Изучено влияние некоторых технологических параметров (основной и примесный состав пленки и исходных материалов, температурно-временные условия синтеза) на оптические и прочностные характеристики нанопленок идентичного оксидного состава 20 мол% Bi2O3, 25 мол% Fe2O3, 55 мол% TiO2, нанесенных на стеклянные подложки золь-гель методом. Показана высокая чувствительность свойств нанопленок к перечисленным параметрам технологического процесса.
Исследовано влияние процесса наномодифицирования на физико-технические характеристики сухих строительных смесей (ССС). Показано, что наномодифицирование ССС приводит к перестройке структуры фасадных клеев, увеличению их прочности и существенному уменьшению себестоимости.
Исследовано влияние процесса наномодифицирования на физико-технические характеристики сухих строительных смесей (ССС). Показано, что наномодифицирование ССС приводит к перестройке структуры фасадных клеев, увеличению их прочности и существенному уменьшению себестоимости.
ФОРМИРОВАНИЕ МНОГОЦВЕТНОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ НА ПОВЕРХНОСТИ МЕТАЛЛОВ ПРИ ЕЕ ЛАЗЕРНО...ITMO University
Экспериментально и теоретически исследован процесс формирования цветных оксидных пленок на поверхности нержавеющей стали в результате воздействия излучения лазера ИК-диапазона. Предложен способ выбора параметров лазерного излучения, влияющих на цвет металлической поверхности при изменении времени экспозиции или мощности излучения.
ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ФОРМИРОВАНИЯ ПОЛИМЕРНОГО МИКРОЭЛЕМЕНТА НА ТОРЦЕ ОПТИЧЕ...ITMO University
Рассмотрен процесс формирования самоорганизованных полимерных микроэлементов на торце оптоволокна в ограниченном объеме фотополимера. Исследуются причины возникновения оптических потерь на стыке оптоволокна с микро- элементом.
Рассмотрен отечественный и зарубежный опыт разработки и применения геополимерных вяжущих и бетонов, мировая история которых насчитывает уже много лет. На нескольких примерах проиллюстрированы особенности и узкие места, связанные с использованием различных материалов. Показана необходимость разработки системы нормативных документов для широкого внедрения новых решений в практику строительства в целях устойчивого развития.
ЛАЗЕРНАЯ ТЕРМОХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ МИКРОСТРУКТУРИРОВАНИЯ ПЛЕНОК ХРОМАITMO University
Представлены результаты экспериментальных исследований морфологии пленок хрома на отдельных этапах лазерной записи. Анализируются основные механизмы записи „скрытого“ изображения. Предложена методика оценки разрешающей способности термохимического метода записи.
На представленном материале кратко отраженны основные этапы продвижение технологии , а так же физико-технические и экономические показатели получаемого пеностеклокерамического строительного материала. На слайдах не отражены аспекты военно-прикладного применения технологи и материала. Более детальная информация будет представлена в презентационных материалах и в бизнес плане.
ФОРМИРОВАНИЕ МНОГОЦВЕТНОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ НА ПОВЕРХНОСТИ МЕТАЛЛОВ ПРИ ЕЕ ЛАЗЕРНО...ITMO University
Экспериментально и теоретически исследован процесс формирования цветных оксидных пленок на поверхности нержавеющей стали в результате воздействия излучения лазера ИК-диапазона. Предложен способ выбора параметров лазерного излучения, влияющих на цвет металлической поверхности при изменении времени экспозиции или мощности излучения.
ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ФОРМИРОВАНИЯ ПОЛИМЕРНОГО МИКРОЭЛЕМЕНТА НА ТОРЦЕ ОПТИЧЕ...ITMO University
Рассмотрен процесс формирования самоорганизованных полимерных микроэлементов на торце оптоволокна в ограниченном объеме фотополимера. Исследуются причины возникновения оптических потерь на стыке оптоволокна с микро- элементом.
Рассмотрен отечественный и зарубежный опыт разработки и применения геополимерных вяжущих и бетонов, мировая история которых насчитывает уже много лет. На нескольких примерах проиллюстрированы особенности и узкие места, связанные с использованием различных материалов. Показана необходимость разработки системы нормативных документов для широкого внедрения новых решений в практику строительства в целях устойчивого развития.
ЛАЗЕРНАЯ ТЕРМОХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ МИКРОСТРУКТУРИРОВАНИЯ ПЛЕНОК ХРОМАITMO University
Представлены результаты экспериментальных исследований морфологии пленок хрома на отдельных этапах лазерной записи. Анализируются основные механизмы записи „скрытого“ изображения. Предложена методика оценки разрешающей способности термохимического метода записи.
На представленном материале кратко отраженны основные этапы продвижение технологии , а так же физико-технические и экономические показатели получаемого пеностеклокерамического строительного материала. На слайдах не отражены аспекты военно-прикладного применения технологи и материала. Более детальная информация будет представлена в презентационных материалах и в бизнес плане.
Особенности внедрения технологических инновацийITMO University
В настоящей статье определяется понятие технологической инновации. Отмечается появление нового формата фирм, широко применяющих ресурсосберегающие технологии. Приводятся показатели и ориентиры научного и инновационного развития в области технологических инноваций.
ФОРМИРОВАНИЕ ЗАЩИТНЫХ НАНОРАЗМЕРНЫХ ПОКРЫТИЙ НА ОСНОВЕ Al2O3 (Al2O3-AlF3) НА ...ITMO University
Описано формирование защитных наноразмерных (толщина 10–15 нм) покрытий из Al2O3 (Al2O3-AlF3) на поверхности стекол с использованием водных и водно-спиртовых растворов нитрата алюминия. Исследовано влияние концентрации, рН растворов и толщины покрытий на их структуру и спектральные свойства.
Рассмотрена проблема водонепроницаемости бетона. Проведен сравнительный анализ
гидроизоляционных составов проникающего действия. Проведен рентгенографический анализ
гидроизоляционных смесей, определен химический состав. Определены кинетики усадок цементно-
песчаного раствора и гидроизолирующего слоя.
На основе фундаментальных положений коллоидной химии и физико-химической механики дисперсных систем выполнено теоретическое обоснование повышения ранней прочности бетона за счет применения оптимального состава с комплексной добавкой суперпластификатора и ускорителя твердения. Установлены закономерности влияния комплексной добавки на первичную структуру цементного камня и характер контактов между продуктами гидратации цемента
Новаков И.А., Рахимова Н.А., Краснов А.П., Афоничева О.В., Баженова В.Б.
Волгоградский государственный технический университет, Волгоград
Институт элементоорганических соединений им. Н.А.Несмеянова РАН, Москва
Исследование трибохимических свойств материалов из ПКА, модифицированных микродопированием полифторированных соединений
Проведены эксперименты по повышению прочности при сжатии и при изгибе бетона вводом наночастиц SiO2. Наночастицы SiO2 в виде стабильных водных золей получали из гидротермальных растворов c помощью ультрафильтрационного мембранного концентрирования. Наночастицы SiO2 с размерами частиц 10-100 нм, удельной поверхностью 60-500 м2/г вводили в в систему цемент-песок-вода после перемешивания с водой затворения в количестве от 0,01 до 0,3 масс.% по цементу. Для гомогенного распределения наноча-стиц SiO2 использовали суперпластификатор в количестве 0,8-1,0 масс. % по цементу. Для приготовления бетона применяли ускоренную высокотемпературную технологию твердения. Прочность бетона при сжатии и при изгибе измеряли в зависимости от массового процента нанодобавки. Установлено значительное влияние комплексной добавки – нанокремнезем в паре с суперпластификатором на плотность, конечные проч-ности при сжатии и при изгибе твердых образцов.
Содержатся результаты исследований с использованием микроскропического оборудования условий протекания процессов гидратации в древесно-композиционных материалах, в которых в качестве связующего используется цемент. Проведен анализ материалов, характеризующих процесс твердения цемента и взаимное влияние цемента и древесины, который позволяет наметить подходы к выбору оптимального состава компонентов опилкоцементного материала.
Similar to ВЛИЯНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ НАНЕСЕНИЯ НА СВОЙСТВА НАНОПЛЕНОК СИСТЕМЫ Bi2O3-TiO2-Fe2O3 (20)
МЕТОД ПОВЫШЕНИЯ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКОГО ГИДРОФОНАITMO University
Рассмотрен один из методов повышения чувствительности волоконно-оптического гидрофона путем формирования покрытий на чувствительной части волокна. Представлены результаты измерений чувствительности для некоторых типов покрытий. Экспериментальные результаты показали, что с помощью специальных покрытий можно достичь увеличения чувствительности на 25–30 дБ по сравнению с волокном в стандартном полиакрилатном покрытии.
МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ И СВОЙСТВА СЛОЕВ НА ОСНОВЕ АМОРФНОГО УГЛЕРОДА, ОРИЕНТИРУЮЩИ...ITMO University
Представлен обзор работ, посвященных исследованиям слоев на основе аморфного углерода, ориентирующих жидкие кристаллы. Рассматриваются бесконтактные способы создания анизотропии поверхности алмазоподобных и полимероподобных слоев аморфного углерода с помощью пучков ионов и плазмы, а также ультрафиолетового излучения. Анализируется влияние условий обработки поверхности таких слоев на характер ориентации и начальный угол наклона директора нематического жидкого кристалла, а также оптические и динамические свойства устройств на их основе.
ПРИМЕНЕНИЕ ДИСКРЕТНОГО КОСИНУСНОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ДЛЯ ПОСТРОЕНИЯ ГОЛОГРАММЫ ...ITMO University
Показаны возможность применения и преимущества дискретного косинусного преобразования для встраивания и восстановления скрытых водяных знаков. Установлено, что метод построения голограммы на основе дискретного косинусного преобразования обеспечивает расширение динамического диапазона и сокращает избыточность при восстановлении изображения водяного знака по сравнению с изображением, восстанавливаемым по методике, основанной на преобразовании Фурье.
ПОГРЕШНОСТИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ И УСТАНОВКИ ОТРАЖАТЕЛЬНЫХ ПРИЗМITMO University
Проведен анализ влияния на положение базовой линии (оптической оси) погрешностей изготовления и базирования при сборке отражательных призм. Получено выражение закона преломления в матричной форме, позволившее в результате простого и наглядного вывода получить инвариант декомпланарности. Применив его последовательно к каждой из поверхностей призмы, после последней поверхности получим отклонение выходящего из призмы луча от плоскости главного сечения в виде функции от отклонений нормалей ко всем поверхностям призмы от ее главного сечения, т. е. от декомпланарности нормалей к поверхностям призмы.
СПЕКТРОСКОПИЧЕСКОЕ И ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ТЯЖЕЛОЙ ВОДЫITMO University
Проведено спектроскопическое и термодинамическое исследование тяжелой воды с целью организации корректного изотопного анализа. Проанализирована зависимость натурального показателя поглощения тяжелой воды α(ν) от ее концентрации. Показано, что в общем случае эта зависимость имеет квадратичный характер с точностью до 0,1 ат.%, а при содержании в тяжелой воде одного из изотопов водорода H или D менее 1 ат.% эта зависимость становится линейной. На основе проведенного анализа экспериментально получены зависимости α(ν) от концентрации тяжелой воды, которые имеют ожидаемый вид.
Рассматриваются особенности экспериментального определения количественных и статистических характеристик виртуальных социальных сообществ в сети Интернет.
Рассмотрены основные проблемы конструирования и изготовления многослойных систем, предназначенных для формирования энергетических характеристик оптических элементов и волнового фронта прошедшего и отраженного излучения.
МЕТОД ДИАГНОСТИКИ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ АКТИВНОСТИ ТКАНЕЙ И ОРГАНОВ БИООБЪЕКТОВITMO University
Для исследования функциональной активности тканей и органов биообъектов предлагается неинвазивный метод ближнепольного высокочастотного зондирования. Рассмотрены физико-биологические основы метода и представлен изме- рительный комплекс для его реализации в клинических условиях. В качестве иллюстрации возможностей метода приведены результаты определения функциональной активности ростковых зон костей у подростков и детей.
КОЛИЧЕСТВЕННАЯ ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ИЗОБРАЖЕНИЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МЕТОДОВ НЕЧЕТКОЙ ...ITMO University
Рассматриваются пути улучшения и оценки качества изображения методами нечеткой логики, в частности, с помощью известного способа определения границ объекта.
АЛГЕБРАИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЛНОГО МНОЖЕСТВА ПРОСТЫХ РАЗРЕЗОВ В ДВУХПОЛ...ITMO University
Рассматривается задача поиска простых разрезов в двухполюсных структурно-сложных сетях. В основу предлагаемого метода положена алгебраическая модель сети, базирующаяся на алгебре кубических комплексов. Это позволяет предложить эффективную с точки зрения трудоемкости процедуру определения полного множества простых разрезов.
РЕКУРРЕНТНОЕ СИСТЕМАТИЧЕСКОЕ ПОМЕХОЗАЩИТНОЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЕ КОДОВ: ВОЗМОЖНОСТИ...ITMO University
Рассматривается проблема формирования матричных компонентов векторноматричного описания двоичных динамических систем помехозащитного преобразования кодов. Показано, что базис представления матричных компонентов зависит от проверочной и образующей матриц помехозащищенного кода, а также от его образующего модулярного многочлена.
2. 83“Оптический журнал”, 78, 2, 2011
Ti(OR)4 + 4Н2О = Ti(OH)4+4ROH.
Растворителем являлся 96% технический
этанол. Суммарное массовое содержание плен-
кообразующих оксидов Bi2O3 + Fe2O3 + TiO2
(по синтезу) равнялось 2, 2,5% или 5%. После
нанесения покрытие закрепляли на подлож-
ке путем термообработки в печи с силитовыми
нагревателями при заданном и строго фиксиро-
ванном температурно-временном режиме, точ-
ность регулировки температуры в печи ± 2 °С.
Полученное изделие называется композитом.
Принятые технологические режимы обеспечи-
вали толщину покрытия от 30 до 50 нм.
Показатель преломления пленки определя-
ли методом эллипсометрии, коэффициент от-
ражения – с помощью спектрофотометра, снаб-
женного приставкой для измерения зеркаль-
ного отражения, микротвердость – методом
вдавливания алмазной пирамиды. Диффузи-
онные явления на границе раздела покрытие–
подложка исследовали методом вторичной ион-
ной масс-спектроскопии, микроструктуру на-
нопленки – методом электронной микроскопии
и фазовые превращения в наноматериале – ме-
тодом рентгенофазового анализа (РФА).
В таблице приведены режимы получения
композита стекло–пленка, указаны техноло-
гические параметры, свойства и представлены
микрофотографии, демонстрирующие измене-
ние микроструктуры нанопокрытия.
Очевидно, влияние состава сырья в нанотех-
нологиях выражено неизмеримо больше, неже-
ли в традиционных (режим 1 и 2). Замена ТЭТ
на ТБТ коренным образом изменила структуру
нанопленки, сделав ее более однородной и регу-
лярной. Это положительно отразилось на физи-
ческих и механических свойствах композита.
Отметим, что при этом изменяются не толь-
ко форма и размер структурообразующих эле-
ментов, но, вероятно, и их качественный и ко-
личественный фазовый состав. В пользу этого
свидетельствуют результаты РФА порошков,
полученных в идентичных условиях из золей
1 и 2, соответственно (усл. ед.): BiOCl – 78,
FeCl2·4H2O – 9 и BiOCl – 66, FeOCl2 – 32, TiO2 –
следы.
Температура обжига композита с целью за-
крепления пленки влияет весьма неоднозначно
(режимы 2–4): достаточно хаотичная структу-
ра при 350 °С сменяется четко выраженной,
жгутообразной при 450 °С и трансформирует-
ся в регулярную зернистую при 550 °С. Можно
предположить, что неравновесные нанопленки
в известной мере подчиняются законам, рас-
пространяющимся на макро- и микросреды,
получаемые в равновесных условиях, ког-
да структура и свойства материала во многом
определяются составом его фаз, а состав, в свою
очередь, тесно связан с диаграммой равновесия
соответствующей системы. Пока эти процессы
неизвестны, точно прогнозировать изменение
показателя преломления нанопленок не пред-
ставляется возможным.
В рассмотренном случае значение n понижа-
ется при изменении температуры в последова-
тельности перехода 350–550–450 °С. Рост коэф-
фициента отражения (в рамках работы рассмо-
трена зеркальная составляющая) наблюдается
при переходе 450–350–550 °С и достаточно хо-
рошо связан с усилением регулярности микро-
структуры и уменьшением размера структур-
ных единиц в покрытии.
Режимы 6–8 в целом призваны прокоммен-
тировать ту же проблему влияния термообра-
ботки на свойства нанопленок. Как и в преды-
дущем случае, микроструктура и свойства из-
меняются неоднозначно, однако, как демон-
стрируют позиции 6–8, эти трансформации
связаны не только с температурой (и предпо-
ложительно диаграммой состояния оксидной
системы, в которой получена пленка), но также
проникновением компонентов из материала
подложки (листовое натрий-кальций-силикат-
ное стекло), на которую нанесена пленка.
Сокращение длительности температурного
воздействия (позиции 8 и 9) улучшают одно-
родность микроструктуры нанопленки как ми-
нимум по причине снижения концентрации
чужеродных компонентов, проникающих из
подложки. Не последнюю роль может играть
также и сам факт уменьшения продолжитель-
ности обжига, особенно если температура близ-
ка к температуре кристаллизации конкретного
состава. В позициях 8 и 9 незначительное улуч-
шение физических и механических свойств
композитов является следствием усиления од-
нородности структуры нанопленки. Идентичная
закономерность обнаружена и в позициях 2–4
в отношении коэффициента отражения.
Длительность хранения золей перед нанесе-
нием на подложку ощутима и не всегда поло-
жительно влияет на микроструктуру и свойства
композитов (позиции 2 и 5). Причина, на взгляд
авторов, связана с астабилизацией раствора и
фазовыми изменениями в нем. Подтверждени-
ем служат результаты РФА порошков, полу-
ченных в идентичных условиях из золей 2 и 5,
3. 84 “Оптический журнал”, 78, 2, 2011
Условия синтеза и свойства нанопленок
№
Алкоксид
титана
Скоростьнанесения,
мм/с
Суммарное
содержаниеоксидов
взоле,масс.%
Возрастзоля,сут
Режим
термообработки,
температура,°С,
продолжительность,
мин
(Na2O+CaO+SiO2)
впленке,мол%
Свойства
Микрофотографии
n R,% Н, МПа
1 ТЭТ 1 2,5 2 450–30 — 2,130 32,1 6376
2 ТБТ то же то же то же то же — 2,175 35,0 6724
3 то же то же то же то же 350–30 — 2,090 39,7 —
4 то же то же то же то же 550–30 — 2,155 40,7 6662
5 то же то же то же 10 450–30 — 2,040 32,7 6976
6 ТЭТ то же то же 2 350–60 32,7 2,055 29,7 6606
7 то же то же то же то же 450-60 21,3 2,185 35,4 6648
4. 85“Оптический журнал”, 78, 2, 2011
соответственно (усл. ед.): BiOCl – 66, FeOCl2 –
32, TiO2 – следы и BiOСl – 56, TiO2 – следы.
Одновременно золь, хранившийся 10 суток
(позиция 5), при нанесении формирует на-
нопленку с “размытой”, менее четкой микро-
структурой, нежели обнаруживается в покры-
тии, полученном из идентичного по составу рас-
твора, хранившегося 2 суток (позиция 2). Это
способствует ухудшению оптических свойств.
Однозначное ухудшение микроструктуры
нанопленки с ростом концентрации наносимо-
го золя (позиции 10 и 11) хорошо коррелирует
со снижением показателя преломления и коэф-
фициента отражения композита.
№
Алкоксид
титана
Скоростьнанесения,
мм/с
Суммарное
содержаниеоксидов
взоле,масс.%
Возрастзоля,сут
Режим
термообработки,
температура,°С,
продолжительность,
мин
(Na2O+CaO+SiO2)
впленке,мол%
Свойства
Микрофотографии
n R,% Н, МПа
8 то же то же то же то же 550–60 17,5 2,105 33,3 6320
9 то же то же то же то же 550–30 15,2 2,100 33,7 6942
10 то же 6 2 то же 450–30 — 2,230 40,9 7307
11 то же 6 5 то же то же — 2,060 34,2 6556
Продолжение таблицы
Изложенный в настоящей статье матери-
ал в достаточной мере подтверждает высокую
чувствительность свойств нанопокрытий к тех-
нологическим параметрам при их изготовле-
нии, поскольку критерием воспроизводимости
свойств является стабилизация монодисперсно-
сти кластеров, ответственная за “консервацию”
структуры покрытий.
Необходимость стабилизации этих параме-
тров очевидна, однако остаются открытыми
вопросы, связанные с установлением допусков
колебаний температуры, продолжительности
процесса обжига композита, основного и при-
месного состава подложки и исходных мате-
5. 86 “Оптический журнал”, 78, 2, 2011
риалов для приготовления растворов, а также
шероховатости поверхности подложки, состава
атмосферы, в которой происходит процесс нане-
сения пленки и обжига композита, влажности
и атмосферного давления окружающей среды.
ЛИТЕРАТУРА
1. Каманина Н.В., Васильев П.Я., Студенов В.И.,
Усанов Ю.Е. Упрочнение прозрачных проводя-
щих покрытий и “мягких” материалов ИК ди-
апазона спектра при применении нанотехноло-
гии // Оптический журнал. 2008. Т. 75. № 1.
С. 83–84.
2. Дукельский К.В., Евстропьев С.К. Формирование
наноразмерных MgO-покрытий на поверхности
стекла // Оптический журнал. 2010. Т. 77. № 1.
С. 58–64.
3. Глезер А.М. Аморфные и нанокристаллические
структуры: сходства, различия, взаимные пере-
ходы // Рос. хим. ж. (Ж. Рос. хим. об-ва им.
Д.И. Менделеева). 2002. Т. XLVI. № 5. С. 57–63.
4. Физико-химические основы производства оптиче-
ского стекла. Под ред. Демкиной Л.И. Л.: Химия,
1976. 455 с.
5. Аткарская А.Б., Борулько В.И., Гойхман В.Ю.
Теплоотражающее покрытие для стекла // А.с.
№1799856. Бюл. изобр. 1993. № 9. С. 157.
6. Аткарская А.Б., Киян В.И. Причины, влияющие
на свойства золь-гель пленок // Стекло и керами-
ка. 1999. № 10. С. 26–29.