При разработке протоколов радиационной обработки пищевой продукции одной из целей является поиск оптимального диапазона доз для конкретного типа продукта, чтобы обеспечить подавление патогенной микрофлоры с сохранением его биохимических и органолептических свойств. При воздействии ионизирующего излучения на различные пищевые продукты образуются летучие органические соединения (ЛОС), содержание которых меняется в зависимости от дозы облучения, поэтому их можно рассматривать как маркерные для описания процессов, связанных с облучением. Предложен универсальный способ изучения профиля летучих соединений в палтусе, облученном на ускорителе электронов, с использованием газовой хромато-масс-спектрометрии в сочетании с твердофазной микроэкстракцией. Показано, что радиационная обработка существенно изменяет профиль летучих соединений палтуса и приводит к дозозависимому увеличению содержания соединений. Среди идентифицированных ЛОС были установлены соединения-маркеры радиационно-индуцированных окислительных процессов — диметилдисульфид, гептаналь, октаналь и нонаналь, а также соединения, обнаруженные лишь в облученных образцах палтуса — 3-метилбутаналь, бензол и 1,3-бис(1,1-диметилэтил)бензол, что делает их потенциальными маркерами радиационной обработки палтуса. Результаты многомерного статистического анализа (анализ методом главных компонент PCA и дискриминантный анализ методом частичных наименьших квадратов PLS-DA) подтверждают наличие выраженных дозозависимых изменений и позволяют эффективно разделять облученные и необлученные образцы. Предложенный подход к выявлению маркерных соединений и классификации образцов может быть адаптирован для других пищевых продуктов и использован при разработке универсальных методов контроля и оптимизации радиационной обработки.

В связи с усилением государственного контроля производства и оборота крепких спиртных напитков фальсификации все чаще подвергается алкогольная продукция, не подлежащая обязательному лицензированию, прежде всего пиво и пивные напитки. В целях контроля их качества провели синхронное сканирование спектров флуоресценции четырех образцов пива и пятнадцати образцов пивных напитков с использованием двухлучевого спектрофотометра-флуориметра СФФ-2 «Флуоран». Чтобы обеспечить наибольшую информативность полученных спектров при наименьших временных затратах, варьировали диапазоны длин волн испускания и возбуждения, а также их разность. Синхронное сканирование подлинных и фальсифицированных образцов проводили в диапазоне длин волн 250 – 600 нм при разности длин волн возбуждения и эмиссии Δλ = 30 и 60 нм. В спектрах натурального пива и пивных напитков отчетливо присутствуют максимумы высокой интенсивности в коротковолновой области на длинах волн 280 (Δλ = 30 нм) и 275 нм (Δλ = 60 нм) и минимум λ = 313 нм, а также длинноволновые максимумы λ = 362 (Δλ = 30 нм) и 336 нм (Δλ = 60 нм). В случае фальсифицированных образцов положение длинноволнового максимума не изменилось. Анализ полученных данных показал, что часть образцов пивных напитков и пива имеет характеристические отклики присутствующих в них маркерных флуоресцирующих соединений, что позволяет отнести эти образцы к подлинным, тогда как отсутствие или значительно более низкая интенсивность сигналов этих соединений в спектре ряда других образцов свидетельствует об их фальсификации. Показано, что образцы пива, принадлежащие к одной партии, но реализуемые в разных регионах, имеют очень близкие флуоресцентные характеристики. Данный метод можно использовать для оперативного выявления фальсификатов пивной продукции.

Представлены результаты сравнительного исследования возможностей методов бинарной цветометрии и фотометрии для химического анализа питьевых, природных и сточных вод на примере определения железа (II, III), никеля (II) и меди (II). Пробоподготовка идентична для обоих рассматриваемых методов. Цифровую съемку анализируемых растворов проводили с использованием мобильного устройства в контролируемых условиях. Оценка влияния рассеянного света показала отсутствие значимого вклада в результаты цветометрических измерений. Полученные изображения обрабатывали с помощью специализированного программного средства и переводили в бинарный формат с последующим определением уровня бинаризации, используемого в качестве аналитического сигнала. Установлено, что относительные стандартные отклонения результатов, полученных методами бинарной цветометрии и фотометрии, не превышают 0,12 и 0,06 соответственно. Двухфакторный дисперсионный анализ не выявил статистически значимых различий в точности рассматриваемых методов, однако показано различие точности результатов анализа растворов с разным уровнем концентраций Fe, Ni и Cu. Установлено, что на уровне концентраций 0,10 – 2,00 мг/л Fe, 0,02 – 0,10 мг/л Ni и 0,25 – 1,50 мг/л Cu характеристики чувствительности бинарной цветометрии ожидаемо уступают фотометрии. Показано, что для цветометрического определения Fe (II, III), Ni (II) и Cu (II) на уровне концентраций, близких к пределам обнаружения указанных ионов, анализируемую воду следует концентрировать. Результаты проведенного исследования свидетельствуют о том, что бинарная цветометрия может рассматриваться в качестве доступной альтернативы в условиях отсутствия фотометра для определения Fe (II, III), Ni (II) и Cu (II) в воде.

Один из эффективных способов консервации различных материалов — консервация в среде инертных газов. Цель работы — исследование коррозионного износа углеродистых строительных сталей при консервации в среде инертных газов. С использованием локальных прогнозных моделей анализировали связь объемной доли кислорода в защитной среде, химический состав сплавов, подвергающихся консервации, и скорость коррозии. Показано, что для углеродистых строительных сталей скорость коррозии в защитной среде практически не зависит от содержания химических элементов. Чем больше соотношение никелевого и хромого эквивалентов, тем больше сталь подвержена коррозионному износу. При испытаниях образцов из стали С345 (09Г2С) в вакуумном шкафу с контролем заданного уровня кислорода установлено, что скорость коррозии в первоначальный период резко возрастает вследствие образования оксидных пленок, а затем уменьшается за счет того, что образовавшиеся продукты коррозии перекрывают доступ коррозионной среды к неповрежденному металлу. Прогнозируемая скорость коррозии стали 09Г2С в среде с содержанием кислорода 1 и 2 % составила 0,0026 и 0,0077 мм/год соответственно. Сравнение прогнозируемых данных, полученных расчетом по хромовому эквиваленту и по отношению эквивалентов, показало, что для строительных сталей расчет по хромовому эквиваленту дает более высокие значения скоростей коррозии. Полученные результаты могут быть использованы при оценках прогнозируемой скорости коррозии строительных сталей и допустимой объемной доли кислорода в среде защитного газа при консервации.

Применение современных методов скоростного спекания при производстве вольфрамовых сплавов приводит к появлению остаточных напряжений в материале. Цель работы — рентгенодифракционное исследование внутренних напряжений в образцах вольфрамовых сплавов с различными параметрами микроструктуры. При исследовании основное внимание уделяли роли качества поверхности образцов и влиянию пробоподготовки на получаемые результаты. Установлено, что достоверность рентгенодифракционных данных для сильно поглощающих образцов вольфрамовых сплавов существенно зависит от качества поверхности. Оценены различия дифрактограмм при применении схемы Брэгга – Брентано и симметричной съемки с параллельным первичным пучком. Показано, что воспроизводимость процедуры определения параметра элементарной ячейки позволяет комбинировать обе оптические схемы в рамках одного исследования. Выявлено, что механическая полировка поверхности образцов вольфрамовых сплавов до шероховатости 1 мкм не обеспечивает сопоставимого качества для рентгенодифракционных исследований, как электрохимическая полировка. Величина нормальной к поверхности образца компоненты остаточных напряжений практически не зависит от качества пробоподготовки. Полученные результаты могут быть использованы при совершенствовании технологий изготовления изделий на основе вольфрамовых сплавов с прогнозируемыми физико-механическими свойствами.

Проекционное травление — эффективный способ исследования структуры, превосходящий обычное селективное травление за счет эффекта «памяти». Цель работы — исследование дислокационной структуры монокристалла GaAs(Te), выращенного методом Чохральского в кристаллографическом направлении [100], методом проекционного травления. При испытаниях данные проекционного травления сопоставляли с более распространенным селективным травлением в расплаве KOH. Для проекционного травления применяли так называемый AB-травитель и состав без AgNO₃. Травление в условиях комнатной температуры осуществляли в «пьяной бочке», а при повышенных температурах (85 – 125 °C) — с ручным перемешиванием. Поверхность монокристалла анализировали методами оптической микроскопии. Панорамные изображения дислокационных структур на пластинах GaAs получали за счет сшивки отдельных кадров. Путем представления изображения в виде матрицы значений интенсивности яркости I(x, y) от 0 до 255 исследовали влияние нитрата серебра на контрастность ямок травления. Представлена классификация ямок травления по их морфологии (канавки, полосы, прямоугольные ямки). Отмечены влияние температуры на скорость проекционного травления и необходимость механического перемешивания. Полученные результаты могут быть использованы при внедрении методики проекционного травления для анализа механизмов движения и мультипликации дислокаций в зависимости от условий роста.

Изучено влияние предварительного циклического нагружения на прочностные свойства и характеристики поврежденности стали F500W при растяжении, оцененные методами акустической эмиссии и корреляции цифровых изображений. Показано, что деформационные зависимости параметров акустической эмиссии и корреляции цифровых изображений согласуются между собой и отражают стадийность процесса разрушения, обусловленную особенностями этого процесса и характеризующуюся достижением критических точек на кривой растяжения. Определены информативные показатели циклической деградации, включающие суммарное число событий ΣN_АЭ, среднюю активность сигналов акустической эмиссии b_АЭ-параметр, среднее значение угла нарастания RA, размеры слабо- и сильнодеформированной пластических зон (S_L, S_H). Обнаружено смещение максимума b_АЭ-параметра с увеличением относительной долговечности (N/N_f) в сторону меньшей деформации, связанное с более ранним переходом от накопления малых трещин к их слиянию, подтверждаемому дальнейшим снижением b_АЭ- и D-параметров. Установлено, что предварительное циклирование образцов стали F500W до числа циклов N/N_f , равного 0,4, 0,6, не приводит к существенным изменениям вида диаграмм деформации, остаточной прочности и работы разрушения, но увеличение этого числа до N/N_f = 0,8 вызывает повышение предела текучести, снижение предела прочности, работы разрушения и отношения предела прочности к пределу текучести, что свидетельствует о снижении пластичности материала после циклической нагрузки.

Проведен анализ экспериментальных данных, полученных в процессе разрушения образца из стали 17Г1С с предварительно нанесенным повреждением (продир по ширине образца). Процесс нагружения контролировали с помощью тепловизора MicroScan 7600 PRO с фиксацией термограмм в зонах повышения температуры, т.е. в области разрушения (месте предварительно нанесенного повреждения). Повышение температуры образца связано с термопластическим эффектом в областях пластических деформаций. Особенности локализации деформации исследовали с помощью статистических характеристик, оценки связности Минковского, кластеризации теплового поля и определения средних значений температуры по длине образца. Анализ термограмм, полученных в процессе нагружения образца, показал, что при упругой деформации происходит перераспределение ее локальных уровней в начальной стадии без увеличения коэффициента вариации. Перед возникновением пластических деформаций коэффициент вариации несколько снижается, т.е. уменьшается неравномерность в распределении локальных упругих деформаций. В дальнейшем при повышении уровня пластических деформаций их локализация увеличивается в зоне нанесенного повреждения. Кластерный анализ позволил заключить, что по мере увеличения нагрузки температурное поле меняет свой характер. Количество уровней, в которых определяются кластеры, изменяется. При этом на каждом уровне меняется число кластеров. Становятся иными и статистические характеристики локального распределения деформаций: как правило, растут коэффициент вариации и среднеквадратическое отклонение. При увеличении нагрузки меняется вид плотности распределения локальных деформаций. Если в упругой области нагружения образца распределение одномодальное, то в пластической области оно имеет более сложный вид — увеличивается модальность распределения температур (деформаций) при образовании трещины. В этом случае распределение — трехмодальное. Присутствуют области распределения, соответствующие упругой зоне деформаций и двум зонам пластической деформации. Среднее распределение соответствует зоне появления трещины, где в области разрушения образец имеет меньшую температуру.

28 ноября 2025

Цель работы — экспериментальная настройка измерительных модулей датчиков контроля осевых усилий с учетом их фактических диапазонов измерений. В Новосибирском государственном техническом университете разработаны датчики контроля усилий с упругими элементами двух геометрий: типа «Шляпа» и типа «Тор». Упругий элемент типа «Шляпа» изготовлен из стали 50ХФА, а упругий элемент типа «Тор» — из сплава 36НХТЮ. Проведены расчетные исследования напряженно-деформированного состояния упругих элементов в программном комплексе ANSYS WorkBench. На основе данных расчетов выбраны места наклейки тензорезисторов на упругие элементы. На базе зала статических испытаний НИИ материалов и конструкций НГТУ проведены испытания на сжатие упругих элементов. Для испытания изготовлена оснастка из стали марки 30 ХГСА. Данную оснастку размещали между захватами испытательной машины Instron, что позволило равномерно распределить прикладываемую сжимающую одноосную нагрузку на упругий элемент. На первом этапе проводили испытания по нагружению упругих элементов с измерительным модулем (для контроля усилия) до 110 и 150 % от верхних пределов диапазонов измерения рассматриваемых датчиков геометрий типа «Тор» и типа «Шляпа» соответственно. На втором этапе упругие элементы нагружали ступенчато в пределах диапазона измерений. Полученные данные представлены в виде графиков, иллюстрирующих улучшение показаний измерительного модуля после его тренировки. Результаты могут быть использованы в дальнейших исследованиях упругих элементов типовой геометрии датчиков контроля осевых усилий иных интервалов нагружения.