Новые вещества и материалы

Осуществлено предварительное обоснование и проведена экспериментальная проверка эффективности получения традиционных и наномодифицированных углеродными нанотрубками реактопластичних полимерных композиционных материалов путем детерминированного применения низкочастотной УЗ-кавитации. Разработана новая методика получения традиционных и наномодифицированных реактопластичных полимерных композитов с применением низкочастотной ультразвуковой кавитации.

Разработаны новые технологические основы получения полых изделий формообразующими процессами холодной листовой штамповки, в частности операциями вытягивания, обжима и раздачи. Новизна заключается в разработке новых способов вытягивания, обжима и раздачи, в создании и применении деформирующего инструмента специального профиля. Использование такого деформирующего инструмента обеспечивает значительное уменьшение влияния сил трения при формообразовании изделий, снижение усилия деформирования и увеличение степени деформации за один переход.

Получены соотношения для расчета резонансных частот и добротности частотноселективных устройств на основе тонких диэлектрических резонаторов. Погрешность расчета не превышает 1 ... 2% при расчете частот и 5 ... 7% при расчете добротности резонансной системы, что позволяет автоматизировать разработку таких устройств.
Показано, что на основе тонких диэлектрических резонаторов могут быть созданы фильтры СВЧ и управляемые фазовращатели СВЧ с характеристиками приемлемыми для практического применения.

Выполнено комплексное исследование литейных, механических и специальных свойств жаростойких и износостойких сплавов на основе железа в широком диапазоне концентраций хрома, марганца, алюминия, углерода, титана и так далее, разработаны новейшие жаростойкие и износостойкие сплавы в зависимости от конкретных условий эксплуатации литых деталей в экстремальных условиях. Создано базы данных, которые охватывают более 600 марок сплавов на основе железа, все существующие ферросплавы и марки стального и чугунного лома.

Разработаны нанофотонные системы и полиграфические технологии для изготовления новейших пищевых упаковок, которые увеличивают срок хранения пищевых продуктов без необходимости дополнительной обработки и сообщают о текущем состоянии упакованного продукта, то есть о его пригодности к употреблению, путем изменения оптических свойств печатного изображения (цвета, интенсивности люминесценции).

Решена важная научно-техническая задача, связанная с созданием концепции комплексного (одновременного) воздействия на заготовку путем формообразования с локализованным центром деформации и формированием центрального отверстия с минимальным уровнем окончательной обработки со снятием слоя металла, а также обеспечением улучшенных механических свойств за счет модификации структуры материала; разработки новых энергоэффективных технологий получения деталей с центральной полостью из сплошных заготовок; создания методик технологических расчетов; энергосилового исследования и компьютерного моделиров

Изготовлено лабораторные образцы новых стержневых аппаратов внешней фиксации (СтАЗФ) костных отломков человека с конструкциями узлов из композиционных биосовместимых материалов. Проведены экспериментальные испытания и расчетно-теоретические исследования СтАЗФ с узлами соединения стержней новой конструкции для остеосинтеза поврежденных конечностей человека. Разработанные образцы конструкций остеосинтеза проходят апробацию в медицинских учреждениях Украины для качественного лечения поврежденных переломами костей человека.

В процессе научного исследования использованы разработанные на кафедре технологии машиностроения теоретические основы создания систем адаптивного управления процессами резания, методы научных исследований, которые базируются на основных принципах теории автоматического управления, моделирования процессов фрезерования и токарной обработки, в том числе, имитационного моделирования, методиках обработки результатов экспериментов.

Получены опытные образцы новейших катализаторов и фотокатализаторов на основе впервые синтезированных наноразмерных оксидов металлов, определены кинетические закономерности протекания окислительно-восстановительных процессов с их участием в загрязненных водных средах. Установлены экспериментальные зависимости степени фотокаталитической очистки модельных сточных вод от природы загрязнителя и его концентрации. Обоснованы технологические параметры проведения жидкофазных окислительно-восстановительных процессов очистки сточных вод от загрязнителей различного происхождения.

Повышение эксплуатационных свойств, в частности износостойкости поверхностей деталей и конструкций достигается модификацией поверхностных слоев нанообразованиями путем введения нанопорошков в сварочную ванну при электродуговой наплавке и в покрытие при газотермическом напылении.