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 |   ...   | 7 | 8 || 10 | 11 |

«ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ А.Н. Лукичев Композициональность объектно-событийных моделей встроенных систем Встроенные системы (ВсС) представляют собой ...»

-- [ Страница 9 ] --

О.С. Дымшиц, В.А. Ермаков*, М.Я. Центер Научно-исследовательский и технологический институт оптического материаловедения (ГОИ) * Санкт-Петербургский государственный университет информационных технологий, механики и оптики Исследование фазового распада в цинковоалюмосиликатных наноструктурированных стеклах, легированных СоО, методом спектроскопии комбинационного рассеяния света Сообщается о результатах исследования фазового распада в цинковоалюмоси ликатных стеклах с добавками TiO2, легированных ионами Со+. Целью работы являлось определение влияния СоО на процессы формирования прозрачных си таллов, а также состав и структура наноразмерных фаз, появляющихся при температурной обработке стекол, методом спектроскопии комбинационного рассеяния (КР) света. В результате работы получены спектры КР от образцов, термообработанных при различных температурах (720–1000°С), с различным содержанием СоО в исходном стекле. Анализ полученных спектров позволил определить состав и структуру возникающих фаз, основными из которых явля ются ганит и рутил. Показано, что минимальная температура появления этих двух фаз не зависит от концентрации СоО в исходном стекле. Определено, что концентрация ганита в стекле линейно увеличивается с температурой термооб работки. Построены зависимости роста количества ганита для стекол с различ ным содержанием СоО. Для стекол без СоО определены размеры выпавших наноразмерных фаз. Ил. 11, табл. 1.

Е.В. Цыганкова Влияние сурьмы на формирование наночастиц серебра в фото-термо-рефрактивном стекле Фото-термо-рефрактивные (ФТР) стекла – новый класс фоточувствительных материалов, предназначенный для записи объемных фазовых голограмм. В этих стеклах используется процесс фото-термо-индуцированной кристаллизации стекла: под действием света создаются центры кристаллизации, а последующая термообработка приводит к росту микрокристаллов (например, NaF) на этих центрах. Разница в показателях преломления кристаллической и стеклообраз ной фаз используется для записи объемных фазовых голограмм. В работе раз работано новое ФТР-стекло, в котором под действием излучения и последую щей термообработки образуются наноразмерные коллоидные частицы серебра.

В работе исследована роль сурьмы в формировании коллоидных центров окра ски в ФТР-стекле. Синтезированы стекла с переменным содержанием сурьмы от 0 до 0,1 вес.%. Установлено, что в отсутствие сурьмы в стекле коллоидное серебро в процессе облучения и термообработки не образуется. Показано, что коэффициент поглощения коллоидного серебра увеличивается с увеличением содержания сурьмы в стекле. В докладе обсуждается роль сурьмы как акцепто ра и донора электронов при образовании атомарного и коллоидного серебра. В роли акцептора электронов сурьма выступает на стадии образования скрытого изображения при УФ-облучении стекла. В тоже время сурьма является донором электронов при образовании коллоидных центров окраски серебра при термо обработке. Обсуждаются перспективы использования серебряного ФТР-стекла для записи амплитудно-фазовой информации и объемных голограмм.

Д.А. Ивашкина Исследование влияния формы нанозонда на результаты измерений топографии поверхности в сканирующей зондовой микроскопии Предложены модели, учитывающие влияние формы зонда на СЗМ-изображение образца в туннельном и силовом режимах. В первом случае острие зонда рас сматривается как абсолютно твердое тело, и взаимодействие зонда с образцом в процессе сканирования моделируется касанием в одной точке. Во втором слу чае рассматривается силовое взаимодействие острия с поверхностью. В этом случае величина взаимодействия характеризуется суммарным взаимодействием элементарных участков зонда с точками поверхности, находящимися на наи меньшем расстоянии от них. Предложенные модели реализованы как алгоритм построения СЗМ-изображения в виде зависимости z(x), по которому при помо щи языка высокого уровня Action Script в среде Macromedia Flash 8 составлена тестовая программа визуализации поверхности. Программа предоставляет воз можность варьирования геометрических параметров как поверхности, так и са мого острия. Ил. 1.

А.Е. Логунов, А.В. Папко Оптические методы определения размеров и форм наночастиц Исследования структуры островковых пленок сопряжены с рядом сложных тех нических проблем. Разработанные к настоящему времени методы их исследова ния весьма трудоемки и либо сопровождаются уничтожением объекта исследо вания (электронная микроскопия), либо требуют непосредственного объедине ния напылительной камеры и измерительного оборудования (атомно-силовая микроскопия). Кроме того, оба эти высокоразрешающих метода имеют сущест венный недостаток – они дают информацию лишь о малых площадях пленки (порядка 1 мкм2), а полученные данные требуют последующей обработки. Для решения указанных проблем предложен и реализован оптический метод бескон тактного определения параметров структуры пленок – поляризационная микро скопия. Метод основан на измерениях флуктуаций оптических свойств остров ковой пленки металла, обнаруживаемых при вращении вектора поляризации сфокусированного лазерного излучения и его одновременного сканирования по поверхности исследуемого образца. Экспериментально исследованы нанораз мерные металлические островковые пленки, напыленные на поверхность про зрачного диэлектрика. При сканировании поляризованного излучения по по верхности пленки флуктуации интенсивности прошедшего света определяются тремя характеристиками: числом островков, попадающих в луч, их объемами, которые определяют сечения их поглощения, а также степенью пространствен ной анизотропии частиц, приводящей к неодинаковому поглощению при изме нении направления линейной поляризации. В эксперименте измерялись средние значения и флуктуации коэффициентов пропускания пленки. За счет одновре менного вращения кюветы и поляризации (на значительно большей частоте) из лучения измеренный сигнал пропускания оказался промодулированным как на частоте вращения кюветы, так и на удвоенной частоте вращения поляризации.

Обработка полученных экспериментальных данных позволила определить такие структурные параметры островковой пленки, как плотность нанометровых ост ровков, их средний размер, а также параметры, характеризующие анизотропную составляющую поглощения, и получить соотношения полуосей наночастиц на трия, напыленных на поверхности сапфира и стекла. Ил. 5.

О.А. Миноженко Спектрально-люминесцентные свойства европия в органо-неорганическом нанокомпозите Большинство переходных металлов и лананоидов образуют комплексы с орга ническими соединениями, содержащими гетероатомы с неподеленными элек тронными парами, такими как азот и кислород. Практическое применение по добных структур связано с их внедрением в неорганическую матрицу. При этом однородность и стабильность образующихся композитов определяется исклю чительно возможностью химического связывания компонентов системы. В ра боте исследовались материалы, в которых комплексы европия были химически связаны с кремнеземной матрицей. Получены спектры люминесценции и ис следована кинетика затухания люминесценции образцов. Построена зависи мость времени жизни от концентрации.

А.В. Иванов, Р.С. Левицкий Эффект фотонной лавины в наноструктурах Взаимодействие интенсивного ИК излучения с полупроводниковыми структу рами с глубокими квантовыми ямами (КЯ) при определенных условиях может привести к возникновению эффекта фотонной лавины (ЭФЛ). Эффект носит нелинейный характер и проявляется в резком увеличении поглощения излуче ния в области порогового значения интенсивности. Впервые ЭФЛ наблюдался в системах редкоземельных ионов и используется для получения коротковолно вого излучения с помощью длинноволновой накачки. В работе исследован про цесс запуска фотонной лавины в твердотельных наноструктурах с различными типами электронной зонной структуры – материалах с легированными КЯ и ге тероструктурах типов I и II. С этой целью были выполнены расчеты вероятно стей существенных для исследуемого эффекта переходов. Для описания кине тики фотоиндуцированных переходов в системе составлялись балансные урав нения для концентраций носителей в подзонах размерного квантования КЯ.

Решение балансных уравнений для рассмотренных систем показывает наличие характерных для ЭФЛ особенностей – наличие пороговой интенсивности излу чения и резкого возрастания времени установления квазиравновесного распре деления в области пороговой интенсивности. Плотность энергии, необходимой для переключения материала из состояния со слабым поглощением излучения в состояние с сильным поглощением, составляет 10–100 фДж/мкм2 для легиро ванных КЯ (что на 6–7 порядков ниже аналогичной величины для систем ред коземельных ионов) и 1–10 пДж/мкм2 для гетероструктур типов I и II, а времена переключения – 10–100 пс и 1–10 нс соответственно. Ил. 9.

С.Ю. Кручинин Резонансный перенос энергии фотовозбуждения в квантовых точках Исследован перенос энергии между квантовыми точками вследствие электро статического взаимодействия. Вычислена вероятность этого процесса для пря мозонного полупроводника в предположении, что взаимодействие между элек тронными подсистемами точек описывается экранированным кулоновским по тенциалом. При этом учитывались все существенные члены мультипольного разложения, что позволило адекватно рассмотреть случай запрещенных пере ходов. Показано, что вероятность переноса в этом случае существенно выше, чем в случае молекулярных систем, поскольку мультипольные взаимодействия вносят вклад в дипольные межзонные переходы.

А.Л. Пинаев, А.В. Стовпяга Исследование нанозонда для модификации поверхности полимера методом динамической силовой литографии Цель работы – получение наноструктуры на поверхности поликарбоната, путем динамической силовой литографии, с помощью СЗМ «NanoEducator». Получе ние наноструктуры происходит в два этапа: 1 – сканирование исходной поверх ности, 2 – модификация поверхности по шаблону. В работе использовался СЗМ «NanoEducator» с датчиком на основе пьезокерамической трубки и вольфрамо вым зондом. Для решения поставленной задачи необходимо найти оптималь ные параметры вольфрамового зонда и датчика на основе пьезокерамической трубки и оптимальные параметры динамической силовой литографии. В ходе выполнения данной работы были получены оптимальные параметры вольфра мового зонда: длина пьезотрубки порядка 9 мм;

длина зонда 4.5 мм;

радиус острия зонда порядка 200 нм;

угол острия порядка 20°. При упомянутых пара метрах наблюдалась максимальная резонансная частота и добротность датчика, которые составили 8 кГц и 23 единицы соответственно. Было воспроизведено изображение на поликарбонатной пластине, повторяющее рисунок-шаблон, с помощью вольфрамового зонда. Лучший результат получен при следующих параметрах: высота перемещения сканера вверх по оси – 100 нм, время нахож дения сканера в верхнем положении (Time Action) – 100 мкс, шаг – 40 нм. Ре зультаты исследований могут быть использованы при создании датчиков с вы сокой чувствительностью, необходимых для исследования биологических объ ектов, при исследовании электрических или магнитных свойств поверхности, когда со стороны поверхности на зонд действуют малые силы. Анализ полу ченной наноструктуры позволяет говорить о возможности создания сверхтон ких проводников с помощью прибора NanoEducator, используя метод динами ческой силовой литографии на поверхности полимера с металлической плен кой. Методом литографии возможно получение поверхностей, обладающих свойствами фотонных кристаллов, создание формы для улавливания, фиксиро вания и дальнейшего исследования живой клетки (например, крови).

Е.Ю. Акишина, К.Е. Лазарева Оптические свойства фото-термо-рефрактивных стекол с различным содержанием фтора ФТР-стекла – это натрий-калий-цинк-алюминий-силикатные стекла, содержащие церий, сурьму, серебро и бром, используемые для изготовления объемных ди фракционных элементов для лазеров, оптической коммуникации и других опти ческих систем. В этих стеклах после облучения УФ-радиацией и последующей термической обработки наблюдается изменение показателя преломления вслед ствие выделения кристаллической наноразмерной фазы. Цель работы – исследо вать влияние фтора на термические и оптические свойства ФТР-стекол. Была из готовлена серия образцов стекол, где концентрация фтора изменялась следую щим образом: 0, 1, 2 и 3 мол.%. Образцы представляли собой прозрачные пла стинки толщиной порядка 0,7 мм. Исследования, проводимые на образцах, включали в себя измерение спектра поглощения на спектрофотометре Cary 500 в интервале 200–1000 нм, измерение показателя преломления на рефрактометре Аббе. Далее исходные образцы подвергались УФ-облучению в течение 15 минут и термической обработке при 500С (10 часов) и 520С (2 часа). После каждой стадии обработки проводились исследования образцов. В итоге было обнаруже но, что в спектре поглощения исходных образцов при увеличении концентрации фтора максимум полосы поглощения, соответствующий трехвалентному церию, сдвигается в коротковолновую область. После УФ-облучения этот максимум не наблюдается. Также была выявлена оптимальная концентрация фтора для наи лучшего проявления фото-термо-рефрактивных свойств стекол. У образца без содержания фтора эти свойства не проявляются. Ил. 5.

Е.Ю. Акишина, К.Е. Лазарева Влияние Br на фото-термо-рефрактивный механизм стекол ФТР-стекла – это алюмо-натриево-силикатные стекла, содержащие Ce, Sb, F, Ag. После УФ-облучения и термообработки в ФТР-стеклах происходит измене ние показателя преломления за счет выделения кристаллической наноразмер ной фазы. В работе исследовалось влияние различных концентраций Br на фо то-термо-рефрактивный механизм стекол. Делалась попытка обосновать влия ние Br на происхождение кристаллической фазы. Исследовались полированные образцы с концентрациями 0, 0.5, 1, 1.5, 2, 2.5 мол.% толщиной 0.7 мм. Были произведены измерения показателя преломления на рефрактометре Аббе всех образцов на различных стадиях исследований. Измерены спектры оптического поглощения на спектрофотометре Cary 500 в интервале 200–1000 нм. Произво дились термообработки образцов при температурах 5000 и 5200 в течение 10 и 2 часов соответственно. В ходе работы была определена оптимальная концен трация Br для выявления фото-термо-рефрактивных свойств. При отсутствии Br стекла с данным составом не проявляют этих свойств. На основании этого можно предположить, что существует новый механизм образования кристалли ческой фазы, отличный от ранее известного. При термобработке образцов выше температуры плавления бромида серебра (4340С) происходит образование жидкого слоя AgBr на частицах Ag. Фторид натрия, NaF, растворяется в этом жидком слое, а при охлаждении из этого раствора происходит выделение кри сталлов NaF. Ил. 5.

А.Н. Бехтерев, Н.О. Собещук Электронные состояния sp2-конденсированного наноуглерода в УФ-области спектра Наноуглеродные материалы получают широкое применение в современных технологиях (наноэлектроника, высокотемпературная сверхпроводимость, теп лозащитные и излучающие покрытия) и направлениях (полупроницаемые мем браны, инженерная экология). Особо перспективными, высокотехнологичными, уникальными по физико-химическим свойствам следует считать композитные материалы на основе наноуглерода. Физические свойства названных объектов можно оценивать и прогнозировать на основе структурных, электронных и фо нонных исследований углеродных наноматериалов в рамках одномерных, дву мерных и трехмерных моделей. В работе экспериментально исследованы элек тронные состояния естественной поверхности sp2-конденсированного нанос теклоуглерода и графита в ближней УФ-области спектра методами спектроско пии диффузного отражения. Зарегистрированы полосы селективного отражения в области 250–350 нм, отнесенные, согласно литературным данным, к фотости мулированным оптическим p-p переходам электронов в окрестности точки M зоны Бриллюэна графита. Результаты согласуются с известными расчетами оп тического спектра двумерного графита вблизи поверхности Ферми методами МОЛЛКАО и ab initio псевдопотенциалов, а также с экспериментальными ис следованиями фотоэмисии электронов из валентной зоны sp2 конденсированного углерода. Ил. 6.

С.Н. Жуков, В.М. Ситдиков Поляризованная люминесценция в стеклах и в наностеклокерамике, активированных ионами переходного четурехвалентного хрома В настоящее время большое внимание уделяется разработке сверхширокополос ных (с шириной полосы более 100 нм) волоконных оптических усилителей и пе рестраиваемых лазеров для ближнего ИК-диапазона. В этих целях перспектив ным является использование в качестве ионов-активаторов ионов переходных элементов, например четырехвалентного хрома, имеющих широкие полосы вы нужденной люминесценции в ближней ИК-области света (полуширина ~100– 150 нм). Кроме того, сечения вынужденного излучения для ионов переходных металлов в несколько раз превышают сечения для редкоземельных ионов, ис пользуемых в настоящее время в волоконных усилителях. В связи с этим важную прикладную и фундаментальную проблему представляет определение валентных и координационных состояний хрома в различных матрицах. Поэтому целью ра боты было экспериментальное исследование поляризованной люминесценции ионов хрома в стеклах и наноразмерных стеклокерамиках, которая позволяет оп ределить валентное и координационное состояние переходных элементов в мат рице. Разработана и создана установка для регистрации поляризованной люми несценции, обнаружена поляризованная люминесценция четырехвалентного хрома в стеклах и в наностеклокерамике. Показано, что степень поляризации значительно разнится по всему диапазону регистрации и может служить дис криминатором валентного состояния переходных элементов в матрице.

В.Е. Адрианов, Г.Н. Виноградова Самоорганизация квантовых нанокристаллов CdTe на гидрофобной поверхности Исследование процессов самоорганизации полупроводниковых нанокристаллов представляет собой значительный интерес для создания материалов для эле ментов новых оптоэлектронных приборов и устройств, поэтому они интенсивно проводятся во многих лабораториях мира. В настоящем докладе сообщается о получении самоорганизованных структур при испарении водного коллоидного раствора полупроводниковых нанокристаллов (квантовых точек, КТ) CdTe на гидрофобных поверхностях твердого тела. Использовались водные коллоидные растворы отрицательно заряженных КТ размеров 3,1 нм и 2,6 нм с концентра цией 1,510–3 М и 2,310–3 М соответственно. В ходе экспериментов капля кол лоидного раствора КТ с отрицательно заряженной поверхностью наносилась на стеклянную подложку, покрытую гидрофобным слоем силана, и медленно вы сушивалась. Образовавшиеся структуры анализировались с использованием фазово-контрастной и люминесцентной микроскопии. Обнаружено, что на по верхности подложки образуются дендритные структуры различной формы и размера, причем форма и размер дендритных структур определяются концен трацией КТ в растворе, а также температурой и скоростью испарения капли.

Обнаружено, что максимум спектра люминесценции КТ в дендритах сдвинут по сравнению со спектром люминесценции КТ в водном растворе, что свиде тельствует о взаимодействии нанокристалов. Ожидается, что в таких структу рах имеет место эффективный перенос энергии между нанокристаллами. Сде лан вывод, что, меняя размер, форму, тип поверхностных покрытий и заряд на поверхности нанокристаллов, можно контролировать процесс самоорганизации и фабриковать упорядоченные структуры различного типа с разными оптиче скими свойствами.

А.В. Клементьева Спектрально-люминесцентные свойства прозрачной свинцово-фторидной наностеклокерамики, активированной ионами эрбия В работе исследовались образцы свинцово-фторидной нано-стеклокерамики, активированной ErF3 в различных концентрациях. В данной стеклокерамике кристаллическая фаза представляет собой фторид свинца. В качестве центров нуклеации для кубической кристаллической фазы выступают соединения ErF3.

Образование нанокристаллов фторида свинца и переход ионов эрбия в кристал лическую фазу достигается в процессе вторичной термообработки материала.

Вторичная термообработка образцов должна сохранять материал прозрачным, при этом обеспечивая вхождение ионов-активаторов в кристаллическую фазу.

Такой прозрачный стеклокерамический материал, активированный ионами эр бия, является перспективной средой для лазеров и оптических усилителей на 1,5 мкм. В работе производилась термообработка образцов свинцово фторидной нано-стеклокерамики. Был произведен рентгенофазовый анализ, а также измерены спектры поглощения и люминесценции исходных и термооб работанных образцов. Показано, что термообработка фторосиликатного стекла приводит к образованию нанокристаллов фторида свинца. На основании иссле дований установлено, что ион эрбия входит в кристаллическую фазу. По полу ченным спектрам исследовалась зависимость спектрально-люминесцентных свойств от длительности термообработки, а также концентрационная зависи мость в одинаковом режиме обработки. Ил. А.А. Старовойтов Перестройка структуры нанокомпонентов молекулярного слоя под действием нагрева и оптического излучения В работе исследовались слои полиметиновых красителей, содержащим молеку лярные компоненты, размеры которых лежат в нанометровой области. Интерес к таким системам связан с их практическим применением. Молекулярные слои используются в высоких технологиях, в оптоэлектронике и для создания нано и микроструктур. Исследования последних лет показали перспективы примене ния молекулярных органических слоев в системах оптической записи и хране ния, а также визуализации информации. Цель работы – исследование механиз мов изменения конформационного состава и пространственной переориентации компонентов слоев под действием резонансного фотовозбуждения и нагрева, а также разработка модели перестройки структуры слоя. Изучены слои полиме тиновых красителей на стеклянных подложках, содержащие два мономера (all trans- и cis-стереоизомеры), димер и J-агрегат. Показано, что спектры растворов симметричных полиметинов в смеси вода–этанол близки к спектру слоев, нане сенных из растворов в этиловом спирте. Исследовано влияние температуры и параметров резонансного лазерного возбуждения (режим генерации, длина волны, плотность энергии) на относительные концентрации молекулярные компонентов, скорость изменения и предельно достижимые величины углов ориентации компонентов. Проведен анализ и сравнение термо- и фотостимули рованных процессов изменений компонентного состава и пространственной ориентации компонентов молекулярных слоев. Предложена энергетическая мо дель, которая описывает термо- и фотостимулированные процессы в основном и возбужденном состояниях. Определяющий механизм изменения углов ориен тации молекулярных компонентов слоев полиметиновых красителей – стереи зомеризация компонентов слоя в возбужденном и основном состояниях. Меха низм структурной перестройки связан с распадом димеров на монгомеры и объединением димеров в J-агрегаты, а также со стереоизомеризацией мономе ров. Как перестройка пространственной ориентации компонентов, так и изме нения их концентрации приводят к существенному изменению оптической плотности и спектра поглощения молекулярного слоя (особенно для случая ко сого падения линейно поляризованного зондирующего пучка). Такие процессы могут быть использованы для оптической записи и считывания долговременной информации.

Л.Л. Самойлов Создание и исследование нанозондов для сканирующего зондового микроскопа Сканирующая зондовая микроскопия (СЗМ) – один из методов, позволяющих визуализировать поверхность в наномасштабах, сочетая эту возможность с мо дификацией поверхности и измерением локальных физических параметров.

Пространственное разрешение и чувствительность СЗМ во многом определяет ся геометрической наноструктурой и свойствами нанозонда. Поэтому проблема создания и диагностики зонда является весьма актуальной. Данная работа по священа созданию и исследованию металлического зонда из вольфрама с кон тролируемыми параметрами. Полученные результаты позволяют создать тех нологию изготовления зондов с заданными параметрами с высокой степенью воспроизводимости в полуавтоматическом и автоматическом режимах. Описы ваются конструкция установки, приводятся РЭМ изображения полученных зондов и результаты визуализации объектов, полученные при помощи зондов, изготовленных по данной методике.

А.С. Бровкин, В.Н. Федоров Исследование процесса образования и роста нанотрубок состава Мg3Si2O5(OH)4 в гидротермальных условиях В работе рассмотрены следующие вопросы. Исследование процесса образова ния и роста нанотрубок состава Мg3Si2O5(OH)4 в гидротермальных условиях.

Изучение кинетики роста магниевых нанотрубок в гидротермальных условиях с различными длительностями эксперимента по их выращиванию. Исследование влияния введения затравок аналогичного состава (ранее полученные нанотруб ки) на скорость роста структур, изменение параметров (осевое соотношение, ширина канала и стенок и т.д.). Сравнение выращенных нанотрубок с помощью затравки и без с одинаковыми длительностями роста (1, 3 и 5 суток).

А.В. Баранов, А.О. Орлова, А.А. Степанов Спектрально-люминесцентное исследование взаимодействия квантовых точек с тетрапиррольными молекулами Супрамолекулярные системы, т.е. специальным образом организованные сис темы, содержащие несколько (не менее двух) молекулярных объектов, играют важную роль в современных нанотехнологиях. Одним из типов таких систем являются гибридные системы, включающие в себя как органические молекулы, так и полупроводниковые квантовые точки (КТ), которые считаются весьма перспективными с точки зрения создания на их основе химических сенсоров, фотохимических молекулярных устройств, оптоэлектронных элементов и т.п. В основе работы многих таких систем лежат процессы переноса энергии и элек трона, исследованию которых в настоящее время уделяется большое внимание.

Одним из путей построения супрамолекулярных систем является использова ние электростатического взаимодействия между разноименно заряженными компонентами. Данная работа посвящена исследованию спектрально люминесцентных проявлений взаимодействия квантовых точек (КТ) с органи ческими молекулами при электростатическом типе взаимодействия между ни ми. В работе использовались отрицательно заряженные водорастворимые CdTe КТ. В качестве органической молекулы был взят водорастворимый безметаль ный тетра(p-триметиламино)фенилпорфин (ТАП), молекула которого несет по ложительный заряд. Было обнаружено, что в водном растворе по мере добавле ния ТАП к раствору КТ имеет место исключительно эффективное тушение лю минесценции КТ, характеризующееся следующими основными особенностями.

(1) Зависимость интенсивности люминесценции КТ от концентрации добавляе мого ТАП имеет экспоненциальный вид. (2) При низких концентрациях добав ляемого ТАП одна молекула ТАП тушит 7–8 КТ. (3) Имеет место тушение лю минесценции не только КТ, но и ТАП. Люминесценция последнего обнаружи валась только при высоких относительных концентрациях добавляемого ТАП, когда люминесценция КТ оказывается уже почти полностью потушена. Иссле дование спектров поглощения растворов КТ по мере добавления ТАП позволи ло обнаружить наличие в растворе не менее двух дополнительных форм ТАП, спектры поглощения которых отличаются от свободного ТАП. Одна из этих форм также является люминесцирующей. Исследование спектров возбуждения люминесценции показало, что для некоторых из люминесцирующих форм ТАП наблюдаются спектральные проявления переноса энергии от КТ к ТАП, со стоящие в наличии в спектрах возбуждения форм ТАП особенностей спектра поглощения КТ. Совокупность полученных экспериментальных данных может быть интерпретирована в предположении, что квантовые точки в водном рас творе при взаимодействии с противоположно заряженными порфириновыми молекулами образуют ассоциаты, в которых вокруг одной молекулы порфирина может образовываться конгломерат из 6–8 квантовых точек. Предполагается также, что некоторые молекулы ТАП могут образовывать более слабые ассо циаты с этими конгломератами. На основе указанных предположений предло жена математическая модель, позволяющая удовлетворительно описать кон центрационную зависимость как тушения люминесценции КТ, так и интенсив ности люминесценции добавляемого ТАП.

С.А. Черевков Техника микрорамановского анализа материалов Целью работы является демонстрация возможностей использования ориги нальной микроспектральной техники для рамановского и люминесцентного анализа наноструктурированных объектов с дифракционным пространствен ным разрешением и создания двумерных рамановских изображений объектов.

Микроспектрометр состоит из следующих основных блоков: блок источников возбуждающего излучения (532 нм и 633 нм) с расширителем пучка, блок пре цизионного перемещения образца, блок освещения и сбора оптических сигна лов от наноструктур на непрозрачных подложках (на основе люминесцентного микроскопа «Люмам И-3, ЛОМО) и блока регистрации оптических сигналов от наноструктур на непрозрачных подложках, использующего спектро граф/монохроматор «Acton SP-2558», оборудованный охлаждаемыми многока нальным ПЗС-детектором «Andor» и одноканальным детектором ФЭУ-79, ра ботающим в режиме счета фотонов. Использование двух типов детекторов по зволяет оптимальным образом организовать получение двумерных раманов ских изображений исследуемого объекта. Для этого на первом этапе с помощью многоканального детектора регистрируется спектр рассеяния образца, исполь зуемый для идентификации его химического состава, далее спектрограф пере ключается в одноканальный режим для регистрации наиболее интенсивной ли нии в спектре ФЭУ и производится пошаговое перемещение образца для полу чения двумерного рамановского изображения. Возможность использования техники синхронного детектирования в случае одноканальной регистрации су щественно повышает чувствительность измерений.

Е.В. Ушакова Перенос энергии фотовозбуждения в системах квантовых точек Люминесцирующие полупроводниковые нанокристаллы размером несколько нанометров (квантовые точки, КТ) считаются перспективными для создания нового типа люминесцентных сенсоров или материалов с переносом энергии для систем сбора света. В обоих случаях основой функционирования таких сис тем является эффект передачи энергии фотовозбуждения от КТ меньшего раз мера к КТ большего размера. Основным механизмом передачи энергии являет ся безызлучательный перенос энергии (Fluorescence Resonant Energy Transfer, FRET) от КТ-донора к КТ-акцептору, Эффективность безызлучательного пере носа энергии определяется перекрытием спектра люминесценции донора и спектра поглощения акцептора и расстоянием между донором и акцептором.

Перенос энергии приводит к тушению люминесценции донора и увеличению интенсивности люминесценции акцептора, а также уменьшению времени зату хания люминесценции донора и возрастанию времени затухания люминесцен ции акцептора. Поэтому возможны два метода изучения эффектов переноса энергии: измерение интенсивности люминесценции и измерение времен зату хания люминесценции. Последний метод обладает рядом преимуществ. В док ладе подробно анализируются возможности микролюминесцентной техники на основе прибора MicroTime 100 для измерения времен жизни люминесценции квантовых точек (0,1–1000 нс) и создания двумерных пространственных карт распределения времен жизни с дифракционным разрешением. Временные из мерения проводятся с использованием техники коррелированного счета оди ночных фотонов. Обсуждается возможность использования данной техники для корреляционной люминесцентной спектроскопии КТ в растворах.

В.В. Лесничий, А.И. Свитенков Элементарные течения в наногидродинамике Работа посвящена исследованию особенностей динамики жидкостей в нано размерных масштабах на примере элементарных течений. В традиционной гид родинамике изучается движение газов и жидкостей при макроскопических раз мерах систем. В среднем в нормальных условиях длина свободного пробега в газе составляет приблизительно 65 нм, а расстояние между частицами – при близительно 3,3 нм. В то же время размеры систем, рассматриваемых в нано гидродинамике (в том числе и в данной работе), составляют обычно 1–10 нм.

Весьма вероятно, что подобное соотношение линейных размеров систем и масштабов процессов взаимодействия молекул приводит к появлению новых особенностей течений. Однако не исключена возможность, что данные соотно шения не принципиальны, и в результате исследований будут получены зако номерности течения, близкие к классическим. При грубом рассмотрении можно выделить следующие особенности наногидродинамики: • размеры канала срав нимы с размерами молекул, движущихся по каналам;

• флуктуации плотности могут быть велики, в отличие от макротечений;

• взаимодействие нанопотока со стенкой может быть определяющим фактором;

• точная форма граничных усло вий отсутствует;

• приближение сплошной среды может нарушаться;

• в микро и нанопотоках наблюдаются явления, не существующие в традиционной гидро динамике. В ряде исследований уже были проведены рассмотрения поведения нанофазы при взаимодействии со стенками и показано его несоответствие представлениям традиционной гидродинамики. Учитывая эти результаты, в ра боте проводились дальнейшие исследования элементарных течений, в которых были сделаны и подлежали проверке предположения о виде дифференциальных уравнений, отличных от классических. В частности, была предпринята попытка модифицировать уравнение Навье-Стокса. Проверка заключалась в моделиро вании течения методами молекулярной динамики. При расчетах взаимодейст вия использовался потенциал парного взаимодействия Леннарда-Джонса. Ре зультаты моделирования сравнивались с решениями модифицированных диф ференциальных уравнений.

А.И. Денисюк Катодолюминесцентное детектирование фазового состояния наночастиц В докладе рассмотрена концепция использования металлических наночастиц, совершающих индуцированные переходы между фазовыми состояниями с раз личными оптическими свойствами, как элементов памяти высокой плотности с важными для памяти особенностями – малыми размерами элемента и малой энергией, необходимой для переключения. Экспериментальная демонстрация работы памяти на фазовых переходах в наночастицах представлена на примере наночастиц галлия. Индуцированное изменение («запись») фазового состояния наночастиц производилась с помощью электронно-лучевого импульса, а чтение – с помощью измерения катодолюминесцентной эмиссии наночастиц. Измене ние интенсивности эмиссии в видимом диапазоне спектра величиной 20% об наружено при переключении фазового состояния пленки наночастиц со сред ним диаметром частиц 60 нм.

НАУЧНАЯ ШКОЛА «МЕХАТРОНИКА И ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗРЕНИЕ»

О.И. Панова Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана Исследование теплообмена и гидродинамики на поверхностях со сферическими углублениями при различных числах Рейнольдса Работа посвящена численному исследованию обтекания потоком теплоносите ля луночного рельефа на пластине при различных числах Рейнольдса. Для сравнения выбраны два типа расположения лунок в пакете – шахматное и ко ридорное. Моделирование проводится с использованием программного ком плекса STAR-CD. В работе получены теплогидравлические характеристики та ких рельефов в зависимости от числа Рейнольдса. Ил. 10, табл. 3.

А.Д. Исламова Метод измерения теплопроводности анизотропных высокотеплопроводных тел в виде стержней и пластин Детали, выполненные из наноматериалов, имеют, как правило, форму стержней и пластин, и для изучения и контроля их проводящих свойств необходимо раз работать методы и установки для измерения теплопроводности. Рассматривае мый метод основан на законах переноса теплоты вдоль стержней и пластин при наличии теплообмена на боковой поверхности. В работе приводятся решения стационарного уравнений теплопроводности для стержня с лучисто конвективным теплообменом на поверхности и источником теплоты на одном из его концов. Величина коэффициента лучисто-конвективного теплообмена определяется экспериментально в процессе градуировачных опытов. С помо щью вентиляторов достигается высокая равномерность и интенсивность кон вективного теплообмена на поверхности. Пробные эксперименты проведены на медных пластинах и показали хорошую воспроизводимость теплопроводности меди при помощи рассматриваемого метода. Метод использован для измерения теплопроводности углеродных композиций, полеченных методом нанотехноло гий и пластин из пироуглерода. Установлено, что теплопроводность этих мате риалов может достигать значений 500–600 Вт/мК. Ил. 1.

А.С. Ртищева Ульяновский государственный технический университет Исследование тепловых потерь здания По данным исследований Технологического института энергетических обсле дований, диагностики и неразрушающего контроля «ВЕМО», нарушение норм энергопотерь при проектировании, строительстве и эксплуатации зданий при водит к потере до 40% энергии, расходуемой на их отопление. Таким образом, внедрение разичных энергосберегающих технологий на объектах конечного по требления тепловой энергии, т.е. в зданиях, требует оценки, где именно проис ходят наибольшие теплопотери и насколько эффективны будут производимые мероприятия. Целью работы являлось численное и экспериментальное исследо вание тепловых потерь здания и оценка эффективности энергосберегающих ме роприятий, направленных на утепление здания. Расчетным и эксперименталь ным путем установлено, что до 60% тепловой энергии, расходуесмой на ото пление, тратится в виде тепловх потерь теплопередачи, и до 40% тепловой энергии, расходуемой на отопление, тратится на вентиляцию и инфильтрацию через различные неплотности ограждающих конструкций. Меры, направленные на энергосбережение, могут сэкономить до 40% тепловой энергии, расходуемой на отопление здания. Ил. 16.

М.А. Корнеева, Д.А. Мустафина Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана Численное моделирование процессов теплообмена в твердотельном термо статирующем устройстве Термостатирующие устройства широко применяются в технике для поддержа ния заданной температуры в течение определенного промежутка времени. Ино гда помимо термостатирования объекта необходимо изменять его тепловое со стояние в соответствии с требуемым законом. Тогда возникает задача разработ ки методики, позволяющей реализовывать программы управления с необходи мыми скоростями нагрева/охлаждения и точностью поддержания температур.

Целью работы является разработка расчетного комплекса для проведения ва риационных и трехмерных расчетов влияния конструктивных параметров на эффективность работы системы нагрева/охлаждения и определения закона управления нагревательным утсройством. Конструктивные схемы термостати рующих устройств в зависимости от используемого рабочего тела (газ, жид кость или твердое тело) можно разделить на пневматические, гидравлические и твердотельные. В работе рассматривается твердотельное термостатирующее устройство на термоэлектрических элементах Пельтье для проведения медико биологических исследований. Разработан метод расчета терморегулирующего устройства на термоэлектрических элементах в одномерной постановке на язы ке Fortran, позволяющий определить закон управления (закон изменения силы тока в термоэлементах), соответствующий заданному циклу изменения темпе ратур. Также создана модель в коммерческом программном комплексе Star-CD для проведения трехмерных расчетов и оценки неоднородности температурно го поля. С помощью одномерного кода были определены размеры конструкции, обеспечивающие необходимую точность поддержания температур и скорости нагрева/охлаждения, а также закон изменения силы тока в термоэлементах.

Этот закон и размеры конструкции использовались при создании модели и ре шении задачи в трехмерной постановке. Неоднородность тепмературного поля в результате трехмерного моделирования составила 1,3 К. Ил. 9, табл. 3.

Д.С. Макаров, Д.А. Минкин Система управления тепловыми процессами в устройстве для калибровки инфракрасных приборов Эффективность использования тепловизионной техники тесно связано с точно стью воспроизведения температурных полей сложных объектов. Важными па раметрами тепловизоров являются минимальная обнаруживаемая разность тем ператур и минимальная разрешаемая разность температур. Для определения этих величин разработана установка, включающая ряд тест-объектов и блок управления и индикации. Блок управления и индикации позволяет оперативно задавать с помощью высокоточного цифрового регулятора требуемые темпера туры и перепад температур в тест-объекте в пределах от 0,1 К до 10 К с по грешностью не более ± 0,03 К и показывать их с помощью двух табло, выпол ненных на светодиодных индикаторах. Излучающие поверхности покрыты краской, имеющей высокий коэффициент черноты. Ил. 3.

А.Л. Липьяйнен Санкт-Петербургский государственный политехнический университет Численное моделирование струи тонкораспыленной воды в турбулентном факеле Разработка стационарных систем пожаротушения на основе тонкораспыленной воды позволяет предложить альтернативу хладонам (производство которых за прещено Монреальским протоколом) и удовлетворить современным требова ниям международных стандартов безопасности. К преимуществам воды как тушащего агента относятся: дешевизна, доступность, токсическая и экологиче ская безопасность. В зависимости от начальной дисперсности струи ее взаимо действие с окружающей средой и турбулентным пламенем может протекать в существенно разных режимах, причем разработка надежных методов их коли чественного прогноза к настоящему времени не завершена. В работе представ лены математическая модель и результаты численного исследования воздейст вия распыленной испаряющейся жидкости на турбулентное пламя и тепловой факел горячих продуктов сгорания. Численные расчеты струй воды крупного (начальный медианный диаметр капель 630 мкм) и тонкого (80 мкм) распыла позволили выявить качественные различия в режимах взаимодействия струи и пламени, обусловленные начальным диаметром капель. В рассмотренных усло виях оказалось, что в случае тонкого распыла возможно более быстрое подав ление пламени при меньшем расходе воды.

Е.В. Петрова Исследование теплофизических свойств органосиликатных покрытий Исследование свойств тонких пленок, отличающихся по ряду причин от свойств «толстых» образцов, представляет собой самостоятельную задачу, ак туальную, в том числе, в связи с развитием нанотехнологий. Знание свойств, в частности, актуально для теплофизических свойств покрытий из органосили катных материалов. В работе приведены результаты исследования некоторых свойств органосиликатных пленок толщиной до 300 мкм с применением стан дартных методов, которые обычно используются для «толстых» (от 0,5 мм) об разцов. Показано, что таким методом тяжело получить устойчивые результаты, обоснована необходимость разработки новых методов определения свойств (в частности, теплофизических) покрытий малой толщины в диапазоне темпера тур до 1200С. Ил. 3.

Г.В. Бирюлин Моделирование температурного поля импульсных источников тепловыделения с высокотеплопроводными слоями На примере газосигнализатора рассматривается моделирование температурного поля сложной конструкции с тонкими теплопроводными слоями работающей в нестационарном режиме в условиях естественной конвекции. При конечноэле ментном моделировании при учете тонких элементов (слоев, мембран) значи тельно возрастает количество конечных элементов. Возникает необходимость оптимизации модели, с целью уменьшить используемые при моделировании ресурсы компьютера. В работе рассматриваются проблемы задания коэффици ента теплоотдачи мембранных поверхностей сложной конструкции в условиях пленочного режима при сильных колебаниях температуры. Произведен расчет температурного поля газосигнализатора, предложена методика увеличения толщины слоя в модели за счет применения эффективной анизотропной тепло проводности, и численного расчета коэффициента теплоотдачи при естествен ной конвекции. Ил. 4.

К.В. Кириллов Параметрическая идентификация теплового потока, входящего в одномерный тепломер, с уточнением коэффициента теплопроводности Теплофизические характеристики (ТФХ) материала тепломера существенно влияют на результаты восстановления тепловых потоков. В нестационарной теп лометрии, как правило, для получения информации о значениях ТФХ использу ются известные справочные данные, составление которых является отдельной за дачей экспериментальной теплофизики. Однако значения ТФХ существенно раз личаются в зависимости от технологии получения сплавов, а для неоднородных тепломеров величины ТФХ известны лишь приблизительно. Для преодоления указанных проблем вместо традиционно применяемой прямой градуировки ПТП на специальных стендах предлагается использовать методы комбинированных об ратных задач теплопроводности (ОЗТ). Комбинированная ОЗТ предполагает по становку коэффициентной ОЗТ по определению ТФХ материала тепломера и объ единение ее с граничной ОЗТ по восстановлению входящего в тепломер теплово го потока. При постановке коэффициентной ОЗТ рассматривается случай опти мального оценивания только коэффициента теплопроводности, где в качестве обязательной параметризации применяется его кусочно-постоянная аппроксима ция, а при постановке граничной ОЗТ – кусочно-линейная сплайн-аппроксимация теплового потока. В работе описан метод решения комбинированной ОЗТ с ис пользованием фильтра Калмана по искомым параметрам, приведены результаты восстановления тепловых потоков и уточнения ТФХ для тепломеров из различ ных материалов, оценены погрешности решения ОЗТ и даны рекомендации по использованию предлагаемого метода. Ил. 4, табл. 1.

Е.П. Фомина Исследование частотной структуры пульсаций в потоке воды в водопроводной трубе Проблемы водо- и теплоснабжения зданий актуальны в связи с задачами энер го- и ресурсосбережения. Для решения этих задач важным представляется учет тех нюансов, на которые ранее не обращалось внимание. Таким нюансом явля ется динамика изменения характеристик потока. Для исследования структуры потока были использованы миниатюрные датчики температуры, представляю щие собой полупроводниковые термометры сопротивления. В докладе приве дены результаты исследований в диапазоне расхода воды 10–400 л/мин.

А.А. Баранов, А.Р. Денисов* Костромской государственный технологический университет *Костромской государственный университет им. Н.А. Некрасова Имитационное моделирование работы производственных линий многономенклатурного машиностроительного производства Для достижения максимальной эффективности изготовления объектов произ водства необходимо проводить унификацию проектируемых изделий, учитывая технологическое сходство группируемых изделий и объемы их выпуска (груп пирование изделий). Предлагаемая система позволяет решать указанную задачу с использованием принципов имитационного моделирования на основе сетей Петри. Моделирование производится как в режиме поточного, так и в режиме бережливого производства. В результате работы системы формируется хоро ший (близкий к оптимальному) план распределения обрабатываемых изделий по производственным линиям. Ил. 3, табл. 1.

С.А. Родинков Сравнительный анализ методов обработки сигналов с помощью рядов Фурье, вейвлетов и полиномов Уолша Рассмотрены различные методы обработки сигналов, такие как разложение в ряд Фурье, вейвлет-анализ и полиномы Уолша. В качестве обрабатываемого сигнала выступает магнитограмма. Рассмотрены основные условия и ограниче ния применения того или иного метода. Произведено сравнение этих методов.

Ил. 3, табл. 1.

Д.В. Запатрин, Д.В. Ершов, С.Ю. Керпелева, В.В. Люлин Исследование наношероховатости при трехточечном трибологическом вхаимодействии Доклад посвящен исследованию трибологических свойств материалов на уста новке «Трибал 2». Решается задача увеличения точности получаемых триболо гических данных посредством применения трехточечного контакта образцов. В работе представлены динамические характеристики узла трения, полученные в результате эксперимента на установке «Трибал 2» с применением трехточечно го контакта образцов. Для анализа результатов используются возможности микроскопа, микропрофилометра и нанопрофилометра. При анализе образцов с помощью микроскопа на ряде образцов было обнаружено абразивное изнаши вание, на остальных же – налипание частиц износа. Ил. 5.

П.С. Соловьев Звуковая локация и ее цифровой анализ В работе рассматривается один из способов осуществления локализации источ ников звука (задача звуковой локации). При движении источников и приемни ков звука наблюдается эффект Доплера, который может быть использован для определения направления на источник звука. Данный эффект может быть мно гократно усилен при определенном характере движения микрофонов. Рассмат ривается один из простейших видов движения – вращение с постоянной угло вой скоростью. Из-за кругового характера движения процесс описывается с по мощью нелинейных преобразований. Вследствие этого для цифрового анализа построенной модели необходимо использовать общий вид дискретного преоб разования Фурье (ДПФ) – дискретное преобразование Фурье на неравномерной сетке по времени. Результатом работы является оценка физических параметров системы, необходимых для успешного решения задачи звуковой локации. По казана научная и практическая ценность линейных преобразований на нерав номерных сетках. Результаты работы могут быть применены не только в облас ти звуковой локации (в воздушной среде), но и в других применениях, таких как: • пассивная локация в воде;

• наблюдения за животными в естественной среде обитания;

• охранные системы;

• системы безопасности движения;

• сис темы распознавания речи;

• экспертные системы.

А.Д. Перечесова, П.А. Сергушин Закон движения механизма плетения САН Работа относится к области кинематического и динамического исследования параметров плоского рычажного механизма, применяемого в качестве рабочего узла механизма для изготовления подвесов чувствительных элементов измери тельных приборов. Поставлена задача определения характера движения основ ного звена – кулачковой стрелки, перемещающей пряди сплетаемого изделия по заданному закону. Применены стандартные методы определения параметров движения – план положений, скоростей и ускорений. Полученный результат планируется использовать для усовершенствования формы деталей устройства, увеличения быстродействия и улучшения качества получаемого продукта.


И.В. Пустошкин Использование стандартов на основе ГОСТ 1643-81 и ГОСТ 21098- в практике проектирования и конструирования Точность изготовления зубчатых колес, червяков, реек и точность их монтажа в передачу (включающая в себя точность корпусов, плат, валиков, подшипников и т.д.) определяет эксплуатационные показатели передач. Речь идет не только о геометрокинематических показателях, но и о таких характеристиках, как ин тенсивность шума, виброактивность, потери на трение, кпд, прочность, надеж ность и долговечность. Система допусков на подавляющее большинство широ ко применяемых в машиностроении деталей построена на чисто геометриче ских принципах, когда погрешности деталей учитываются в виде отклонений размеров и формы. Основными расчетными параметрами точности любых пе редач являются кинематическая погрешность (разность между действительным и номинальным углами поворота зубчатого колеса на его рабочей оси, ведомого измерительным зубчатым колесом, при номинальном взаимном положении осей вращения этих колес) и мертвый ход (не передаваемый на ведомое звено ход ведущего звена, возникающий при реверсе последнего). Методы расчета:

метод расчета на максимум-минимум, учитывающий только предельное откло нение звеньев кинематической цепи и самые неблагоприятные их сочетания;

вероятностный метод, учитывающий рассеяние погрешностей и вероятность их различных сочетаний отклонений составляющих звеньев кинематической цепи.

В.В. Люлин Чеканка монет как задача технологической теории пластичности Предметом исследований является анализ особенностей процессов, происхо дящих на поверхности чеканочного инструмента при чеканке монет, и изучение закономерностей эволюции рельефа поверхности инструмента, инициирован ных граничным течением материала заготовки монет. Описание процесса де градации рельефа поверхности чеканочного инструмента связано с определен ными трудностями (сложность самого процесса и неоднозначное использова ние понятия «деградация»). Для описания закономерности изнашивания по верхности предлагается использовать задачи технологической теории пластич ности. Решаемая проблема – изучить закономерности изнашивания поверхно сти и установить механизм деградации рельефа поверхности в целях повыше ния стойкости к деградации рельефа поверхности чеканочного инструмента..

Д.С. Терновский Разработка высоковольтного модулятора с наносекундным фронтом для управления электрооптическим затвором на основе эффекта сверхбыстрого переключения МОП-транзистора Рассмотрен режим сверхбыстрого включения МОП-транзистора, при котором время переключения прибора не превышает единиц наносекунд. Дано объясне ние механизма сверхбыстрого переключения. Приведены результаты прямых экспериментов, подтверждающих механизм сверхбыстрого переключения. По казана возможность построения высоковольтного модулятора с наносекундным фронтом на основе исследуемого эффетка. Приведены характеристики разрабо танного и серийно выпускаемого нами модулятора. Ил. 10.

Р.В. Бондаренко, Ф.В. Киселев Способы создания адаптивных модулей технологического назначения с использованием удаленных баз знаний Доклад посвящен способам создания адаптивных модулей технологического на значения с использованием удаленной базы знаний на основе архитектуры «кли ент-сервер». На сервере выполняются технологические расчеты режимов резания, допусков и т.д. Система автоматизированного решения технологических задач должна постоянно развиваться, охватывая новые объекты, для которых проекти руются технологические процессы, методы обработки, оборудование, инструмент, а также новые технологические задачи. Так как бюджет предприятия ограничен, требуется наилучшее соотношение цена/качество. Компромиссом может стать создание Web-приложений и Web-сервисов, которые предоставляют любому кли енту, имеющему браузер, полноценный доступ к системе. В качестве примера рассматривается следующая схема: HTML-страничка – Java-апплет – база данных (напр., СУБД Microsoft Access или Oracle) – HTML-страничка. Технолог произво дит расчеты с использованием сети (сеть может быть как глобальной, так и ло кальной, размещенной на территории конкретного предприятия, региона или в масштабе страны) и базы данных. Технолог, рабочее место которого можно рас сматривать как удаленное рабочее место, загружает HTML-страничку, находит информацию в данных, доставляемых из базы данных, и корректирует получен ные расчеты и чертежи. Реализация технологии «клиент-сервер» может быть раз лична, в качестве примера можно сравнить технологии Java (апплеты и сервлеты) и технологии CGI. В качестве организации доступа к базе рассматривается ис пользование Java-технологий.

А.Р. Денисов, В.А. Хомяков* Костромской государственный университет им. Н.А. Некрасова * Костромской государственный технологический университет Управление конфигурацией изделия Рассмотрены технологии управления конфигурацией, виды конфигураций, кон тексты применения технологии управления конфигурацией, математический аппарат для разработки метода управления конфигурацией, представленной в виде графа, который может задаваться вручную, а также читаться из файла ли бо базы данных.

А.В. Терещенко Влияние микрогеометрии поверхности на ее износостойкость – планирование эксперимента Оптимизация микрогеометрии поверхностей – один из немногих экономически выгодных в настоящее время способов повышения качества изделий. Традицион но применяемые методы, например, использование новых материалов или повы шение точности изготовления, либо не способны удовлетворить объем запросов производства, либо практически подошли к порогу экономической целесообраз ности своего применения. Микрогеометрия играет важнейшую роль в таких свой ствах поверхностей, как адгезия, трение и износ при скольжении и качении, кон тактная жесткость, отражательная способность, износостойкость при переменных нагрузках, коррозионная стойкость и качество лакокрасочных покрытий и т.д.

(всего не менее двадцати функциональных свойств), поэтому создание оптималь ного микрорельефа рабочих поверхностей деталей, наряду с применением терми ческих и физико-механических способов улучшения их поверхностного слоя, яв ляется одним из основных и наиболее эффективных резервов повышения качест венных показателей машин и приборов. В статье рассмотрено планирование экс перимента для определения влияния микрогеометрии на износостойкость поверх ности, нахождения оптимальной микрогеометрии для данного свойства с учетом имеющегося оборудования на базе использования непараметрических критериев.

Заложена основа для построения теоретической модели получения заданной изно состойкости с учетом шероховатости. Табл. 1.

Н.А. Шувал-Сергеев Интеграция конструкторских и технологических САПР на основе формата 3DXML В последнее время на отечественных производственных предприятиях широкое распространение получили российские CAD/CAM-системы, которые призваны уменьшить трудоемкость и сократить время на разработку конструкторской и технологической документации. Однако существующие возможности отечест венных систем не способны обеспечить автоматизацию всех этапов технологи ческой подготовки. Современные конструкторские разработки основываются на 3D моделировании. Полученная в результате модель является базой для дальнейшей подготовки технологической документации. Целью данной работы является рассмотрение возможности использования 3DXML формата в качест ве основы получения данных о 3D модели объекта для дальнейшего использо вания их в автоматизированных системах подготовки технологической доку ментации. В результате проведенного исследования 3DXML формата было по казано, что все необходимые параметры модели при незначительной обработке данных могут быть считаны и интерпретированы внешним приложением и в дальнейшем cмогут использоваться для обработки. В результате анализа свойств формата и его способа хранения данных также было выявлено, что объем 3DXML файлов до 95% меньше, чем при описании той же модели в дру гих форматах, что особенно важно для современных систем обмена конструк торско-технологической информацией, использующих удаленный доступ.

Р.В. Бондаренко, Ф.В. Киселев Формирование базы знаний для ТПО Проектирование технологических процессов (ТП) – это одна из важнейших функций ТПП. Результатом проектирования ТП является комплекс технологи ческой документации. В этот комплекс могут входить различные документы:

технологические карты;

ведомости оснастки;

карты с операционными эскизами, карты наладки оборудования, карты с управляющими программами для станков с ЧПУ и т.д. На кафедре ТПС СПбГУ ИТМО разработана система «Т-95». Эта система предназначена для моделирования ТП (единичных, типовых и группо вых), в основном, при механической обработке деталей. С помощью системы получают фактографическую модель ТП (ФМТП). Модель вводится в базу зна ний и используется для автоматизированного решения технологических задач.

Достоинствами ФМТП являются независимость от форм технологических до кументов, на порядок меньший объем, простота и удобство по сравнению с тек стовой моделью ТП (хранимой в базе данных как текстовые файлы), возмож ность вывода любых технологических карт и поэтапного моделирования ТП.

Методика моделирования ТП основана на поэтапном моделировании ТП: моде ли могут заноситься в базу поэтапно с разным уровнем детализации. Система имеет свой внешний входной язык для описания фактографических моделей ТП. Рассмотрена грамматика, семантика и лексика входного языка.


В.В. Богданов, Р.В. Бондаренко Проектирование технологических процессов с использованием удаленной САПР Для обеспечения конкурентоспособности или снижения стоимости продукции предприятия могут прибегать к услугам сторонних организаций для проведения процесса технологической подготовки производства. С целью повышения эко номических показателей или для выпуска сложного изделия в работе над про ектом может участвовать несколько независимых предприятий. Современный подход к организации технологической и конструкторской подготовки произ водства предполагает широкую автоматизацию и централизацию информации об изделии. Таким образом, возникает потребность в средствах автоматизации технологической подготовки производства, способных обеспечить возможность удаленной работы с централизованной базой данных. Необходимо разработать концепцию САПР ТП нового поколения, предусматривающую возможность обеспечения удаленной работы и обладающую достаточной универсальностью и адаптивностью для применения в различных организациях, обеспечивающих технологическую подготовку производства. Также необходимо разработать ме тодологию проектирования технологических процессов с использованием та кой САПР ТП. Предложена методология организации САПР ТП в виде удален ного приложения. Рассмотрены особенности организации процесса проектиро вания технологических процессов при использовании удаленной САПР ТП.

Д.А. Соколов Конструктивная реализация диаметральной схемы гироинклинометра с дополнительным разворотом корпуса скважинного прибора В настоящее время скважинная навигация необходима для добычи природных ресурсов во все более усложняющихся условиях. Направленное бурение посте пенно становится основным видом бурения. Возникает потребность обеспечи вать эффективный контроль пространственного положения ствола скважин.

Необходимость сокращения сроков строительства скважин и увеличения про изводительности труда в бурении ставит перед создателями задачу усовершен ствования используемых схем и алгоритмов при построении инклинометриче ских приборов и систем. Основная цель состоит в том, чтобы добиться универ сальности применения бесплатформенного гироинклинометра в непрерывном и точечном режимах при всех возможных траекториях скважин. В работе анали зируются характеристики так называемой диаметральной схемы инклинометра, предложенной некоторое время назад, при использовании дополнительного разворота корпуса вокруг продольной оси. Диаметральная схема является ре зультатом эволюционного развития и видоизменения схем, реализованных ра нее. Приводятся алгоритмы определения навигационных параметров. Предла гается конструктивное решение для реализации схемы. Ил. 4, табл. 1.

С.А. Мелих Методология построения единого комплекса САПР с использованием технологий быстрого прототипирования Рассматривается вопрос внедрения на промышленных предприятиях (машино строение) САПР: автоматизация конструкторской подготовки производства, ав томатизация технологической подготовки производства, система управления инженерными данными. Предложена методика объединения САПР с техноло гиями быстрого прототипирования для повышения эффективности работы кон струкоторов, технологов, нормировщиков, архивариусов и руководителей. Дана оценка времени, затрачиваемого на конструкторско-технологическую подго товку производства.

А.Л. Ткачев Влияние тепловых эффектов на характеристики датчиков на объемных и поверхностных акустических волнах Объем производства датчиков на поверхностных и объемных акустических волнах продолжает увеличиваться. Они становятся меньше, надежнее, точнее, повышается целесообразность применения их в сложных устройствах. Однако показания таких датчиков сильно зависят от параметров рабочей среды. В ра боте рассмотрено влияние температурных эффектов на характеристики микро акустических датчиков. Ил. 5, табл. 4.

Р.А. Алексеев Программное движение двуногого шагающего робота в сагиттальной плоскости В работе рассматривается разработка алгоритмов программного движения дву ногого шагающего робота (ДШР) и изучение их последующего осуществления механизмом. Задаются программные траектории желаемого движения корпуса и стоп ДШР. Решается обратная кинематическая задача по определению за дающих воздействий на электроприводы робота. Определяются оптимальные параметры ходьбы и виды походок для осуществления комфортабельного дви жениях корпуса ДШР.

К.В. Биктимиров Санкт-Петербургский государственный политехнический университет Влияние насыщения магнитопровода на величину пульсаций электромагнитного момента вентильного индукторно-реактивного двигателя Все большую популярность находят вентильные индукторно-реактивные дви гатели (ВИРД), в англоязычной литературе получившие наименование Switched Reluctance Motor (SRM). ВИРД представляет собой следующий шаг в техниче ском развитии электродвигателей и привлекает внимание разработчиков своей простой технологичной конструкцией. Исследуется влияние насыщения магни топровода на динамические характеристики ВИРД (пульсации момента и тока).

Для этой цели построена модель ВИРД в среде Matlab, над ней проведены ис следования. В работе получены графики переходных и установившихся про цессов ВИРД, значения коэффициентов пульсаций момента и тока. Сделаны выводы о влиянии насыщения на качественные характеристики ВИРД. Ил. 10, табл. 1.

П.П. Коваленко Методика информационной оценки качества восприятия изображений Предлагается методика информационной оценки различных типов представле ния изображения. Для количественной информационной оценки изображений предлагается использовать формулы Хартли и Шеннона для количества ин формации в сообщении и информационной энтропии сообщения. С помощью данной методики можно оценивать восприятие человека с точки зрения коли чества битовой информации. В работе произведен расчет количества воспри нимаемой информации для нескольких способов представления изображений.

Ил. 6, табл. 3.

Н.Ю. Овсеев Метод фазового сдвига для изменения стойкости волоконно-оптических кабелей к продольной растягивающей нагрузке Показана связь надежности волоконно-оптического кабеля (ВОК) и его стойко сти к продольной растягивающей механической нагрузке. Основным критерием надежности является срок службы кабеля. По нормативной документации он составляет 25 лет. В работе исследованы механизмы, влияющие на долговеч ность кабеля. Показано, что механическая продольная нагрузка, прикладывае мая к кабелю связи, на практике является наиболее значимым фактором, со кращающим срок службы ВОК. Указаны способы минимизации погрешностей, модернизирована схема метода фазового сдвига. Методика и схема реализова ны в действующем испытательном стенде. Проведены опыты и представлены их результаты. Ил. 8.

М.Ю. Михайлов Автоматизированное устройство для измерения диаграммы направленности источников излучения, применяемых в волоконно-оптических системах передачи Основные типы источников излучения для волоконно-оптических системах передачи (ВОСП), – лазерные, светоизлучающие и суперлюминeсцентные дио ды. Одной из основных характеристик является диаграмма направленности ис точника, т.е. пространственное (угловое) распределение излучаемой мощности.

Методика измерения углового распределения разработана недостаточно полно.

В настоящее время отсутствует специализированный прибор для измерения этой характеристики в производственных условиях. В работе разработано ав томатизированное устройство для измерения диаграммы направленности ис точников излучения, применяемых в ВОСП и датчиках. Создано программное обеспечение, которое позволяет представлять результаты измерений в виде трехмерного изображения диаграммы, анализировать ее любое сечение и опре делять числовую апертуру источника излучения. Комплекс обеспечивает высо кую скорость проводимых измерений при сохранении точности, выдачу ре зультатов в удобном для анализа виде, простоту выполнения измерений. Ил. 5.

А.С. Кипин Балтийский государственный технический университет им. Д.Ф. Устинова (Военмех) Метод и система обеспечения жизнедеятельности космонавтов при возможной разгерметизации отсеков пилотируемых космических аппаратов Разгерметизация ЛА является одним из наиболее серьезных по своим последст виям проявлением опасности и может быть вызвана, например, микрометеори тами. Для парирования последствий разгерметизации и повышения живучести при разгерметизации ЛА имеют на борту системы наддува и разгерметизации (СНиР). Введение СНиР – это конструктивный способ повышения показателя временной избыточности ЛА при разгерметизации, приводящий к повышению его безопасности. В большинстве случаев применение СНиР является более дешевым и эффективным средством обеспечения безопасности ЛА, чем повы шение механической прочности его оболочки и защитных покрытий или при нятия дополнительных мер по обеспечению герметической кабины. Отсек пи лотируемого КА объемом V снабжен СНиР. СНиР состоит из баллона объемом Vб с запасом воздуха, газового редуктора и системы управления редуктором.

Герметичность отсека может быть нарушена микрометеоритом или орбиталь ным осколком случайного размера. Истечение воздуха через образовавшееся отверстие площадью S компенсируется СНиР, система управления которой стремится поддерживать в отсеке давление, на которое настроен редуктор. Рас четы выполнены при средних значениях параметров СНиР. Обращает на себя внимание малое влияние площади проходного сечения клапана и независи мость показателя безопасности от объема кабины или отсека. Приведенная мо дель СНиР может использоваться для оптимизации ее параметров.

А.В. Смагин Технологическая база данных инструмента в ЕИП В работе рассматриваются проблемы организации технологических баз данных режущего инструмента в едином информационном пространстве предприятия.

В условиях современных производств информационная поддержка жизненного цикла изделия, осуществляемая на стадиях проектирования, технологического планирования и производства, требует хранения данных о используемом инст рументе и оборудовании. Информация о инструменте на различных стадиях ЖЦИ может быть различной – 3D модели инструмента, параметрическое опи сание или только обозначение. В работе рассматриваются вопросы применяе мости тех или иных видов представления инструмента на каждой стадии ЖЦИ, а также исследуется представление класса режущего инструмента в технологи ческих базах данных.

В.А. Черноножкин Центральный научно-исследовательский и опытно-конструкторский институт робототехники и технической кибернетики Система локальной навигации для наземных мобильных роботов Объектом исследования является система локальной навигации для наземных мобильных роботов. Разработана структурная схема системы, осуществлен вы бор составляющих аппаратной части, удовлетворяющих предъявляемым требо ваниям. С учетом особенностей навигации мобильных роботов составлена ма тематическая модель системы, работающей в автономном режиме, реализован алгоритм обработки информации, поступающей с чувствительных элементов.

Разработано и отлажено программное обеспечение, осуществляющее управле ние аппаратной частью и обработку данных с датчиков для получения навига ционной информации. Реализована физическая модель системы, проведен ряд испытаний. Результаты исследований ориентированы на создание системы ло кальной навигации как составляющей навигационного комплекса, позволяюще го автономным наземным мобильным роботам решать широкий спектр задач.

С.А. Чертков Разработка систем хранения и поиска технологической информации В процессе технологической подготовки производства необходим доступ к большому количеству информации, такой как данные о имеющихся инструмен тах и оснастке, архивы разработанных технологических процессов. В настоя щее время существуют комплексные системы подготовки производства, имею щие в своем составе системы работы с документацией, однако в условиях ре ального производства практически ни одна система не может удовлетворить всех нужд предприятия, и приходится использовать дополнительные про граммные средства, которые уже не могут получить доступ к установленной системе. Для решения этой проблемы можно прибегнуть к веб-технологиям как наиболее универсальному средству решения задач доступа к информации. В работе рассмотрены проектирование, разработка и использование универсаль ного веб-сервиса для хранения технологической информации, а также клиента для исполнения в веб-браузере, позволяющего обращаться к серверу и пред ставлять полученные данные в понятной пользователю форме.

О.С. Юльметова Оптимизация микрогеометрии функциональных поверхностей деталей приборов для повышения их качества Работа охватывает все этапы процесса оптимизации – поиск оптимальной мик рогеометрии, ее нормирование, технологическое обеспечение и контроль опти мальной микрогеометрии. Так как микрогеометрия существенно влияет на два десятка функциональных свойств поверхности, то естественной является опти мизация микрогеометрии для каждого функционального свойства. Оптималь ную микрогеометрию лучше всего определять экспериментально, путем изго товления и испытания образцов. Технология получения оптимальной микро геометрии берется с лучшего образца. Контроль осуществляется путем просто го наложения плотности распределения ординат профиля контролируемого об разца на аналогичную кривую для оптимального образца. Нормирование реко мендуется производить по нумерации функциональных свойств. Ил. 2, табл. 1.

Ю.С. Окуловский, А.С. Шека Уральский государственный университет им. А.М. Горького Об архитектуре роботов и интеллектуальном управлении ими Излагается архитектура колесного робота, которая может быть использована для образования в областях робототехники и интеллектуального управления.

Приведены характеристики и основные протоколы работы устройств, их орга низация, описание соединяющих их шин и так далее. Рассмотрена архитектура соединения механических устройств с бортовым компьютером, бортового ком пьютера с внешним командным компьютером, возможности дальнейшей инте грации с высокопроизводительными устройствами для запуска интеллектуаль ных алгоритмов. Приведена классификация языков управления роботами по уровню их абстрагированности от конкретных робототехнических устройств.

Описаны подходы к применению интеллектуальных вычислений для решения различных задач. Рассмотрена задача распознавания изображения и ее решение с возможностью обучения робота на примерах. Кроме того, приведен адаптив ный алгоритм коррекции управляющего воздействия для робота.

А.А. Саломатина, Ю.Н. Фомина Оптимизация конфигурирования и распределения заказов виртуального предприятия Отсутствие кооперации с другими предприятиями при решении задач ТПП приводит к увеличению сроков запуска новых изделий в производство, неоп равданно высоким затратам и снижению качества изделия. Выход из сложив шейся ситуации видится в изменении традиционных форм ведения бизнеса, в переходе к передовым формам кооперации – виртуальным предприятиям. В ос нове функционирования виртуальных предприятий лежит постоянный поиск наиболее выгодных и надежных партнеров для производства требуемых изде лий. Оптимальное распределение заказов на выполнение работ (проектирова ние и изготовление нестандартного оборудования, средств технологического оснащения, проектирование различных видов технологических процессов, вы полнение определенных технологических операций и др.) зависит не только от выбора исполнителей, но и от того, как сформированы пакеты заказов на вы полнение задач ТПП. Задачи анализа ресурсов и загрузки мощностей предпри ятия с точки зрения эффективности выполнения заказов, также как и задачи формирования пакетов заказов и выбора исполнителей, не имеют универсаль ных методов решения, поскольку должны в большой степени опираться на спе цифику рассматриваемой предметной области. В настоящее время пока не най дены методы решения подобных задач для различных работ ТПП. Целью ис следования является разработка методов оптимизации конфигурирования и распределения заказов при решении задач ТПП в среде виртуального предпри ятия на основе использования многоагентных (мультиагентных) технологий, генетического алгоритма, методов нечеткой логики. Многоагентные техноло гии характеризуются множественными решениями, применяются для динами ческого управления сетевыми ресурсами. Известно, что мультиагентные техно логии обладают рядом преимуществ по сравнению с другими способами орга низации распределенных вычислений. Несмотря на это, разрабатывать методо логию на основе использования исключительно этого подхода не представляет ся возможным. Данный алгоритм не позволяет находить выход из ситуации, ко гда критерии решения частных задач при конфигурировании виртуального предприятия в сфере ТПП сформулированы неоднозначно. Еще одна проблема заключается в том, что для сложных изделий число возможных вариантов ком плектования заказов на ТПП может быть достаточно велико. При этом опти мальное распределение заказов зависит как от выбора варианта комплектова ния, так и от выбора исполнителей. Разрешить ситуацию, когда задачи не могут быть сформулированы точно и содержат элементы неопределенности, позво ляют методы нечеткой логики. Генетический алгоритм, в свою очередь, дает возможность решить задачу конфигурирования виртуального предприятия с учетом многовариантного формирования пакетов заказов.

И.О. Гаранин, О.П. Пантась Исследование упругого «подвеса-привода» лазерного гироскопа Применяемые в настоящее время лазерные гироскопы с «частотной вибропод ставкой», хотя и имеют высокую точность (порядка 0,003град/час), обладают существенным недостатком – высоким уровнем шума, что не позволяет умень шить время готовности систем, использующих данные гироскопы. «Частотная виброподставка» приводит к появлению нелинейности в выходной частотной характеристике, так называемым «полочкам», которые являются продуктом па раметрической синхронизации на частотах, кратных частоте «частотной под ставки». Для устранения «полочек» на упругий подвес «частотной подставки»

подают шумовое возмущение, величина которого при использовании высоко добротного упругого подвеса довольно велика, что приводит к значительному ошумлению выходного сигнала лазерного гироскопа. В работе представлены результаты моделирования различных конструктивных схем упругих подвесов приводов по оптимизации параметров подвеса, влияющих на его добротность и полосу пропускания. В результате исследований удалось смоделировать широ кополосный упругий подвес-привод, работающий с амплитудой 100– 150 угл.сек в диапазоне частот 300–500 Гц и добротностью не выше 10, что по зволяет надеяться на резкое снижение шума в выходном сигнале лазерного ги роскопа и, как следствие, к уменьшению времени готовности. Ил. 10.

В.В. Шемплинер Восстановление дефокусированных изображений методом регуляризации Тихонова и двумерного преобразования Фурье Восстановление дефокусированных и смазанных изображений – одна из актуаль ных задач оптики. Основной математической моделью, описывающей эту задачу, является двумерное интегральное уравнение первого рода типа свертки, т. е. урав нение с ядром, зависящим от разности аргументов. Целью работы является разра ботка новых модификаций реконструкции дефокусированных изображений путем решения двухмерных интегральных уравнений методом регуляризации Тихонова и двухмерного преобразования Фурье. Для проверки эффективности разработан ных алгоритмов были проведены численные эксперименты по решению серии модельных задач. Результаты представлены в виде изображений. Для оценки по грешности восстановления были рассчитаны относительное среднеквадратиче ское отклонение (СКО) восстановленного распределения интенсивности от ис ходного распределения интенсивности. Ил. 8, табл. 3.



Pages:     | 1 |   ...   | 7 | 8 || 10 | 11 |
 





 
© 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.