Preview

Заводская лаборатория. Диагностика материалов

Расширенный поиск
Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Только для подписчиков
Том 91, № 9 (2025)
Скачать выпуск PDF

АНАЛИЗ ВЕЩЕСТВА

5-18 11
Аннотация

Spectrophotometry is widely favored for iron detection due to its simplicity, speed, cost-effectiveness, and versatility. Conventional methods rely on synthetic chromogenic reagents, which often involve toxic chemicals, hazardous solvents, and significant waste generation. Natural plant extracts offer a sustainable solution, being less toxic, easier to prepare, and more environmentally benign than synthetic counterparts. This study introduces a simple, green, and cost-effective spectrophotometric method for iron determination using oak bark extract as a natural, selective reagent. The approach relies on the development of a reddish-brown colored complex (ëmax = 550 nm) when iron ions react with oak bark extract in a neutral acetate buffer solution (pH 7.0). Under optimized conditions, the assay demonstrated excellent linearity in the range of concentrations 0.56 – 5.6 ìg/mL (R2 = 0.998) with high molar absorption coefficient (0.55 × 104 L/mol/cm), good sensitivity (LOD = 57.4 ng/mL, LOQ = 191.5 ng/mL), and precision (RSD < 5%). Statistical validation through t-test and F-test comparisons with 1,10-phenanthroline method confirmed the accuracy and reliability of the proposed method at 95% confidence levels. The assay showed remarkable selectivity for Fe (II) against various interfering cations. The proposed method was successfully applied for iron determination in blood serum and various pharmaceutical preparations, with a high recovery rate ranging from 98.01 to 103.38%.

19-27 16
Аннотация

Изучено влияние основных технологических параметров на включение бетаметазона ацетата (БА) в полилактидные микросферы. Ключевые факторы, влияющие на характеристики микросфер, определяли методом Тагучи. В экспериментах варьировали различные параметры процесса получения микросфер: концентрацию полилактида, концентрацию БА, соотношение водной и органической фаз, скорость перемешивания. Установлено, что в наибольшей степени на увеличение загрузки БА влияют его концентрация и концентрация полилактида. Для определения бетаметазона ацетата использовали метод ВЭЖХ. Максимальная загрузка бетаметазона ацетата наблюдается при концентрациях полимера и бетаметазона ацетата 100 и 20 мг/мл соответственно, соотношении водной и органической фаз 50/1 и скорости перемешивания 500 об/мин. Загрузка бетаметазона ацетата в микросферы в оптимальных условиях составляет 4,35 % (до оптимизации — 1,44 %). Полученные результаты могут быть использованы для совершенствования методики получения полилактидных микросфер, «нагруженных» другими лекарственными веществами с похожими физико-химическими свойствами.

28-35 13
Аннотация

Созданы амперометрические сенсоры, покрытые молекулярно-импринтированным полимером (МИП), для определения цефазолина натрия (Cef), неомицина сульфата (Neo) и сульфаниламида (Sulf) в жидких средах с пределами обнаружения 1,5 · 10–6, 7,2 · 10–6 и 4,7 · 10–6 г/дм3 соответственно, что ниже предельно допустимых концентраций антибиотиков. Относительное стандартное отклонение составляет менее 4 %, что указывает на высокую точность определения. Высокие значения импринтинг-фактора (IF) 5,8 – 6,3 для целевых и низкие (<1,3) для других антибиотиков свидетельствуют о селективности сенсоров по отношению к данным аналитам. Правильность и точность определения с использованием сенсоров МИП-Cef, МИП-Neo и МИП-Sulf оценили при анализе модельных растворов методом «введено – найдено» (Sr не превышало 5 %) и референтными методами спектрофотометрии и ВЭЖХ. Статистический анализ в соответствии с F- и t-критериями не выявил значимых расхождений результатов, подтвердив надежность метода. Отсутствие влияния других антибиотиков на результаты определения Cef, Neo и Sulf с использованием МИП-сенсоров доказано путем анализа модельных смесей, содержащих цефотаксим и цефтриаксон натрия, а также сульфат стрептомицина. Созданные МИП-сенсоры апробированы при анализе коровьего молока: во всех исследованных образцах антибиотики (Cef, Neo и Sulf) не обнаружены. Разработанные МИП-сенсоры обладают высокой чувствительностью, селективностью и точностью, что делает их перспективными для мониторинга содержания антибиотиков в воде и пищевых продуктах.

ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ. ФИЗИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И КОНТРОЛЯ

36-43 13
Аннотация

При использовании керамической технологии могут формироваться жесткие агломераты частиц, препятствующие однородному спеканию и получению керамик высокой плотности. В работе представлены результаты исследования порошка α-Al2O3. Основное внимание уделяли влиянию параметров размола и центрифугирования на конечный размер частиц при добавлении NH4OH для электростатической стабилизации, препятствующей их агломерации. Анализ зависимости выхода центрифугата от условий центрифугирования (числа оборотов, содержания α-Al2O3) позволяет оптимизировать технологические параметры для достижения условий наибольшего выхода частиц заданного размера. Размер частиц оценивали методом динамического рассеяния света, который дает возможность определять также распределение частиц по размерам, что необходимо для исследования свойств материала. Кроме того, было рассчитано время размола, необходимое для достижения размера частиц в 0,4 мкм, определено значение константы скорости измельчения. Дополнительно для частиц размером около 0,4 мкм оценивали выполнение условия седиментационно-диффузионного равновесия без применения центрифугирования. Полученные результаты могут быть использованы для совершенствования методов получения высококачественного порошка α-Al2O3, который широко применяют в различных отраслях промышленности (при производстве керамики, электроники, катализаторов и др.).

44-50 11
Аннотация

При оценке работы межпромысловых газопроводов на промерзающих участках грунта анализируют в том числе эффективность их электрохимической защиты (ЭХЗ). В работе представлены результаты исследования аномалий в ЭХЗ подземных трубопроводов, эксплуатируемых в условиях мерзлых грунтов. Применяли методы компьютерного математического моделирования, лабораторные эксперименты проводили с использованием испытательной установки. С помощью компьютерного моделирования идентифицированы ключевые факторы, способствующие ускорению коррозионных процессов: формирование вокруг трубопровода прослойки воды при промерзании грунта и экранирование защитного потенциала ЭХЗ, что приводит к локальному повышению скорости коррозии. Экспериментально подтверждено, что при температурах транспортируемого газа выше 0 °C и наличии мерзлого грунта ЭХЗ теряет эффективность вследствие нарушения распределения потенциала. Показано, что применение вспомогательного анода повышает однородность защитного потенциала и устраняет экранирующий эффект мерзлого грунта. Полученные результаты могут быть использованы при оптимизации систем ЭХЗ в криолитозоне для снижения риска аварийных ситуаций на трубопроводном транспорте.

51-56 11
Аннотация

Один из перспективных и широко распространенных методов порошковой металлургии — горячее изостатическое прессование (ГИП), позволяющее получать плотные беспористые заготовки из металлических порошков с повышенными механическими характеристиками. Однако из-за неравномерного распределение температуры и давления в процессе ГИП от периферии к центру заготовки формируется неоднородная структура, что негативно влияет на дальнейшую эксплуатацию готового изделия. В работе представлены результаты исследования структуры и свойств заготовки из титанового сплава ВТ6, полученной методом ГИП. Проведен металлографический анализ, проанализированы распределения микротвердости, плотности и пористости по сечению образца. Установлено, что формируемая в процессе ГИП структура материала неоднородна, а его свойства меняются от периферии к центру (микротвердость и пористость растут, плотность снижается). Показано, что причина неравномерного формирования механических свойств — наличие градиента объемной доли β-фазы, при этом в материале периферийной части заготовки ее содержание составляет ~20, а в центральной — 28 %. Полученные результаты могут быть применены при оценке качества получаемых ГИП-заготовок из сплава ВТ6, а также для создания расчетных моделей технологических процессов ГИП.

ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ. МЕХАНИКА МАТЕРИАЛОВ: ПРОЧНОСТЬ, РЕСУРС, БЕЗОПАСНОСТЬ

57-64 12
Аннотация

Рассмотрена методика оценки прочности материала, находящегося в сложном напряженно-деформированном состоянии (НДС). Исследования проведены на образцах материала, имеющих форму дисков, с концентраторами напряжений. НДС моделировали с помощью метода конечных элементов с учетом нелинейного характера рассматриваемых процессов. Достоверность результатов численного моделирования оценивали на последовательности КЭ-приближений. Экспериментальное разрушение образцов осуществляли на типовой машине Instron 5989. Полученные данные подтвердили возможность создания в испытываемых образцах заданного уровня соотношения главных напряжений, возникающих в условиях двухосного растяжения. На примере образов из стали 45 показана возможность использования метода как для оценки конструкционной прочности материалов, так и для локальной аппроксимации его предельной поверхности. В качестве теоретической основы локальной аппроксимации поверхности использовали модифицированный вариант критерия Писаренко – Лебедева. Показано, что предлагаемые дисковые образцы имеют относительно простую форму и для них характерна высокая изменяемость вида напряженного состояния. Это обстоятельство позволяет оценить конструкционную прочность материалов на стадии его лабораторных исследований.

65-74 13
Аннотация

Для настройки оборудования при УЗ-дефектоскопии обычно используют сигналы, рассеивающиеся на искусственных дефектах заданной формы. Однако характеристики применяемых для этого пазов в большой степени зависят от способа их изготовления. В работе представлены результаты исследования рассеяния продольных и поперечных волн на трещинах с использованием пазов, изготовленных традиционными способами (фрезерованием и электроэрозионным методом) и методом лазерной резки. Помимо этого, исследовали модельные трещины, изготовленные с помощью сварки трением с перемешиванием. Для выявления дефектов использовали дифракционно-временной метод УЗ-контроля (TOFD). Приведены данные сравнительного анализа сигналов, дифрагированных на острие моделей плоскостных дефектов, и оценка координаты острия и типа дефекта по амплитуде регистрируемого сигнала. Анализировали также влияние угла поворота пары источник – приемник относительно модели трещины на амплитуды УЗ-волн, рассеянных на острие искусственного отражателя. Измерения проводили на частотах 5 и 10 МГц при продольном (вдоль отражателя) и поперечном (параллельно и перпендикулярно оси сварного шва) перемещении пары источник – приемник. Показано, что наилучшие результаты по моделированию острия трещины можно получить при использовании лазерной резки. В этом случае удается получить модели плоскостных дефектов, имитирующих реальные дефекты с раскрытием в острие около 0,01 мм. Полученные результаты могут быть использованы при изготовлении искусственных дефектов в образцах при проведении УЗ-контроля.

75-80 16
Аннотация

В настоящее время нет общепринятой стандартной установки для оценки долговечности работы образцов из биомедицинских магниевых сплавов в коррозионных средах. Каждая научная группа использует свою испытательную систему, которая не всегда учитывает множество технических факторов, влияющих на конечный результат эксперимента. В данной работе предложена установка, которая может быть собрана на базе стандартной усталостной машины, для оценки коррозионно-усталостной долговечности биорезорбируемых магниевых сплавов в различных физиологических растворах. Она включает в себя: испытательную машину с пазовой плитой, необходимой для жесткого крепления камеры; захваты из полиамида, обеспечивающие гальваническую развязку; перистальтический насос для перекачивания используемого медицинского раствора; иономер, подключенный к компьютеру, для регистрации изменения pH-среды и температуры; термостат для поддержания температуры в камере в заданном интервале; дополнительный раствор, подающийся в камеру через иглу с помощью малого перистальтического насоса при превышении заданного уровня pH, что позволяет удерживать pH в допустимом диапазоне значений. В установке используются образцы корсетного типа, хотя допустимы и другие их варианты, предусмотрена возможность установки фотокамеры для визуализации коррозионных процессов на образцах-свидетелях. Испытательная система позволяет добиться хорошей повторяемости и достоверности полученных результатов, что экспериментально проверено и подтверждено на магниевом сплаве МА14 разных плавок, выбранном в качестве модельного. Предложенная установка может быть использована для оценки усталостной долговечности магниевых сплавов медицинского назначения. Ее нетрудно воспроизвести в обычных лабораторных условиях.

МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

81-90 11
Аннотация

Приведен обзор современных систем поддержки научной деятельности (СПНД), позволяющих повысить эффективность работы специалистов-предметников и удовлетворить их информационную потребность в тематических публикациях. Особое внимание уделено применению СПНД в быстро меняющихся предметных областях, в частности — Компьютерных науках (Computer Science). Изложены основные подходы к созданию СПНД, отмечено, что ключевым направлением их развития является персонализация поиска и анализа информации. Один из основных способов реализации персонального подхода в СПНД состоит в построении профиля пользователя (ПП). Для этого используют различные технологии. В данной работе показаны преимущества конструирования ПП на основе ключевых слов (КС) — униграмм, биграмм, триграмм и n-грамм. Это позволяет создавать достоверный «информационный портрет» текста, получать для него сжатое смысловое ядро. Ключевые слова наиболее эффективно описывают короткие документы и хорошо подходят для анализа библиографических описаний научных статей, которые включают название, аннотацию и другие вспомогательные разделы. Представлена формальная постановка задачи извлечения КС из научных документов, систематизированы методы выявления КС, обоснован выбор нейросетевой модели KeyBERT для практического использования в СПНД. Отмечены высокая универсальность модели KeyBERT, ее эффективность для выявления КС в коротких научных текстах. Приведен алгоритм, реализующий KeyBERT (векторы-эмбеддинги строят на основе модели RoBERTa). Для демонстрации возможностей разработанной СПНД (в частности — построения и уточнения ПП) проведены исследования на выборке УИТ-2024, сформированной на кафедре Управления и интеллектуальных технологий МЭИ и включающей 10 тыс. документов по десяти тематикам в области Computer Science. По этой выборке алгоритм KeyBERT автоматически формирует расширенный список однословных и многословных дескрипторов, позволяющих специалисту-предметнику формировать и уточнять свой профиль, повышая релевантость рекомендаций в СПНД. Возможности предлагаемого подхода подробно рассмотрены на примерах.



ISSN 1028-6861 (Print)
ISSN 2588-0187 (Online)