авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 |

«СБОРНИК ТРУДОВ ПОБЕДИТЕЛЕЙ КОНКУРСА НА ЛУЧШУЮ НАУЧНУЮ РАБОТУ СТУДЕНТОВ И АСПИРАНТОВ ВГТУ Воронеж 2013 ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ...»

-- [ Страница 5 ] --

генераторами (низкочастотный – для воздействия на 17.02.2013).

птиц семейства врановых, среднечастотный – для всех 4. Авиасветотехника. Биоакустические остальных) и акустическими излучателями. системы отпугивания птиц // Авиасветотехника. 2012.

Управление системой может осуществляться в ручном URL: http:/aviasvet.ru/index.php?page=bas (дата и автоматическом режиме от инфракрасного датчика обращения: 17.02.2013).

движения [4]. 5. Авдюшина А.Е., Звягинцева А.В.

Можно выделить следующие недостатки Применение оптической системы локализации существующих систем отпугивания птиц, которые объектов природного происхождения в авиационной могут быть преодолены при нынешнем уровне орнитологии. Сборник материалов Всероссийской развития технических систем: научно-практической конференции «Военно 1. Практически все представленные системы воздушные силы – 100 лет на страже неба России:

отпугивания птиц представляют собой отдельные, не история, современное состояние и перспективы взаимодействующие друг с другом модули, развития».Воронеж: ВАИУ,2012. Ч.3.с.4-5.

реализующие один или несколько способов 6. Авдюшина А.Е., Звягинцева А.В.

воздействия на птиц. Оптическая система локализации объектов 2. Рассмотренные устройства требуют активного природного происхождения в авиационной участия оператора. Лишь небольшая их часть способна орнитологии. Сборник трудов победителей конкурса автоматически активироваться при обнаружении птиц, на лучшую научную работу студентов и аспирантов остальные должны быть запущены вручную. ВГТУ. Воронеж: ФГБОУ ВПО «ВГТУ». 2012 г. с.55 3. Практически во всех системах отсутствует 56.

полноценная автоматическая адаптация к условиям 7. Авдюшина А.Е., Звягинцева А.В. Способ работы. измерения координат природных объектов в 4. В представленных системах отсутствует распределенной системе видеонаблюдения. Заявка полноценная интеграция с другими службами 2012 150 000 от 22.11. аэропорта – например, метео- и диспетчерской.

УДК 621.391. СРАВНЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ СЖАТИЯ ДВУХМЕРНЫХ СИГНАЛОВ МЕТОДАМИ НА ОСНОВЕ ДИСКРЕТНОГО КОСИНУСНОГО И ВЕЙВЛЕТ ПРЕОБРАЗОВАНИЙ Студент группы РТ-091 Ступак Евгений Павлович Руководитель: д-р техн. наук, доц. Останков А.В.

В работе проводилось сравнение методов сжатия полутоновых изображений на основе дискретного косинусного и вейвлет-преобразований.

В настоящее время на практике для сжатия При сжатии в 25 раз (рис. 2) с помощью ВП сигналов используется большое число отчетливо наблюдается размытие контуров разнообразных способов. Среди методов сжатия футболиста и заднего фона. В случае ДКП-сжатия изображений с потерями достаточно известными проявляются элементы блочной структуры. Правое являются методы на основе дискретного изображение является более четким.

косинусного преобразования (ДКП) и вейвлет преобразования (ВП). Имеется ряд научных работ, в которых описаны специфические черты указанных методов сжатия, в том числе приводится сопоставление методов по качеству восстановленного изображения. Однако поскольку сравнение методов производится на конкретных примерах, а используемые критерии эффективности не стандартизованы и у разных авторов зачастую варьируются, выводы, полученные авторами известных исследований, могут быть в ряде случаев Рис. 2. Сжатие тестового изображения а в в определенном смысле оспорены или же, наоборот, раз дополнены новым материалом, подтверждающим сформулированные выводы.

Для сравнительной оценки эффективности Целью работы является сопоставление методов сжатия по выбранным критериям на рис. эффективности сжатия изображений с построены графики зависимости MSE и использованием ДКП и ВП. Объектом исследования от степени сжатия (cr). Отметим, что чем больше выступают полутоновые изображения, имеющие размеры 256256 и 512512 пикселей. Основным отношение сигнал-шум или меньше критерием оценивания качества восстановленного среднеквадратическое отклонение MSE, тем выше изображения является величина пикового качество восстановленного изображения.

отношения сигнал-шум ( ) с учетом системы визуального восприятия человека. В качестве второстепенного критерия используется среднеквадратическое отклонение по яркости (СКО или MSE).

Методика вычисления заданных критериев подробно изложена в [1], [2].

Начнем с анализа следующего изображения (рис. 1), имеющего размер 256256.

Рис. 3. Зависимости MSE и от степени сжатия тестового изображения а для ДКП (сплошная) и ВП (пунктир) Зависимость от степени сжатия для ВП располагается ниже, чем соответствующая зависимость для ДКП, т.е. качество восстановленного изображения в случае ВП – хуже.

Это подтверждается графиком MSE(cr).

В данном случае наиболее предпочтительным Рис 1. Тестовое изображение а (256256) является использование ДКП.

Обратим внимание на то, что значения Фотография имеет четкий передний фон и при увеличении степени сжатия размытый задний. Больших перепадов в уменьшаются по гиперболе, а значения MSE интенсивности цвета на ней не наблюдается.

возрастают вдоль линии, близкой к прямой. То есть, графике аналогичного эффекта нет. Поскольку пиковое отношение сигнал-шум в большей степени критерий является основным, то можно отражает динамику изменения качества утверждать, что для изображения б ДКП имеет восстановленного изображения. лучшие показатели, чем ВП при различных степенях Рассмотрим теперь изображение, которое сжатия.

имеет более резкие перепады по яркости цвета (рис. Определим насколько близки методы сжатия 4). применительно к рассмотренным изображениям а и б (рис. 7), для чего введем следующую зависимость:

где – зависимости при сжатии изображений с помощью ДКП и ВП соответственно.

Таким образом, чем выше значения, тем больше разница между методами сжатия для заданного изображения.

Рис. 4. Тестовое изображение б (512512) При сжатии вейвлетами фотографии города в 40 раз (рис. 5) сильно заметно размытие зданий на заднем плане и контуров объектов, почти не видно волн на воде. В случае использования ДКП просматриваются блоки, но в целом изображение сохраняет свою целостность.

Рис. 7. Зависимости для изображений а – «футбольный вратарь» (сплошная) и б – «город» (пунктир) Из рис. 7 видно, что для изображения б разница между ДКП и ВП больше. Очевидно, это связано с характером самого изображения, а именно с перепадами яркостей пикселей. Представленные на рис. 4 небоскребы имеют цвет, близкий к Рис. 5. Сжатие тестового изображения б в 40 черному, а общий фон – белый. Такая комбинация раз при сжатии вейвлетами приводит к размытию контуров зданий более заметному человеческому Графики критериев эффективности сжатия при глазу, чем для более монотонного изображения (рис.

разных значениях степени сжатия приведены на рис. 1), что снижает значения 6.

относительно значений.

Предварительно получаем, что вейвлет преобразованием лучше сжимать изображения с малыми колебаниями интенсивности цвета, так как эффект размытия менее заметен. Для ДКП - сжатия сложно визуально оценить, как влияет однотонность исходного изображения на качество восстановления, поэтому будем считать эти характеристики независимыми.

Рассмотрим три изображения (рис. 8) с Рис. 6. Зависимости критериев эффективности различными оттенками серого (черный, серый, сжатия изображения б от степени его сжатия для белый). В пределах каждого из них пиксели имеют ДКП (сплошная) и ВП (пунктир) близкие значения по яркости. Эти изображения будем считать однотонными.

Зависимости и вновь Из рис. 9 следует, что для изображений показывают превосходство ДКП над ВП по качеству «лошадь» и «розы» зависимость MSE(cr) для ВП восстановленного изображения. Правда, на графике находится ниже, чем соответствующая зависимость MSE имеется область (cr 50), в пределах которой для ДКП, а для фотографии «пустыня» они почти пунктирная линия располагается ниже сплошной, а совпадают.

значит, более выигрышным является использование ВП. Однако для той же области на соседнем Ниже представлены графики MSE для близко к ДКП-сжатию по качеству изображений на рис. 9. восстановленного изображения. При некоторых степенях сжатия наблюдается превосходство метода ВП над ДКП, о чем свидетельствуют отрицательные значения. По критерию MSE (рис. 9) изображения «лошадь» и «розы» лучше всего сжимать вейвлетами, а фотографию пустыни – ДКП.

По критерию (рис. 10) первые два изображения лучше сжимать ДКП, ВП лучше использовать лишь при некоторых степенях сжатия.

Рис. 8. Изображения «лошадь», «пустыня», Для изображения «пустыня» ДКП имеет небольшое «розы» (512512) преимущество при любом сжатии. Критерий более детально определяет, в каких случаях целесообразно использовать ВП, т.к. в его основу заложено зрительное восприятие человека.

Выбор метода сжатия по критерию MSE носит более грубый характер. Тем не менее, его использование возможно. Например, если характеристика MSE(cr) для ДКП находится заметно ниже соответствующей Рис. 9. MSE для однотонных изображений зависимости для ВП, то выбирать необходимо (ДКП – сплошная, ВП – пунктир) первый метод. Если эти характеристики почти совпадают или линия для ДКП немного выше, чем Рассмотрим теперь зависимости критерия линия для ВП, то вполне приемлем выбор ВП, так для тех же изображений (рис. 10).

как отличия по качеству восстановленного Из анализа левого графика («лошадь») на рис.

изображения между этими методами не столь 10 следует, что качество восстановленного велики. Для расчета значений MSE следует изображения для большинства степеней сжатия при проводить несложные вычисления. В свою очередь, ДКП выше, но ВП имеет лучшие показатели при для определения значений требуется большом сжатии. Для правого графика («розы») ВП целый алгоритм. Поэтому в ряде случае критерий лучше для половины степеней сжатия. Для MSE имеет преимущество при определении лучшего центрального графика («пустыня») ДКП метода сжатия.

превосходит ВП при любом сжатии.

Таким образом, на основе субъективной визуальной оценки, с помощью критериев и MSE установлено, что для рассмотренных тестовых изображений с оттенками серого, имеющих размеры 256256 и 512512, сжатие с помощью ДКП имеет лучшие результаты при восстановлении в большинстве случаев. Метод ВП из-за эффекта размытости почти не пригоден Рис. 10. Зависимости для для обработки изображений с резким изменением однотонных изображений (ДКП – сплошная, ВП яркости пикселей. Он существенно приближается к пунктир) ДКП только при сжатии изображений с малыми колебаниями интенсивности цвета и может, при Определим теперь разницу для необходимости, заменить его с незначительной рассматриваемых однотонных изображений (рис.

потерей качества. При больших степенях сжатия 11).

однотонных изображений, в некоторых случаях, ВП превосходит по качеству восстановления ДКП.

Также выявлено, что критерий MSE вполне неплохо согласуется с критерием и может использоваться для выбора метода сжатия.

Литература 1.Илюшкина Н. Применение новых критериев оценки качества изображений после их сжатия с потерями / Н. Илюшкина, М. Чобану // Современная электроника. – 2007. – №3. – С. 66-69.

Рис. 11. Зависимости для 2.Гонсалес Р. Цифровая обработка изображений в однотонных изображений («пустыня» – сплошная, среде Mathlab / Р. Гонсалес, Р. Вудс, С. Эддинс, - М.:

«лошадь» – пунктир, «розы» – точки) Техносфера, 2006. – 616 с.

Малые значения зависимостей на рис. 11 показывают, что ВП-сжатие достаточно УДК 532. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ МОДЕЛЕЙ ТУРБУЛЕНТНОСТИ ПРИ МОДЕЛИРОВАНИИ ТЕЧЕНИЯ ЖИДКОСТИ ЧЕРЕЗ НИТЕВИДНЫЕ МОНОКРИСТАЛЛЫ КРЕМНИЯ Аспирант кафедры РД Лазаренко Игорь Николаевич Студент группы РД-091 Зайцева Александра Владимировна Руководители: канд. техн. наук, ст.преп. Шматов Д.П., канд. техн. наук, ст.преп. Коновалов Д.А.

Данная работа посвящена сравнительному анализу моделей турбулентности при моделировании течения жидкости через нитевидные монокристаллы кремния. Предложено два варианта матрицы из нитевидных кристаллов кремния. Произведен анализ четырех моделей турбулентности и выбран ее наиболее предпочтительный вариант Одним из способов интенсификации (рис. 2, 3). Данные модели были созданы в теплопереноса является использование пористых и графическом пакете SolidWorks.

микроканальных теплообменных элементов.

Возможность создания пористых и микроканальных материалов с заданными свойствами, высокая интенсивность теплообмена между матрицей и охладителем делает такие элементы в ряде случаев незаменимыми.

Исследованию этого вопроса посвящено множество работ отечественных и зарубежных авторов, например [1].

Следует отметить, что на процесс теплопереноса оказывает непосредственное влияние не только конвективная составляющая, но и теплофизические свойства непосредственно теплоотводящего элемента, а также термическое Рис. 2. Модель области течения со сплошным сопротивление между «горячей» поверхностью и расположением теплоотводящих элементов охладителем. Одним из решений данной проблемы является использование микроканальных элементов на основе монокристаллов кремния Базовый макет варианта теплоотводящих элементов из нитевидных кристаллов кремния, выращенных на подложке полупроводника, представлен на рис. 1. В таком варианте элементы охлаждения образуют монолитную конструкцию вместе с тепловыделяющим элементом, при этом исключается термическое сопротивление, которое присутствует в варианте при раздельном исполнении теплообменника и тепловыделяющего элемента.

Рис.3. Модель области течения с зигзагообразным расположением теплоотводящих элементов При моделировании гидродинамики течения охладителя использовалось несколько моделей Рис. 1. Микроканальные теплоотводящие описания турбулентностей. Выбор нескольких элементы на основе матрицы нитевидных моделей для проведения расчетов обусловлен тем, монокристаллов кремния что в настоящее время остаются недостаточно исследованными процессы гидродинамики течения В материалах статьи рассмотрены два варианта охладителя в нано- и микромасштабах.

матриц со сплошным и зигзагообразным Для численного моделирования были расположением теплоотводящих элементов (шипов) применены 4 модели: 1) Модель прямого из нитевидных кристаллов кремния. На их основе численного моделирования Laminar, (DNS - Direct были созданы 2 модели области течения охладителя Numerical Simulation). Подразумевает полное через теплоотводящие элементы решение уравнений Навье – Стокса и уравнений неразрывности в зависимости от времени. На самом фундаментальном уровне DNS может использоваться для понимания структуры Таблица турбулентности. 2) Модель k. Относится к Наименование Потери давления модели в образце, Па модели с двумя дифференциальными уравнениями.

Laminar 6, Содержит уравнение переноса кинетической K-Epsilon 8, энергии турбулизации к и удельной скорости K-Omega 5, диссипации пульсаций. Данная модель используется SST (shear stress 5, преимущественно при моделировании transport) пристеночных течений и низких числах Рейнольдса.

3) Модель k. Также относится к модели с двумя В табл. 4 показаны значения максимальных дифференциальными уравнениями. Она основана на скоростей в области течения с зигзагообразным понятиях о реализации полностью развитых расположением теплоотводящих элементов.

турбулентных течений при больших числах Рейнольдса. 4) Двухслойная SST модель. Относится Таблица к модели с двумя дифференциальными Максимальная Наименование уравнениями. Учитывает в себе модели k и скорость модели в образце, м/с k. Данная модель обеспечивает плавный Laminar 0, переход от k модели в пристеночных областях к K-Epsilon 0, модели k вдали от твердых стенок [2, 3]. K-Omega 0, Было произведено решение поставленной SST (shear stress 0, задачи в программном комплексе ANSYS CFX с transport) применением четырех моделей турбулентности, и По полученным данным расчетов можно получены следующие результаты (табл. 1 – 4). сделать вывод о том, что с применением модели Результаты расчета потери давления в области турбулентности K-Epsilon получается результат течения со сплошным расположением отличный от других моделей, которые в свою очередь теплоотводящих элементов приведены в табл. 1. дают более близкие решения, о чем можно судить по значениям потерь давления в образцах (табл. 1, 3) Таблица 1 и максимальным значениям скоростей Наименование Потери давления (табл. 2, 4).

модели в образце, Па Laminar 278,568 Литература K-Epsilon 382,172 1. Резник С.В. Математическое обеспечение K-Omega 260,566 экспериментальных исследований теплообмена в SST (shear stress 258,414 пористых материалах тепловой защиты многоразовых transport) космических аппаратов / С.В. Резник, П.В. Просунцов, В.П. Тимошенко // Дисперсные потоки и пористые среды.

В табл. 2 показаны значения максимальных Интенсификация теплообмена: труды IV Рос. нац. конф.

скоростей в области течения со сплошным по теплообмену. М.: МЭИ, 2006. - Т. 6. С. 109-112.

2. Белов И.А. Моделирование турбулентных расположением теплоотводящих элементов.

течений: учеб. пособие И.А. Белов, С.А. Исаев // Балтийский государственный технический университет Таблица "Военмех", Типография БГТУ, Санкт-Петербург, 2001. Максимальная Наименование 106 с.

скорость модели 3. Морозов И.И. Введение в численные методы в образце, м/с вычислительной гидроаэродинамики: учеб. пособие И.И.

Laminar 0, Морозов, А.С. Ляскин // Издательство СГАУ, 2011. – K-Epsilon 0, 65 с.

K-Omega 0, SST (shear stress 0, transport) Результаты расчета потери давления в области течения с зигзагообразным расположением теплоотводящих элементов приведены в табл. 3.

УДК 316. СТУДЕНЧЕСКИЕ СТРОЙОТРЯДЫ – ФОРМА ОБЩЕСТВЕННОГО САМОУПРАВЛЕНИЯ Студент группы СТ-091 Малкина Анастасия Александровна Руководитель: ст. преп. Мирошникова А.В.

Стройотряды студентов как самодеятельные и самоуправляемые объединения молодежи получили развитие в советский период. С 2003 г. в РФ вновь создаются и действуют студенческие стройотряды История студенческих строительных отрядов залежных земель для развития сельского хозяйства.

началась в 1924 году. ВЦСПС, Наркомат труда и И именно в Казахстане, благодаря физическому просвещения совместно разработали инструкцию о факультету МГУ прошли жизненную проверку и прохождении практики студентов вузов в летнее получили дальнейшее широкое распространение время на промышленных предприятиях и в сельском способы организации, быта, идейно-политической, хозяйстве. Наркомат финансов включил в бюджет культурно- массовой работы и шефства статью расходов средств на проведение студенческих строительных отрядов над местным производственной практики студентов. В апреле населением. Это стало неотъемлемой частью 1925 года ЦК РКСМ обратился с призывом к учебной, воспитательной работы в высших учебных комсомольским организациям вузов об организации заведениях и важным фактором помощи экономике студентов во время летних каникул. В годы страны. Росла численность студенческих предвоенных пятилеток студенческие бригады строительных отрядов и в 1962 году был принят трудармейцев и синеблузников участвовали в первый Устав студенческих строительных отрядов.

коммунистических субботниках, в строительстве Его основы - это добровольность, самоуправление, Днепрогэса и Магнитки, оказывали помощь в сочетание хозяйственной деятельности с идейной организации пропагандистской, культурно- политической работой среди местного населения, массовой и санитарно-просветительной работы в строгая дисциплина. Опыт работы студентов на отдаленных деревнях. Студенты заготавливали лес в строительных площадках страны в составе Архангельской области, строили железную дорогу студенческих строительных отрядов показал, что Москва-Омск, московский метрополитен, собирали такая форма организации труда дает возможность средства для создания эскадрильи имени лучше использовать энтузиазм молодежи. Уже Пролетарского студенчества. летом 1962 года 9,5 тысяч юношей и девушек из 32 После Великой Отечественной войны, в годы х высших учебных заведений страны ударно полнейшей разрухи - студенческие строительные трудились на стройках целинного края. У отряды участвовали в восстановлении Ленинграда, студенческих строительных отрядов появилась Сталинграда. Донбасса, Днепрогэса и не только там. газета «Молодой целинник». Параллельно Была жизненно необходима помощь в студенческие строительные отряды организовывали восстановлении разрушенного войной народного пионерские лагеря для школьников.

хозяйства, так как в войну погибло очень много В 1963 году в составе студенческих именно мужского состава населения и в деревнях строительных бригад появились первые все держалось на плечах женщин и детей. Но специализированные отряды электриков, связистов, помощь носила эпизодический характер, не было монтажников, появилась инженерная служба и плана, отсутствовали договоры между медицинская.

студенческими отрядами и хозяйственными Расширяется география деятельности организациями. Студенческими строительными студенческих строительных отрядов. В 1965 году отрядами руководили преподаватели учебных это строительство объектов на газовых и нефтяных заведений, а студенты распределялись в разные месторождениях Западной Сибири, полуострова строительные бригады, так как в эти годы пока не Мангышлак, возведение Уфимского химического было студенческих отрядов с принципами завода, Салаватского нефтяного химического самоуправления. комбината, строили железные дороги Тайшет-Лена, Начало движения студенческих строительных Караганды-Караганы, газопроводы Бухара-Урал, отрядов связывают с работой студентов Абакан-Тайшет. Летом 1979 года строительные Московского Государственного Университета в студенческие отряды принимают участие в Казахстане. 13 октября 1958 года физический строительстве Байкало-Амурской Магистрали, на факультет МГУ на конференции комсомольской стройках в Приморье. А летом 1985 года организации принял решение попросить ЦК студенческие отряды строят вместе со страной ВЛКСМ предоставить объект для студенческой КАТЭК, Экибастуз. Благодаря участию стройки и разрешения установить шефство над студенческих отрядов в Таджикистане были совхозом «Ждановский» Северо-Казахстанской устранены последствия землетрясения. Были области. основаны новые города Усть-Илим и Братск.

В середине 50-х годов перед страной стояли Сейчас трудовые отряды необходимы как задачи быстрейшего поднятия целинных и воздух для молодых. Это реальная альтернатива потребительскому отношению к жизни, которое самоуправления учащихся и вид молодежного навязывается умышленно средствами информации и трудового коллектива оправдали себя в полной противостоять, которой может далеко не каждый мере, обеспечивая формирование разносторонней молодой человек. Какую же нишу займут в личности будущего специалиста, ответственного за экономике страны вновь возрожденные свои поступки и владеющего навыками, студенческие строительные отряды? Пока в хозяйственной и управленческой деятельности.

экономике нашей страны есть нужда в 9 июля 2003 года, в Москве состоялась неквалифицированной рабочей силе, а студенты и заседание Правительственной комиссии по делам есть временные рабочие. Остается только надеяться, молоджи «О государственной поддержке что современные организаторы студенческих студенчества и студенческих отрядов», на котором строительных отрядов смогут вместе с нашей был создан Межведомственный координационный современной молодежью стать достойными совет под председательством, заместителя министра продолжателями инициатив своих отцов, а это Министерства образования России Юрия значит, что какая-то часть молодежи не будет Коврижных.

включена в мутный поток асоциальной С 27 по 28 ноября 2003 года, в Екатеринбурге деятельности. Посредством участия в деятельности прошел первый Всероссийский слт Российских студенческих строительных отрядов энергия студенческих отрядов.

молодежи будет направлена в нужное созидательное 6 сентября 2007 года губернатор русло на благо нашего общества и будущего нашей Красноярского края Александр Хлопонин открыл страны. Правда, сейчас движение студенческих молоджный лагерь «ТИМ Бирюса», на котором строительных отрядов имеет низкий уровень прошел Всероссийский слт «Российских координации интеграции, ограничен числом студенческих отрядов», с этого времени лагерь стал участников, нет единой системы управления на ежегодной летней образовательной площадкой для федеральном уровне, но есть в их деятельности РСО.

отдельные эффективно действующие системы В апреле 2009 году «Российские студенческие управления регионального и местного уровня. отряды» совместно с партийным движением Движение состоит из совокупности студенческих «Молодая гвардия Единой России» запустили отрядов, создаваемых по инициативе или граждан – совместный проект «Яростный стройотряд» для это автономные отряды, или различных организаций участия студентов, в строительстве объектов зимних – это базовые отряды. Создаются и те и другие Олимпийских игр Сочи 2014. Проект не имел студенческие отряды с целью общественного всеохватывающий характер в Молодой гвардии, ряд воспитания, формирования гражданственности, местных отделений из-за отсутствия средств, не патриотизма у молодежи, реализации социальных и участвовали в проекте. Некоторые отделения МГЕР трудовых инициатив студенчества, приобретения ограничились реализацией проекта в рамках своего молодыми людьми навыков профессиональной региона.

трудовой и управленческой деятельности, В 2009 году, в студенческих отрядах приняло содействия развитию студентов как личностей и участие 230 тысяч человек, что не сравнимо меньше процессам трудовой и социальной адаптации чем в СССР 900 тысяч.

молодежи. Приоритеты деятельности студенческих 7 апреля 2012 года, в Астрахани в САФУ отрядов определяются насущными задачами состоялся общероссийский слт комиссаров развития общества на каждом его этапе. Для региональных штабов РСО, на котором были современного периода таким приоритетом является внесены поправки к деятельности РСО на местах.

деятельность педагогических отрядов и отрядов В РФ форма молодежного самоуправления спасателей. Сейчас студенческие строительные студенческие строительные отряды успешно отряды принимают участие в реализации развивается.

национальных проектов «Доступное жилье», «Развитие АПК», в программах «Росатома», Литература строительстве российских железных дорог.

1. История РСО. СПб., Молодежь трудится на строительных объектах 2. ССО: стройка, студенты, отряд. http//:mgshmso.ru Олимпиады в Сочи, на Ямале. Главное, что наконец-то начинают свое новое развитие студенческие отряды. И не важно, что их пока не очень много, и задействованы студенты не там, где хотелось бы. Студотряд как форма общественного УДК 621. УКВ КОЛЬЦЕВАЯ АНТЕННА ДЛЯ МОБИЛЬНОЙ СВЯЗИ Аспирант кафедры РЭУС Зотов Владислав Евгеньевич Руководитель: д-р техн. наук, Юдин В.И.

Анализируются результаты экспериментальных данных, полученных при испытании низкопрофильных кольцевых УКВ антенн. Проводится последовательная модернизация кольцевых антенн с получением характеристик не значительно хуже характеристик четырехметрового штыря. Измерены диаграммы направленности антенн в реальных полевых условиях, приведены основные параметры антенн склонялись к тому, что излучаемое кольцевой 1. Кольцевая антенна Бойера Первое упоминание об антенне кольцевого антенной электромагнитное поле есть сумма полей типа содержится в статье Бойера [1]. Автор статьи двух источников: поля вертикального штырька – приводит результаты экспериментальной проверки закоротки, по которому протекает большой ток, и работы нового типа антенны, которой он собирался поля, обусловленного круговым изгибом заменить четвертьволновый штырь. проводника. Причем, в отношении второго Как сообщалось, новая антенна представляет источника излучения мнения расходились: если собой проводник круглого сечения (1), согнутый в одни заявляли об излучении щели, образованной кольцо, рис 1. Кольцо устанавливалось с помощью кольцом и его «зеркальным» отражением в экране, изоляторов (3) над металлизированной землей (2) на то другие склонялись к излучения высших типов высоте h. Периметр кольца был равен длине волн, возбуждаемых на изгибе, как на непрерывно который оно заменяет, т.е. 0/4, высота подвеса над распределенной неоднородности.

экраном составляла 0,006 0 (0 длинна резонансной Ясность в этот вопрос внесла статья Буртона и волны). Один конец кольца в точке А соединялся с Кинга [2]. Авторы привели данные входного землей посредством металлического проводника (4), сопротивления и сопротивления излучения другой конец, т.е. Е, нагружался на переменную кольцевой антенны и сравнили их с емкость Сн. Возбуждение антенны осуществлялось в соответствующими параметрами прямолинейного точке В подсоединением центральной жилы горизонтального проводника. Кольцевая антенна коаксиального кабеля (5). рассматривалась Буртоном и Кингом как разновидность рамочной антенны, Показано, что распределение тока по разомкнутой антенне, расположенной над плоским экраном на высоте h0 и ее входное сопротивление незначительно отличается от соответствующих характеристик антенны в виде прямого проводника аналогичной длины.

До тех пор, пока выполняется условие h0, кривизна проводника оказывает малое влияние на характеристики антенны. Кроме этого, в статье Рис. 1 Кольцевая антенна по схеме Бойера Буртона и Кинга приводятся данные, показывающие, что ввиду малости h поверхностные Эксперимент показал, что такая антенна имеет токи, наведенные на экране, ограничиваются почти круговую диаграмму направленности в областью, края которой отстоят на 10h от проекции горизонтальной плоскости, однако коэффициент проводника на плоскость.

усиления ее ниже, чем у штыря 0/4 на 3 дБ. Действительно, ввиду больших размеров С понижением частоты коэффициент усиления кольца в горизонтальной плоскости, токи, (К.У.) постепенно падает, и при значении наведенные его полем на металлическом экране, охватывают значительную площадь. Если экран не усиление кольцевой антенны на 10 дБ плоский, а выпуклый, наведенные токи будут иметь хуже чем у 0/4 - штыря. Настройка кольца в на его отвесных стенках вертикальные проекции и, резонанс осуществлялась с помощью вакуумного очевидно, примут участие в излучении. Чем больше конденсатора Сн. Этим конденсатором и подбором плотность токов, возбуждаемых на отвесных точки включения питающего кабеля автору удается стенках, тем ощутимее их вклад в общее излучение.

перекрыть двукратный частотный диапазон при Приведенные рассуждения легли в основу КСВ не хуже 2.

поиска более эффективных вариантов построения Новая антенна сразу привлекла внимание маловыступающей и желательно специалистов. Однако, до последнего времени не широкодиапазонной УКВ антенны кольцевого типа.

было определенного мнения в отношении принципа Были предложены варианты полуволновой работы антенны. Высказывания специалистов чаще замкнутой кольцевой антенны, двухэлементной Как видно, входное сопротивление, равное Ом, имеет место при АВ 4см. Если представить кольцевой антенны, и, наконец, кольцевой антенны эквивалентную схему кольцевой антенны в виде с фазированием токов по периметру.

длинной линии, замкнутой на одном конце и Экспериментальное исследование проведено с разомкнутую на другом, то входное сопротивление антеннами, установленными на крыше в точке подключения генератора определится, как микроавтобуса, используемого в системе скорой параллельное сопротивление двух участков длинной медицинской помощи, полиции, в пожарной службе линии.

и т.п.

2. Влияние выпуклой поверхности экрана на эффективность кольцевой антенны.

Для проверки степени повышения эффективности кольцевой антенны при расположении ее над выпуклой поверхностью, имеющей отвесные стенки, были проведены испытания этой антенны на макете, изображенном Рис. 4 Эквивалентная схема и распределение на рис 2.

тока вдоль антенны Из рисунка видно, что так как длина замкнутого участка намного меньше разомкнутого, реактивное входное сопротивление его в рабочей полосе частот 3060 МГц изменяется весьма слабо.

Поэтому вполне понятно, что с помощью нагрузочной емкости на конце разомкнутого участка нетрудно поддерживать антенну в резонансе,, если величину емкости изменять в соответствии с изменением частоты.

Внешний вид макета с Рис. установленной антенной Бойера Параллельная емкость на конце разомкнутой длинной линии эквивалентна Антенне Бойера придавалась форма удлинению последней на отрезок:

разомкнутого кольца, выполненного из латунной трубки диаметром d = 8 мм и имеющего периметр (1), где - длина волны, где.

Так как на любой частоте электрическая длина соответствующая верхней частоте диапазона 30- МГц. Кольцо устанавливалось на высоте h = 50 мм кольца должна быть равна, т.е.

над верхней плоскостью выпуклого элемента (2) объекта высотой 30см с помощью диэлектрических изоляторов [3] [4]. Положение места подключения питающего кабеля выбиралось экспериментально. С отсюда нетрудно получить, что величина этой целью изучалась зависимость резонансного нагрузочной емкости должна изменяться по закону:

сопротивления от длины отрезка АВ. Полученная (3) зависимость приведена на рис. 3.

где - длина волны соответствующая верхней частоте диапазона ( ), Экспериментальная зависимость от частоты показана на рис. 5. Там же приведена кривая КБВ антенны в рабочей полосе. Минимальное значение КБВ, равное 0.8, имеет место на частоте 42 МГц.

Для определения эффективности введения выпуклой поверхности измерялся коэффициент усиления антенны в сравнении со штырем длиной 0.625, установленным посередине той же модели.

Входное сопротивление кольцевой Рис. 3 Полученные зависимости представлены на рис. 6.

антенны, настроенной в резонанс, в зависимости от места запитки размещении и подключении кольцевой антенны значительно повысить коэффициент усиления.

Однако неравномерное распределение по стенкам наведенных токов заметно искажает диаграмму направленности антенны.

Можно сделать вывод о том, что использование выпуклой поверхности на экране позволяет улучшить КУ антенны Бойера при некотором ухудшении диаграммы направленности.

Для более интенсивного возбуждения Изменение КБВ и настроечной Рис. емкости по диапазону отвесных стенок макета желательно приблизить края антенны к кромке верхней части выпуклого объекта. С этой целью был предложен и экспериментально проверен вариант замкнутой кольцевой антенны, изображенной на рис. 8.

3. Замкнутая кольцевая антенна.

Замкнутая кольцевая антенна представляет собой две антенны Бойера, включенные параллельно. При этом короткозамкнутый участок выполнен в виде общего для обеих половин звена, имеющего индуктивный характер входного сопротивления. Благодаря такой системе построения, удалось вдвое увеличить диаметр Рис. 6 КУ: а) антенны Бойера над плоским кольцевой антенны и тем самым приблизить экраном (кривая 1) б) антенны Бойера периметр кольца к верхней кромке макета.

над выпуклым экраном (кривая 2), в) замкнутой кольцевой антенны над выпуклым экраном Учитывая, что свободные концы каждой половины (кривая 3), кольца находятся под одинаковым потенциалом относительно экрана, они были соединены между Коэффициент усиления (кривая 2) возрос по собой [4].

сравнению с замерами над плоским экраном (кривая Таким образом, получилось замкнутое кольцо, 1). Это подтверждает правильность предположения запитанное в одной точке и нагруженное на об участии в излучении вертикальных проекций переменную емкость в точке, диаметрально наведенных токов. противоположной точке питания (рис. 8). Кольцевая Однако диаграмма направленности в антенна имеет форму замкнутого кольца, горизонтальной плоскости ухудшилась (рис. 7), что изготовленного из латунной трубки с внешним объясняется неравномерным распределением диаметром d = 8 мм и периметром L=min2, где min плотности наведенных токов на боковых стенках длина волны, соответствующая верхней частоте макета, и несимметричным расположением антенны диапазона 30-60 МГц. Кольцо устанавливалось на на крыше макета. высоте h = 50 мм над металлическим листом с помощью диэлектрических изоляторов. Квадратный металлический лист, имел размеры 1,5 м х 1,5 м.

Внешний вид замкнутой кольцевой Рис. антенны с емкостной перестройкой по частоте.

Диаграммы направленности в Рис. горизонтальной плоскости, измеренные на частоте f В диапазоне 30-60 МГц коэффициент усиления = 60 МГц замкнутой кольцевой антенны изменялся, монотонно возрастая с частотой, от минимального Таким образом, использование стекающих по значения ~ 0.18 до максимального значения ~ боковым стенкам выпуклой поверхности токов ( ).

проводимости позволяет при правильном штырю в эффективности, рассмотренная антенна 3.1 Испытания замкнутой кольцевой обладает неоспоримыми преимуществами с антенны на мобильном объекте.

Испытания на макете мобильного объекта механической и конструктивной точки зрения.

были проведены с замкнутой кольцевой антенной, Кольцевая антенна не требует для своей работы имеющей следующие геометрические размеры: специального согласующего устройства.

L=200 см d= 2 см h= 12 см Применение обтекателя из радиопрозрачного Антенна была расположена по контуру кромки материала позволит скрыть кольцевую антенну и крыши объекта. Для настройки применялся придать всей конструкции эстетический вид.

воздушный конденсатор переменной емкости, подключенный противоположно точке включения коаксиального кабеля.

Основная цель испытаний была: проверить качество связи между двумя подвижными объектами, оборудованными замкнутыми кольцевыми антеннами указанных размеров, а также произвести измерение диаграмм направленности в горизонтальной плоскости. При измерениях антенна работала от радиостанции. Результаты испытаний на дальность связи при оценке качества связи на стоянках приведены в таблице 1.

Таблица 1- Качество радиосвязи при использовании штыревой и кольцевой антенн 31 МГц 44 МГц 59,5 МГц часто Рис. 9 Диаграммы направленности в та «кольцо штыр «кольцо штыр «кольц горизонтальной плоскости на частоте 32 МГц штырь » ь » ь о»

д альн.

отл. отл. отл. отл. отл. отл.

км отл. отл. отл. отл. отл. отл.

км отл. отл. отл. отл. отл. отл.

км отл. отл. отл. отл. отл. отл.

км отл. хор. отл. хор. отл. отл.

0км отл. удовл. отл. хор. отл. хор.

3км отл. удовл. отл. удовл. отл. хор.

5км Диаграммы направленности в Рис. Диаграммы направленности в горизонтальной горизонтальной плоскости на частоте 44 МГц плоскости, измеренные на частотах 32 МГц, МГц, 56 МГц, приведена на рис. 9-11. Для сравнения приведены диаграммы направленности 4 х метрового штыря стандартно установленного на объекте в качестве приемопередающей антенны.

Диаграммы направленности антенн имеют близкую к круговой форму и довольно сильно различаются только на нижних частотах диапазона, это объясняется тем, что антенна была рассчитана на более высокую частоту УКВ диапазона.

Как и в случае горизонтальной плоскости, диаграммы направленности кольцевой антенны слабо отличаются от соответствующих диаграмм четырехметрового штыря.

На основании приведенных выше результатов экспериментальных исследований основных параметров замкнутой кольцевой антенны можно Диаграммы направленности в Рис. сделать вывод о возможности разработки на ее горизонтальной плоскости на частоте 56 МГц основе маловыступающей антенны для мобильных объектов. Проигрывая несколько четырехметровому Кривая изменения КБВ двойной кольцевой 4. Двойная кольцевая антенна.

Серьезным недостатком маловыступающей антенны – от 0,63 до 0,9 в диапазоне частот 30- кольцевой антенны Бойера является ее МГц (рис.14).

узкополосность. Экспериментально исследована сдвоенная кольцевая антенна с круговой диаграммой направленности [6].

Для сглаживания кривой усиления в диапазоне 30-60 МГц в конструкцию антенны внесено второе меньшее по диаметру кольцо, резонирующее на более высокой частоте. Таким образом, настроив одно из колец на частоту 60 МГц, а второе – на частоту 40 МГц, удалось значительно улучшить характеристики антенны. Внешний вид антенны с внесенными изменениями показан на рис. 12. Оба Изменение коэффициента бегущей кольца изготовлены из одинакового материала, Рис. волны (КБВ) по диапазону имеют одинаковую высоту подвески h = 50 мм и общий индуктивный шлейф.

Заметное отличие имеет коэффициент усиления двойной кольцевой антенны по сравнению с замкнутой одиночной кольцевой антенной.

Благодаря настройке большего кольца в резонанс на частоте 40 МГц неравномерность коэффициента усиления по диапазону значительно уменьшилась;

минимальное значение коэффициента усиления поднялось с 0.18 до 0.4.

Измеренные значения коэффициента усиления для замкнутой кольцевой антенны (график 1) и двойной кольцевой антенны (график 2) Внешний вид двухэлементной Рис. 12 представлены на рис. 15. Улучшение КУ на нижних кольцевой антенны частотах диапазона, как говорилось выше, обусловлено возбуждением большего кольца Двойная кольцевая антенна работает ( ).

следующим образом. В нижней части рабочего диапазона частот в полосе 30 -40 МГц большое кольцо, настраиваемое в резонанс емкостью С1, возбуждается значительно интенсивнее малого, поэтому оно в основном и определяет излучение антенны на этих частотах. По мере приближения к 40 МГц емкость С1 постепенно уменьшается, достигая своего минимального значения. На частотах выше 40 МГц начинает работать внутреннее малое кольцо, настраиваемое конденсатором С2 на частоту 60 МГц. При этом емкость С1 оставалась постоянной, равной С1мин= пФ.

Коэффициент усиления замкнутой Рис. Полученная экспериментально зависимость кольцевой антенны (график 1) и двухэлементной величин емкостей С1 и С2 от рабочей частоты кольцевой антенн (график 2) показана на рис. 13.

Экспериментально проверено, что двойная кольцевая антенна устраняет основной недостаток одиночной замкнутой кольцевой антенны – малый коэффициент усиления на нижнем участке диапазона рабочих частот. Тем не менее, и она имеет свои слабые стороны, прежде всего, двойная кольцевая антенна сложнее в конструктивном отношении. Во-вторых, ввиду появления второго переменного конденсатора усложняется система автоматической настройки антенны на нужную рабочую частоту.

Изменение емкостей С1, С2 антенны Рис. по диапазону Таким образом, предложенная антенна имеет 5. Кольцевая антенна с комбинированной периметр 5м и может быть установлена на весьма настройкой по диапазону.

Полученные данные позволили спроектировать больших объектах.

кольцевую антенну с комбинированной настройкой В заключение можно сказать, что среди по диапазону рис. 16. кольцевых антенна с комбинированной перестройкой емкостей для фазирования токов по периметру является достаточно эффективной.

Возможность подстройки в широком диапазоне позволяет добиться высоких значений параметров антенны, необходимых в конкретном случае.

Литература 1. Boyer J. M. Hula-Hoop Antennas // A Coming Внешний вид модели с Рис. 16 Trend Electronics, 36 (1963) January, pp 44- установленной замкнутой кольцевой антенной с 2. R. W. Burton and R. W. P. King, Theoretical Considerations and Experimental Results for the Hula-Hoop комбинированной настройкой по диапазону Antenna, Microwave Journal, Nov. 1963, pp. 89-90.

3. Зотов, В. Е. Исследование антенны Бойера, Такая антенна имеет периметр, который размещнной на выпуклом объекте / В. Е. Зотов, В. И.

настраивается в резонанс на средней частоте f Юдин // Вестник Воронежского государственного =45МГц. Настойка на более низких частотах технического университета. – 2011. - Т. 7. - № 9. - С. достигается путем электрического «удлинения» с 4. В.Е. Зотов, В.И. Юдин Исследование помощью параллельной емкости С2, а в верхней замкнутой кольцевой антенны для УКВ диапазона на части диапазона 45-60 МГц - электрическим модели мобильного объекта // 2011 International Siberian Conference on Control and Communications SIBCON. «укорочением» с помощью последовательных Красноярск: СФУ, 2011. - 465-467 с.

конденсаторов С1. На рисунке 17 представлен 5. Зотов, В. Е. Испытание замкнутой кольцевой график изменения подстроечных емкостей по антенны для мобильной связи на реальном объекте / В. Е.

диапазону 30-60 МГц. Коэффициент усиления, Зотов, В. И. Юдин // Вестник Воронежского максимальный на частоте 45 МГц, плавно снижается государственного технического университета. – 2012. - Т.

по обе стороны от средней частоты и на крайних 8. - № 2. – С. 38- частотах диапазона имеет значения 0.7 (30 МГц) и 6. Зотов, В. Е. Экспериментальное исследование 0.86 (60 МГц) двойной кольцевой антенны / В. Е. Зотов, В. И. Юдин // Вестник Воронежского государственного технического университета. – 2012. – Т. 8. - № 12-1. - С. 28-30.

График зависимости подстроечных Рис. емкостей по диапазону для кольцевой антенны с комбинированной настройкой УДК 548.52: 539. УСТОЙЧИВОСТЬ КАПЛИ КАТАЛИЗАТОРА В ПРОЦЕССЕ РОСТА НИТЕВИДНЫХ КРИСТАЛЛОВ КРЕМНИЯ Аспирант кафедры химии Шмакова Светлана Сергеевна Руководитель: д-р техн. наук, проф. Небольсин В.А.

Исследованы условия, определяющие устойчивое состояние капли катализатора в процессе роста нитевидных кристаллов (НК). Показано, что величина краевого угла смачивания равновесной капли зависит от степени пересыщения кристаллизуемого вещества в газовой фазе. Установлены ограничения, накладываемые на величину краевого угла смачивания устойчивой капли катализатора на вершине НК Si, SiС и GaP Для роста НК необходимо устойчивое через термостатируемый барботер с жидким состоянии капли катализатора, представляющей CH3SiCl3, откуда он вместе с парами собой раствор кристаллизуемого вещества в жидкой метилтрихлорсилана поступал в реактор.

металлической фазе ограниченного объема. Катализаторами роста НК SiC служили частицы Fe Устойчивость жидкой капли в собственном паре и Cu.Морфология осадков Si, GaP и SiC изучалась зависит от степени пересыщения пара [1]. методами растровой электронной и сканирующей Пригодный для выращивания катализатор должен зондовой микроскопии.

удовлетворять ряду требований, в том числе, иметь После сплавления с монокристаллической необходимую величину краевого угла смачивания подложкой и подачи в газовую фазу питающего [2]. Несмотря на важность этого параметра для материала капля сплава металл–полупроводник изучения условий устойчивости капли катализатора принимает форму шарового сегмента (рис. 1).

в процессе роста НК и детального понимания Установлено, что при любых приемлемых условиях устойчивого роста НК контактный угол между механизма нитевидной кристаллизации, сведения об угле смачивания довольно скудны, а информация о касательной к сегментной поверхности капли в взаимосвязи между степенью пересыщения в точке на границе раздела трех фаз и осью роста НК заключается в интервале от 0 до 900.

газовой фазе и величиной краевого угла отсутствует вовсе. Поэтому цель настоящей работы установить взаимосвязь между степенью пересыщения в газовой фазе и величиной краевого угла смачивания равновесной капли и определить ограничения, накладываемые на величину краевого угла устойчивой капли катализатора при росте НК.

Экспериментальные исследования проводились на НК кремния, карбида кремния и фосфида галлия.

Выращивание НК Si осуществлялось в горизонтальном кварцевом реакторе с использованием хлоридно-водородной проточной а) х1200 б) х системы по методике, описанной в [2]. НК Рис.1. Шаровые сегменты капли катализатора выращивали на монокристаллических кремниевых на вершине НК: а) кремний-медь, б) карбид пластинах ориентации {111} при температуре от кремния–железо.

1300 до 1400 К. Молярная концентрация SiCl4 в H составляла от 0.005 до 0.01. В качестве При слишком большой величине контактного угла катализаторов роста НК Si использовались (900) капля на вершине НК неустойчива и затруднена мелкодисперсные частицы Au, Al, Cu, Bi, Pt, Pb, Ni, начальная стадия роста кристаллов (рис. 2 а). При Sb, Ga, In и др. с размерами от 0.1 до 50 мкм. Для малых контактных углах (00) на поверхности получения НК фосфида галлия применялся метод подложки образуются не НК, а холмики или пленки химических газотранспортных реакций [3].

(рис. 2 б).

Источником кристаллизуемого материала была В результате эксперимента было установлено, что порошковая шихта монокристаллического GaP, эффективными катализаторами для роста НК Si служат которая помещалась в кварцевом или алундовом частицы таких металлов, как Au, Cu, Ni, Pt, для НК GaP тигле в зоне ростовой установки с максимальной – Сu, и для НК SiC – Fe.

температурой 1300-1480 К. В качестве металлов Ингибиторами роста НК Si являются Bi, Pb, Sb, катализаторов использовались частицы Cu и Ga.

а с участием каталитических частиц Al, Ga, In Газом-носителем являлся влажный H2. Температура наблюдается неустойчивый, хаотичный рост зоны осаждения составляла 1100–1200 К. НК кристаллов. Не стимулируют устойчивый рост НК GaP карбида кремния синтезировали пиролизом – галлий, а НК SiC – медь. Для микроразмерных НК метилтрихлорсилана (CH3SiCl3) в графитовом величина отношения радиуса кристалла к радиусу реакторе при температуре 1473-1773 K. Для капли катализатора практически не зависит ни от создания парогазовой смеси поток H2 пропускался меньше величина краевого угла, тем ниже исходного объема металла, ни от поперечного размера НК (рис. 3). характерная температура роста кристаллов. При впуске питающего материала, например, SiCl4 в процессе выращивания НК кремния, радиус капли катализатора должен достичь критической величины, соответствующей степени пересыщения.


Поскольку у равновесной капли избыточное давление под всеми поверхностями должно быть одинаковым, то нет необходимости в том, чтобы капля на вершине НК была полной сферой. Когда капля находится в контакте с твердой поверхностью, то ее устойчивость в паровой фазе зависит от радиуса кривизны R и устойчивости трехфазной линии АА’ (рис. 4).

а) б) Рис. 2. Капли химически инертного к кремнию жидкого металла, не смачивающие поверхность Рис. 4. Устойчивость капли катализатора на кремниевой подложки (а) и образование вершине НК: I – газовая (паровая) фаза, II – жидкая макроскопических холмиков кремния при малых фаза, III – кристалл. R – радиус сферического краевых углах смачивания (900) каплей сегмента капли, r – радиус кривизны линии границы катализатора поверхности кремниевой подложки раздела трех фаз, соответствующий радиусу НК в (изображение в сканирующем электронном данной точке, h – расстояние от центра капли до микроскопе) (б).

плоскости фронта кристаллизации.

Трехфазная контактная линия будет устойчива, если общая межфазная поверхностная энергия системы жидкостьгазтвердое тело не изменяется при возможных смещениях точек А и А’. Для НК постоянного диаметра это условие выполняется, если уравновешены горизонтальные составляющие векторов поверхностных натяжений, соответствующих поверхностным энергиям границ раздела фаз кристаллжидкость и жидкостьгаз [5] SL L sin 0, (1) где L, SL – свободные поверхностные энергии границ раздела жидкостьгаз и Рис. 3. Отношение радиуса r НК к радиусу R жидкостькристалл, соответственно.

капли катализатора для кристаллов различного поперечного сечения в системах: 1– фосфид галлия– С учетом (1) равновесная форма капли на галлий (Т=1150 K);

2 – карбид кремния–железо вершине НК, отвечающая минимальной величине (Т=1500 K);

3 – кремний–медь (Т=1300 K);

4 – свободной поверхностной энергии, выразится как кремний–платина (Т=1350 K);

5 – кремний–никель (рис.1) [5] (Т=1350 K);

6 – кремний–золото (Т=1300 K). SL r 1, (2) L Величины углов жидкой капли для R различных металлов-катализаторов коррелируют с где r – радиус НК (радиус кривизны величинами удельной поверхностной энергии трехфазной линии).

соответствующего металлического сплава L и с типичными температурами синтеза НК (табл. 1):

чем меньше величина поверхностной энергии L и Основные параметры процесса синтеза НК различных материалов Крис- Металл- Межфазная Типичная Вели № талли- катализа- поверхностная Химическая система темпера- чина угла п/п, энергия L, зуемый тор тура Дж/м мате- синтеза НК, риал К [4] Au 0.91 Химическое паровое Cu 1.34 1300- 1 осаждение в системе Si Ni 1.75 1400 SiCl4+H Pt 1.74 Разложение 1500- 80 2 SiC Fe 1. CH3SiCl3 в H2 1900 Газофазный 1100 3 GaP Ga 0.67 транспорт в системе Ga-P- 5- H-O Из выражения (2) следует, что отношение контактной площадки для капли жидкой фазы на радиуса кристалла к радиусу капли катализатора вершине НК позволяет обеспечить устойчивое определяется только соотношением величин равновесие капли при значительно меньшем межфазной поверхностной энергии границ раздела пересыщении S в газовой фазе, чем в отсутствие фаз кристалл-жидкость и жидкость-газ и не зависит подложки. Величину относительного пересыщения ни от исходного объема металла, ни от поперечного lnS конденсируемого вещества для заданного размера НК. объема V* сегмента капли можно установить из Обозначим отношение поверхностных энергий соотношения SL/L через m. Параметр m, в данном случае, может служить мерой смачиваемости торцевой грани НК.

Если m1, то в соответствии с выражением (1) краевой угол капли является неустойчивым, и где k – постоянная Больцмана, T – абсолютная любое соприкосновение капли с кристаллом температура, - удельный объем, занимаемый приводит к увеличению ее межфазной атомом кристаллизуемого вещества в жидкой фазе, поверхностной энергии. Радиус кривизны линии S=P/P0 – относительное пересыщение трехфазного контакта при этом согласно (2) будет конденсируемого вещества в газовой фазе (здесь P и равен нулю (r=0). Рост НК в данных условиях P0 – реальное и равновесное давление насыщенного невозможен. Поэтому при слишком большой пара этого вещества над каплей катализатора), V* величине контактного угла капли (900) не объем шарового сегмента капли катализатора на наблюдается рост кристаллов на начальной стадии вершине НК, R- радиус капли.

(рис. 2 а).

Выражение (3) получено из условия равенства Для m1 устойчивого краевого угла также давления пара кристаллизуемого вещества нет, и рост кристаллов также невозможен (r=0), внутреннему давлению термодинамически поскольку еще на ростовой подложке по мере равновесной капли катализатора [2].

увеличения периметра смачивания межфазная На рис. 5а представлены результаты расчета поверхностная энергия непрерывно уменьшается.

относительной степени пересыщения Радиус линии трехфазного контакта капли на конденсируемого вещества в газовой фазе, подложке будет стремиться к бесконечности. В этом определяемого выражением (3), для различных случае жидкофазный катализатор растекается по значений относительного объема V/V устойчивой поверхности подложки, а кристаллизация будет капли катализатора на вершине НК (здесь V объем представлять собой эпитаксиальный рост пленки с полностью сферической капли того же радиуса, что применением раствора промежуточного и для сферического сегмента капли) металлического вещества, наносимого на подложку в виде тонкого слоя. Именно поэтому при малых 4 sin 3 3 sin cos 3 sin V* контактных углах капли на поверхности подложки (4).

образуются не НК, а холмики или пленки (рис. 2 б). V Если m=0, то величина контактного угла капли = и радиус НК совпадает с радиусом капли (r=R), т.е. В расчете были приняты следующие значения радиус кривизны трехфазной линии достигает параметров, входящих в выражение (3) [2]:

наибольшего значения. k=1.3810-23 Джград-1, Т=1300 K, L=0.91 Джм-2, На торцевой грани НК сферический сегмент Si=210-29 м-3.

капли катализатора, для которой 0m1, будет Из выражения (3) и рис. 5а видно, что чем устойчивым. Следовательно, рост НК обусловлен меньше угол капли катализатора на вершине НК, наличием конечной линейной границы трехфазного а, следовательно, согласно (4) меньше и ее контакта капли катализатора на вершине кристалла относительный объем V*/V, тем меньше с конечным радиусом кривизны 0rR. Наличие необходимое пересыщение в газовой фазе для НК GaP (медь и галлий) и SiC (железо (L(Fe)=1. обеспечения устойчивого термодинамического Джм-2) и медь).

равновесия капли. Величина контактного угла в Экспериментально полученная прямая соответствии с (1) определяется соотношением корреляция между наблюдаемыми величинами межфазных поверхностных энергий SL и L. краевых углов капли катализатора и температурами роста НК (табл. 1), очевидно, свидетельствует о влиянии величины степени пересыщения в газовой фазе на относительным объемом капли. Чем ниже температура процесса выращивания НК, тем меньше термодинамический выход химической реакции выделения кристаллизуемого вещества, а, следовательно, меньше пересыщение в газовой фазе. Как показано выше, при меньшем пересыщении lnS требуется а) меньший относительный объем V*/V капли катализатора (меньшая величина угла ) для обеспечения ее устойчивого равновесия на вершине НК.

Проведем оценку эффективности влияния границы раздела фаз кристалл-жидкость на устойчивость капли на вершине НК. Запишем изменение межфазной поверхностной энергии при образовании равновесной капли на вершине НК в виде h б) F * 2R 2 1 L r 2 SL, (5) Рис.5. Взаимосвязь: между относительной R степенью пересыщения в паровой фазе и где 2R2(1+h/R) – площадь поверхности относительным объемом устойчивой капли шарового сегмента радиуса R (рис. 1), R2 – катализатора на вершине НК (а) и между площадь соприкосновения капли катализатора с изменением поверхностной свободной энергии торцевой гранью НК, h - расстояние от центра капли капли катализатора на вершине НК и контактным до торцевой грани НК, r – радиус кривизны углом (б). трехфазной линии (радиус НК).

Перепишем выражение (5), учитывая, что Поэтому, чем меньше разница в величинах h/R = sin, а r/R=cos [5], межфазной поверхностной энергии материала жидкой капли катализатора и твердой фазы F * 2R 2 1 sin L R 2 cos 2 SL.

кристаллизуемого вещества, а, следовательно, (6) меньше межфазная энергия SL, тем меньше параметр m в интервале 0m1 и, соответственно, Подставив (1) в (6), получим меньше. Следовательно, требуется меньшая степень пересыщения lnS для обеспечения F * 2R2 21 sin cos 2 sin L.

устойчивости капли в собственном паре. Поэтому эффективность частиц Au, Cu, Ni, Pt и др. как (7) катализаторов роста НК Si обусловлена относительно высокими значениями величин При гомогенном образовании устойчивой поверхностной энергии этих металлов при Т=1300 К сферической капли того же радиуса изменение (0.91 Джм-2, 1.34 Джм-2, 1.75 Джм-2, 1.74 Джм-2, поверхностной энергии равно соответственно) в сравнении с поверхностной F 4R 2 L, (8) энергией ингибиторов роста Bi, Pb, Sb (0.35 Джм-2, 0.42 Джм-2 и 0.36 Джм-2) и менее эффективных Тогда отношение (7) и (8) выразится как металлов Al, Ga, In (0.82 Джм-2, 0.64 Джм-2 и 0. Джм-2), которые с точки зрения роста НК не F * 2 2 sin cos 2 sin являются каталитически активными. Высокие, (9) F значения поверхностной энергии жидкого металла Из (9) можно видеть, что изменение межфазной вышеуказанных эффективных катализаторов роста поверхностной энергии при образовании кристаллов обеспечивают выполнение условия равновесной капли катализатора с контактным смачивания 0m1 (т.е. величины угла в углом зависит от величины этого угла (рис. 5 б).


интервале от 0 до 900), характерного для роста НК Si Из соотношения (9) следуют два крайних в направлении 111. Аналогичная картина случая (рис. 5 б):

наблюдается в отношении каталитической эффективности металлических катализаторов роста 1) =900 (r=0, h=R, полная несмачиваемость Установлено, что краевой угол смачивания, каплей кристаллической поверхности и отсутствие отсчитываемый между касательной к сегментной контактной линии границы раздела фаз), при поверхности устойчивой капли катализатора на котором F*/F=1. Это означает, что отсутствие вершине НК Si, SiC и GaP в точке на границе раздела трех фаз и осью роста кристалла, трехфазной границы раздела пар–жидкая капля– заключается в интервале от 0 до 900. За пределами кристалл не дает никакого энергетического данного интервала капля катализатора неустойчива, выигрыша (m1), и, следовательно, не влияет на а рост НК отсутствует.

условия устойчивости капли в паровой фазе;

Показано, что изменение межфазной 2) 0 (rR, h0, наибольшее смачивание поверхностной энергии при образовании и максимальная длина трехфазной линии) и равновесной капли катализатора на вершине НК F*/F1/2. В этом случае возникает зависит от величины краевого угла смачивания.

максимальный выигрыш в работе образования Чем меньше разница в величинах межфазной устойчивой конденсированной капли катализатора поверхностной энергии материала жидкой капли (m 0). Однако наиболее распространенным катализатора и твердой фазы кристаллизуемого является промежуточный случай, когда вещества, тем меньше, и требуется меньшая (0m1). Он всегда энергетически выгоднее, чем степень пересыщения для обеспечения устойчивого обеспечение устойчивого состояния капли в состояния капли в собственном паре.

отсутствии подложки (полная сферическая Вследствие влияния линейного натяжения на поверхность капли, F*/F=1) и тем выгоднее, чем границе раздела трех фаз наноразмерным каплям меньше значение SL, а, следовательно, и меньше.

катализатора требуются более высокие Таким образом, капля должна иметь пересыщения для обеспечения устойчивого определенный равновесный контактный угол на состояния в собственном паре в процессе роста НК в границе с торцевой гранью НК, находящийся в сравнении с микроразмерными каплями.

интервале 0900, что и наблюдается в эксперименте. Учитывая (1), и то, что для роста НК необходимо выполнение условия SL+LсоsS [5], Литература найдем sin cos S / L. 1. Вагнер Р. Рост кристаллов по механизму пар (10) жидкость-кристалл // Монокристальные волокна и Анализ полученного выражения (10) армированные ими материалы / Под ред. А.Т. Туманова.

показывает, что в интервале краевых углов 0900 М. Мир. 1973. 464 с.

для угла =450 (h=r) реализуется условие максимума 2. Гиваргизов Е.Н. Рост нитевидных и термодинамической силы, обеспечивающей пластинчатых кристаллов из пара. М. Наука. 1977. 304 с.

3. Сангстер Р. Полупроводниковые соединения A3B смещение капли в процессе роста НК. Поэтому / Пер с англ. под ред. Р. Вилардсона и Х. Геринга. М.

экспериментально наблюдаемые оптимальные Металлургия. 1977. 728 с.

значения краевых углов устойчивых капель 4. Найдич Ю.В. Контактные явления в катализаторов большинства металлов на вершинах металлических расплавах. Киев. Наукова думка. 1972. НК кремния близки к значениям =450 (табл. 1). с.

Для нитевидных нанокристаллов с 5. Небольсин В.А., Щетинин А.А. Роль уменьшением радиуса увеличивается вклад поверхностной энергии при кристаллизации кремния по механизму пар-жидкость-кристалл // Неорган. матер.

линейного натяжения в обеспечение равновесия 2003. Т. 39. № 9. С. 899-903.

капли на вершине кристалла [6]. Поэтому краевой 6. Небольсин В.А., Дунаев А.И., Завалишин М.А.

угол смачивания также увеличивается, при этом Влияние линейного натяжения границы контакта пар уменьшается относительный периметр смачивания жидкость-кристалл на рост нанокристаллов кремния / капли. Следовательно, для наноразмерных капель Неорган. Матер. 2008. Т. 44. № 6. C. 563-566.

требуется более высокое пересыщение для обеспечения устойчивости в собственном паре и, соответственно, необходимы более высокие пересыщения для роста нанометровых НК в сравнении с микроразмерными кристаллами.

УДК 101. ФЕНОМЕНЫ ЧЕЛОВЕЧЕСКОГО БЫТИЯ – РУССКАЯ ТРАДИЦИЯ Студент группы СО-091 Затонская Альбина Константиновна Руководитель: д-р филос. наук, проф. Курочкина Л.Я.

В статье рассматриваются актуальные проблемы философской антропологии, имеющие особое значение для русской философии начала ХХ века. Дается диалектическое понимание бытия и познания. Основной акцент делается на творчестве В.В. Розанова Современная философия основывает «О понимании». Как из семени развивается понимание человека на исторических традициях – растение, так из глубин ума развивается все знание, от античных стоиков и эпикурейцев до русских - и этот образ «семени», положенный в основу философов «Серебряного века». Вот почему особое первой книги, навсегда остался основным для внимание современников привлекают работы Розанова.

русских философов, в которых рассматриваются Тема любви всегда была близка русской феномены и формы человеческого существования, в философии. Любовь, по общему мнению русских частности, любовь. Во главу угла ставится анализ мыслителей, - это феномен, в котором наиболее пола, семьи. Пристальный интерес вызывают адекватно проявляется богочеловеческая сущность работы В. Розанова. личности, это – важнейшая составляющая Один из крупнейших специалистов по человеческого духа. Уже в физиологических современной западной философии В.В. Бибихин основаниях любви – в половых особенностях отмечает, что Розанов уже в книге «О понимании» человека, брачных отношениях – русские высказал некоторые идеи, получившие развитие в мыслители открывают трансцендентные бездны, таких направлениях западной философии, как подтверждающие основную идею философии:

герменевтика Х.-Г. Гадамера, феноменология Э. человек есть самая великая и самая глубокая тайна Гуссерля, фундаментальная онтология М. Вселенной.

Хайдеггера, «благоговение перед жизнью» А. В.В. Розанов считал, что пол – это не функция Швейцера, лишь в ХХ столетии. Однако такое и не орган, иначе не было бы любви, целомудрия, перечисление мало что может сказать материнство и детство не были бы непосвященному читателю, тем более что Розанов, самоизлучающими явлениями. Пол – это второе, как философ, не укладывается ни в какую едва просвечивающее в темноте лицо, классификацию. Целесообразнее, наверное, потустороннее, не от мира сего. Никто, по Розанову, остановиться на общей характеристике философии и не считает источники жизни потусторонними.

В.В. Розанова, показав в свете ее некоторые Касание миров иных гораздо более непосредственно проблемы, актуальность которых сегодня не происходит через пол и половое общение, более чем вызывает сомнений. через разум или через совесть. Секунда зачатия Без преувеличения можно утверждать, что все человека – естественное построение ноуменального, творчество В.В. Розанова – это постоянное, глубинного плана его души. Тут и более нигде и напряженное, порою мучительное размышление на никогда, хоть на секунду, но соединяются темы, традиционно являющиеся философскими: что «пуповиной» земля и таинственное, не есть Бог, мир, человек, каковы их связь и астрономическое, небо. Огонек новой зажигаемой взаимоотношение. В нем всегда присутствует жизни не от мира сего.

определенное, зачастую явно не выраженное Исходя из такой метафизики пола, Розанов понимание этих проблем. Розанов пытается создал и свою картину мира, которая предстает как ответить на вопросы о том, что есть жизнь, смерть, живая связь всех вещей: человека, природы, любовь, душа, отчетливо осознавая при этом, что истории, Бога, трансцендентного. Но связывает все окончательный ответ невозможен. Таки образом, это любовь, именно чувственная любовь, которая, понимание есть учение о бытии(онтология) Бога, несмотря на ее грозовые и временами мира и человека. Вместе с тем, понимание – это и разрушительные воздействия, драгоценна, велика и учение о познании (гносеология или теория загадочна тем, что пронизывает все человечество познания) бытия Бога, мира и человека. И только в какими-то жгучими лучами, но одновременно и свете понимания как учения о бытии и понимания нитями прочности. И Бог есть чувственная любовь.

как учения о познании, возможно и понимание «В чем же еще сущность благословения могла бы таких проблем, как жизнь, смерть, любовь, душа. быть выражена так полно и коренным образом, как Это, в свою очередь открывает возможность не в благословении тонкому и нежному аромату, определенного понимания всех частных проблем, из которым благоухает мир «Божий», «сад» Божий, чего складывается отношение ко всем явлениям этому нектару цветов его, «тычинок», «пестиков», общественной и личной жизни и их оценка. Эта откуда, если рассмотреть внимательно, течет всякая «параллельность» бытия и нашего познания как-то, поэзия, растет гений, теплится молитва, и, наконец, по собственному признанию Розанова, предстала из вечности в вечность льется бытие мира?».

ему в видении и определила самый замысел книги Отсюда «бытие» без каких-либо его категорий, как добро и зло, долг, честь, достоинство, конкретных характеристик, существование как совесть, счастье и смысл жизни.

таковое, само по себе, есть исходный пункт и Мораль, как и религия, должна быть укоренена необходимое условие всякого понимания. Бытие в сердце человека. Они возможны лишь как само по себе есть чудо, дар Божий, высшая и следствие Божьей благодати, либо же опять-таки безусловная ценность: «Самое существенное – как понимание, которое не дается посредством просто действительность». Бытие требует поучения или назидания, потому что в этом случае внимательного и чуткого отношения к себе. они вырождаются в ханжество и могут служить Насколько человек чуток, насколько бережно и прикрытием и оправданием самых гнусных деяний.

внимательно относится к бытию, насколько он его Понимание же не приходит только по воле человека, понимает, настолько отзывчиво и бытие, настолько оно дается свыше и приходит тогда, когда человек и оно понимает человека. Само бытие, несмотря на для этого созреет: «Закатывается, закатывается свою извечную данность, не есть вместе с тем жизнь. И не удержать. И не хочется задерживать.

данность, обеспеченная статусом вечности, но есть Как все изменилось в смысле соответственно этому нечто трепетное, нежное, хрупкое: «Мир вечно положению. Как теперь не хочется веселья, тревожен, и тем живет». Поскольку же человек удовольствий. О, как не хочется. Вот час, когда неправильно понимает бытие, оно может и отказать добродетель слаще наслаждений. Никогда не думал, человеку в самом праве на существование. Следует никогда не предполагал» /2/.

напомнить о том, что эта мысль была высказана Слово Розанова – нерв, обнаженный и тогда, когда еще ни ядерного оружия, ни чувствительный, интимностью своего чувствования экологического кризиса и прочих глобальных поражающий, вызывающий недоверие. Интимность проблем человечества, угрожающих самому его во всем: в говорении о поле, о семье, о женщине, о существованию, не было и в помине. себе. «Вся жизнь моя была тяжела. Внутри грехи.

Бытие есть дар Божий, само же бытие Бога для Извне несчастья», и мы слышим чувственную боль в Розанова всегда есть самоочевидный факт, не каждом слове. «Я не нужен, ни в чем я так не требующий никаких обоснований. С самого начала уверен, как в том, что я не нужен», - пишет философ (то есть уже в книге «О понимании») Розанов в своих последних работах, и мы усматриваем эту проявил себя как религиозный мыслитель. Таким он ненужность и в обособленности его тем, его слова, остался и всю жизнь, и вся его духовная эволюция, его стиля, его «физиологичности», за которые можно сказать, совершалась внутри его зачислен был современниками в богоборцы.

религиозного сознания. Однако, несмотря на то, что Любовь – высшая ценность, начало и основа к проблеме религии В.В. Розанов подходит как религии и нравственности. Любовь – философ испытующе и вопрошающе, его учение о доминирующая философская интуиция у Розанова, а Боге ничего общего не имеет с теологией в учение о любви объединяет все стороны его традиционном смысле слова – как теоретически философии в целостное мировоззрение. Любовь к обоснованной системой взглядов. Бог просто Богу, к миру, к человеку, любовь к жизни, к присутствует в мире и в душе, религиозный человек женщине, к детям, наконец, любовь к Родине – обнаруживает это присутствие, и ничего становится пробным камнем и мерилом всех определенного о Боге и душе сказать нельзя, важно явлений действительности.

ощущать, что они есть. В философии ХХ века эта Философия любви Василия Розанова вызвала проблема была осознана философом Л. много споров и противоречий, а также совершенно Витгенштейном как «проблема молчания»: о самом неоднозначную реакцию современников. Важным важном и существенном мы молчим, ибо ничего аспектом в философии любви Розанова было определенного сказать не можем, и если что-либо противоречие его философских взглядов с высказываем, то это есть не что иное, как взглядами другого великого русского Владимира словоблудие. Этические и религиозные истины не Соловьева. Не смотря на то, что они были высказываются, а демонтируются образом жизни, современниками, их суждения не просто не похожи, показываются примером, всякие слова их неизбежно а совершенно по-разному раскрывают наиболее обесценивают. Розанов своим целомудренно- важные вопросы этих двух философов.

бережным, трепетным отношением и настороженностью ко всяким теоретическим Литература построениям о Боге и морали, вытекающим из ясного понимания ограниченности таких 1. Витгенштейн Л. Логико-философский трактат / построений и потому неизбежного опошления этих Л. Витгенштейн. М.: Наука, 1958.

высоких предметов, словно предвосхитил 2. Розанов В.В. Опавшие листья. Уединенное / В.В.

Розанов. М., 2002.

знаменитый афоризм из «Логико-философского трактата»: «…то, что вообще может быть сказано, может быть сказано ясно, а о чем невозможно говорить, о том следует молчать» /1/. Философия Розанова, как и всякая подлинная философия, безусловно содержит в себе определенное этическое учение, хотя Розанов опять-таки почти не употребляет таких традиционных этических УДК 541. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ НА ПОВЕРХНОСТИ НАНОСТРУКТУРИРОВАННЫХ СОРБЕНТОВ ПРИ ПОГЛОЩЕНИИ АММИАКА Студент группы БЖТ – 091 Рыльков Анатолий Владимирович Руководитель: канд. хим. наук, доц. Горшунова В.П.

На основе изучения адсорбционных процессов с привлечением методов фотоколориметрии, ультразвукового метода и ИК – спектроскопии установлен механизм сорбции аммиака термохимически модифицированными сорбентами – активным углем АГ-3 и силикагелями разной пористости Аммиак используется в химической поверхности адсорбирующих пор. В угле марки АГ промышленности при производстве минеральных 3 преобладают мелкие и средние поры.

удобрений и азотной кислоты. Но наиболее широко Силикагели служат для поглощения полярных он применяется в качестве хладагента в аммиачных веществ. Высокое сродство поверхности холодильных установках (АХУ) на предприятиях силикагелей к парам воды обусловливает широкое пищевой промышленности. На этих предприятиях их использование в качестве агентов осушки возможны утечки газа в результате разгерметизации разнообразных газовых сред [1].

отдельных систем и блоков установки, что является Диаметр пор крупнопористого силикагеля до опасным как для персонала, работающего на 100 нм, мелкопористого - до 3 нм, удельная поверхность у КСКГ от 210 до 350 м2/г, у КСМГ от предприятии, так и для населения близлежащих 550 до 900 м2/г. Исходя из этого, данные сорбенты районов. Наличие стационарных вытяжных вентиляционных систем на некоторых предприятиях можно отнести к наноструктурированным твердым приводит к очистке помещений рабочей зоны. телам Однако эти выбросы необходимо улавливать, чтобы В данной работе использовали активный уголь они не попадали в жилую зону. Это можно марки АГ-3, который активировали «острым паром»

осуществить с помощью подходящих адсорбентов, в течение часа. Силикагели марок КСКГ находящихся в специальных контейнерах и (крупнопористый) и КСМГ (мелкопористый) высушивали до постоянной массы при 120-130 0С, а помещенных в систему газоотвода.

Нами ставилась задача изучить механизм затем проводили химическое модифицирование в процесса адсорции наиболее доступных сорбентов - 0.1 М растворе CuSO4 в течение 24 часов при активного угля и силикагелей разной пористости - комнатной температуре при непрерывном по отношению к аммиаку. перемешивании. Далее высушивали до постоянного Поглотительные свойства сорбентов в веса. Фотоколориметрическим методом установили значительной степени определяются такими время, в течение которого происходило насыщение основными характеристиками, как пористая сорбентов активирующим раствором, для чего структура, химический состав и строение использовали фотоколориметр марки КФК – 2 поверхности. Роль природы поверхности в УХЛ 4.2, кювету 5 см, светофильтр с длиной волны процессах адсорбции приобретает особенно = 590 нм.

большое значение в связи с разработкой новых Кроме того, пропитку сорбентов проводили в приемов модифицирования поверхности ультразвуковой установке ULTRASONIC CLEANER адсорбентов, а также в результате бурно при заранее выбранном оптимальном режиме:

развивающихся в последние десятилетия новых мощность 60 Вт и время 100 с. Адсорбцию паров направлений – нанотехнологии и наноматериалов. аммиака изучали гравиметрическим методом в Пористая структура активных углей статических условиях [4]. В эксикаторах создавали характеризуется наличием развитой системы пор, среду аммиака с объемными концентрациями паров 5, 10, 20, 50, 100, 200 и 400 мг/м 3, для чего готовили которые классифицируют по размерам на микропоры, мезопоры и макропор. Микропоры – растворы аммиака различной концентрации в наиболее мелкая разновидность пор, соизмеримая с соответствии с данными справочника [5]. Поскольку размерами адсорбируемых молекул. Удельная в исследуемых условиях содержание паров воды в поверхность микропор – от 800 до 1000 м2/г. 1,3 - 1,6 раз меньше, чем аммиака, то Мезопоры – поры, для которых характерно преимущественно сорбируется аммиак. Десорбцию послойное заполнение поверхности, завершающееся аммиака химически модифицированными их объемным заполнением по механизму силикагелями изучали на сорбентах, насыщенных в среде аммиака с объемной концентрацией 200 мг/м3, капиллярной конденсации. Удельная поверхность мезопор может достигать от 100 до 200 м2/г. при комнатной температуре, а также в потоке горячего воздуха при температурах 150 - 175 0С и Макропоры – самая крупная разновидность 250 – 2750С в сушильном шкафу марки ШC - пор, удельная поверхность которых обычно не превышает от 0,5 до 0,2 м2/г. Макропоры в процессе СПУ. Исследование оптического поглощения в ИК области спектра (4000-550 см-1) проводили с адсорбции не заполняются, а выполняют роль транспортных каналов для доставки адсорбата к помощью ИК - Фурье спектрометра Vertex (Брукер) с приставкой НПВО, применяли призму из ZnSe с алмазным покрытием.

На рис.1 представлены кинетические зависимости процесса насыщения, на основании которых можно сделать два вывода. Во-первых, насыщение сорбентов раствором сульфата меди происходит через 10 часов.



Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.