторых параметров синтеза на условия обработки получаемого материала. Исследованы параметры синтеза золь-гель-методом и их влияние на характеристики диоксида кремния. В работе были рассмотрены следующие факторы: влияние концентрации водного раствора гидроксида аммония на золь-гель-переход, наличие органического растворителя и природа катализатора. Воздействие вышеописанных факторов привело к изменениям морфологии пор и развитости поверхности синтетического диоксида кремния, которые оценивались по величине удельной площади поверхности, распределению пор по размерам и адсорбционному пространству методом низкотемпературной адсорбции-десорбции азота. Отмечено различие в продолжительности золь-гель-перехода, который фиксировался с помощью измерения оптической плотности спектрометром Lambda 25 в области ближнего инфракрасного излучения. Регулирование параметрами, рассмотренными в статье, позволило сократить время термической обработки в процессе получения при сохранении заданного уровня свойств.

Ключевые слова: золь-гель-метод, тетраэтоксисилан, кислотный катализатор, растворитель, нейтрализация, оптическая плотность, удельная площадь поверхности, пористость, термическая обработка, оптическая микроскопия, дефекты.

Возяков Александр Олегович (Пермь, Российская Федерация) – начальник бюро новых разработок ПАО «ПНППК» (614 007, г. Пермь, ул. 25 Октября, 106, e-mail: al.vozyakov@gmail.com).

Михайлова Мария Сергеевна (Пермь, Российская Федерация) – инженер-технолог бюро новых разработок ПАО «ПНППК», магистрант кафедры физической химии ПГНИУ (614 990, г. Пермь, ул. Букирева, 15, e-mail: maria.mkhlv@yandex.ru).

Порозова Светлана Евгеньевна (Пермь, Российская Федерация) – доктор технических наук, профессор кафедры механики композиционных материалов и конструкций ПНИПУ (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: sw.porozova@yandex.ru).

Медведева Наталья Александровна (Пермь, Российская Федерация) – Кандидат химических наук, заведующая кафедрой физической химии, заведующая лабораториями ЦК НТИ Фотоника (614 990, г. Пермь, ул. Букирева, 15, e-mail: nata-kladova@yandex.ru).

1. Михайлова, М.С. Получение диоксида кремния и контроль параметров / М.С. Михайлова, Н.А. Медведева, А.О. Возяков // Вестник Пермского университета. Серия «Химия». – 2024. – Т. 14, № 2. – С. 62–75. DOI: 10.17072/2223-1838-2024-2-62-75
2. Synthesis and characterization of cobalt-doped SiO2 nanoparticles / Qazi M. Ahkam, Ehsan Ullah Khan, Javed Iqbal, Adil Murtaza, Muhammad Tahir Khan // Physica B: Condensed Matter. – 2019. – Vol. 572. – P. 161–167. DOI: 10.1016/j.physb.2019.07.044
3. Подденежный, Е.Н. Физико-химические основы золь-гель синтеза кремнеземсодержащих функциональных материалов: автореф. дис. … д-ра хим. наук: 02.00.11 / Е.Н. Подденежный; науч. конс. И.М. Мельниченко. – Минск: ИОНХ НАНБ, 2003. – 43 с.
4. Иванов, Г.А. Технология производства и свойства кварцевых оптических волокон: учеб. пособие / Г.А. Иванов, В.П. Первадчук. – Пермь: Изд-во Перм. нац. исслед. политехн. ун-та, 2011. – 171 с.
5. Kozlov, A.G. Silicon dioxide films prepared by the sol-gel method for use in elements of microsystem technique / A.G. Kozlov, E.V. Filonina // Journal of Physics: Conference Series. – 2020. – Vol. 1546. – P. 012117. DOI: 10.1088/1742-6596/1546/1/012117
6. Pore structure of silica membranes formed by a sol–gel technique using tetraethoxysilane and alkyltriethoxysilanes / K. Kusakabe, Sh. Sakamoto, T. Saie, Sh. Morooka // Separation and Purification Technology. – 1999. – Vol. 16, (2). – P. 139–146. DOI: 10.1016/S1383-5866(98)00120-8
7. Золь-гель-метод получения тонкопленочных оксидных материалов различного назначения: обзор результатов исследований на кафедре неорганической химии Томского государственного университета / С.А. Кузнецова, О.С. Халипова, Е.С. Лютова, Л.П. Борило // Вестник Томского государственного университета. Химия. – 2022. – № 27. – С. 39–53. DOI: 10.17223/24135542/27/3
8. Antonio Comite. Chapter 1 – Preparation of Silica Membranes by Sol-Gel Method/ Ed.: Angelo Basile, Kamran Ghasemzadeh // Current Trends and Future Developments on (Bio-) Membranes. – 2017. – P. 3–23. DOI: 10.1016/B978-0-444-63866-3.00001-7
9. Kan-Sen Chou. Preparation of monolithic borophosphosilicate glass by the sol-gel method // Journal of Non-Crystalline Solids. – 1989. – Vol. 110, (1) – P. 122–124. DOI: 10.1016/0022-3093(89)90190-7
10. Brinker, C.J. Sol-gel science: the physics and chemistry of sol-gel processing / C.J. Brinker, G.W. Scherer. – Academic Press, NY – 1990. – P. 908.
11. Лесникова, Ю.И. Анализ влияния двухслойного защитно-упрочняющего покрытия на деформационные и оптические характеристики волокна типа Panda / Ю.И. Лесникова // Вестник ПНИПУ. Машиностроение. Материаловедение. – 2022. – Т. 24, № 1. – С. 49–61. DOI: 10.15593/2224-9877/2022.1.07
12. Булатов, М.И. Истинная прочность оптических волокон различного диаметра / М.И. Булатов, Д.А. Панькова, А.А. Шацов // Вестник ПНИПУ. Машиностроение. Материаловедение. – 2022. – Т. 24, № 23 – С. 57–63. DOI: 10.15593/2224-9877/2022.3.07
13. Preparation of Mesoporous Silicon Dioxide with High Specific Surface Area / N.B. Kondrashova, O.G. Vasilieva, V.A. Val’tsifer, S.A. Astaf’eva, V.N. Strel’nikov // Russian Journal of Applied Chemistry. – 2009. – Vol. 82. – 
P. 1–5. DOI: 10.1134/S1070427209010017
14. High-surface-area disperse silica nanoparticles prepared via sol-gel method using L-lysine catalyst and methanol/water co-solvent / Desheng Yang, Guoqiang Yang, Guosheng Liang, Qian Guo, Yuanyuan Li, Jiangong Li // Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. – 2021. – Vol. 610. – P. 125700. DOI: 10.1016/j.colsurfa.2020.125700
15. Christy Alfred A. Quantitative determination of surface area of silica gel particles by near infrared spectroscopy and chemometrics / Alfred A. Christy // Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. – 2008. – Vol. 322, (1-3) – P. 248–252. DOI: 10.1016/j.colsurfa.2008.03.021
16. Бойко, А.А. Создание, исследование и применение новых стеклообразных и композиционных материалов на основе золь-гель процесса / А.А. Бойко, Е.Н. Подденежный // Вестник ГГТУ им. П.О. Сухого. – 2004. – № 4 (17) – C. 13–20.
17. Gel formation during sol-gel synthesis of silicon dioxide / E.P. Simonenko, A.V. Derbenev, N.P. Simonenko, V.G. Sevastyanov, N.T. Kuznetsov // Russian Journal of Inorganic Chemistry. – 2015. – Vol. 60, no. 12. – P. 1444–1451. DOI: 10.1134/S0036023615120220
18. Pat. № EP0801026A1 Japan. Process for producing synthetic quartz powder / Y. Katsuro, H. Endo, A. Utsunomiya [et al.]; date of filing: 25.12.1995; date of publication: 15.10.1997; bulletin – 1997. – No. 42. – 12 p.
19. Macroscopic Phase Separation in a Tetraethoxysilane–Water Binary Sol–Gel System / K. Kajihara, Sh. Kuwatani, R. Maehana, K. Kanamura // Bulletin of The Chemical Society of Japan. – 2009. – Vol. 82. – P. 1470–1476. DOI: 10.1246/bcsj.82.1470
20. Nakanishi, K. Properties and Applications of Sol–Gel Materials: Functionalized Porous Amorphous Solids (Monoliths) / K. Nakanishi // The Sol–Gel Handbook: Synthesis, Characterization, and Applications, First Edition. – Ed.: David Levy and Marcos Zayat. – 2015. – P. 745–765. DOI: 10.1002/9783527670819.ch23
21. Boonstra, A.H. The dependence of the gelation time on the hydrolysis time in a two-step SiO2 sol-gel process / A.H. Boonstra, T.N.M. Bernards // Journal of Non-Crystalline Solids. – 1988. – Vol. 105, (3). – P. 207–213. DOI: 10.1016/0022-3093(88)90309-2
22. A. Venkateswara Rao, Sharad D. Bhagat. Synthesis and physical properties of TEOS-based silica aerogels prepared by two step (acid–base) sol–gel process // Solid State Sciences – 2004. – Vol. 6. – P. 945–952. DOI: 10.1016/j.solidstatesciences.2004.04.010
23. Einarsrud, M.A. Some thermal and optical properties of a new transparent silica xerogel material with low density / M.A. Einarsrud, S. Haereid, V. Wittwer // Solar Energy Materials and Solar Cells. – 1993. – Vol. 31, (3). – P. 341–347. DOI: 10.1016/0927-0248(93)90128-P
24. Pope, E.J.A. Sol-gel processing of silica: II. The role of the catalyst / E.J.A. Pope, J.D. Mackenzie // Journal of Non-Crystalline Solids. – 1986. – Vol. 87, (1-2). – P. 185–198. DOI: 10.1016/S0022-3093(86)80078-3
25. Подденежный, Е.Н. Синтез объемно-формованных гелей и заготовок кварцевого стекла в модифицированном золь-гель процессе / Е.Н. Подденежный, А.А. Бойко // Вестник ГГТУ им. П.О. Сухого. – 2001. – № 2 (5) – C. 59–68.

Среди всех известных металлов, таких как серебро, золото, медь, алюминий по электропроводности занимает четвертое место. Электропроводность меди при 20 °C принимается за 100 % IACS, у алюминия в отожженном состоянии она составляет 62 % IACS. Однако, если учесть удельный вес алюминия, то на единицу массы его проводимость в 2 раза больше, чем у меди. Из этого следует, что применение алюминия в качестве материала для проводников выгоднее. При одинаковой проводимости (одна и та же длина) проводник из алюминия имеет площадь поперечного сечения на 60 % больше, чем медь. При этом его масса составляет всего 48 % массы меди. Из-за низкой механической прочности в ряде случаев в электротехнике использование в качестве проводника алюминия затруднено или просто невозможно. Легированием алюминия другими металлами можно повысить его механическую прочностью, несмотря на заметное снижение электропроводности. В работе представлены результаты определения теплоемкости алюминиевого проводникового сплава AlTi 0,1 (Al + 0,1 мас. % Ti) с литием, натрием и калием в режиме «охлаждения» по известной теплоемкости эталонного образца из особо чистого алюминия марки А5N (99,999 % Al). Получены уравнения, описывающие скорости охлаждения образцов из сплава AlTi 0,1 с литием, натрием и калием и эталона. По рассчитанным величинам скоростей охлаждения образцов и теплоемкости эталона сформированы уравнения температурной зависимости теплоемкостей сплавов. Интегрированием удельной теплоемкости вычислены температурные зависимости изменений энтальпии, энтропии и энергии Гиббса исследуемых сплавов. Теплоемкость, энтальпия и энтропия алюминиевого сплава AlTi 0,1 с ростом концентрации лития, натрия, калия и температуры увеличиваются, значение энергии Гиббса при этом имеет обратную зависимость.

Ключевые слова: алюминиевый сплава AlTi 0,1, литий, натрий и калий, теплоёмкость, режим «охлаждения», энтальпия, энтропия, энергии Гиббса.

Ганиев Изатулло Наврузович (Душанбе, Республика Таджикистан) – академик Национальной академии наук Таджикистана, доктор химических наук, профессор, заведующий лабораторией «Коррозионно-стойкие материалы» Института химии им. В.И. Никитина
Национальной академии наук Таджикистана (734063,
г. Душанбе, проспект Айни, 299/2, e-mail: ganievizatullo48@gmail.com).

Зокиров Фуркатшох Шахриерович (Душанбе, Республика Таджикистан) – кандидат технических наук, доцент кафедры «Физика», Таджикский технический университет им. М.С. Осими (734042, г. Душанбе, проспект академиков Раджабовых, 10, e-mail: Zokirov090514@mail.ru).

Рахматуллоева Гулноза Мухриевна (Душанбе, Республика Таджикистан) – старший научный сотрудник ГУ «Центр по исследованию инновационных технологий Национальной академии наук Таджикистан»
(734063, г. Душанбе, проспект Айни, 299/2, e-mail: Golnoz.86@mail.ru).

Ходжаназаров Хайрулло Махмудхонович (Ду­шанбе, Республика Таджикистан) – кандидат технических наук, старший научный сотрудник ГНУ «Институт химии В.И. Ники­тина Национальной академии наук Таджикистана» (734063, г. Душанбе, пр. Айни 299/2, e-mail: khayrullo.khodzhanazarov@bk.ru).

1. Polmear, I.J. Light Alloys – From Traditional Alloys to Nanocrystalls. Fourth Edition / I.J. Polmear. – Australia, Melbourne: Monash University, 2006. – P. 421.
2. Шеметев, Г.Ф. Алюминиевые сплавы: составы, свойства применение: учебное пособие по курсу «Производство отливок из сплавов цветных металлов» / Г.Ф. Шеметев. – СПб., 2012. – 155 с.
3. Мальцев, М.В. Модифицирование структуры металлов и сплавов / М.В. Мальцев. – М.: Металлургия, 1984. – 282 с. 
4. Formation of lamellar microstructures Al-rich TiAl alloys between 900 to 1100 °C / L. Zhang, M. Palm, F. Stein, G. Sauthoff // Journal of Intermetallics. – 2001. – Vol. 9. – P. 229–238. 
5. Phase and phase equilibria in the Al-rich part of the Al–Ti system above 900 °C / M. Palm, L. Zhang, F. Stein, G. Sauthoff // Journal of Intermetallics. – 2002. – Vol. 10, no. 6. – P. 523–540. 
6. Ordering process of Al5Ti3, h-Al2Ti and r-Al2Ti with FCC-base long-period superstructures in rapid solidified Al-rich TiAl alloys / T. Nakano, A. Negishi, K. Hayashi, Y. Umakoshi // Journal of Acta Materialia. – 1999. – Vol. 47, no. 4. – Р. 1091–1104. 
7. The Al–B–Nb–Ti system. III. Thermodynamic reevaluation of the constuent binary system Al–Ti / V.T. Witusiewicz, A.A. Bondar, U. Hecht [et al.] // Journal of Alloys and Compounds. – 2008. – Vol. 465, no. 1–2. – P. 64–77.
8. Яценко, С.П. Повышение качества алюминие-вых сплавов путем легирования «Мастер-сплавом» / С.П. Яценко, А.Н. Сабирзянов // Вестник Курганского государственного университета. Серия: Технические науки. – 2006. – № 5. – С. 174–176.
9. Куцова, В.З. Алюміній та сплави на його основі: навч. посібник / В.З. Куцова, Н.Е. Погребна, Т.С. Хох-лова. – Д.: Пороги, 2004. – 135 с. 
10. Оно, А. Затвердевание металлов / А. Оно. – М.: Металлургия, 1980. – 147 с.
11. Benci, J.T. Evaluation of the intermetallic compound Al2Ti for elevated – temperature application / J.T. Benci, J.C. Ma, F. Feist // Materials Science Engineering A. – 1995. – Vol. 192. – P. 38–44. 
12. Wu, Z.L. Ll2 Al3Ti-based alloys with Al2Ti precipitates – I. Structure and stability of the precipitates / Z.L. Wu, D.P. Pope // Acta Metallurgica et Materialia. – 1994. – Vol. 42, no. 2. – P. 509–518. DOI: 10.1016/0956-7151(94)90505-3
13. Wu, Z.L. Ll2 Al3Ti-based alloys with Al2Ti precipitates – II. Deformation behavior of single crystals / Z.L. Wu, D.P. Pope // Acta Metallurgica et Materialia. – 1994. – Vol. 42, no. 2. – P. 519–526. DOI: 10.1016/0956-7151(94)90506-1
14. Измерение теплоемкости и теплоты плавления методом охлаждения / С.А. Киров, А.В. Козлов, А.М. Салецкий, Д.Э. Харабадзе. – М.: ООП; Физ. фак. МГУ, 2012. – 23 с.
15. Булкин, П.С. Общий физический практикум: молекулярная физика: учеб. пособ. / П.С. Булкин, И.И. Попова. – М.: Изд-во МГУ, 1988. – С. 52.
16. Матвеев, А.Н. Молекулярная физика: учеб. пособ. / А.Н. Матвеев. – М.: Бином. Лаборатория знаний, 2010. 368 с.
17. Сивухин, Д.В. Общий курс физики: в 5 т. Т. 2. Термодинамика и молекулярная физика / Д.В. Сивухин. – М.: Физматлит, 2006. – 544 с.
18. Кикоин, И.К. Молекулярная физика / И.К. Кикоин, А.К. Кикоин. – СПб.: Лань, 2008. – 484 с.
19. Температурная зависимость теплоемкости и изменений термодинамических функций свинцового баббита БЛи (PbSb15Sn10Li), легированного литием / И.Н. Ганиев, Х.М. Ходжаназаров, Ф.К. Ходжаев, Б.Б. Эшов // Журнал Металлург. – 2023. – № 2. – С. 101–106.
20. Effect of Calcium on the Temperature Dependence of the Heat Capacity and Thermodynamic Function Variability of the AK12M2 Alloy / I.N. Ganiev, F.Sh. Zokirov, M.M. Sangov, N.F. Ibrokhimov // High Temperature. – 2018. – Vol. 56, no. 6. – Р. 867–872. DOI: 10.1134/S0018151X18060093
21. Temperature dependences of the heat capacity and thermodynamic functions of aluminum conducting alloy AlTi0.1 with strontium / I.N. Ganiev, R.J. Faizulloev, F.Sh. Zokirov, N.I. Ganieva // High Temperature. – 2023. – Vol.61, no. 3. – Р. 344-349. DOI: 10.1134/S0018151X23030124
22. Влияние добавок олова, свинца и висмута на теплофизические свойства и термодинамические функции алюминиевого сплава AlFe5Si10 / И.Н. Ганиев, Ф. Холмуродов, А.Г. Сафаров, Н.Р. Нуров, У.Ш. Якубов // Вестник ПНИПУ. Машиностроение, материаловедение. – 2023. – Т. 25, № 2. – С. 26–35. DOI: 10.15593/2224-9877/2023.2.03
23. Влияние кальция на температурную зависимость теплоемкости и изменение термодинамических функций сплава АК12М2 / Ф.Ш. Зокиров, И.Н. Ганиев, М.М. Сангов, Н.Ф. Иброхимов // Теплофизика высоких температур. – 2018. – Т. 56, № 6. – С. 891–896. DOI: 10.31857/S004036440003566-6
24. Температурные измерения: справочник / Ю.А. Геращенко, А.Н. Гордов, Р.И. Лах, Н.Я. Ярышев. – Киев: Наукова думка, 1984. – 495 с.
25. Гортышов, Ю.Ф. Теория и техника теплофизического эксперимента / Ю.Ф. Гортышов, Ф.Н. Дресвянников, Н.С. Иднатулин. – М.: Энергоатомиздат, 1993. – 448 с.
26. Зиновьев, В.Е. Теплофизические свойства металлов при высоких температурах: справ. изд. / В.Е. Зиновьев. – М.: Металлургия, 1984. – 384 с.

В последнее время SMART-конструкции нашли применение в авиационной промышленности в связи с обеспечением возможности контроля геометрии, снижения вибрации и шума, а также повышения общей производительности и безопасности. Однако внедрение в инженерную практику концепции создания SMART-конструкций с управляющими элементами (пьезоактуаторами) требует разработки научно обоснованных и апробированных методик проектирования. Для решения этой проблемы необходимо проведение комплексных расчетных и экспериментальных исследований, включая разработку новых моделей механики неоднородных сред с пьезоактивными элементами (пьезокомпозитов) и развитие методов решения связанных краевых задач электромагнитоупругости для таких сред. Возникает необходимость в разработке методов расчёта SMART-конструкций, апробировании моделей и методов на примерах проектирования прототипов, испытания этих прототипов.

Настоящая работа посвящена анализу напряженно-деформированного состояния композитной SMART-лопасти с изменяемой геометрией. Приведена трехмерная постановка задачи по расчёту напряженно-деформированного состояния SMART-лопасти с изменяемой геометрией на основе термопьезоэлектрической аналогии. Данная аналогия позволяет перейти от необходимости решения связанной краевой задачи электроупругости к решению существенно более простой несвязанной краевой задачи термоупругости. Решение поставленной задачи осуществлялось методом конечных элементов с использованием многопроцессорного программного комплекса ANSYS Workbench.

Выполнено исследование влияния конструктивных параметров на характер деформирования композитной SMART-лопасти с изменяемой геометрией. Выполнен расчет напряженно-деформированного состояния композитной SMART-лопасти с изменяемой геометрией с учетом полной технологической схемы укладки и анизотропии свойств армирующих слоев. С помощью критерия максимальных напряжений выполнена оценка статической прочности SMART-лопасти с изменяемой геометрией по напряжениям в слоях стеклопластика.

Полученные результаты могут быть применены при проектировании SMART-конструкций.

Ключевые слова: композиционные материалы, SMART-лопасть, изменяемая геометрия, численная модель, напряженно-деформированное состояние, пьезоактуаторы, термопьезоэлектрическая аналогия, оценка статической прочности.

Писарев Павел Викторович (Пермь, Российская Федерация) – кандидат технических наук, доцент кафедры «Механика композиционных материалов и конструкций», ПНИПУ (614990, г. Пермь, Комсомольский пр-т, 29, e-mail: pisarev85@live.ru).

Нуреева Екатерина Геннадьевна (Пермь, Российская Федерация) – аспирант кафедры «Механика композиционных материалов и конструкций», ПНИПУ (614990, г. Пермь, Комсомольский пр-т, 29, e-mail: keg.15.09.1997@mail.ru).

Власов Сергей Сергеевич (Пермь, Российская Федерация) – аспирант кафедры «Механика композиционных материалов и конструкций», ПНИПУ (614990, г. Пермь, Комсомольский пр-т, 29, e-mail: sss203bds07s12345@mail.ru).

1.   Bistable morphing composite structures: A review / Z. Zhang, Y. Li, X. Yu, X. Li, H. Wu, H. Wu, S. Jiang, G. Chai // Thin-Walled Structures. – 2019. – Vol. 142. – P. 74–97.

2.   Electrically-latched compliant jumping mechanism based on a dielectric elastomer actuator / M. Duduta, F.C.J. Berlinger, R. Nagpal, D.R. Clarke, R.J. Wood, F. Zeynep Temel // Smart Materials and Structures. – 2019. – Vol. 28. – P. 31–38.

3.   Power-efficient piezoelectric fatigue measurement using long-range wireless sensor networks / D. Rodenas-Herráiz, X. Xu, P. Fidler, K. Soga // Smart Materials and Structures. – 2019. – Vol. 28. – P. 1-17.

4.   Water droplet impact energy harvesting with P(VDF-TrFE)piezoelectric cantilevers onstainless steel substrates / S.C. J. Jellard, S.H. Pu, S. Chen, K. Yao, N.M. White // Smart Materials and Structures. 2019. – Vol. 28. – P. 21–30.

5.   Писарев, П.В. Численное моделирование механического поведения модельных композитных образцов с внедренными пьезоактуаторами / П.В. Писарев, Н.А. Анош­кин, В.А. Ашихмин // Научно-технический вестник Поволжья. – 2018. – № 11. – С. 144–147.

6.   Pan'kov, A.A. Numerical model of optical fiber piezoelectric feedback detector used for aviation composite constructions elements' geometry control / A.A. Pan'kov, P.V. Pisarev // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. – 2019. – Vol. 510.

7.   Active vibration damping of composite structures using a nonlinear fuzzy controller / H. Nasser, E.-H. Kiefer-Kamal, H. Hu, S. Belouettar, E. Barkanov // Composite Structures. – 2012. – Vol. 94. – P. 1385–1390.

8.   Матвеенко, В.П. Использование электропроводящих композиционных материалов для дополнительного демпфирования смарт-систем на основе пьезоэлементов / В.П. Матвеенко, Д.А. Ошмарин, Н.А. Юрлова // Прикладная механика и техническая физика. – 2021. – Т. 62, № 5(369). – С. 45–57.

9.   Bortnikov, A.D. Experimental study on active damping of compressor blade forced vibrations using piezoelements / A.D. Bortnikov // IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering. – 2019. – Vol. 489.

10.    Numerical calculation of a smart-construction torsion angle depending on the piezoelectric actuators location / A.N. Anoshkin, P.V. Pisarev, V.A. Ashikhmin [et al.] // AIP Conference Proceedings: 28th Russian Conference on Mathematical Modelling in Natural Sciences, RuMoNaS 2019, Perm, 02–05 октября 2019 года. Vol. 2216. – Perm: American Institute of Physics Inc., 2020. – P. 020009. DOI 10.1063/5.0004080

11.    Electrically-latched compliant jumping mechanism based on a dielectric elastomer actuator / M. Duduta, F.C.J. Berlinger, R. Nagpal, D.R. Clarke, R.J. Wood, F. Zeynep Temel // Smart Materials and Structures. – 2019. – Vol. 28. – P. 41–48.

12.    Расчетные исследования виброперегрузок несущего винта, вызванных пульсацией силы тяги, на базе вихревой теории / В.А. Анимица, Е.А. Борисов, Б.С. Крицкий, Р.М. Миргазов // Труды МАИ. – 2016. – № 87. – С. 5.

13.    Анализ расчетно-экспериментальных исследований по системам индивидуального управления лопастями винта / В. А. Анимица, Е. А. Борисов, Б. С. Крицкий, Р. М. Миргазов // Труды МАИ. – 2016. – № 85. – С. 3.

14.    JAXA-ONERA-DLR cooperation: results from rotor optimization in hover / G. Wilke, J. Bailly, K. Kimura, Y. Tanabe // CEAS Aeronautical Journal. – 2022. – Vol. 13. – P. 313–333.

15.    Selection of the Optimal Airfoil for the Small-Sized Unmanned Helicopter Main Rotor Blade / K.S. Vasil’chenko, S.V. Reznik, N.L. Aung, A.R. Gareev // Russian Aeronautics. – 2022. – Vol. 65, no. 3. – P. 524–532.

16.    Косушкин, К.Г. Расчетные исследования аэродинамических характеристик винтов мультикоптеров / К.Г. Косушкин, Б.С. Крицкий, Р.М. Миргазов // Научный вестник Московского государственного технического университета гражданской авиации. – 2021. – Т. 24,
№ 5. – С. 60–75.

17.    Крицкий, Б.С. Исследование влияния индивидуального управления по высоким гармоникам на виброперегрузки, вызванные силой тяги несущего винта вертолета / Б.С. Крицкий, Р.М. Миргазов, В.Ч. Лэ // Научный вестник Московского государственного технического университета гражданской авиации. – 2016. – Т. 19,
№ 6. – С. 68–76.

18.    Определение аэродинамических характеристик одиночной лопасти несущего винта в пакетах FLOEFD, ANSYS FLUENT И RC-VTOL / Б.С. Крицкий, М.С. Махнев, Р.М. Миргазов, П.Н. Субботина, Т.В. Требунских // Научный вестник Московского государст­венного технического университета гражданской авиации. – 2016. – № 223(1). – С. 77–83.

19.    Numerical calculation of composite structures equipped with flexible piezoactuators stress-strain state / A.N. Anoshkin, P.V. Pisarev, S.R. Bayandin, E.G. Kungur­tseva // AIP Conference Proceedings: 28th Russian Conference on Mathematical Modelling in Natural Sciences, RuMoNaS 2019, Perm, 02–05 октября 2019 года. Vol. 2216. – Perm: American Institute of Physics Inc., 2020. – P. 040013. DOI 10.1063/5.0004055

20.    Sensitivity analysis of piezo-driven stepped cantilever beams for simultaneous viscosity and density measurement / C. Zhang, S.H. Siegel, S. Yenuganti, H. Zhang // Smart Materials and Structures. – 2019. – Vol. 28. – P. 6–72.

21.    Deraman, A.S. Analysis of Rectangular Flexible Horizontal Piezoelectric Cantilever Beam Base on ANSYS / A.S. Deraman, R. Niirmel, M.R. Mohamad // IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering. – 2020. – Vol. 917.

22.    Wang, X. Optimal Control of Pretwisted Rotating Thin-Walled Beams via Piezoelectrically Induced Couplings / X. Wang, P. Xia, P. Masarati // AIAA Journal. – 2019. – Vol. 1–17.

23.    Anoshkin, A.N. Research of the Materials and Reinforcement Schemes Effects on a Mechanical Behavior Smart Structure with Embedded Piezo Actuators / A.N. Anosh­kin, P.V. Pisarev, V.A. Ashikhmin // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering: International Science and Technology Conference for Youth "Advanced Materials for Engineering and Medicine", Tomsk, 30 сентября – 05 2019 года. Vol. 731. – Tomsk: Institute of Physics Publishing, 2020. – P. 012008. DOI 10.1088/1757-899X/731/1/012008.

24.    Юрлова, Н.А. Численный анализ вынужденных установившихся колебаний электровязкоупругой системы при совместном воздействии механических и электрических нагрузок / Н.А. Юрлова, Д.А. Ошмарин, Н.В. Севодина // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Механика. – 2022. – № 4. – С. 67–79.

25.    Stress-deformable state research and strength estimation of a composite smart rotor blade with variable geometry / P.V. Pisarev, A.N. Anoshkin, E. Barkanov,
E.G. Kun­gurtseva // AIP Conference Proceedings. – 2021. –
Vol. 2371.

26.    Matveenko, V.P. An Application of Graphene Composites for Additional Damping of Vibrations of Smart Structures Based on Piezoelectric Elements / V.P. Matveenko, D.A. Oshmarin, N.A. Iurlova // Advanced Structured Materials. – 2022. – Vol. 156. – P. 137–146.

27.    Airfoiltools [Электронный ресурс] – URL: http://airfoiltools.com /airfoil/details?airfoil=naca23012-il (дата обращения: 06.04.2022).

28.    Писарев, П.В. Исследование динамического поведения сегмента SMART лопасти беспилотного летательного аппарата с изменяемой геометрией / П.В. Писарев, С.Р. Баяндин // Научно-технический вестник Поволжья. – 2023. – № 12. – С. 103–106.

29.    Design, Optimization, Testing, Verification, and Validation of the Wingtip Active Trailing Edge / A. Wild­schek, S. Storm, M. Herring, D. Drezga, V. Korian, O. Roock // Smart Intelligent Aircraft Structures (SARISTU). – 2015. – P. 219–255.

30.    Combined Active Separation Control on the Leading Edge and on the Trailing Edge Flap of a Slatless High-Lift Configuration // F. Haucke, M. Bauer, W. Nitsche / New Results in Numerical and Experimental Fluid Mechanics X. – 2016. – P. 215–225.

31.    Experimental Investigation of an Active Twist Model Rotor Blade Under Centrifugal Loads / P. Wierach, J. Riemenschneider, S. Opitz, F. Hoffmann // Wiedemann, M. Adaptive, tolerant and efficient composite structures / M. Wiedemann, M. Sinapius. – 2012. – P. 391–407.

32.    Development of a structurally similar element of a helicopter blade with an active twist system / A.N. Anoshkin, P.V. Pisarev, V.A. Ashikhmin, E. Barkanov // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering: International Conference on Modern Trends in Manufacturing Technologies and Equipment 2019, ICMTME 2019, Sevastopol, 09–13 сентября 2019 года. Vol. 709, 4, Issue 3. – Sevastopol: Institute of Physics Publishing, 2020. – P. 044013. – DOI 10.1088/1757-899X/709/4/044013.

33.    Hoffmann, F. Structural modeling and validation of an active twist model rotor blade / F. Hoffmann, R. Keimer, J. Riemenschneider // CEAS Aeronautical Journal. – 2016. – Vol. 7. – P. 43–55.

34.    Riemenschneider, J. Measurement of twist deflection in active twist rotor / J. Riemenschneider, S. Opitz // Aerospace Science and Technology. – 2011. – P. 216-223.

35.    Sicim, M.S. Parametric study of helicopter blade for active twist control incorporating macro fiber composite actuator / M.S. Sicim, D. Demirci, M.O. Kaya // Conference on Smart Materials, Adaptive Structures and Intelligent Systems. – 2018.

36.    SmartMaterial [Электронный ресурс] – URL: https://www.smart-material.com/media/Datasheets/SMART
ChargeInstructionsV1%202.pdf (дата обращения: 15.04.2022).

37.    Numerical calculation of the SMART – Construction torsion angle depending on the MFC PZT fibers polarization angle / A.N. Anoshkin, P.V. Pisarev, E. Barkanov,
V.A. Ashikhmin // AIP Conference Proceedings. – 2019. – Vol. 2188.

38.    Numerical prediction of elastic characteristics of spatially reinforced composite materials / A.N. Anoshkin, P.V. Pisarev, D.A. Ermakov, K.A. Maksimova // IOP Conference series: Materials Science and Engineering. – 2018. –
Vol. 286 (1).

Впервые методом электровзрывного напыления получены покрытия системы TiB2–Ag на медной поверхности. Идея создания таких покрытий базировалась на высоких свойствах исходных материалов, применяемых для формирования покрытий: диборида титана и серебра. Серебро было использовано для создания матрицы с высокой электропроводностью, диборид титана, в свою очередь, как износостойкий, твердый, электроэрозионно-стойкий наполнитель матрицы. Кроме того, диборид титана обладает высокой электропроводностью среди других аналогичных наполнителей, например, вольфрама, молибдена и других. Суть проделанной работы заключается в том, что впервые методом электровзрывного напыления получены покрытия системы TiB2–Ag на медной подложке-мишени. Электровзрывное напыление проводили с использованием серебряной фольги и порошка диборида титана в режимах, обеспечивающих плавление медной подложки-мишени. Полученные покрытия предполагается использовать для работы в электроконтактных коммутационных аппаратах. По этой причине были исследованы минимальные базовые свойства, необходимые для стабильной работы электрических контактов коммутационных аппаратов: микротвердость, нанотвердость, модуль Юнга, коэффициент износа, коэффициент трения, электропроводность и коммутационная износостойкость. Получены следующие основные результаты. Электропроводность покрытия системы TiB2–Ag составляет 62,0 МСм/м. Покрытие выдерживает 7000 циклов коммутаций при ускоренных испытаниях на электроэрозионную стойкость. Электрическое сопротивление при этом не превышает 12,82 мкОм. Микротвердость по Виккерсу в серебряной матрице покрытия составляет
0,251–0,265 ГПа, а в местах включений диборида титана – 25–32 ГПа. Нанотвердость составляет H = 4,48 ± 0,76 ГПа, модуль Юнга
E = 116 ± 29 ГПа. В условиях сухого трения-скольжения параметр износа составляет 1,2 мм3/Н•м, а коэффициент трения – 0,5. Рентгенофазовым анализом установлено, что покрытие содержит фазу серебра (a = 4,0779 Å, ОКР = 42) и диборида титана (a = 3,0535, c = 3,2618, ОКР = 38). Сканирующей электронной микроскопией установлено, что покрытие толщиной 100 – 110 мкм обладает композиционной наполненной структурой, представляющей собой серебряную матрицу с включениями диборида титана размерами 1–20 мкм. Просвечивающей электронной микроскопией установлено, что основной фазой покрытия является серебро либо твердый раствор Ag+Cu, упрочненные наноразмерными частицами диборида титана.

Ключевые слова: покрытие TiB2–Ag, электровзрывное напыление, структура, коммутационная износостойкость, электропроводность, микротвердость, нанотвердость, модуль Юнга, износостойкость, серебро, диборид титана.

Почетуха Василий Витальевич (Новокузнецк, Российская Федерация) – кандидат технических наук, старший научный сотрудник управления научных исследований СибГИУ (654007, г. Новокузнецк, Кирова ул., 42, e-mail: v.pochetuha@mail.ru).

Романов Денис Анатольевич (Новокузнецк, Российская Федерация) – доктор технических наук, доцент, ведущий научный сотрудник управления научных исследований СибГИУ (654007, г. Новокузнецк, Кирова ул., 42, e-mail: romanov_da@physics.sibsiu.ru).

Ващук Екатерина Степановна (Прокопьевск, Российская Федерация) – кандидат технических наук,
доцент кафедры экономических и естественнонаучных дисциплин филиала КузГТУ в г. Прокопьевске
(653033, г. Прокопьевск, Ноградская ул., 32, e-mail:
vaschuk@bk.ru).

Громов Виктор Евгеньевич (Новокузнецк, Российская Федерация) – доктор физико-математических наук, профессор, заведующий кафедрой естественнонаучных дисциплин имени профессора Финкеля В.М. СибГИУ (654007, г. Новокузнецк, Кирова ул., 42, e-mail: gromov@physics.sibsiu.ru).

1. Investigation of arc erosion mechanism for tin dioxide-reinforced silver-based electrical contact material under direct current / H.Y. Li, X.H. Wang, Z.D. Hu, Y.F. Liu // J. Electron. Mater. – 2020. – Vol. 49. – P. 4730–4740. DOI: 10.1007/s11664-020-08193-9

2. Mousavi, Z. Physical and chemical properties of Ag–Cu composite electrical contacts prepared by cold-press and sintering of silver-coated copper powder / Z. Mousavi, M. Pourabdoli // Mater. Chem. Phys. – 2022. – Vol. 290. – P. 126608. DOI: 10.1016/j.matchemphys.2022.126608

3. Varol, T. The effect of flake microstructure on the preparation and properties of Cu-graphite sintered nanocomposites / T. Varol, A. Canakci // Powder Metall. Met. Ceram. – 2016. – Vol. 55. – P. 426–436. DOI: 10.1007/s11106-016-9823-y

4. The wear and arc erosion behavior of novel copper based functionally graded electrical contact materials fabricated by hot pressing assisted electroless plating / O. Guler, T. Varol, U. Alver, S. Biyik // Adv. Powder Technol. – 2021. – Vol. 32, no. 8. – P. 2873–2890. DOI: 10.1016/j.apt.2021.05.053

5. Work softening behavior of Cu–Cr–Ti–Si alloy during cold deformation / J.H. Yuan, L.K. Gong, W.Q. Zhang, B. Zhang, H.G. Wei, X.P. Xiao, H. Wang, B. Yang // J. Mater. Res. Technol. – 2019. – Vol. 8. – P. 1964–1970. DOI: 10.1016/j.jmrt.2019.01.012

6. Fabrication of powder components with internal channels by spark plasma sintering and additive manufacturing / E. Torresani, M. Carrillo, C Haines., D. Martin, E. Olevsky // J. Eur. Ceram. Soc. – 2022. – Vol. 43, no. 3. – P. 1117–1126. DOI: 10.1016/j.jeurceramsoc.2022.11.008

7. Aluminum alloys with natural ratio of alloying elements manufactured by powder metallurgy / P. Novak, D. Benediktova, S. Mestek, A. Tsepeleva, J. Kopecek // J. Alloys. Compd. – 2022. – Vol. 931. – P. 167440. DOI: 10.1016/j.jallcom.2022.167440

8. Obtaining of composite metal-carbon nanoparticles by magnetron sputtering / R. Zhumadilov, M. Slamyiya, M. Dosbolayev, T. Ramazanov // Mater. Today. Proc. – 2020. – Vol. 31, no. 2. – P. 464–468. DOI: 10.1016/j.matpr.2020.06.014

9. Rajput, R. Prediction of mechanical properties of aluminium metal matrix hybrid composites synthesized using Stir casting process by Machine learning / R. Rajput, A. Raut, S.G. Setti // Mater Today Proc. – 2022. – Vol. 59, no. 3. – P. 1735–1742. DOI: 10.1016/j.matpr.2022.04.316.

10. Majzoobi, G.H. A study on damage evolution in CueTiO2 composite fabricated using powder metallurgy followed by hot extrusion / G.H. Majzoobi, S.S. Jafari, K. Rahmani // Mater. Chem. Phys. – 2022. – Vol. 290. – P. 126140. DOI: 10.1016/j.matchemphys.2022.126140

11. Development of Ni-base metal matrix composites by powder metallurgy hot isostatic pressing for space applications / S. Alessandro, H. Raja, U. Khan, I. Sandeep, M. Martina, M. Advenit // Adv. Powder. Technol. – 2022. – Vol. 33, no. 2. – P. 103411. DOI: 10.1016/j.apt.2021.103411

12. In-situ interfacial growth of TiAl intermetallic and its influence on microparticle dislodgement during abrasive wear of Al/Ti6Al4V composite / P. Abhishek, E. Vimal, B.M. Abhishek, S.P. Chandra, H. Rajneesh, V.K. Satish // Mater. Today Commun. – 2020. – Vol. 24. – P. 101123. DOI: 10.1016/j.mtcomm.2020.101123

13. Varol, T. An investigation on wear behavior of Cugraphite nanocomposites prepared by flake powder metallurgy / T. Varol, A. Canakci // Ind. Lubric. Tribol. – 2017. – Vol. 69. – P. 8–14. DOI: 10.1108/ILT-11-2015-0187

14. Kasagi, T. Effect of particle shape on electrical conductivity and negative permittivity spectra of Cu granular composite materials / T. Kasagi, S. Yamamoto // J. Mater. Sci. Mater. Electron. – 2021. – Vol. 22. – P. 4974–4983. DOI: 10.1007/s10854-021-07686-5

15. Compositional interpretation of high elasticity Cu-Ni-Sn alloys using cluster-plus-glue-atom model / M. Yang, Y.L Hu., X.N. Li, Z.M. Li, Y.H. Zheng, N.J. Li, C. Dong // J. Mater. Res. Technol. – 2022. – Vol. 17. – P. 1246–1258. DOI: 10.1016/j.jmrt.2022.01.075

16. Shayan, M. Fabrication of AA2024TiO2 nanocomposites through stir casting process / M. Shayan, B. Eghbali, B. Niroumand // Transactions of Nonferrous Metals Society of China. – 2020. – Vol. 30, no. 11. – P. 2891–2903. DOI: 10.1016/S1003-6326(20)65429-2

17. Processing, microstructure and tensile properties of nano-sized Al2O3 particle reinforced aluminum matrix composites / H. Su, W.L. Gao, Z.H. Feng, Z. Lu // Mater. Des. – 2012. – Vol. 36. – P. 590–596. DOI: 10.1016/j.matdes.2011.11.064

18. Superior uptake of Cu(II) from aquatic media via Y2O3-ZnO nanostructures / Z. Abaker, T. Hussein, S Ma­kawi., B. Mustafa, A. Modwi // Nano-Struct & Nano-Objects. – 2022. – Vol. 30. – P. 100879. DOI: 10.1016/j.nanoso.2022.100879

19. Microstructure and properties at elevated temperature of a nano-Al2O3 particles dispersion-strengthened copper base composite / B.H. Tian, P. Liu, K.X. Song, Y. Li, Y. Liu, F.Z. Ren, J.H. Su // Mater. Sci. Eng. A. – 2012. – Vol. 435–436. – P. 705–710. DOI: 10.1016/j.msea.2006.07.129

20. Zhou, H.O. A novel approach for strengthening CueY2O3 composites by in situ reaction at liquidus temperature / H.O. Zhou, J.C. Tang, N. Ye // Mater. Sci.
Eng. A. – 2013. – Vol. 584. – P. 1–6. DOI:
10.1016/j.msea.2013.07.007

21. Arc erosion behavior of the Al2O3-Cu/(W, Cr) electrical contacts / X.H. Zhang, Y. Zhang, B.H. Tian, J.C. An, Z. Zhao, A.A. Volinsky // Compos. B. Eng. – 2019. – Vol. 160. – P. 110–118. DOI: 10.1016/j.compositesb.2018.10.040

22. Effects of Y2O3 on the property of copper based contact materials / Z. Mu, H.R. Geng, M.M. Li, G.L. Nie, J.F. Leng // Compos. B. Eng. – 2013. – Vol. 52. – P. 51–55. DOI: 10.1016/j.compositesb.2013.02.036

23. Li, W.S. Effect of nano-Y2O3 on microstructure and mechanical properties of W–Ni–Cu alloys / W.S. Li, H.F. Dong // Mater. Res. Express. – 2018. – Vol. 5, no. 10. – P. 106503. DOI: 10.1016/j.compositesb.2013.02.036

24. Tribological characteristics of powder metallurgy processed Cu- WC/SiC metal matrix composites / P. Satishkumar, G. Mahesh, R. Meenakshi, S.N.R. Vijayan // Mater. Today Proc. – 2021. – Vol. 37, no. 2. – P. 459–465. DOI: 10.1016/j.matpr.2020.05.449

25. Preparation of Al matrix nanocomposites by diluting the composite granules containing nano-SiCp under ultrasonic vibration / S.L. Lu, P. Xiao, D. Yuan, K. Hu, S.S. Wu // J. Mater. Sci. Technol. – 2018. – Vol. 34. – P. 1609–1617. DOI: 10.1016/j.jmst.2018.01.003

26. Wear and friction behavior of self-lubricating hybrid Cu-(SiC þ x CNT) composites / M.R Akborpour., S. Alipour, A. Safarzadeh, H.S. Kim // Compos. B. Eng. – 2019. – Vol. 158. – P. 92–101. DOI: 10.1016/j.compositesb.2018.09.039

27. Akbarpour, M.R. Microstructural and mechanical characteristics of hybrid SiC/Cu composites with nano- and micro-sized SiC particles / M.R. Akbarpour, H.M. Mirabad, S. Alipour // Ceram. Int. – 2019. – Vol. 3, no. 45. – P. 3276–3283. DOI: 10.1016/j.ceramint.2018.10.235

28. Fabrication of SiC@Cu/Cu composites with the addition of SiC@Cu powder by magnetron sputtering / Y.L. Zhang, W.B. Li, M. Hu, H.Y. Yi, W. Zhou, P.L. Ding, L. Tang // Int. J. Photoenergy. – 2021. – P. 6623776. DOI: 10.1155/2021/6623776

29. Palma, R.H. Creep behavior of two Cu-2 vol% TiC alloys obtained by reaction milling and extrusion / R.H. Palma, A.O. Sepulveda // Mater. Sci. Eng. A. – 2013. – Vol. 588. – P. 82–85. DOI: 10.1016/j.msea.2013.09.024

30. Effects of nanoparticles on the solution treatment and mechanical properties of nano-SiCp/Al-Cu composites / J.Y. Li, S.L. Lu, S.S. Wu, D.J. Zhao, F. Li, W. Guo // J. Mater. Process. Technol. – 2021. – Vol. 296. – P. 117195. DOI: 10.1016/j.jmatprotec.2021.117195

31. Deshpande, P.K. Infrared processed Cu composites reinforced with WC particles / P.K. Deshpande, J.H. Li, R.Y. Lin // Mater. Sci. Eng. A. – 2006. – Vol. 429. –
P. 58–65. DOI: /10.1016/j.msea.2006.04.124

32. Romanov, D.A. Surface Structure Modification and Hardening of Al-Si Alloys / D.A. Romanov, S.V. Moskovskii, V.E. Gromov. – Boca Raton: CRC Press, 2020. – 266 p. DOI: 10.1201/9781003080589

Исследуется актуальная задача улучшения характеристик широко распространённых оловянных бронз для использования их в условиях эксплуатации, требующих повышенной прочности и износостойкости. С этой целью исследовано влияние содержания термически модифицированных добавок детонационного наноалмаза (ДНА) на трибологические характеристики композиционных материалов с металлической матрицей на основе оловянной бронзы состава 80 % Cu – 20 % Sn. Исследуемые композиционные материалы с наноалмазными добавками получены при одинаковых условиях ультразвуковым диспергированием и горячим прессованием в вакууме. Относительная плотность полученных образцов, определенная пикнометрическим методом, составляет: исходная металлическая матрица на основе оловянной бронзы без добавок – 96 %, КМ с 0,5 мас. % ДНА – 97%, КМ с 1,5 мас. % ДНА – 94 % и КМ с 3,0 мас. % ДНА – 98 %. Методом рентгенофазового анализа установлено, что образцы композиционного материала с различным содержанием наноалмазных добавок имеют одинаковый фазовый состав: твердый раствор олова на основе меди, медь, электронное соединение Cu3Sn и наноалмаз. Методом растровой электронной микроскопии показано, что наноалмазные частицы распределены относительно равномерно в металлической матрице, но вместе с тем наблюдаются небольшие агломераты, количество и размеры которых возрастают по мере повышения содержания наноалмазной добавки. По результатам трибологических испытаний выявлено, что оптимальное содержание наноалмазных добавок составляет 1,5 мас. %, при котором достигаются минимальные значения коэффициента трения 0,60, массового износа 0,31 · 10-2 г, линейного износа 0,51 · 10-4 м и минимальное абсолютное значение средней шероховатости 2,61 мкм. Результаты работы могут быть использованы при разработке алмазометаллических порошковых сплавов конструкционного и функционального назначения, упрочненных наноалмазными добавками.

Ключевые слова: композиционные алмазосодержащие материалы, оловянная бронза, детонационный наноалмаз, горячее прессование, коэффициент трения, массовый износ, линейный износ, шероховатость поверхности.

Сивцева Анастасия Васильевна (Якутск, Российская Федерация) – научный сотрудник отдела материаловедения Института физико-технических проблем Севера им. В.П. Ларионова Сибирского отделения Российской академии наук (677000, г. Якутск, ул. Октябрьская, 1,
e-mail: sianva@mail.ru).

Акимова Мария Панфиловна (Якутск, Российская Федерация) – кандидат технических наук, младший научный сотрудник лаборатории инновационных технологий Арктики и субарктики ФИЦ «Якутский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук» (677000, г. Якутск, ул. Петровского, 2, e-mail: mar1ya_ak1mova@mail.ru).

Шарин Петр Петрович (Якутск, Российская Федерация) – доктор технических наук, ведущий научный сотрудник отдела материаловедения Института физико-технических проблем Севера им. В.П. Ларионова Сибирского отделения Российской академии наук
(677000, г. Якутск, ул. Октябрьская, 1, e-mail:
psharin1960@mail.ru).

Яковлева Софья Петровна (Якутск, Российская Федерация) – доктор технических наук, профессор, главный научный сотрудник отдела материаловедения Института физико-технических проблем Севера им. В.П. Ларионова Сибирского отделения Российской академии наук (677000, г. Якутск, ул. Октябрьская, 1, e-mail: spyakovleva@yandex.ru).

1. Медные сплавы: марки, свойства, применение: справочник / Ю.Н. Райков, Г.В. Ашихмин, В.П. Полухин, А.С. Гуляев; под общ. ред. Ю. Н. Райкова. – М.: Институт "Цветметобработка", 2011. – 456 с. 
2. Nanodiamond as an effective reinforcing component for nano-copper / V. Livramento, J.B. Correia, N. Shohoji, E. Osawa // Diamond and Related Materials. – 2007. – Vol. 16. – P. 202–204.
3. Разработка способа нанесения нанокомпозиционных покрытий / В.А. Попов, Е.В. Вершинина, М.Н. Ковальчук, Е.В. Попова // Успехи в химии и химической технологии. – 2018. – Т.32, №13. – С.109–110. 
4. Safonova, M.N. Structural hardening of composite materials based on a metal matrix / M.N. Safonova, A.A. Fedotov, A.S. Syromiatnikova // Procedia Structural Integrity. – 2020. – Vol. 30. – P.136–143.
5. Bulk Copper-nanodiamond Nanocomposites; Processing and Properties / J.B. Correia, V. Livramento, N. Shohoji, E. Tresso, K. Yamamoto, T. Taguchi, K. Hanada, E. Ōsawa // Materials Science Forum. – 2008. – Vol. 587–588. – P.443–447.
6. Смирнов, В.М. Дисперсно-упрочненная связка на основе порошковой меди для алмазного инструмента / В.М. Смирнов, Д.А. Тимофеев, Е.П. Шалунов // Современные технологии в машиностроении и литейном производстве: материалы II Международной научно-практической конференции. – Чебоксары: Чувашский государственный университет им. И.Н. Ульянова, 2016. – С. 317–320.
7. Изменение структуры и свойств спеченных сплавов под влиянием наноразмерных углеродных добавок / П.А. Витязь, В.И. Жорник, С.А. Ковалева, В.А. Кукареко // Известия вузов. Порошковая металлургия и функциональные покрытия. – 2014. – №4. – С.12–18.
8. Popov, V. Several Aspects of Application of Nanodiamonds as Reinforcements for Metal Matrix Composites / V. Popov // Applied Science. – 2021. – Vol.11. – P.4695
9. Fabrication and Characterization of Cluster Diamond Dispersed Copper-Based Matrix Composite / K. Hanada, K. Nakayama, T. Sano, A. Imahori, H. Negishi, M. Mayuzumi. // Materials and Manufacturing Processes. – 2000. – Vol.15(3). – P.325–345.
10. Попов, В.А. Влияние режимов обработки на структуру композитов с алюминиевой матрицей и наноалмазными упрочняющими частицами / В.А. Попов, В.А. Зайцев, М.Н. Ковальчук // Тезисы докладов XXIV Российской конференции по электронной микроскопии. – Черноголовка, 2012. – С.119.
11. Попов, В.А. Исследование возможности применения наноалмазов в композиционных материалах для упрочнения алюминиевой матрицы / В.А. Попов, В.А. Зайцев // Труды V Международной конференции «Новые перспективные материалы и технологии их получения–2010». – Волгоград, 2010. – С.73–74.
12. Hanada, K. Thermal properties of diamond particle-dispersed Cu composites / K. Hanada, K. Matsuzaki, T. Sano // Journal of Materials Processing Technology. – 2004. – Vol.153–154. – P.514–518
13. Deagglomeration and surface modification of thermally annealed nanoscale diamond / Y. Liang, T. Meinhardt, G. Jarre, M. Ozawa, P. Vrdoljak, A. Schöll, F. Reinert, A. Krueger // Journal of Colloid and Interface Science. – 2011. – Vol. 354(1). – P.23–30.
14. Nonlinear optical properties of detonation nanodiamond in the near infrared: Effects of concentration and size distribution / S. Josset, O. Muller, L. Schmidlin, V. Pichot, D. Spitzer // Diamond and Related Materials. – 2013. – Vol. 32. – P.66–71.
15. A comparison of tribological properties of evenly distributed and agglomerated diamond nanoparticles in lubricated high-load steel–steel contact / O. Elomaa, J. Oksanen, T.J. Hakala, O. Shenderova, J. Koskinen // Tribology International. – 2014. – Vol.71. – P.62–68.
16. Effect of nanodiamond addition on the mechanical properties of polycrystalline metallic and polymeric composites / G.S. Bobrovnitchii, A.L.D. Skury, S.N. Monteiro, R.C. Tardim // Material Science Forum. – 2010. – 
Vol. 660–661. – P.848–853.
17. Kaftelen, H. Microstructural characterization and wear properties of ultra dispersed nanodiamond (UDD) reinforced Al matrix composites fabricated by ball milling and sintering / H. Kaftelen, M.L. Öveçoğlu // Journal of Composite Materials. – 2012. – Vol. 46. – P.1521–1534. 
18. Tungsten–nanodiamond composite powders produced by ball milling / D. Nunes, V. Livramento, U.V. Mardolcar, J.B. Correia, P.A. Carvalho // Journal of Nuclear Materials. – 2012. – Vol. 426(1-3). – P.115–119. 
19. Electrical conductivity enhancement of nanodiamond–nickel (ND–Ni) nanocomposite based magnetic nanofluids / L. Syam Sundar, K. Shusmitha, M.K. Singh, A.C.M. Sousa // International Communications in Heat and Mass Transfer. – 2014. – Vol. 57. – P.1–7.
20. Шарин, П.П. Новый метод приготовления твердосплавной шихты с упрочняющими наночастицами для изготовления матриц алмазных инструментов / П.П. Шарин // Вестник СВФУ. – 2016. – Т. 51, №1. – С.78–87.
21. Пат. РФ №2525192. Способ приготовления твердосплавной шихты с упрочняющими частицами наноразмера / П.П. Шарин, М.П. Лебедев, Г.Г. Винокуров, В.Е. Гоголев, П.П. Петров, А.А. Платонов, В.П. Атласов. – 2014.
22. Пат. РФ №2586979 Способ получения композиций из полимера и наноразмерных наполнителей / Т.А. Охлоп¬кова, П.П. Шарин, А.А. Охлопкова, Р.В. Борисова. – 2016.

Одной из важнейших проблем керамической промышленности является направленное изменение физико-химических свойств керамической поверхности и поверхности керамических пигментов для создания современного высокохудожественного декора. Колебание в сырье содержания компонентов оксида алюминия и кремния оказывает влияние на кислотно-основные свойства керамики, а значит, на качество декорирования различными красочными композициями. Применение известного красочного материала МЧ-578 для декорирования пористого фаянса позволяет значительно улучшить физико-химические свойства красочных покрытий. Но недостатком состава является большое содержание в материале такого компонента, как керамические краски. В данном исследовании изучали тип и количество наполнителя, соотношение количества наполнителей и керамических красок в   материале на качество красочных покрытий после обжига с целью регулирования значений AL-Si модуля (уменьшения) дисперсной фазы композиции. Предложена научная теория: регулирование кислотно-основных свойств поверхности пигментированной части красочной композиции с помощью наполнителей типа глинозем, мел, кварц, фарфоровое сушье открывает путь для создания новых красочных составов на водной основе. Исследовали адсорбцию КФ-олигомеров на порошках керамических материалов в интервале (М=1,0 2,0 и М>2,00), ранее не исследованном, методом фронтальной жидкостной хроматографии. Получены следующие результаты: экспериментально показан ступенчатый характер кривых сорбции КФ-смол на керамике, имеющей на поверхности группы активных центров с разной активностью и неодинаковой равномерностью распределения пор, а также отличия кривых сорбции в зависимости от вида керамического материала и состава ЛКМ.

Таким образом, регулирование кислотно-основных свойств поверхности пигментированной части (дисперсной фазы) красочной композиции с помощью наполнителей типа глинозем, мел, кварц, фарфоровое сушье, основной составляющей которого является каолин с низким алюмосиликатного модуля (М), открывает путь для создания новых красочных составов на водной основе.

Ключевые слова: КФ-олигомеры, минеральные наполнители, AL-Si модуль, дисперсная фаза, поливиниловый спирт, керамическая краска, растворы солянокислого кобальта.

Папулова Галина Николаевна (Москва, Российская Федерация) – кандидат технических наук, доцент кафедры композиционных материалов, Московский государственный технический университет «СТАНКИН» (127994, г. Москва, ГСП-4, Вадковский пер., 3-а, e-mail: papulova_galina@mail.ru).

Томшин Василий Олегович (Москва, Российская Федерация) – аспирант Московского политехнического университета (107023, г. Москва, ул. Большая Семёновская, 38, e-mail: tomshinn97@mail.ru).

Болдырев Даниил Васильевич (Киров, Российская Федерация) – инженер научно-образовательного центра «Нанотехнологии», Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Вятский государственный университет» (610000, г. Киров, ул. Московская, 39, e-mail: boldyrev.daniil.2018@mail.ru).

Шильненков Николай Владимирович (Москва, Российская Федерация) – магистр 2-го обучения Научно-исследовательского университета «Московский государственный строительный университет» (129337, Ярославское шоссе, г. Москва, 26, e-mail: shilnenov.nik@mail.ru).

1. Перспективное глинистое сырье для тонкой и строительной керамики / Т.В. Вакалова, Т.А. Хабас, В.И. Верещагин, А.А. Решетников // Стекло и керамика. – 1999. – № 8. – С. 12–15.

2. Филатова, Н.В. Влияние режима термообработки и механоактивации каолинита на процесс муллитообразования / Н.В. Филатова, Н.Ф. Косенко, М.А. Баданов // Химическая физика и мезоскопия. – 2023. – Т. 25, № 1. – С. 105–112.

3. Авт. свид. № 98 111 022 Союз советских социалистических республик, МПК C09D 5/28 (2000.01). Состав подглазурной краски для декорирования керамических изделий: № 98111022/04: заявл. 1998.06.08: опубл. 2000.05.20 / Андрющенко Е.А., Папулова Г.Н., Ходина А.А., Голубев В.В.; заявитель Папулова Г.Н. – 4 с.

4. Папулова, Г.Н. Декоративные свойства красочных покрытий с керамическими пигментами и различными минеральными наполнителями на Al-Si поверхностях / Г.Н. Папулова // Огнеупоры и техническая керамика. – 2018. – № 6. – С. 31–35.

5. Папулова, Г.Н. Изучение влияния вида и количества наполнителя в составе высоконаполненной краски на физико-химические свойства лакокрасочных покрытий на керамических поверхностях / Г.Н. Папулова // Огнеупоры и техническая керамика. – 2017. – № 6. – С. 29–33.

6. Папулова, Г.Н. Влияние величины алюмосиликатного модуля (М) керамической поверхности на ее кислотность и адсорбционную емкость / Г.Н. Папулова // Лакокрасочные материалы и их применение. – 2011. –
№ 7. – С. 48–51.

7. Вакалова, Т.В. Расчет структурной формулы глинистых минералов / Т.В. Вакалова, И.Б. Ревва. – Томск: ТПУ, 2007. – 20 с.

8. Погребенков, В.М. Технология тонкой и строительной керамики / В.М. Погребенков, В.В. Горбатенко, Т.В. Вакалова. – Томск: ТПУ, 2007. – 109 с

9. Активация процессов синтеза и спекания композиций муллито-кордиеритового состава на основе природного сырья / Т.В. Вакалова, Т.А. Хабас, В.М. Погребенков, А.А. Бирюкова // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2015. –
№ 5. – С. 379–384.

10. Дятлова, Е.М. ИК-спектроскопические исследования природных и обогащенных каолинов Республики Беларусь / Е.М. Дятлова, Р.Ю. Попов, О.А.  Сергиевич. – Минск: БНТУ, 2015. – 453 с.

11. Вакалова, Т.В. Защитно-декоративные покрытия для строительной керамики на основе западносибирского природного сырья / Т.В. Вакалова, И.Б. Ревва, В.М. Погребенков // Стекло и керамика. – 2007. – № 1. – С. 26–29.

12. Косенко Н.Ф. Кинетика механически активированного Р2О5 в Al2O3 / Н.Ф. Косенко, М.А. Смирнова, О. Денисова / Неорганические материалы. – 2005. –
Т. 41. – С. 261–263.

13. Седельникова, М.Б. Влияние фазового состава тугоплавких кристаллических веществ на их окраску / М.Б. Седельникова, В.М. Погребенков, Н.В. Лисеенко // Известия вузов. Физика. – 2012. – Т. 55, № 5-2. – С. 247–251.

14. Изучение структуры и свойств керамических материалов на основе муллита / В.Г. Бабашов, В.Г. Максимов, Н.М. Варрик, О.Н. Самородова // Авиационные материалы и технологии. – 2020. – № 1. – С. 54–62.

15. Харламова, К.И. Олигомероемкость дисперсных наполнителей и расчет их максимального содержания в полимерных композиционных материалах / К.И. Харламова, Е.Р. Дергунова, И.Д. Симонов-Емельянов // Пластические массы. – 2022. – № 3-4. – С. 21–24.

16. Яценко, Н.Д. Роль жидкой фазы в формировании фазового состава и свойств строительной облицовочной керамики / Н.Д. Яценко, Н.А. Вильбицкая, А.И.  Яцен­ко // Физика и химия стекла. – 2021. – T. 47, № 1. – С. 86–92.

17. Ткаченко, Н.В. Разработка методик исследования оксидных покрытий с использованием обратного рассеяния протонов поверхностным слоем материалов: дис. … канд. тех. наук: 05.16.09 / Ткаченко Никита Владимирович. – М, 2014. – 133 с.

18. Ордин, Д.А. Физико-химические основы и технология литейных керамических форм на основе водно-коллоидного кремнезема: дис. канд. техн. наук: 05.16.06 / Ордин Дмитрий Алексеевич. – Пермь, 2020. – 127 с.

19. Влияние состава пигментных материалов на декоративные и физико-механические свойства силикатного кирпича / Е.И. Барановская, Л.С. Ещенко, А.А. Мечай, Р.А. Воронцов, М.В. Чебурахина // Химические технологии, биотехнология, геоэкология. – 2021. – № 1(241). – С. 120–125.

20. Кириенко, Т.А. Физико-химические свойства многокомпонентных растворов для керамических материалов, содержащих поливиниловый спирт / Т.А. Кириенко, Ю.А. Балинова // Авиационные материалы и технологии. – 2014. – № 1(30). – С. 34–38.