Электроника, фотоника и киберфизические системы

ПОЛУЧЕНИЕ ПОРОШКА ОКСИДА ЖЕЛЕЗА МЕТОДОМ КАРБАМИДНОГО ОСАЖДЕНИЯ

Даниль Камилевич Минабутдинов, Наиль Фаикович Кашапов, Ленар Наилевич Кашапов — Пт, 12 сен 2025 15:14:38 +0300

Порошки оксидов железа представляют собой важную группу неорганических материалов, широко применяемых в промышленности благодаря своей доступности, стабильности свойств и разнообразию цветовых оттенков. Их окраска обусловлена наличием оксидов железа (II) и (III), а также их гидратированных форм. В зависимости от состава и структуры порошки могут быть желтыми (гидратированный оксид железа III, гетит), красными (гематит), черными (магнетит) или коричневыми (смешанные фазы). Синтетические железооксидные порошки обладают высокой химической чистотой, чистотой цвета, дисперсностью и устойчивостью к воздействию света, щелочей и слабых кислот, что делает их востребованными в промышленности, например, в производстве красок, пластмасс, строительных материалов, керамики, магнитных материалов и радиозащитных покрытий.

ПРИМЕНЕНИЕ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИХ ДАТЧИКОВ И СЕНСОРНЫХ СИСТЕМ ДЛЯ ДИНАМИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА БИОМАРКЕРОВ МОЗГА ПРИ ЧЕРЕПНО-МОЗГОВЫХ ТРАВМАХ

Пт, 12 сен 2025 15:33:39 +0300

В работе рассмотрены особенности применения волоконно-оптических датчиков для мониторинга основных биомаркеров мозга, используемых для выявления и предотвращения осложнений при травмах головного мозга. Рассмотрены предложения по разработке мультиплексированных датчиков для одновременного измерения до четырёх показателей. Представлены перспективные разработки биологически растворяемого датчика на основе интерферометра Фабри – Перо и фотонно-кристаллических структур. Сделан вывод о том, что волоконно-оптические датчики позволяют проводить не только высокоточные измерения физиологических параметров, но и позволяют обеспечить возможность раннего выявления повреждений тканей мозга и оценить эффективность лечебных мероприятий.

ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ ГАЗОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ НА АВТОМОБИЛЬНОМ ТРАНСПОРТЕ

Пт, 12 сен 2025 16:04:24 +0300

Рассмотрены характерные особенности, преимущества и недостатки газовых и битопливных двигателей внутреннего сгорания. Приведены технические параметры и внешние скоростные характеристики современных отечественных газовых двигателей, применяемых на автомобильном транспорте. Рассмотренные в статье материалы позволяют обоснованно выбрать газовый двигатель для использования его на автомобильном транспорте.

ПАРАЛЛЕЛЬНЫЕ ТОРЦЕВЫЕ ИНТЕРФЕРОМЕТРЫ ФАБРИ–ПЕРО С РАДИОФОТОННЫМ МЕТОДОМ ОПРОСА ДЛЯ МОНИТОРИНГА ОБЛЕДЕНЕНИЯ

Пн, 15 сен 2025 12:15:23 +0300

В докладе представлен новый датчик обледенения на основе параллельных концевых интерферометрах Фабри-Перо c радиофотонным опросом, сформированный в двух одномодовых оптических волокнах, в каждом из которых в качестве зеркал используются слабоотражающая ультракороткая волоконная брэгговская решетка и ортогональный скол волокна, характеризуемый отражением Френеля. Предлагаемый датчик снижает стоимость и сложность изготовления сенсора в целом, сохраняет его структурную целостность, поскольку решетки записываются внутри волокна, и позволяет реализовать измерения степени обледенения при изменении структуры покрытия конца волокна: вода, иней, снег, лед. Ключевым элементом для организации радиофотонного опроса интерферометра является применение адресной волоконной брэгговской структуры, формирующей зондирующее его излучение с определенной разностной частотой между компонентами и равными их амплитудами, которая записана после лазерного излучателя. Высокую чувствительность измерений обеспечивает спектральная характеристика сенсора, формируемая эффектом Вернье при взаимодействии двух интерферометров, имеющих различную измерительную базу.

ПАРАЛЛЕЛЬНЫЕ ИНТЕРФЕРОМЕТРЫ ФАБРИ–ПЕРО С ИНТЕГРИРОВАННОЙ АДРЕСНОЙ ВОЛОКОННОЙ БРЭГГОВСКОЙ РЕШЁТКОЙ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ И ДАВЛЕНИЯ

Пн, 15 сен 2025 12:23:29 +0300

В докладе представлен новый двухпараметрический датчик на основе параллельных интерферометров Фабри-Перо, каждый из которых сформирован на базе двух сверхкоротких волоконных брэгговских решеток с разной измерительной базой, для создания опорного и измерительного каналов контроля давления. В каждый интерферометр дополнительно встроена адресная волоконная брэгговская структура для контроля и компенсации температуры. Уникальность датчика заключается в том, что применение адресных волоконных брэгговских структур дуально: ее функции в обоих каналах - формирование зондирующего излучения с двумя и тремя компонентами для опроса интерферометров, и придание измерениям признака адресных. Предлагаемый датчик характеризуется низкой стоимостью и простотой изготовления интерферометров; имеет конструктивную целостность, поскольку брэгговские решетки и структуры записываются внутриволоконно; работоспособен в диапазоне измерения высокого давления до 5 МПа и высокой температуры до 525 °С, поскольку волокно используется без внешнего полимерного покрытия. Высокую чувствительность измерений обеспечивает спектральная характеристика сенсора, формируемая эффектом Вернье при взаимодействии двух параллельных интерферометров, а также применение радиофотонного опроса огибающей Вернье на частотах биений компонент адресных структур.

РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНО-АППАРАТНОГО КОМПЛЕКСА МОНИТОРИНГА СИГНАЛОВ-ПРЕДВЕСТНИКОВ АВАРИЙНЫХ СИТУАЦИЙ ПРИ ГРП НА ОСНОВЕ ЦИФРОВЫХ СЕЙСМОСТАНЦИЙ И МЕТОДОВ МОДЕЛИРОВАНИЯ СЛУЧАЙНОГО ШУМА

Мансур Эмерович Сибгатуллин, Ленар Ришатович Гилязов — Пн, 15 сен 2025 13:33:31 +0300

Комплекс состоит из цифровых сейсмостанций собственной разработки и методов математической обработки искаженных шумом сигналов с оригинальным методом моделирования случайного шума.

ОПТОЭЛЕКТРОННЫЙ СЕНСОР МЕТАНА

Пн, 15 сен 2025 14:03:10 +0300

Метан является наиболее экологически чистым из ископаемых топлив. Его безопасное применение требует совершенных сенсоров для контроля возможных утечек и предотвращения возгораний и взрывов газа. Нами разработан и доведен до предсерийного уровня цифровой оптoэлектронный сенсор метана на собственной инновационной элементной базе.

ТЕПЛОВИЗИОННАЯ СИСТЕМА ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ РАСПЛАВА

Наиль Фаикович Кашапов, Марат Рашитович Фазлыев, Евгений Витальевич Попов — Пн, 15 сен 2025 15:05:37 +0300

Представлена инженерно-техническая система (ИТС) для автоматизации контроля температуры расплава металлов в литейных печах на основе бесконтактного тепловизионного мониторинга. Система реализована с использованием тепловизора «Пергам Spectr 640 UC» ^[1] и ПО «Пергам IResearch», обеспечивающих расчет температуры зеркала расплава, запись данных и визуализацию. Апробация проведена на трех плавках сплава МА8Цч в газовой печи «K.M.T. ПП-140» ^[2]. ИТС выявила динамику нагрева, момент расплавления шихты и локальные неоднородности, заменив ручные замеры. Точность мониторинга составила ±15°C, что соответствует требованиям технологического контроля.

ПОЛУЧЕНИЕ ТОНКИХ ГАЗОНАПОЛНЕННЫХ ПЛЁНОК С ПОМОЩЬЮ АДДИТИВНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

Пн, 15 сен 2025 00:00:00 +0300

В статье представлены результаты получения тонких газонаполненных плёнок с использованием аддитивных технологий. Изучено влияние степени заполнения полимером на поверхностный потенциал и зарядовую плотность. Показано, что увеличение площади границы фаз “полимер–воздух” улучшает электрические свойства плёнок, однако при высокой разреженности снижается их целостность.

ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ДВУХСТУПЕНЧАТОЙ МОДИФИКАЦИИ ДРЕВЕСНОГО НАПОЛНИТЕЛЯ ДЛЯ УЛУЧШЕНИЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК БИОКОМПОЗИТОВ

Ксения Геннадьевна Аникеева, Руслан Рушанович Сафин — Пн, 15 сен 2025 16:20:42 +0300

Одной из актуальных задач современного материаловедения является разработка экологически безопасных альтернатив традиционным синтетическим полимерам, накапливающимся в окружающей среде. В этом контексте особое внимание уделяется древесно-полимерным композитам (ДПК) на основе возобновляемого сырья, которые сочетают высокие эксплуатационные характеристики и биоразлагаемость. Однако их эффективность ограничена слабым межфазным взаимодействием между гидрофильным древесным наполнителем и гидрофобной полимерной матрицей, что приводит к повышенной гигроскопичности и снижению механической прочности. Целью настоящего исследования является оценка эффективности двухступенчатой модификации древесного наполнителя – термической обработки при 210 ℃ с последующим озонированием – для улучшения физико-химических и эксплуатационных свойств биокомпозитов на основе термопластичного крахмала. В работе использовалась сосновая древесная мука в качестве наполнителя, подвергнутая двухступенчатой обработке. Структурные изменения в составе наполнителя анализировали методом ИК-Фурье спектроскопии [1]. Оценку эксплуатационных характеристик проводили по показателям водопоглощения, предела прочности при изгибе и растяжении. Установлено, что двухступенчатая модификация приводит к деструкции гемицеллюлоз и лигнина, снижению содержания гидроксильных групп и образованию новых оксигенсодержащих функциональны групп, что подтверждается данными ИК-спектроскопии. Это способствует улучшению адгезии между наполнителем и матрицей. В результате водопоглощение композитов с модифицированным наполнителем снизилось на 50% по сравнению с образцами на основе необработанной муки. Прочность при растяжении увеличилась на 17,89%, при изгибе – на 15,6% при оптимальном содержании наполнителя 30%. Полученные данные свидетельствуют о высокой эффективности предложенного авторами метода модификации для повышения качества биоразлагаемых композитов. Двухступенчатая обработка древесного наполнителя представляет собой перспективный подход для создания материалов, пригодных для применения в сельском хозяйстве, в частности при производстве биоразлагаемых емкостей для посадки растений.