Научная статья на тему 'К вопросу об активированном спекании промышленных порошков'

К вопросу об активированном спекании промышленных порошков Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

CC BY
25
2
Поделиться

Похожие темы научных работ по технологиям материалов , автор научной работы — Климова Е.И., Мещеряков А.С.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Текст научной работы на тему «К вопросу об активированном спекании промышленных порошков»

6. Гришко А. К. Построение эффективной системы радиоэлектронных средств на основе анализа полумарковской модели обеспечения электромагнитной совместимости / А. К. Гришко, Н. В. Горячев, Н. К. Юрков // Проектирование электронных устройств и комплексов. - 2017. - № 4. - С. 18-25.

7. Лапшин Э. В. Методы аппроксимации функций многих переменных применительно к авиационным тренажерам / Э. В. Лапшин, А. К. Гришко, И. М. Рыбаков // Надежность и качество сложных систем. -2018. - № 1 (21). - С. 3-9. DOI: 10.21685/2307-4205-2018-1-1.

8. Гришко А.К. Математическое моделирование системы обеспечения тепловых режимов конструктивно-функциональных модулей радиоэлектронных комплексов / А.К. Гришко, Н.В. Горячев, Н.К. Юрков // Проектирование и технология электронных средств. - 2015. - № 3. - С. 27-31.

9. Гришко А. К. Алгоритм оптимального управления в сложных технических системах с учетом ограничений / А. К. Гришко // Модели, системы, сети в экономике, технике, природе и обществе. - 2017. - № 1 (21). - C. 117-123.

10. Гришко А. К. Управление электромагнитной устойчивостью радиоэлектронных систем на основе вероятностного анализа динамики информационного конфликта / А. К. Гришко, А. С. Жумабаева, Н. К. Юрков // Измерение. Мониторинг. Управление. Контроль. - 2016. - № 4 (18). - С. 66-75.

11. Гришко А. К. Прогнозирование и оптимизация управления процессов проектирования сложных технических систем в масштабе реального времени / А. К. Гришко, А. В. Лысенко, С. А. Моисеев // Надежность и качество сложных систем. - 2018. - № 1 (21). - С. 40-45. DOI: 10.21685/2307-4205-20181-5.

12. Grishko A., Goryachev N., Yurkov N. Adaptive Control of Functional Elements of Complex Radio Electronic Systems. International Journal of Applied Engineering Research. Volume 10, Number 23 (2015), pp. 43842-43845.

13. Grishko A., Kochegarov I., Yurkov N. Structural and Parameter Optimization of the System of Interconnected Processes of Building Complex Radio-Electronic Devices. 2017 14th International Conference The Experience of Designing and Application of CAD Systems in Microelectronics (CADSM). Polyana, Svalyava, (Zakarpattya), Ukraine, February 21 - 25, 2017, pp. 192-194. DOI: 10.110 9/CADSM.2017.7916112.

14. Grishko A., Yurkov N., Goryachev N. Reliability Analysis of Complex Systems Based on the Probability Dynamics of Subsystem Failures and Deviation of Parameters. 2017 14th International Conference The Experience of Designing and Application of CAD Systems in Microelectronics (CADSM). Polyana, Svalyava, (Zakarpattya), Ukraine, February 21 - 25, 2017, pp. 179-182. DOI: 10.110 9/CADSM.2017.7916109.

15. Grishko A. K., Kochegarov I. I., Goryachev N. V. Multi-criteria Optimization of the Structure of Radio-electronic System in Indeterminate Conditions. 2017 ХХ IEEE International Conference on Soft Computing and Measurements (SCM). Saint Petersburg, Russia, May 24-26, 2017, pp. 210 - 212. DOI: 10.110 9/SCM.2017.7970540.

16. Grishko A., Danilova E., Rybakov I., Lapshin E., Goryachev N. Multicriteria Selection of the Optimal Variant of a Complex System Based on the Interval Analysis of Fuzzy Input Data. 2018 Moscow Workshop on Electronic and Networking Technologies (MWENT), Moscow, Russia, 14-16 March 2018. pp. 1-7. DOI: 10.110 9/MWENT.2 018.8337 237.

УДК 618.1

Климова Е.И., Мещеряков А.С.

ФГБОУ ВО «Пензенский государственный университет», Пенза, Россия

К ВОПРОСУ ОБ АКТИВИРОВАННОМ СПЕКАНИИ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПОРОШКОВ

Результаты исследования многих авторов [1-11] показывают, что необходимые свойства (технологические, механические, физические, электрические и другие) зависят не только от условий и схем прессования, но и от различных технологических приемов спекания порошковых материалов. По мнению ведущих специалистов СССР, ГДР и ЧССР в области спекания эти технологические приемы очень важно знать с двух точек зрения: «„во -первых, сознательного, целенаправленного управления структурой спекающихся материалов и предания им требуемых свойств; во - вторых, инженерного проектирования технологии спекания в производственных условиях, оптимизации и автоматизации технологических режимов, как термической обработки порошковых заготовок» [9, С.3].

Обе точки зрения ученых стран - членов СЭВ, а также многочисленных коллективов в СССР, современной России выводят нас на понимание центральной идеи: без изучения фундаментальных закономерностей массопереноса при спекании порошковых тел проблему в целом при спекании разрешить невозможно.

И не случайно предметом изучения этих закономерностей стал жизненной необходимостью для широкого круга физиков и инженеров. Создавая теории и технологии спекания порошковых материалов специального назначения одни исследователи пользовались представлениями о дислокационном массопереносе, другие, игнорируя атомное перемещение вещества при спекании, ориентировались на транспортировку «целых порошинок».

Они разрабатывали теоретические модели, максимально учитывающие многие характеристики реальных систем порошковых тел при спекании, влияющих на процессы массопереноса: геометрию и

структуру контактной зоны отдельных частиц; нестационарность дефектов структуры кристалла вакансии, дислокации, границы зерен); управление усадки , генерирование дислокаций в процессе спекания, оказывающих активирующее действие на спекание порошков; механизм уплотнения порошковой массы; температуру спекания; морфологические и пластические свойства исходного порошка; методы активации; кинетику уплотнения порошков при спекании (механическая, физическая, химическая); приемы, снижающие свободную, поверхностную энергию (путем уплотнения реакции или диффузионной коалесценции) и другие.

На сегодняшний день решается проблема качественного спекания труднодеформирующихся керамических и полимерно - керамических порошковых материалов, которые находят широкое применение в различных отраслях промышленности.

Еще в 80-е годы прошлого века в монографии под ред. В.В. Скорохода [9] были сформулированы четыре направления по исследованию физики и материаловедения спекания и спеченных материалов:

Изучение массопереноса при спекании на геометрически простых моделях;

Изучение ансамбля частиц, т.е. реального порошкового тела, применительно к порошкам почти со сферической формой частиц, спекание которых осуществляется преимущественно диффузионными процессами;

Изучение спекания высокодисперсных порошков металлов и тугоплавких соединений, обладающих повышенной активностью;

Формирование субмикроструктуры и пористой структуры при спекании.

Как видим, все четыре направления требуют от исследователей ответа на вопросы: каковы механизмы массопереноса при спекании и кинетика процесса при различных состояниях активации.

Объектом нашего исследования выступают труд-нодеформируемые сегнетопьезокерамические материалы на основе твердых растворов цирконата -титана свинца типа ЦТС: ЦТС - 19 и ЦТС - 83.

Спекание этих порошков обычно осуществляют при достаточно высоких температурах - не ниже 1300 °С. Использование же механического активирования при спекании порошковых материалов типа ЦТС (ЦТС - 19 и ЦТС - 83) позволяет сократить разброс размеров исходных частиц порошка и получить при этом многозерновую структуру при температурах ниже обычных на 30 - 40 °С при механическом активировании в течении 20 минут.

Предварительный вывод по результатам пробных экспериментов: чтобы сформировать многозерновую

структуру спеченной формовки из материала типа ЦТС - 19 и ЦТС - 83 добиться наиболее низкой температуры спекания необходим высокоэнергетический помол, т.е. механическая активация.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

В результате исследования мы сделали попытку разработать гипотетический проект пилотажной описательной модели технологии взрывного прессования и последующего спекания керамико - полимерных материалов со специальными свойствами. В ее основу заложены четыре разновидности информационных данных: описать, измерить, объяснить и сформировать искомое явление, процесс, механизм, технологию и т.д. На сегодняшний день мы находимся на третьей стадии и чтобы сформировать в полноценную профессиональную технологию обозначенной проблемы, нужны лонгитюдные исследования, продолжительностью не менее трех лет.

ЛИТЕРАТУРА

1. Атрощенко, Э.С. Технология спекания сегнетокерамических материалов после взрывного нагружения / Э.С. Атрощенко, А.Е. Розен, Н.В. Голованова // Технический прогресс в атомной промышленности. -1995. - Вып. 2. - С.3 - 10.

2. Гегузин, Я.Е. Физика спекания. - 2 - е изд., перераб. и доп. - М.: Наука. Гл. редакция физико

- математической литературы. 1984 - 312 с.

3. Данцигер, А.Я. Высокоэффективные пьезокерамические материалы // Справочник. Ростов - на -Дону. 1994. - 14 с.

4. Ивенсен, В.А. Феноменология спекания и некоторые вопросы теории / В.А. Ивенсен. - М.: Металлургия, 1985. - 247 с.

5. Ивенсен, В.А. Кинетика уплотнения металлических порошков при спекании / В.А. Ивенсен. - М.: Металлургия, 1971. - 272 с.

6. Либенсон, Г.А. Процессы порошковой металлургии / Г.А. Либенсон, В.Ю. Лопатин, Г.В. Комарницкий / / Формирование и спекание. МИСИС. Москва, 2002. - 320 с.

7. Логинов О.Н. Получение керамических и полимерно - керамических материалов на основе цирконата

- титаната свинца взрывным нагружением / О.Н. Логинов, Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. Специальность 05.02.01. - Материаловедение (Машиностроение). -25 с.

8. Осокин, Е.Н. Процессы порошковой металлургии / Е.Н. Осокин, П.А. Артемьева // Версия 1.0 [электронный ресурс]. - Красноярск: ИПК СФУ, 2008.

9. Процессы массопереноса при спекании / Хермель В., Кийбак Б. Шатт В.И. и др.; под.ред. Скорохода В.В. - Киев: Наук. Думка, 1987. - 152 с.

10. Розен, А.Е. Особенности формирования структуры и свойств керамики, обработанной взрывом при спекании / А.Е. Розен, Н.В. Голованова, А.В. Прыщак // Сборник ученых трудов университета. - Вып. 1. - Пенза: Изд - во Пензенского государственного технологического университета, 1996. - с. 38 -42. - (Машиностроение).

11. Розен, А.Е. Проявление реологической наследственности сегнетокерамических материалов при спекании / А.Е. Розен, С.Г. Усатый, А.В. Прыщак, И.Б. Мурадов, Н.А. Любомирова, Д.В. Каракозов // Известия вузов, Поволжский регион. Технические науки. Машиностроение. № 2, 2008. - С. 143 - 152 с.

УДК 618.2

Тычков А.Ю., Горячев Н.В., Кочегаров И.И.

ФГБОУ ВО «Пензенский государственный университет», Пенза, Россия

ПРОТОКОЛЫ СВЯЗИ ДЛЯ БЕСПРОВОДНОГО НЕЙРОИНТЕРФЕЙСА

Рассматриваются технологии беспроводной передачи данных, с точки зрения их применимости при проектировании нейроинтер-фейса. Отмечены основные технологии способные эффективно применяться в составе нейроинтерфейса

Ключевые слова:

НЕЙРОИНТЕРФЕЙС, БЕСПРОВОДНАЯ, ПЕРЕДАЧА, ПРОЕКТИРОВАНИЕ, ДАННЫХ, НЕЙРО-ГАДЖЕТ, БИОПОТЕНЦИАЛ, BLE, ZIGBEE

Вот уже почти два десятилетия область разработки нейро-гаджетов увлекает как энтузиастов -одиночек, так и профессионалов в области фиксации мозговых волн за счет измерения биопотенциалов. В современном понимании нейро-гаджет - это нейроинтерфейс помогающих индивидууму при выполнении разного рода работ или на отдыхе. Классический нейроинтерфейс предназначен для обмена информацией между мозгом и каким-либо электронным вычислительным устройством (компьютером) [1]. Такие устройства называют нейрокомпьютерным интерфейсом. Сегодня, благодаря развитию в области ряда наук, таких как медицина, микроэлектроника, компьютерные технологии нейроинтерфейсы помогают тяжелобольным людям с прогрессирующими нейродегеративными заболеваниями общаться с окружающим миром. Хорошим примером применения нейроинтерфейсов в этой области является жизнь недавно ушедшего от нас британского физика Стивена Хокинга. Хорошо просматривается возможность применения нейроинтерфейсов и в других областях медицины [2] Между тем, в последние время нейроинтерфейсы находят применение у вполне здоровых людей как фитнес-гаджеты при активном отдыхе или релаксации [3].

С развитием технологий беспроводной передачи данных, нейроинтерфейс нельзя представить без применения устройств, делающих его связь с компьютером гибкой и независящей от проводных интерфейсов. Технологии беспроводной передачи данных уже находят применение в информационных системах медицинского назначения [4].

Рассмотрим беспроводные интерфейсы и протоколы связи пригодные для применения в качестве основного средства связи современного нейроинтерфейса с компьютером или другим вычислительным устройством, в т.ч. с автономным электропитанием, например, планшетным компьютером, смартфоном и т.п.

Разработчикам цифровых электронных устройств хорошо известна спецификация сетевых протоколов верхнего уровня ZigBee. Протоколы этой спецификации регламентированных стандартом IEEE 802.15.4, который появился в 2003 году. ZigBee и IEEE 802.15.4 описывают беспроводные персональные вычисли-