№ 1 (2018)

Работа посвящена исследованию микроскопических механизмов плавления металлов и структурной релаксации металлических стекол. Несмотря на обширные усилия и многочисленные важные результаты, полученные в этой области, эта задача не имеет общепринятого окончательного решения. Одним из основных вопросов является микроскопическая природа структурных дефектов в металлических стеклах – наноразмерных областей, которые ответственны за эволюцию их физических свойств при внешнем воздействии. Наиболее перспективную интерпретацию природы таких дефектов дает межузельная теория, предложенная Гранато. Межузельная теория основывается на уникальной гипотезе о межузельном механизме плавления металлов и связывает тепловые эффекты в стекле со сдвиговой упругостью материнского кристалла.

Экспериментальное исследование и компьютерное моделирование диаэластического эффекта вблизи температуры плавления T_m кристаллического алюминия послужили убедительным свидетельством лавинообразной генерации межузельных гантелей вблизи T_m. В настоящей работе было выполнено компьютерное моделирование, направленное на проверку наличия межузельных гантелей (или подобных им атомных структур) в твердом стеклообразном состоянии, полученном закалкой расплава.

Компьютерное моделирование показало, что аморфный алюминий, полученный быстрой закалкой расплава, содержит значительное количество «дефектов», аналогичных по своим свойствам межузельным гантелям в кристаллическом состоянии. Хотя эти «дефекты» не имеют четкой единообразной топологической структуры в отличие от дефектов кристалла, они могут быть однозначно идентифицированы по своим основным свойствам – высокой чувствительности к сдвиговым напряжениям и характерным низкочастотным/высокочастотным особенностям спектра колебательной плотности состояний «дефектных» атомов.

Методами молекулярной динамики и статики показано, что твердый некристаллический алюминий содержит специфические атомные конфигурации, подобные межузельным гантелям в кристаллическом состоянии, которые можно считать «дефектами» аморфной структуры.

В последнее время больше внимания стали уделять научным разработкам катализаторов, предназначенных для решения экологических проблем. Это в первую очередь связано с тем, что с каждым годом отмечается существенное увеличение загрязнения окружающей среды. Огромный урон экологии наносят сточные воды, сбрасываемые в водоемы. Одним из опасных токсичных загрязнителей сточных вод является этиленгликоль, входящий в состав антиобледенителей, применяемых в аэропортах. В качестве передовых методов очистки сточных вод от органических загрязнителей выделяют деструктивные технологии, к числу которых относится каталитическое окисление. Гетерогенное каталитическое окисление органических загрязнений воды требует создания эффективных катализаторов, состоящих из нескольких компонентов.

В статье предложена методика получения медь-цинковых покрытий с наноразмерной структурой и различным процентным содержанием компонентов в них. Методом электроосаждения из раствора электролита получены медь-цинковые покрытия двух типов. При помощи сканирующей электронной микроскопии, рентгеноспектрального и рентгенофазового анализа, а также метода низкотемпературной газовой адсорбции изучена их морфология, элементный, фазовый состав и удельная поверхность. Показано, что такие покрытия состоят из кристаллов меди и пластин цинка наноразмерной толщины и обладают высокой удельной поверхностью. Отмечено, что увеличение концентрации цинка в покрытии приводит к изменению морфологии и увеличивает удельную площадь поверхности. Приведены результаты предварительных исследований каталитической активности разработанного материала при разложении этиленгликоля в присутствии смеси озон/кислород, которые уже на этом этапе показали степень очистки сточных вод от этиленгликоля от 64 до 78 %.

Исследование выполнено в рамках государственного задания Министерства образования и науки Российской Федерации 16.2314.2017/4.6 «Разработка комбинированной технологии и создание образцов инновационного оборудования, предназначенных для глубокой очистки сточных вод промышленных предприятий от опасных токсических загрязнений». Статья подготовлена по материалам докладов участников VIII Международной школы «Физическое материаловедение» с элементами научной школы для молодежи, Тольятти, 3–12 сентября 2017 г.

Проведен анализ режимов работы фотоэлектрических преобразователей, используемых для солнечных установок и предназначенных для работы как в составе единой энергосистемы, так и для нужд индивидуальных потребителей. Установлено, что для увеличения мощностных характеристик фотоэлементов солнечных установок весьма эффективно использование солнечных концентраторов специальных конструкций. Вместе с тем это существенно усложняет оборудование, поскольку связано с необходимостью оснащения фотоэлектрической установки дополнительными системами слежения и позиционирования относительно солнца. В настоящей работе для концентрации солнечного излучения авторами предложено использовать модифицирование приемной поверхности фотоэлементов нанесением покрытия из наночастиц серебра, полученных импульсно-искровым методом диспергирования. Результаты проведенных экспериментов показали, что осажденные на поверхность нанокластеры серебра, исполняя роль плазмонных частиц, способствуют увеличению количества фотонов, участвующих в фотоэлектрическом процессе при постоянном потоке падающей солнечной радиации. Это позволило значительно улучшить мощностные характеристики штатных фотоэлектрических преобразователей, используемых при сборке заводских фотоэлектрических модулей для сетевых электростанций. Увеличение мощности фотоэлементов с нанопокрытием возросло в среднем на 20 %, при этом даже в случае бокового падения солнечного излучения на их рабочую поверхность мощностные характеристики фотопреобразователей были близки к теоретическим значениям, в отличие от солнечных элементов без покрытия.

Полученные данные будут способствовать улучшению показателей и увеличению эффективности фотоэнергетических установок и устройств различного назначения, не увеличивая при этом площадь их приемной поверхности, что существенно расширит сферу использования солнечных энергетических установок.

Необходимость изготовления металлоконструкций из цветных металлов в одно- и разнородном сочетаниях является актуальной задачей на производстве. Основными ограничениями при сварке крепежных элементов с корпусными деталями из цветных металлов являются разнотолщинность элементов, приводящая к неравномерному тепловоложению и теплоотводу, различие в электрических и теплофизических свойствах, а также вероятность образования интерметаллидных фаз за счет взаимной диффузии атомов приповерхностных слоев при протекании процессов растворения и фазовых превращениях.

Анализ конструкционного выполнения узлов аппаратуры и трудностей их изготовления показал, что формировать сварное соединение необходимо преимущественно в твердой фазе, используя высококонцентрированные импульсные источники энергии. Наиболее полно этим требованиям удовлетворяет высоковольтная конденсаторная сварка с индукционно-динамическим приводом (ВКС с ИДП) для создания физического контакта соединяемых деталей.

Авторами предложена методика расчета параметров процесса приварки крепежных элементов из цветных металлов к листовым элементам корпусных конструкций. Рассмотрена сущность процесса ВКС с ИДП. Приведены его энергетические параметры и геометрические параметры сборки, влияющие на качество сварного соединения.

Проведенный ранее теоретический анализ процесса ВКС, экспериментальные исследования и проектные изыскания устройств ВКС позволили разработать научно обоснованный алгоритм расчета и выбора параметров технологического процесса и оборудования для его осуществления. Алгоритм предусматривает два этапа его реализации. На первом этапе осуществляется расчет временных параметров процесса. На втором этапе рассчитывают и выбирают параметры оборудования, инструмента, удовлетворяющие выполнению условия твердофазного объемного взаимодействия. На основе полученных данных осуществляется выбор комплектующих оборудования с оснасткой и последующая корректировка параметров сварки с учетом протекания процессов в твердой фазе.

Для снижения трудоемкости расчетов было разработано программное обеспечение, которое позволит определить параметры процесса ВКС, энергетические и частотные характеристики оборудования и инструмента-оснастки.

Технология получения разнородных соединений сопряжена с трудностями из-за различия их теплофизических и иных свойств, а также особенностей процесса образования соединений. Решением проблем свариваемости биметаллических соединений является использование сварки трением с перемешиванием (СТП). Работа посвящена изучению механических свойств стыковых, стыко-нахлесточных, нахлесточных (LAP) соединений алюминиевых АД1 и медных М1 сплавов, алюминиевых АД1 сплавов и легированных сталей (12Х18Н10Т), алюминиевых АД1 и ОТ4-1 сплавов.

Предметом анализа является конструктивное оформление кромок свариваемых деталей при СТП и поэтапный анализ процесса формирования стыковых, нахлесточных, тавровых, комбинированных соединений меди с алюминием с учетом параметров режимов сварки. Проанализированы факторы, влияющие на прочность разнородных соединений алюминиевого АД1 и медного М1 сплавов, выполненных с помощью СТП. Изучено влияние геометрии подготовленных кромок деталей на формирование бездефектных и прочных сварных соединений. Показаны перспективные направления конструктивного оформления различных вариантов стыковых соединений (стыко-нахлесточных: в скос 30...60°, в замок, в шип) за счет повышения фактической площади контактирования деталей, воспринимающих при нагружении нормальные или касательные напряжения, в отличие от традиционных, работающих в условиях чистого отрыва. Представлены результаты на статическое растяжение рекомендованных конструкторско-технологических приемов, направленных на улучшение условий и активацию процесса образования адгезионных разнородных соединений. Металлографические исследования макрошлифов сварных соединений показали возможность получения бездефектных сварных швов с полным проваром корневой части; механические испытания стыковых, комбинированных и нахлесточных соединений подтвердили высокий уровень прочности разнородных соединений.

Высокомарганцовистые аустенитные стали типа 110Г13Л являются нежелательными в производстве с экологической точки зрения из-за большого выделения в атмосферу окислов марганца при плавке в дуговых электропечах, газо-кислородной резке и сварочных операциях. Другой недостаток сталей этого класса - их низкая исходная твердость, что является причиной расклепываемости рабочих частей отливок в условиях действия динамических нагрузок. Кроме того, данные стали плохо поддаются механической обработке.

В работе приведены результаты сравнительного изучения взаимосвязи структуры, формирующейся в процессе термической обработки, с абразивной износостойкостью сталей двух структурных классов - высокомарганцевой аустенитной стали 110Г13Л и стали перлитного класса 70Х2ГСМЛ. Широкое использование стали 110Г13Л для изготовления деталей, работающих в условиях ударно-абразивного изнашивания и многократного контактноударного нагружения, обусловлено высокой способностью к фрикционному упрочнению стабильного марганцевого аустенита с низкой энергией дефектов упаковки в сочетании с хорошей ударной вязкостью. Недостатки стали 110Г13Л: высокая температура закалки, плохая экологичность и экономические соображения - обусловливают в ряде случаев необходимость заменять ее перлитными сталями. Изучение износостойкости стали перлитного класса 70Х2ГСМЛ в зависимости от температуры отпуска после нормализации показало, что эта сталь может быть использована для отливки сменных литых деталей дробильно-размольного оборудования, работающих в условиях абразивного воздействия без значительных ударных нагрузок после нормализации и высокого отпуска. Износостойкость образцов из стали 70Х2ГСМЛ со структурой сорбита отпуска составляет при испытании по закрепленному абразиву 55-60 % от уровня, обеспечиваемого образцами из стали 110Г13Л, однако менее высокая стоимость, технологичность в изготовлении и проблемы экологии могут решить вопрос в ряде случаев в пользу применения перлитной стали. Дополнительные резервы повышения износостойкости стали 70Х2ГСМЛ заключаются в закалке от высоких температур вследствие получения структуры остаточного аустенита, который в процессе абразивного изнашивания превращается в мартенсит деформации на рабочей поверхности, повышая способность стали к фрикционному упрочнению.

С развитием современных технологий появляется всё больше установок, формирующих вокруг себя магнитные поля. Поскольку большинство конструкций, механизмов работают в условиях механических нагрузок, приводящих к разрушению, для анализа ресурса их работы необходимо изучение поведения металлов в условиях внешних энергетических воздействий.

Для выполнения работы в качестве материала исследований было принято решение использовать алюминий технической чистоты марки А85. Так как на сегодняшний день алюминий занимает лидирующее положение на рынке цветных металлов, широко применяется в машиностроении, электротехнической промышленности и при-боростроении, промышленном и гражданском строительстве и т. д., вопрос модификации данного материала явля-ется весьма актуальной проблемой.

В работе изучалось влияние слабых магнитных полей до 0,5 Тл на структуру и деформационные характеристи-ки алюминия для возможности пластификации материала и дальнейшего применения данной технологии в произ-водстве, а также более глубокого изучения теоретической части данного явления, построения теории о влиянии магнитных полей на физико-механические свойства парамагнитных металлов.

В ходе работы было выяснено, что эффект влияния магнитного поле неоднозначен: происходит как возрастание скорости ползучести с достижением максимального значения при 0,1 Тл, так и ее замедление с достижением минимального значения при 0,5 Тл. Можем заметить, что при проведении экспериментов удалось пластифицировать исследуемый материал при воздействии на него магнитного поля. Распределения зеренной структуры образцов, разрушенных в условиях ползучести без воздействия и с воздействием магнитного поля, являются одномодальными и могут быть описаны логарифмически нормальным законом.

Актуальность выбранного для исследования вопроса обусловлена постоянным вниманием ученых к полевому подходу к изучению языка. Однако вопросы структурирования единиц одного из центральных ономастических разрядов (зоонимов) с точки зрения полевой концепции в российском языкознании практически не рассматривался. В данной работе зоонимы изучаются как продуктивный ономастический разряд. В качестве опоры для исследования выбрана теория поля. В статье дается краткий обзор исследований по проблеме поля в лингвистике, анализируется терминологический аппарат полевой концепции, обозначаются признаки структуры ономастического поля, моделируется поле зоонимов, номинирующих свинью в русском дискурсе. Основой исследования являются ономастические единицы реального зоомикона в сфере животноводства; зоонимы, именующие персонажей литературных произведений и телевизионных проектов; зоонимы, приобретшие вторичную номинацию в текстах русского дискурса (публицистическом, педагогическом, рекламном, художественном, анекдотическом). Все ономастические единицы, обозначающие свиней и поросят в текстах русского дискурса, структурируются по полевому принципу: выделяются ядерные, центральные и периферийные элементы. Научная новизна работы заключается в построении ономастического поля зоонимов с архисемой «свинья» как упорядоченной совокупности имен собственных с обозначением системно-структурных отношений и связей. Рассматриваются условия, при которых возможен процесс перехода онимов из одной зоны поля в другую. Полученные результаты исследования свидетельствуют о том, что выбранная научная парадигма является оптимальной для исследования ономастической лексики.

Статья посвящена рассмотрению специфики адекватного перевода метафоры, использованной в произведении А.И. Солженицына «Архипелаг ГУЛАГ». Объектами анализа в данном случае являются само произведение А.И. Солженицына «Архипелаг ГУЛАГ», а также его переводы на английский (Т. Уитни, 1974) и немецкий (А. Петурниг, 1974) языки. Предметом исследования являются метафоры, используемые автором в целях формирования образа советской действительности описываемого времени, в сопоставлении с их переводами на английский и немецкий языки. Анализируется целесообразность использования тех или иных приемов перевода метафор с точки зрения экспрессивности.

Статья подчеркивает важность корректной интерпретации скрытого смысла метафоры в целях достижения максимально адекватного перевода. Поднимаются вопросы о специфике адекватного перевода скрытого смысла, характерного для метафоры, обусловленной наличием в языке перевода других (более экспрессивных, в большей степени нацеленных на открытый диалог с читателем) моделей метафорического переосмысления. Анализ степени адекватности переводов отобранных метафор позволяет выявить общие и отличительные характеристики в картинах мира адресантов и адресатов, которые являются представителями американской и немецкой лингвокультур. При этом именно отличительные характеристики создают непреодолимые барьеры для переводчика при переводе метафорических единиц. Анализ практического материала показал, что калькирование метафор в большинстве случаев приводит к потерям эмоционально-экспрессивной составляющей, являющейся ключевой в семантическом составе именно метафорических единиц, так как именно коннотации завершают полный образ описываемого объекта либо явления в сознании реципиента.

Актуальность исследования обусловлена необходимостью решения экологических проблем на основе участия населения в различных видах экологической деятельности. Понятие экологической деятельности в современной науке изучено недостаточно. Вероятно, это обусловлено тем, что экологическая деятельность тесно связана с различными видами социальной активности людей. В статье выделены теоретические подходы к изучению экологической деятельности, проанализированы особенности, философского, социально-экологического, социологического подходов.

Установлено, что в узком смысле экологическую деятельность рассматривают как эффективное использование природных ресурсов. В широком смысле экологическую деятельность понимают как средство гармонизации между природой, техническими системами и обществом. Сделан вывод, что основанием экологической деятельности выступают ценности экологической культуры, которые ориентируют деятельность на сохранение природной среды.

В статье подчеркивается необходимость анализа социальных аспектов экологической деятельности. Они находят воплощение в создании безопасной, комфортной среды проживания на основе эффективного экологического контроля. Обоснован вывод о том, что экологическая деятельность является важным фактором устойчивого развития цивилизации.

Теоретические положения послужили методологическим базисом эмпирического исследования. Объектом изучения является население Самарской области. В статье выявлена специфика участия в экологической деятельности различных групп населения. В результате кластерного анализа установлены различия между тремя социальными группами, в зависимости от специфики отношения к экологическим нормам и ценностям. Сделан вывод о том, что активность участия в видах экологической деятельности отображает уровень экологической культуры.

Результаты анкетирования свидетельствуют о том, что наибольшие различия прослеживаются в отношении участников опроса к реализации экологических норм, к мероприятиям по благоустройству. Результаты опроса демонстрируют противоречия между активностью участия в экологической деятельности и осознанием экологических проблем. Сделан вывод о том, что недостатки формирования экологической культуры проявляются в уровне и направленности экологической активности населения.