bluuebunny/crossref_metadata_2025_split huggingface dataset:
CORRELATION-SPECTRAL ANALYSIS OF THE TOPOGRAPHY OF ENGINEERING SURFACES AT THE NANOSCALE LEVEL
Authors: Измайлов Владимир Васильевич , Новоселова Марина Вячеславовна 
Published: December 2021

Исследована нанотопография некоторых типичных технических поверхностей и экспериментально определены характеристики профиля наношероховатости как случайного процесса - автокорреляционная функция и спектральная плотность. Показано, что для исследованных поверхностей их профилограммы могут рассматриваться как реализации случайного стационарного нормального эргодического процесса. Проведена визуальная проверка нормальности процесса сравнением экспериментальных значений ординат профиля с теоретическими значениями, подчиняющимися нормальному распределению, а также сравнением полигона частот с теоретической функцией плотности вероятности нормального распределения. Количественное подтверждение нормальности процесса выполнено с применением критерия согласия Колмогорова. Показано, что на уровне значимости p = 0,05 гипотеза о нормальности случайного процесса (профиля наношероховатости поверхности) не противоречит экспериментальным результатам. Определены интервалы корреляции рассмотренных процессов. Вид автокорреляционных функций и величины интервалов корреляции говорят о случайном характере профиля поверхности: на интервале, равном одному - двум средним значениям шага неровностей профиля его ординаты становятся практически некоррелированными. Графики спектральных плотностей свидетельствуют о том, что профиль поверхности можно рассматривать как широкополосный случайный шум с преобладанием низкочастотных составляющих.
The nanotopography of some typical technical surfaces is investigated and the characteristics of the nanoroughness profile as a random process are experimentally determined - the autocorrelation function and spectral density. It is shown that for the investigated surfaces, their profilograms can be considered as realizations of a random stationary normal ergodic process. A visual check of the process normality was carried out by comparing the experimental values of the profile ordinates with theoretical values obeying the normal distribution, as well as by comparing the frequency polygon with the theoretical probability density function of the normal distribution. Quantitative confirmation of the process normality was carried out using the Kolmogorov goodness-of-fit test. It is shown that at the significance level p = 0,05, the hypothesis about the normality of a random process (surface nanoroughness profile) does not contradict the experimental results. The correlation intervals of the considered processes are determined. The form of the autocorrelation functions and the values of the correlation intervals indicate the random nature of the surface profile: in the interval equal to one or two average values of the step of the irregularities of the profile, its ordinates become practically uncorrelated. Spectral density plots indicate that the surface profile can be considered as a wide-band random noise with a predominance of low-frequency components.
PREDICTION OF BONDING ENERGY BY STRUCTURAL DESCRIPTORS OF METAL NANOALLOYS
Authors: Мясниченко Владимир Сергеевич , Матренин Павел Викторович , Сдобняков Николай Юрьевич 
Published: December 2021

Обсуждается проблема предсказания энергии связи для тернарных металлических наночастиц и построение моделей обучения на базе структурных дескрипторов. Были построены регрессионные зависимости удельной межатомной энергии связи для тернарной наносистемы Au - Ag - Cu. Использовался ряд из пяти радиальных признаков, зависящих от попарного межатомного расстояния дескрипторов структуры наночастицы. Для более корректной оценки точности была применена кросс-валидация, далее полученные на валидационных частях выборки результаты усреднялись. Полученная модель ограниченно предсказывает значение удельной межатомной энергии связи внутри группы данных для наночастиц одного состава, а для всей выборки средняя по модулю ошибка составляет 14%. При этом модель практически безошибочно определяет состав наночастицы из нескольких вариантов. Наибольшее значение коэффициента детерминации на всей выборке получено с помощью ансамблевого алгоритма случайный лес. Обнаружена отрицательная корреляция между энергией связи наносплава и положением первого пика радиальной функции распределения для атомов меди.
The problem of predicting the binding energy for ternary metal nanoparticles and the construction of learning models based on structural descriptors are discussed. Regression dependences of the specific interatomic bond energy were constructed for the ternary Au - Ag - Cu nanosystem. A number of five radial features were used, depending on the pairwise interatomic distance of the nanoparticle structure descriptors. For a more correct assessment of the accuracy, cross-validation was applied, then the results obtained on the validation parts of the sample were averaged. The resulting model limitedly predicts the value of the specific interatomic binding energy within a group of data for nanoparticles of the same composition. For the entire sample the average error in modulus is 14 %. In this case, the model almost accurately determines the composition of a nanoparticle of several variants. The largest value of the coefficient of determination in the entire sample was obtained using an ensemble random forest algorithm. A negative correlation was found between the binding energy of the nanoalloy and the position of the first peak of the radial distribution function for copper atoms.
ANALYSIS OF Nb - Ni AND V - Ni BASED MEMBRANE CHARACTERISTICS
Authors: Белякова Римма Михайловна , Курбанова Эльмира Джумшудовна , Полухин Валерий Анатольевич 
Published: December 2021

Для получения сверхчистого водорода мембранной технологией вместо дорогостоящих сплавов Pd рассмотрены более дешёвые на основе металлов Nb и V . Накапливаемый в матрицах обычных мембран водород формирует специфические полиэдрические плотноупакованные гидридные образования особенно с повышение температур от 473 до 673 К и риском разрушения мембран. Благодаря легированию титаном этих сплавов повысились рабочие характеристики мембран: диффузия и проницаемость водорода, прочность, износоустойчивость и термостабильность. В кристаллических аналогах проблема образования гидридов также была решена повышением концентрации Ti с формированием эвтектических фаз в тройных составах сплавах, например, NbTiNi и VTiNi. С формированием в указанных составах соединений NiTi и NiTi образование гидридов блокируется даже при нагреве, благодаря устойчивым процессам водородной селективности.
To obtain ultrapure hydrogen by membrane technology, instead of expensive membranes made of Pd alloys, cheaper ones based on metals (Nb - Ni) and (V - Ni) are considered. Due to alloying of these Ti alloys, the performance of the membranes increased - diffusion and permeability of hydrogen, wear resistance and thermal stability, exceeding the Pd alloys. For crystalline analogs, the problem was also solved by increasing the Ti concentration with the formation of eutectic phases in ternary alloy compositions (NbTiNi and VTiNi). Hydrogen accumulated in membrane matrices forms specific polyhedral eutectic TCP hydrides up to phase transitions, and upon cooling from 673 to 303K under conditions of thermal expansion from 473 to 673K, it increases the temperature of P-hydride formation and forms NiTi and NiTi compounds, which stabilize and protect nano- and crystalline membranes from brittle destruction.
PREPARATION OF BIOCOMPOSITES BASED ON NANOSCALE HYDROXYAPATITE WITH ZIRCONIUM AND SILICON OXIDES
Authors: Богданова Екатерина Анатольевна , Скачков Владимир Михайлович , Гиниятуллин Игорь Маратович , Переверзев Данил Ильич , Нефедова Ксения Валерьевна 
Published: December 2021

В статье обсуждается возможность получения упрочненного композиционного материала с пористой структурой на основе наноструктурированного гидроксиапатита, синтезированного методом осаждения из раствора. Новый материал получен путем механохимичекого синтеза гидроксиапатита с армирующими добавками диоксида циркония и кремниевой кислоты. Синтезированные образцы аттестованы с использованием современных физико-химических методов анализа. Показано влияние качественного и количественного состава композита на протекание процессов спекания, пористость, прочностные характеристики, степень дисперсности и морфологию исследуемых образцов. Экспериментально установлено, что максимальными прочностными характеристиками и постоянным составом обладает образец Ca(PO)(OH) -15%SiO⋅nHO-5%ZrO. Композиционный материал обладает плотной равномерной структурой с высокой степенью кристалличности, с развитой пористостью, является перспективным материалом для дальнейших исследований с целью внедрения его в медицинскую практику. На разработанный композиционный материал подана заявка на патент.
The article discusses the possibility of obtaining a hardened composite material with a porous structure based on nanostructured hydroxyapatite (HAP) synthesized by precipitation from a solution. The new material was obtained by the mechanochemical synthesis of HAP with reinforcing additives of zirconium dioxide and silicic acid. The synthesized samples are certified using modern physicochemical methods of analysis. The influence of the qualitative and quantitative composition of the composite on the sintering processes, porosity, strength characteristics, the degree of dispersion and morphology of the studied samples is shown. It has been experimentally established that the sample has the maximum strength characteristics and a constant composition of Ca(PO)(OH) -15%SiO⋅nHO-5%ZrO. The composite material has a dense uniform structure with a high degree of crystallinity, with a developed porosity, is a promising material for further research in order to introduce it into medical practice. A patent application has been filed for the developed composite material.
ANALYSIS OF METHODS FOR SYNTHESIS OF A BORON-DOPED LITHIUM NIOBATE CHARGE USED FOR GROWING SINGLE CRYSTALS
Authors: Маслобоева Софья Михайловна 
Published: December 2021

Проведен анализ известных методов синтеза шихты ниобата лития, легированной бором, которая используется при выращивании монокристаллов высокого оптического качества методом Чохральского. Установлено, что способ гомогенного легирования (шихта получается из прекурсора NbO :B и LiCO) по сравнению с твердофазным (шихта получается из смеси LiCO: NbO : HBO ) позволяет выращивать кристаллы LiNbO: B с более однородным распределением в них примеси бора, а также в объеме расплава, при этом упрощаются технологические режимы, устанавливаемые при росте кристаллов. В работе впервые рассмотрен жидкофазный метод синтеза шихты, исключающий стадию прокалки гомогенизированной смеси пентаоксида ниобия и карбоната лития. Результаты имеют важное значение при выборе технологии выращивания легированных бором монокристаллов ниобата лития для конкретных областей техники.
Known methods of a boron doped lithium niobate charge synthesis were analyzed. Such a charge is applied for the growth by Czochralski of single crystals with high optical quality. Homogeneous doping (the charge is obtained from precursor NbO:B and LiCO) was compared with solid phase doping (the charge is obtained from the mixture LiCO: NbO: HBO). Homogeneous doping was determined to help produce LiNbO: B crystals with a more uniform distribution of a boron dopant, boron distributes more uniform in the melt volume; technological regimes established during crystal growth become easier. For the first time the paper considers liquid-phase charge synthesis method; the method excludes the stage of annealing of homogenized mixture of niobium pentoxide and lithium carbonate. Results are crucial for the choice of technology at growing of boron doped lithium niobate crystals for exact areas of technics.
RECOGNITION OF GAS-AIR MIXTURES BY A SINGLE GAS SENSOR BASED ON TIN DIOXIDE NANOWHISKERS
Authors: Тимошенко Дмитрий Александрович , Синёв Илья Владимирович , Симаков Вячеслав Владимирович , Клычков Никита Александрович 
Published: December 2021

Нитевидные нанокристаллы диоксида олова были выращены методом физического осаждения из паровой фазы и перенесены на контактную систему методом замороженной капли. Полученные сенсоры обладают газочувствительностью, воздействие паров газов-восстановителей приводит к увеличению их проводимости. Показано, что существует долговременный дрейф проводимости сенсора при воздействии пробы. Исследована концентрационная зависимость чувствительности сенсора к парам этанола, ацетона и пропанол-2 при температуре 300 °С. На основе анализа концентрационных зависимостей проводимости рассчитаны энергии десорбции частиц, а также положения донорных уровней, индуцированных при адсорбции газов-восстановителей, относительно акцепторного уровня кислорода. Показано, что рассчитанные параметры имеют существенно меньший по сравнению с проводимостью временной дрейф. Использование указанных параметров позволяет распознавать газовоздушные смеси, т.е. однозначно отнести одну из трех исследованных проб к её классу.
Tin dioxide nanowhiskers were grown by physical vapor deposition and transferred to the contact system by the frozen drop method. The sensors demonstrate gas-sensitivity. Exposing sensors to the atmosphere contained vapors of reducing-gases leads to an increasing of their conductivity. A long-term drift of the sensor conductivity during reducing-gas exposition was shown. A sensitivity response vs concentration for ethanol, acetone, and propanol-2 vapors at temperature 300 °C was investigated. Desorption energies of the particles and the positions of the donor levels induced by adsorption of reducing gases particles were calculated by analysis of the conductivity vs concentration dependence. The calculated parameters had a significantly smaller time drift in comparison with the conductivity. Using of these parameters makes possible to recognize gas-air mixtures: classify the each of three studied samples to one of classes.
MULTIPARAMETRIC RECOGNITION OF ORGANIC VAPORS BY USING A GAS SENSOR BASED ON A NANOSTRUCTURED TIN DIOXIDE FILM
Authors: Клычков Никита Александрович , Симаков Вячеслав Владимирович , Синёв Илья Владимирович , Тимошенко Дмитрий Александрович 
Published: December 2021

Исследовано влияние паров органических веществ (изопропанола, этанола и ацетона) различной концентрации на отклик сенсоров газа на основе наноструктурированных пленок диоксида олова, синтезированных золь-гель методом. Экспериментально установлено, что напуск газовых проб, содержащих пары органических веществ, приводит к увеличению проводимости наноструктурированных пленок диоксида олова. В области высоких концентраций (более 50% от насыщенного пара) концентрационная зависимость проводимости имеет тенденцию к насыщению. Показана возможность распознавания сорта примесного газа с помощью статистической обработки отклика только одного сенсора при различных концентрациях анализируемой пробы. Определено положение поверхностного донорного уровня примесного газа относительно акцепторного уровня кислорода и теплота десорбции частиц исследуемых газов. Предложен новый метод мультипараметрического распознавания газовых смесей, основанный на использование в качестве признаков классификации физико-химических параметров анализируемых газов, не зависящих от их концентрации. Установлено, что предложенный метод мультипараметрического распознавания газовых смесей имеет более высокую надежность по сравнению со стандартными методами, основанными на анализе отклика сенсоров газа.
The influence of organic vapors (isopropanol, ethanol, and acetone) with different concentrations in air on a response gas sensor based on nanostructured tin dioxide films synthesized by the sol-gel method was studied. It was found experimentally that inject of the gas mixtures containing organic vapors into measure chamber results to an increase of the conductivity of nanostructured tin dioxide films. In the area of high concentrations (more than 50% of saturated vapor), the concentration dependence of conductivity trends to saturation. The recognizing possibility of species gas admixture by using statistical processing of response only single sensor at different analyzed gas mixture concentrations is validated. The surface donor level of gas-reducing relative to acceptor level oxygen and desorption heat of gas particle were determined. A new method based multiparametric recognition gas mixtures is proposed based on using concentration-independent physical and chemical parameters of analyzed gases as classification properties. It is shown that proposed multiparametric recognition method has higher reliability in comparison with standard methods based on the analysis gas sensor response.
SYNTHESIS AND PHYSICOCHEMICAL STUDY OF THE CERIUM AND CEFAZOLIN METAL COMPLEX
Authors: Крюков Тимофей Владимирович , Феофанова Мариана Александровна , Скобин Михаил Игоревич , Иванова Александра Ивановна 
Published: December 2021

В данной работе коллективом авторов путём взаимодействия водных растворов хлорида трёхвалентного церия и натриевой соли цефазолина получено и выделено в твердом виде металлокомплексное соединение. Его элементный состав установлен с помощью метода рентгеноспектрального электронно-зондового анализа, описаны термические характеристики данного соединения, температура его разложения, состав и способ координации внутренней сферы данного металлокомплекса был уточнен методами термогравиметрии, и дифференциальной сканирующей калориметрии и методом ИК-спектроскопии. На основании полученных данных установлено, что внутренняя сфера металллокомплекса содержит в своем составе три молекулы цефазолина и три молекулы внутрисферной воды. Состав внутренней сферы отвечает брутто-формуле [CeCzl(HO) ]. На основании данных ИК- спектроскопии сделаны выводы о координации цефазолина к центральному иону через амидную и карбоксильную группы.
In this work, a team of authors obtained and isolated in solid form a metal complex compound by the interaction of aqueous solutions of trivalent cerium chloride and sodium salt of cefazolin. Its elemental composition was determined using the X-ray spectral electron probe analysis. The thermal characteristics of this compound, the temperature of its decomposition, the composition and the method of coordination of the inner sphere of this metal complex were clarified by the methods of thermogravimetry, differential scanning calorimetry and IR spectroscopy. Based on the data obtained, the inner sphere of the metal complex contains three molecules of cefazolin and three molecules of inner-sphere water. The composition of the inner sphere corresponds to the formula [CeCzl(HO) ]. Taking into account IR spectroscopy data, the authors concluded that the most likely way of coordination of cefazolin to the central ion is through the amide and carboxyl groups.
KINETICS ASPECT OF HYDROCHEMICAL FLUORINATION OF SILICON-CONTAINING INDUSTRIAL WASTE
Authors: Медянкина Ирина Сергеевна , Скачков Владимир Михайлович , Пасечник Лилия Александровна 
Published: December 2021

Предложен способ получения высокодисперсного аморфного кремнезема из отходов обогащения низкотитанистых ванадий содержащих титаномагнетитов АО «ЕВРАЗ Качканарский ГОК» - хвостов мокрой магнитной сепарации. Применение раствора гидрофторида аммония ( NHHF) позволяет практически селективно извлечь кремний в раствор в виде гексафторосиликата аммония. Степень извлечения кремния раствором 1,0 - 2,5 мас.% NHHF за 6 часов составляет 46%. Диффузионный процесс выщелачивания кремния из ХММС описывается кинетическим уравнением 1 -(1 -а) = 0,0043• exp(-5230/RT)-г . Аморфный кремнезем SiO, полученный золь- гель методом из фторидного кремнийсодержащего раствора, имеет высокоразвитую поверхность S = 320 м/г, рассчитанный из средней плотности «белой сажи» размер частиц составляет d = 10 нм. Увеличение концентрации NHHF до 20 мас.% приводит к повышению растворимости кремния, а также других компонентов хвостов мокрой магнитной сепарации, которые являются нежелательными примесями в конечном продукте SiO. В целом показана перспективность гидрохимического выщелачивания кремнийсодержащих промышленных отходов - хвостов мокрой магнитной сепарации слабыми растворами гидрофторида аммония для синтеза чистого аморфного SiO.
A method for producing amorphous silica from the enrichment wastes of low-titanium vanadium containing titanomagnetites of JSC «EVRAZ ZSMK» - wet magnetic separation tailings is proposed. The use of a NHHF solution makes it possible to practically selectively extract silicon into the solution in the form of ammonium hexafluorosilicate. The extraction of silicon with 1,0 - 2,5 wt.% NHHF solution for 6 hours reached 46%. The diffusion process of the silicon extraction is described by the kinetic equation 1 - (1 - a) = 0,0043 • exp(-5230 / RT)• t . Amorphous silica obtained by the sol-gel method from a fluoride silicon-containing solution has a highly developed surface 320 m/g, the particle size calculated from the average density of «white carbon black» is of 10 nm. The increase in concentration to 20 wt. % NHHF leads to the rise of the silicon solubility and of other tailings components, which are unwanted impurities in the final product. In general, it is shown that the hydrochemical leaching of silicon-containing industrial waste - tailings with weak solutions of ammonium hydrofluoride is promising for the synthesis of pure amorphous silica.
CATALYTIC PROPERTIES IN THE HETEROGENEOUS FENTON REACTION OF THE SURFACE OF NANOPOROUS IRON OBTAINED BY ELECTROCHEMICAL DEALOIYNG IN MELTED CHLORIDE MIXTURES
Authors: Роженцев Данил Александрович , Мансуров Ренат Русланович , Ткачев Николай Константинович , Русских Ольга Владимировна , Остроушко Александр Александрович 
Published: December 2021

Исследованы образцы частично окисленного микро- и нанопористого железа, полученного методом высокотемпературного деаллоинга железо-марганцевого сплава в солевом расплаве. При помощи электронной микроскопии получены данные о морфологии образцов и составе их поверхности, установлено, что уже после отмывки при комнатной температуре на воздухе образовались оксидные фазы железа в виде вискеров толщиной порядка 10 нм. В ходе получения образцов достигалось количественное удаление марганца из исходного сплава. Оценена каталитическая активность полученных образцов в гетерогенной реакции Фентона по окислению красителя метилового оранжевого пероксидом водорода. На первом этапе протекания реакции, описываемой уравнением реакции первого порядка, ее скорость определялась наиболее активной расходуемой частью образцов, далее реакция переходила в стационарный режим. Более высокой каталитической активностью обладали нанопористые образцы.
The samples of partially oxidized micro- and nanoporous iron obtained by high-temperature dealloing of an iron-manganese alloy in a molten salt were investigated. The data concerning the structure of the samples and the composition of their surface were obtained by electron microscopy; it was found that after washing at room temperature in air the oxide phases of iron were formed as whiskers with a thickness of about 10 nm. During the preparation of the samples a quantitative removal of manganese from the initial alloy was achieved. The catalytic activity of the obtained samples in the heterogeneous Fenton reaction was estimated by oxidation of methyl orange by hydrogen peroxide. The rate of the first stage of the reaction, which was described by the first-order equation, was determined by the most active spent part of the samples, and then the reaction passed into the stationary mode. The nanoporous samples possessed a higher catalytic activity.