CC BY
24
касающиеся того, сколько в среднем устройств у одного человека? Для каких целей он использует каждое из них? Как эти устройства меняют его жизнь? Ответы на эти вопросы привели к интереснейшему выводу: европейцам, в том числе россиянам, уже мало только одного экрана [1].
Мобильный интернет - это один из наиболее динамично развивающихся медиа. В 2013 году мобильные телефоны не только обогнали компьютеры как наиболее распространенное в мире средство доступа к сети Интернет, но и перегнали их, насчитывая к тому времени более чем 1,82 миллиарда устройств, подключающихся к сети.
Если же обратить свое внимание к пользователям смартфонов, то 9 из 10 владельцев хотя бы раз в неделю пользуются SMS, 72% — электронной почтой и 64% — мессенджерами, а в интернет в основном выходят через Wi-Fi (56%). При всем этом стоит отметить то, что, несмотря на популярность смартфонов, далеко не все пользователи в полной мере используют свои устройства. Порядка 70% владельцев смартфонов пока не собираются менять свое устройство на более продвинутое. Они ограничиваются стандартным набором услуг (sms, e-mail, веб-браузер), чаще используют только Wi-Fi и преимущественно загружают бесплатные приложения [2]. Как мы видим мобильные устройства прочно вошли в нашу жизнь, став неотъемлемой ее частью, изменив очень многие структурные элементы нашей повседневной жизни, так например, мобильные устройства изменили практику совершения покупок. На сегодняшний день смартфон является очень важные инструментом для покупок, около 82% потребителей используют свои устройства для поиска информации о товарах и услугах, из них 39% владельцев смартфонов совершают покупки с помощью своего устройства. Информация, найденная с помощью смартфона, влияет на решения покупателя и покупки по различным каналам.
На основе статистических данных в мобильном интернете с небольшим перевесом (53%) преобладают мужчины. Типичный российский пользователь мобильного интернета - это молодой человек лет 19-30 лет, активизирующийся в вечернее время с 22:00 до полуночи и по выходным. Чаще всего они проверяют электронную почту, читают новости и общаются. Перечень наиболее популярных операционных систем на используемых мобильных устройствах возглавляют Android (49%) и iOS (26%) [3].
Интересно так же отметить то, что смартфоны значительно повлияли на структуру потребления мобильных услуг во всем мире. Смартфоны стали настолько важны для потребителей, что 52% пользователей скорее откажутся от телевизора, чем от смартфона.
Так, в среднем телефоном сейчас пользуются 83,5 минуты в день, из которых всего 7 минут отводится традиционной голосовой связи. Лидирует же использование социальных сетей - 24,3 минуты (30%) в день, а приложения постепенно вытесняют традиционный браузинг - 73% против 11% соответственно».
По данным исследования Nielsen, большинство используемых приложений - развлекательные. Среднестатистический владелец смартфона использует 18 приложений как минимум раз в неделю и ежемесячно пробует еще четыре.
Мобильные устройства становятся все более функциональными и будут увеличивать влияние на покупательское поведение своих владельцев. При этом еще не исчерпан потенциал роста потребления смартфонов: в развитых странах доля смартфонов составляет более 50%, в то время как, например, в развивающихся странах Азии проникновение смартфонов еще очень низкое - 1520%. Более того, будет повышаться спрос на трафик мобильных данных как на развитых, так и на развивающихся рынках. Игроки рынка должны инвестировать в свою инфраструктуру и сервисы, что быть готовыми к новому спросу.
Литература
1. http://www.mate-expo.ru/ru/content/issledovanie-situacii-na-rynke- mobilnyh-prilozheniy-i-mobilnogo-interneta-runet-i-mir-leto;
2. http://corp. mail.ru/blog/mobileinternet/
3. http://appclub.im/news/details/2021
4. http://think.withgoogle.com/mobileplanet/ru/
5. http://adwords-ru.blogspot.ru/2013/07/blog-post_30.html
Лымарь Е.А
Научный сотрудник, кандидат технических наук, ОАО «Российские космические системы», Москва
НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИЕ И МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ КОМПОНЕНТЫ МАТЕРИАЛОВ СТРОИТЕЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ
Аннотация
В работе показано, что в композитах, получаемых с применением неметаллической и металлической составляющих, выбор компонентов обусловливается достижением их оптимальной физико-химической совместимости для приобретения заранее заданных свойств. Установлено, что главной проблемой получения композитов с использованием металлической составляющей является вопрос о характере связи и силе сцепления между компонентами.
Ключевые слова: композит, совместимость, свойства, компонент, металл.
Lymar E.A
Scientist, candidate of engineering sciences, OJSC "Russian space systems",
Moscow
NON-METALLIC AND METALLIC COMPONENT MATERIALS CONSTRUCTION APPOINTMENTS
Abstract
It is shown that in the composites produced with the use of non-metallic and metallic components, component selection is determined by the achievement of their optimal physical and chemical compatibility for acquiring predetermined properties. Found that the main problem of obtaining composites using metal component is the question about the nature of communication and power coupling between components.
Keywords: composite compatibility properties, component, metal.
Перспективность создания композитов, совмещающих разнородные компоненты, обусловлена требованиями, предъявляемыми к материалам, обладающим характерными свойствами.
Технологии создания композиционных материалов развиваются в нескольких направлениях [1 - 22]. Одним из направлений создания композитов является совмещение металлического компонента с неметаллической составляющей.
Во всех композитах подобного рода выбор компонентов обусловливается получением их оптимальной физико-химической совместимости для достижения заранее заданных свойств.
Свойства композитов можно изменять, выбирая различные соотношения между металлическими и неметаллическими составляющими.
Определяющим фактором в подборе металлического компонента играет его способность смачивать неметаллическую составляющую. Смачивание может сопровождаться в композите химической реакцией между компонентами (они же являются фазами) с образованием новой фазы в виде нового соединения или твердого раствора. Чем лучше происходит смачивание, тем выше качество получаемого композита. Кроме того, наличие жидкой фазы способствует росту более крупных частиц за счет более мелких.
Перспективным направлением при разработке новых материалов в плане обеспечения долговечности, технологичности, высоких физико-механических характеристик, а также экологичности, является получение композитов, в которых металл
56
участвовал бы в процессах структурообразования, что создает возможность изменения в нужном направлении физикомеханических и эксплуатационных свойств готовых материалов.
При разработке новых композитов нами выбраны глинистая составляющая, представленная монтмориллонитовой глиной и каолином и алюминий [23 - 30].
Применение глинистой составляющей позволяет значительно повысить прочностные свойства композиционных материалов при их эксплуатации при высоких температурах. Кроме того, глинистая составляющая способна в процессе обжига изделия привести к протеканию физико-химических реакций между компонентами, что позволяет получить материал с заданными эксплуатационными характеристиками. Необходимо отметить широкое распространение в природе, доступность и дешевизну применяемых глин по сравнению с другими оксидными системами, которые используют для получения композитных материалов.
Использование алюминиевого наполнителя позволило непосредственно придать композиционному материалу уникальные свойства этого металла, так как алюминий в высшей степени технологичен, хорошо воспринимает пластическую деформацию, позволяет изделию работать в условиях растягивающих и изгибающих напряжений, ударных нагрузок. Хотя алюминий мало прочен, но способен образовывать намного более прочные композиты, которые обладают не только более высокими физикохимическими и механическими характеристиками, но и имеют небольшой вес.
Кроме того, наряду с хорошими эксплуатационными и техническими характеристиками данные материалы являются частью существующих экосистем, поэтому композиты на их основе в наибольшей степени будут соответствовать современным экологическим требованиям.
Именно такие материалы позволят осуществить их массовое использование в вопросах разработки и получения новых композитов в соответствии с поставленными в работе целями и задачами.
Исходным сырьем для получения композитов являлись глуховецкий каолин, краснояружская глина и алюминий со следующими характеристиками:
не обогащенный каолинит содержит 45% каолинита 60% кварца, примеси биотита, магнезита, рутила. После обогащения каолин имеет следующий минералогический состав: 93-94% каолинита, 1-2% гидрослюды, 5% кварца.
Каолинит - слоистый алюмосиликат, построенный из наложенных один на другой слоев. Каждый структурный слой каолинита (рис. 1) состоит из двух элементарных слоев - кремнекислородного тетраэдрического и алюмокислородного октаэдрического, сочлененных в один слой так, что вершины октаэдров примыкают к вершинам тетраэдров. Каолинит характеризуется правильным чередованием слоев с периодом около 7А. Экспериментально установлено, что для каолинита характерны незначительные изоморфные замещения. Ион кремния может частично замещаться ионом алюминия.
0 200 400 600 800 1000 1200 1400
Т, °С
Рис. 1 Дифференциальнотермический анализ глуховецкого каолина
На термограмме Глуховецкого каолина (рис. 1) имеется один интенсивный эндотермический эффект и три экзоэффекта.
Эндоэффект, соответствующий 450 - 600 °С, обязан затрате тепловой энергии на дегидратацию каолинита.
При нагревании каолинита выше 800 °С наблюдается первый экзотермический эффект с максимумом примерно при 925°С, который связан с образованием шпинели алюмосиликатного состава Al4Si3O12. Второй экзоэффект наблюдается при температурах 1150 - 1250°С, третий при 1210 - 1320°С. Эти экзотермические эффекты можно отнести к образованию муллита. Второй этап экзореакции состоит в завершении образования муллитовой фазы благодаря разрыву p-связей и переключению их в более термодинамически устойчивую (при создавшихся температурных условиях) систему -0-Si(AlIV)-0-AlVI-0-.
Глуховецкий каолин отличаются высоким содержанием тонкодисперсных частиц, и имеет следующий зерновой состав: менее 1 мкм - 55-59%, 1-5 мкм - 16-23 %, 5-10 мкм - 13-17%.
Глуховецкий каолин среднепластичен с числом пластичности 7-9, спекается при температурах 1350 - 1400 °С. Цвет сухого глуховецкого каолина - 71-80% белизны.
Краснояружская глина представлена следующим минералогическим составом: 22-25% каолинита, 43-45% монтмориллонита, 37-38% кварца, до 5% гидроокислы железа.
Краснояружская глина, в отличие от каолина, сильно засорена сопутствующими примесями, что определяет ее низкую огнеупорность. Количество глинистого минерала монтмориллонита не превышает 50%. Основными примесями являются кварцевый песок карбонаты, сульфаты, слюды, железистые соединения, органические примеси.
Термограммы краснояружской глины (рис. 2) характеризуются тремя эндоэффектами и двумя экзоэффектами. Первый значительный эндотермический эффект в интервале 70 -150°С появляется вследствие удаления межслоевой воды.
57
0
200 400 600 800 1000 1200
Т, °С
Рис. 2 Дифференциально-термический анализ краснояружской глины
Второй эндотермический эффект возникает при 600 - 650°С,который соответствует освобождению конституционной воды, после чего возникает третий эндоэффект при 830-930°С, который связан с разрушением решетки и аморфизации монтмориллонита.
При температурах выше второй эндотермической остановки происходит постепенная кристаллизация новообразований. При нагревании глины выше температуры 900°С происходят локальные образования расплавов, в дальнейшем содействующих образованию новых фаз: шпинели алюмосиликатного состава Al4Si3O12 и муллита, чему соответствуют экзотермические эффекты при температурах 980-1120 и 1100-1200 °С.
Содержание в краснояружской глине тонкодисперсной фракции менее 1 мкм - 15-20%, менее 10 мкм -30 - 40%; крупнозернистых включений (размером частиц свыше 0,5 мм) до 5%.
Монтмориллонитовые глины обладают умеренной пластичностью с числом пластичности 12-15, хорошей связующей способностью и небольшим коэффициентом чувствительности к сушке. Краснояружская глина относится к легкоплавким и неспекающимся глинам.
Алюминий имеет кубическую гранецентрированную кристаллическую решетку; плотность 2700 кг/м3 (при 20 °С), 2380 кг/м3 (при 700 °С), средний коэффициент термического разрушения 24,0 град-1106 (20 - 100 °С), 25,28 град-1106 (20 - 300 °С), 27,9 град" 1-106 (20 - 500 °С), 28,5 град-1106 (20 - 600 °С); удельную теплоемкость 895,975 дж/(кг град) (при 20 °С); теплопроводность 209,34 вт/(мград); электропроводность 26-26,5 Ом-1см-1; температуру плавления 660 °С; прочностные характеристики достаточно низкие (на сжатие 40 - 50 МПа).
Использование алюминиевого наполнителя позволило непосредственно придать композиционному материалу уникальные свойства этого металла, так как алюминий в высшей степени технологичен, хорошо воспринимает пластическую деформацию, позволяет изделию работать в условиях растягивающих и изгибающих напряжений, ударных нагрузок. Хотя алюминий малопрочен, но способен образовывать намного более прочные композиты, которые обладают не только более высокими физикохимическими и механическими характеристиками, но и имеют небольшой вес.
Кроме того, наряду с хорошими эксплуатационными и техническими характеристиками данные материалы являются частью существующих экосистем, поэтому композиты на их основе в наибольшей степени будут соответствовать современным экологическим требованиям.
Таким образом, можно утверждать, что такие материалы позволяют осуществить их массовое использование в вопросах разработки и получения новых композитов, совмещающих уникальные свойства неметаллической и металлической составляющих.
Литература
1. Володченко, А.Н. Регулирование свойств ячеистых силикатных бетонов на основе песчано-глинистых пород / А.Н. Володченко, В.С. Лесовик, С.И. Алфимов, А.А. Володченко // Известия вузов. Строительство. - 2007. - № 10. - С. 4-10.
2. Володченко, А.Н. Влияние механоактивации известково-сапонитового вяжущего на свойства автоклавных силикатных материалов / А.Н. Володченко // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. -2011. - № 3. - С. 13-16.
3. Володченко, А.Н. Взаимодействие мономинеральных глин с гидроксидом кальция в гидротермальных условиях / А.Н. Володченко // Сборник научных трудов Sworld. - 2012. - Т. 30. - № 3. - С. 35-37.
4. Володченко, А.Н. Оптимизация свойств силикатных материалов на основе известково-песчано-глинистого вяжущего / Володченко А.Н., Жуков Р.В., Лесовик В.С., Дороганов Е.А. // Строительные материалы. - 2007. - № 4. - С. 66-69.
5. Володченко, А.Н. Реологические свойства газобетонной смеси на основе нетрадиционного сырья / А.Н. Володченко, В.С. Лесовик // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. - 2012. - № 3. - С. 45-48.
6. Володченко, А.Н. Автоклавные ячеистые бетоны на основе магнезиальных глин / А.Н. Володченко, В.С. Лесовик // Известия вузов. Строительство. - 2012. - № 5. - С. 14-21.
7. Володченко, А.Н. Влияние песчано-глинистых пород на оптимизацию микроструктуры автоклавных силикатных материалов / А.Н. Володченко // Сборник научных трудов Sworld. - 2012. - Т. 47. - № 4. - С. 32-36.
8. Володченко, А.Н. Вяжущее на основе магнезиальных глин для автоклавных силикатных материалов / А.Н. Володченко // Сборник научных трудов Sworld. - 2012. - Т. 30. - № 3. - С. 38-41.
9. Володченко, А.Н. Автоклавные силикатные материалы на основе отходов горнодобывающей промышленности / А.Н. Володченко // Сборник научных трудов Sworld. - 2012. - Т. 47. - № 4. - С. 29-32.
10. Лесовик, В.С. Ячеистый бетон с использованием попутно-добываемых пород Архангельской алмазоносной провинции / В.С. Лесовик, А.Н. Володченко, С.И. Алфимов, Р.В. Жуков, В.К. Гаранин // Известия вузов. Строительство. - 2007. - № 2. - С. 13-
18.
58
11. Володченко, А.Н. Магнезиальные глины - сырье для производтва автоклавных ячеистых бетонов / А.Н. Володченко // Сборник научных трудов SWorld. - 2013. - Т. 43. - № 1. - С. 3-7.
12. Володченко, А.Н. Глинистые породы - сырье для производства автоклавных ячеистых бетонов / А.Н. Володченко // Сборник научных трудов Sworld. - 2012. - Т. 26. - № 2. - С. 11-14.
13. Володченко, А.Н. Влияние песчано-глинитых пород на пластичность газобетонной массы / А.Н. Володченко // Сборник научных трудов SWorld. - 2013. - Т. 43. - № 1. - С. 7-10.
14. Володченко, А.Н. Нетрадиционное сырье для автоклавных силикатных материалов / А.Н. Володченко // Технические науки - от теории к практике. - 2013. - № 20. - С. 82-88.
15. Володченко, А.Н. Влияние глинистых минералов на свойства автоклавных силикатных материалов / А.Н. Володченко // Инновации в науке. - 2013. - № 21. - С. 23-28.
16. Володченко, А.Н. Влияние состава сырья на пластическую прочность газобетонной смеси / А.Н. Володченко // Сборник научных трудов SWorld. - 2013. - Т. 39. - № 2. - С. 45-49.
17. Володченко, А.Н. Повышение морозостойкости силикатных материалов на основе нетрадиционного сырья / А.Н. Володченко // Инновации в науке. - 2013. - № 24. - С. 24-30.
18. Володченко, А.Н. Влияние песчано-глинистых пород на морозостойкость автоклавных силикатных материалов / А.Н. Володченко // Сборник научных трудов Sworld. - 2013. - Т. 50. - № 3. - С. 8-13.
19. Володченко, А.Н. Объемное окрашивание автоклавных силикатных материалов глинистыми породами / А.Н. Володченко // Сборник научных трудов Sworld. - 2014. - Т. 19. - № 1. - С. 18-24.
20. Володченко, А.Н. Природный пигмент для окрашивания автоклавных силикатных изделий / А.Н. Володченко // Технические науки - от теории к практике. - 2014. - № 31. - С. 96-102.
21. Володченко, А.Н. Изучение продуктов взаимодействия магнезиальной глины с известью при автоклавной обработке / А.Н. Володченко // Инновации в науке. - 2014. - № 30-1. - С. 89-95.
22. Володченко, А.Н. Идентификация продуктов автоклавной обработки вяжущего на основе магнезиальных глин / А.Н. Володченко // Сборник научных трудов Sworld. - 2014. - Т. 19. - № 1. - С. 24-29.
23. Ключникова, Н.В. Влияние пористости на свойства керамометаллических композитов / Н.В. Ключникова // Сборник научных трудов Sworld по материалам международной научно-практической конференции. - 2012. - Т. 6. - № 3. - С. 41-45.
24. Klyuchnikova, N.V. The effect of metal filler on structure formation of composite materials / N.V. Klyuchnikova, E.A. Lumar’ // Glass and Ceramics. - 2005. - Т. 62. - № 9-10. - С. 319-320.
25. Klyuchnikova, N.V. Production of metal composite materials / N.V. Klyuchnikova, E.A. Lumar’ // Glass and Ceramics. - 2006. - Т. 63. - № 1-2. - С. 68-69.
26. Klyuchnikova, N.V. Interaction between components at metal composites production / N.V. Klyuchnikova // European Journal of Natural History. - 2007. - №
27. Ключникова, Н.В. Термомеханическое совмещение компонентов при создании керамометаллических композитов / Н.В. Ключникова // Сборник научных трудов Sworld по материалам международной научно-практической конференции. - 2012. - Т. 6. -№ 2. - С. 65-69.
28. Ключникова, Н.В. Принципы создания керамометаллического композита на основе глин и металлического алюминия / Н.В. Ключникова // Естественные и технические науки. - 2012. - № 2(58). - С. 450-452.
29. Ключникова, Н.В. Влияние пористости на свойства керамометаллических композитов / Н.В. Ключникова // Сборник научных трудов Sworld по материалам международной научно-практической конференции. - 2012. - Т. 6. - № 3. - С. 41-45.
30. Ключникова, Н.В. Исследование физико-механических свойств керамометаллического композита / Н.В. Ключникова // Сборник научных трудов Sworld по материалам международной научно-практической конференции. - 2013. - Т. 7. - № 1. - С. 10-
15.
Матюхин П В.
Кандидат технических наук, доцент, Белгородский государственный технологический университет им. В. Г. Шухова НАНОТРУБЧАТЫЕ НАПОЛНИТЕЛИ РАДИАЦИОННО-ЗАЩИТНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
Аннотация
Получен волокнистый нанотрубчатый хризотил с повышенной способностью замедления и поглощения нейтронов. Разработаны научно-технические основы создания высокопрочных облегченных радиационно-защитных композиционных материалов на основе термостойкой полиимидной матрицы, армированной нанотрубчатыми волокнами.
Ключевые слова: нанотрубчатый хризотил, полиимидная матрица, нейтронное излучение, наполненные полимеры.
Matyuhin P. V.
PhD in technica, Associate professor, Belgorod State Technological University named after V. G. Shukhova NANOTUBULAR FILLERS OF RADIATION AND PROTECTIVE COMPOSITE MATERIALS
Abstract
It is received fibrous nanotubular hrizotil with the increased ability of delay and absorption of neutrons. Scientific and technical bases of creation of the high-strength facilitated radiation protective composite materials on the basis of the heat-resistant poliimidny matrix reinforced by nanotubular fibers are developed.
Keywords: nanotubular hrizotil, a poliimidny matrix, the neutron radiation, the filled polymers.
Ограниченность использование ядерных энергетических установок (ЯЭУ) в космосе обусловлена возможностью возникновения аварийных ситуаций и последующего радиационного загрязнения атмосферы. Кроме того, должна быть обеспечена эффективная биологическая защита персонала космических аппаратов не только от внешнего космического излучения, но и от излучения самого ядерного реактора. Создание легкой эффективной биологической защиты - одна из основных проблем, ограничивающих возможность использования ЯЭУ в космосе и наземной авиации [1-5].
Разработаны научно-технические основы создания высокопрочных облегченных радиационно-защитных композиционных материалов на основе термостойкой полиимидной матрицы, армированной нанотрубчатыми волокнами с повышенной способностью поглощения нейтронов [6-9]. Получен волокнистый нанотрубчатый хризотил с повышенной способностью замедления и поглощения нейтронов, содержащий 10,9% масс. атомов бора, 5% масс. кристаллогидрата двухвалентного железа, удельной поверхностью 52 м2/г и плотностью 2,6 г/см3. Максимальное содержание атомов бора в молекуле нанотрубчатого хризотила получено при соотношении компонентов MgO:SiO2:B2O3 = 2,4:0,1:1,5, при давлении 9,81-106 Па и температуре 423°K.
Синтез микро слоев многослойных полиимидных композиционных материалов проводили на основе электроизоляционного полиимидного лака АД-9103 по температурному режиму: на воздухе - 10 мин; при 85°С - 20 мин; при 200°С - 60 мин; отжиг: при 250°С - 30 мин, при 300°С - 20 мин, при 350°С - 10 мин, при 410°С - 15 мин. Степень наполнения волокнистым нанотрубчатым борсодержащим хризотилом составила 25 % масс. Толщина покрытий тяжелых металлов на поверхности полиимидной матрицы
59
