Возможные комплексные компоненты состояний наноразмерного (nnn) класса детерминистических модулярных структур нанокомпозитов

Тип работы:
Реферат
Предмет:
Общие и комплексные проблемы естественных и точных наук


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

УДК 548. 3:669. 018
ВОЗМОЖНЫЕ КОМПЛЕКСНЫЕ КОМПОНЕНТЫ СОСТОЯНИЙ НАНОРАЗМЕРНОГО (NNN) КЛАССА ДЕТЕРМИНИСТИЧЕСКИХ МОДУЛЯРНЫХ СТРУКТУР НАНОКОМПОЗИТОВ
Дерлугян П. Д., Иванова И. В., Иванов В. В., Шишка В. Г.
ФГУП ОКТБ «ОРИОН», Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) им. М. И. Платова, Новочеркасск, е-mail: valivanov11@mail. ru
Обсуждаются возможные комплексные компоненты состояний наноразмерного (n n n) класса детерминистических модулярных структур нанокомпозитов.
Ключевые слова: структурное состояние, наноструктура, наночастица, композиционный материал
POSSIBLE COMPLEX COMPONENTS OF THE STATES OF THE NANODIMENSIONAL (NNN) CLASS FOR DETERMINISTIC MODULAR STRUCTURES OF NANOCOMPOSITES Derlugian P.D., Ivanova I.V., Ivanov V.V., Shishka V.G.
FGUE SDTU «ORION», Platov South-Russian state polytechnic university (Novocherkasskpolytechnic institute), Novocherkassk, е-mail: valivanov11@mail. ru
The possible complex components of the states of nanodimensional (n n n) class for deterministic modular structures of nanocomposites were discussed.
Keywords: structural state, nanostructure, nanoparticle, compositional material
В случае фазово-разупорядоченного состояния ультрадисперсных компонентов системы может проявляться эффект синергизма — отклонение свойства материала от величины, которая может быть получена по аддитивной схеме с учетом индивидуальных характеристик фаз [1−4]. В соответствии с моделью «концентрационной волны» [4] трибологические свойства композитов определяются размерным и наноструктурным факторами. Экспериментально установлено [5−17], что для композитов разного фазового состава наноструктурный параметр принимает значения в интервале от 0,03 до 0,17 и характеризует объемную долю наноча-стиц фаз твердых компонент трибосопря-женных поверхностей.
Будем считать, что в общем случае состояния детерминистических модулярных структур определяются возможными кристаллическими г, наноразмерными п и фрактальными f компонентами. Множество вероятных структурных Ш состояний детерминистических модулярных структур композитов включает три основные состояния (гг = г, пп = п, ^ = ?) и три пары из сопряженных состояний (гп и п гг и пг и Возможные пространственные компоненты структурных состояний поверхности проанализированы в работе [18]. Сформулированы принципы формирования возможных
структурных состояний из наноразмерных компонент с учетом свойств множества соответствующих нанообъектов [19]. Проанализированы размерные характеристики возможных состояний многокомпонентных структур, включающих наноразмерную компоненту, и их влияние на свойства системы [20, 21].
Из десяти классов вероятных структурных состояний класс (п п п)) характеризует возможные структурные состояния, включающие в себя в основном только нанораз-мерную компоненту.
Симметрия структур Rnnn3 может описываться пространственными G33 слоевыми G32, стержневыми G31 точечными G30 группами [22, 23]. Перечислим возможные виды состояний наноразмерного класса (п п п) и приведем сопряженные им (*) состояния.
1) (п п п) — 3D-наночастица, (п п п)* = (п п п),
2) (п п пг) — 3D-нанообъект из Ш-фраг-мента структуры, (п п пг)* = (п п гп),
3) (п п пг) — 3D-нанообъект из Ш локального фрактала, (п п пг)* = (п п
4) (п пг п) — 3D- нанообъект из 2D на-нофрагментов структуры, (п пг пг)* = (п гп гп),
5) (п пг пг) — 3D-нанообъект из Ш-фраг-мента структуры и 1D локального фрактала, (п пг п)* = (п гп
6) (п п пг) — 3D-нанообъект из 2D локальных фракталов, (п пг пг)* = (п ^
14
¦ TECHNICAL SCIENCES ¦
7) (п. пг пг) — 3D-нанообъект из 3D-нано-фрагментов структуры, (п. п.)* = (гп гп),
8) (пг пг п.) — 3D-нанообъект из 2D-нано-фрагменга структуры и Ш локального фрактала, (п. п nf)* = (гп гп у,
9) (пг п. п.) — 3D-нанообъект из Ш-нано-фрагмента структуры и 2D локального фрактала, (пг п. nf)* = (гп. .).
10) (п. п. п.) — 3D локальный фрактал, (п. п.п.)* =. f О.
I V 4 п п п
Условный размерный параметр D для каждого структурного состояния может быть представлен следующим образом: D = а D (г) + df D (f) + dn D (n), где ^ df и dn -количества соответствующих компонент одного сорта. Условный размерный параметр для кристаллической компоненты D (г) = 1, для фрактальной компоненты он полностью совпадает с фрактальной размерностью: D (f) = DimRf = Dim (GenRf) & lt- 1, для наноразмерной компоненты D (n) = (& lt-п>-/ по) & lt- 1, если средний размер нанообъекта & lt-п>- & lt- по = 100 нм и D (n) = 1, если & lt-п>- & gt- по.
Пример. Определим размерный параметр для состояния (пг п. п.), характеризующего 3D-нанообъект из Ш-нанофрагмента структуры и 2D локального фрактала. Сопряженным с ним является состояние (гп. .), представляющее собой 3D структуру из Ш нанофрагмента структуры и 2D локального фрактала. С учетом разложения (пг п. п.) = 1/6 [3(п п п) + (г г г) + 2(1 II)] окон-
чательно получим D = 1/6 [9(& lt-п>-/по) + 3 + DimGenRfff1 + DimGenRfff2]. Отметим, что для сопряженного структурного состояния (пг п. п.)* = (гп. размерный параметр идентичен.
Предположим, что если компоненты структурных состояний — пространствен-
ные, то на свойство
влияет отклонение
условного размерного параметра D от мерности пространства а, т. е. величина |а-0|. Формально можно рассматривать два вида зависимостей: SD = Sd (1 + K|d-D|) и 1п^/ = K|d-D|, где коэффициент пропорциональности К обусловлен как характеристиками структурного состояния, так и характеристиками пространства, в котором существует система с данным состоянием. При расчете размерных параметров структурных состояний для отдельных компонент использовали следующие условные значения: D (г) = 1, D (f1) = D (f2) = D (f3) = 0,5, D (n1) = D (n2) = D (n3) = 0,1. Вторая зависимость от размерного параметра — экспоненциальная SD = Sd exp (K|d-D|) и является более сильной по сравнению с первой (рисунок, а). На величину |а-0| существенно влияют значения компонент D (f) и D (n1). В частности, влияние величины нанораз-мерной компоненты D (n) на условный размерный параметр D для каждого из десяти структурных состояний класса (п п п) показано на рисуноке, б.
а)
б)
Влияние условного размерного параметра D структурного состояния детерминистических модулярных структур на свойства систем по зависимостям вида SD = Sd (1 + Kd-D) (а-1) и SD = Sdехр (К^^) (а-2). Влияние величины наноразмерной компоненты D (n) на условный размерный параметр D десяти структурных состояний класса (п п п) (б)
MODERN HIGH TECHNOLOGIES № 1, 2015
Представления о возможном влиянии комплексного состояния композитов, обусловленного как кристаллическими фазами, так и распределенными определенным образом наночастицами некоторых из этих фаз были использованы при целенаправленном поиске и интерпретации трибологических свойств поверхности композиционных материалов и покрытий на основе жидкого стекла [10−12], систем Ni-P [1−4, 13−17] и Ni-B [5−9]. Основные характеристики некоторых вероятных на-нообъектов на поверхности указанных выше нанокомпозитов, обладающих антифрикционными свойствами, представлены в работах [24−36].
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Иванов В. В., Щербаков И. Н. Моделирование композиционных никель-фосфорных покрытий с антифрикционными свойствами. — Ростов н/Д: Изд-во журн. «Изв. вузов. Сев. -Кавк. регион», 2008. — 112 с.
2. Иванов В. В., Щербаков И. Н. // Изв. вузов. Сев. -Кавк. регион. Техн. науки. — 2008. — № 3. — С. 113−115.
3. Иванов В. В., Щербаков И. Н. // Изв. вузов. Сев. -Кавк. регион. Техн. науки. — 2008. — № 4. — С. 116−118.
4. Щербаков И. Н., Иванов В. В., Логинов В. Т. и др. Химическое наноконструирование композицонных материалов и покрытий с антифрикционными свойствами. Ростов н/Д: Изд-во журн. «Изв. вузов. Сев. -Кавк. регион. Техн. науки», 2011. — 132 с.
5. Иванов В. В., Арзуманова А. В., Иванов А. В., Балакай
B.И. // Журн. прикладной химии, 2006. — Т. 79. — Вып.4. -
C. 619−621.
6. Иванов В. В., Курнакова Н. Ю., Арзуманова А. В, и др. // Журн. прикладной химии, 2008. — Т. 81. — Вып. 12. -С. 2059−2061.
7. Балакай В. И., Сметанкин Г. П., Иванов В. В., Балакай И. В. // Вестник ВЭлНИИ, 2009. — Вып.1 (57). — С. 32−41.
8. Иванов В. В., Арзуманова А. В., Балакай И. В., Балакай В. И. // Журн. прикладной химии, 2009. — Т. 82. -Вып. 5. — С. 797−802.
9. Балакай В. И., Сметанкин Г. П., Иванов В. В., Мурзен-ко К.В. // Вестник ВЭлНИИ, 2013. — Вып.2 (66). — С. 121−128.
10. Иванов В. В., Башкиров О. М., Марченко С. И. и др. // Изв. вузов. Сев. -Кавк. регион. Техн. науки. — Спецвыпуск. Композиционные материалы. — 2005. — С. 15−17.
11. Иванов В. В., Марченко С. И. // Научная мысль Кавказа. — Спецвыпуск, 2006. — С. 87−89.
12. Иванов В. В., Щербаков И. Н., Иванов А. В. // Изв. вузов. Сев. -Кавк. регион. Техн. науки. — 2010. — № 1. — С. 84−87.
13. Иванов В. В., Щербаков И. Н. // Изв. вузов. Сев. -Кавк. регион. Техн. науки. — 2010. — № 5. — С. 72−75.
14. Иванов В. В., Щербаков И. Н. // Изв. вузов. Сев. -Кавк. регион. Техн. науки. — 2010. — № 6. — С. 79−82.
15. Иванов В. В., Щербаков И. Н. // Изв. вузов. Сев. -Кавк. регион. Техн. науки. — 2011. — № 3. — С. 54−57.
16. Иванов В. В., Щербаков И. Н. // Изв. вузов. Сев. -Кавк. регион. Техн. науки. — 2011. — № 5. — С. 47−50.
17. Щербаков И. Н., Попов С. В. Иванов В.В. // Междунар. науч. -иссл. журнал. — 2014. — № 3(22). — Часть 2. — C. 21−22.
18. Иванов В. В. // Успехи соврем. естествознания. -2014. — № .7. — С. 126−128.
19. Иванов В. В. // Успехи соврем. естествознания. -2014. — № .7. — С. 96−99.
20. Иванов В. В. // Успехи соврем. естествознания. -2014. — № .7. — С. 121−123.
21. Иванов В. В. // Успехи соврем. естествознания. -2014. — № .7. — С. 124−125.
22. Заморзаев А. М. Теория простой и кратной антисимметрии. — Кишинев: Штиинца. 1976. — 283 с.
23. Иванов В. В. // Успехи соврем. естествознания. -2014. — № 7. — С. 93−95.
24. Иванов В. В. // Междунар. науч. -иссл. журнал. -2013. — № 8−1. — С. 65−66.
25. Иванов В. В. // Междунар. науч. -иссл. журнал. -2013. — № 8−1. — С. 70−71.
26. Иванов В. В. // Междунар. науч. -иссл. журнал. -2013. — № 8−1. — С. 72−73.
27. Дерлугян П. Д., Иванов В. В., Иванова И. В. и др. // Соврем. наукоемкие технологии. — 2013. — № 4. — С. 26−29.
28. Дерлугян П. Д., Иванов В. В., Иванова И. В. и др. // Соврем. наукоемкие технологии. — 2013. — № .4. — С. 30−33.
29. Дерлугян П. Д., Иванов В. В., Иванова И. В. и др. // Соврем. наукоемкие технологии. — 2013. — № 5. — С. 21−24.
30. Дерлугян П. Д., Иванов В. В., Иванова И. В. и др. // Соврем. наукоемкие технологии. — 2013. — № 5. — С. 25−28.
31. Иванов В. В. // Успехи соврем. естествознания. -2013. — № 7. — С. 82−84.
32. Иванов В. В. // Успехи соврем. естествознания. -2013. — № .7 — С. 85−87.
33. Иванов В. В. // Успехи соврем. естествознания. -2013. — № .8 — С. 131−133.
34. Иванов В. В. // Междунар. журнал прикладных и фундаментальных исследований. — 2013. — № 10(3). — С. 493.
35. Иванов В. В. // Междунар. журнал экспериментального образования, 2014. — № 4. — Part 2. — С. 58−59.
36. Иванов В. В. // Междунар. журнал экспериментального образования, 2014. — № 4. — Part 2. — С. 59−60.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой