ЭЛЕКТРОННАЯ ОБРАБОТКА МАТЕРИАЛОВ

Моделирование тепловых процессов при электроискровом легировании материалов малослойным графеном

2026-08-30T20:05:52+03:00

УДК 621.9.048

DOI https://doi.org/10.52577/eom.2026.62.4.01

Рассмотрено нестационарное температурное поле в полубесконечном теле при импульсном тепловом источнике, характерном для электроискрового легирования. Приведено аналитическое решение уравнения теплопроводности в цилиндрических координатах для мгновенного точечного источника. Выполнены численные расчеты для алюминиевой подложки без покрытия и с тонким графеновым слоем. Показано, что графеновое напыление толщиной 1–2 мкм повышает локальную температуру на 27,2%, снижает глубину плавления и радиус зоны нагрева. Проведено экспериментальное исследование влияния малослойного графена на тепловые процессы и морфологию поверхности при электроискровом легировании алюминия и сплава Д16Т.

Ключевые слова: электроискровое легирование, уравнение теплопроводности, графен, температурное поле, алюминий, численное моделирование.

Искроэрозионное диспергирование токопроводящих материалов: современное состояние, физические основы и прикладные перспективы
(Обзор)

2026-08-30T20:18:42+03:00

УДК 621.9.048.4

DOI https://doi.org/10.52577/eom.2026.62.4.19

Представлен комплексный анализ искроэрозионного диспергирования (ИЭД) – высокоэффективного электрофизического метода получения ультрадисперсных порошков и коллоидных систем из токопроводящих материалов. Рассмотрена эволюция этого направления электроэрозионной обработки, начиная с фундаментальных работ Б.Р. Лазаренко. Особое внимание уделено формированию многоканальных искровых разрядов в слое гранул, нелинейно-стохастическому характеру нагрузки, роли гидродинамических явлений, а также тепловым и термомеханическим эффектам. Обобщены современные математические модели, описывающие переходные процессы в разрядных цепях, и методы управления параметрами импульсов для оптимизации дисперсности и выхода продукта. Показано широкое практическое применение ИЭД не только в материаловедении для получения порошков и функциональных покрытий, но и в экологических технологиях. Выявлены ключевые технологические барьеры, ограничивающие масштабирование метода. Обзор подчеркивает междисциплинарный характер ИЭД, объединяющий электрофизику, гидродинамику и материаловедение, и определяет направления дальнейших исследований.

Ключевые слова: искроэрозионное диспергирование, электроэрозионная обработка, нанопорошки, разрядно-импульсные технологии, математическое моделирование, очистка воды, переработка материалов.

Анализ результатов теоретических и экспериментальных исследований макроскопических квантово-волновых распределений электронов в металлическом проводнике с током проводимости при комнатной температуре

2026-08-30T20:30:14+03:00

УДК 621.3.01: 621.315.3: 621.313

DOI https://doi.org/10.52577/eom.2026.62.4.39

Приведены данные по обобщению и систематизации результатов исследований, связанных с определением макроскопических квантованных волновых продольных распределений свободных электронов, дрейфующих при комнатной температуре в цилиндрическом металлическом проводнике, включенном в электрическую цепь источника напряжения U₀(t) различных амплитудно-временных параметров (АВП). Описаны основные особенности распространения квантованных продольных электронных полуволн де Бройля и возникновения квантованных продольных волновых электронных пакетов в указанном проводнике с током проводимости i₀(t) произвольных АВП. Сформулированы элементы теории квантованной продольной периодической макролокализации дрейфующих свободных электронов на «горячих» участках этого проводника. Выполненные эксперименты подтвердили квантование энергии дрейфующих электронов в исследуемом проводнике, вызывающее образование вдоль него периодической тепловой макроструктуры, состоящей из чередующихся между собой «горячих» и «холодных» продольных участков. Полученные результаты указывают на проявление при комнатной температуре квантово-механических эффектов в электрической макроскопической цепи с данным проводником, сопровождающихся квантованием энергии его свободных электронов.

Ключевые слова: проводник, электрический ток, комнатная температура, квантование энергии электронов, волновые электронные пакеты, квантованная продольная макролокализация электронов, расчет, эксперимент.

Влияние состава электролитов на свойство порошка Ti-6Al-4V

2026-08-30T20:35:24+03:00

УДК: 621.9.048.4

DOI https://doi.org/10.52577/eom.2026.62.4.55

Проведен комплексный анализ гранулометрического состава, фазового состояния и химических свойств порошков Ti–6Al–4V, полученных методом электрохимической разрядной обработки в электролитах NaCl и Al(NO₃)₃. Показано, что 75,71% частиц, образованных в растворе NaCl, и 79,71% частиц, синтезированных в растворе Al(NO₃)₃, находятся в диапазоне 10–47 мкм. Выявлено наличие смешанных кристаллических и частично аморфных фаз в порошках, полученных в NaCl, тогда как использование Al(NO₃)₃ способствовало формированию более стабильных кристаллических фаз. Обнаружены связи Ti – O, Al – O, и V – O, однако для порошков, полученных в NaCl, характерна более высокая степень окисления. Установлено наличие связей металл–кислород и поверхностного оксидного слоя, при этом органические загрязнения не обнаружены. Подтверждено, что химическая чистота, фазовая стабильность и гранулометрические характеристики микропорошков Ti-6Al-4V соответствуют требованиям, предъявляемым к материалам для технологий 3D-печати.

Ключевые слова: порошок Ti-6Al-4V, электрохимическая разрядная обработка, аддитивное производство, электроэрозия, распределение размеров частиц, фазовый анализ, окисление, электролит, анионная группа.

Исследование влияния магнитно-импульсного воздействия на титановый сплав

2026-08-30T20:41:33+03:00

УДК 621.98.044.7

DOI https://doi.org/10.52577/eom.2026.62.4.66

Методом автоматизированного анализа картин дифракции обратно рассеянных электронов (EBSD) проведено исследование влияния импульсного магнитного поля на микроструктуру и фазовый состав двухфазного (α+β) сплава Ti-6Al-4V. Оценка параметров структуры (размер зерен, углы разориентации границ и локальная кривизна решетки по параметру KAM) осуществлялась послойно на глубину до 102 мкм от поверхности. Установлено, что магнитно-импульсная обработка приводит к формированию фрагментированной субструктуры в поверхностном слое и значительному росту геометрической плотности дислокаций. Выявлено более чем двукратное снижение объемной доли β-фазы в результате обработки. Полученные результаты доказывают эффективность магнитно-импульсного воздействия для поверхностного упрочнения титановых сплавов и формирования градиентных структур.

Ключевые слова: титановый сплав, магнитно-импульсная обработка, упрочнение, плотность дислокаций, разориентация границ зерен, размер зерен, прочность.

Исследование влияния параметров газодиффузионного слоя на вольт-амперные характеристики водородного топливного элемента

2026-08-30T20:46:10+03:00

УДК 544.6.076.242; 621.352

DOI https://doi.org/10.52577/eom.2026.62.4.75

Исследование направлено на выявление зависимости плотности тока водородно-воздушных топливных элементов с протонообменной мембраной (ПОМТЭ) от параметров газодиффузионных слоев: толщины и наличия микропористого слоя. В качестве газодиффузионного слоя мембранно-электродного блока (МЭБ) использовали углеродную бумагу с толщиной от 180 до 235 мкм. Для оценки электрохимических характеристик МЭБ получены поляризационные кривые. Результаты исследования показали, что толщина газодиффузионного слоя влияет на производительность ПОМТЭ. Увеличение толщины углеродной бумаги, способствует повышению плотности тока в результате эффективного удаления воды из каталитического слоя, предотвращая его затопление.

Ключевые слова: газодиффузионный слой, углеродная бумага, мембранно-электродный блок, водородно-воздушный топливный элемент, плотность тока.

Цифровое проектирование ТВЧ-процессов с использованием искусственного интеллекта для повышения энергоэффективности и надежности буровых насосов

2026-08-30T20:54:38+03:00

УДК 621.785.6.048.7:004.89

DOI https://doi.org/10.52577/eom.2026.62.4.82

Энергоэффективность и надежность буровых насосов являются ключевыми факторами стабильности нефтегазовой энергетики. Значительная доля эксплуатационных энергетических потерь связана с износом цилиндровых втулок и ростом трения в поршневой группе. В настоящем исследовании предложен подход к цифровому проектированию процессов поверхностной закалки токами высокой частоты (ТВЧ) с применением искусственного интеллекта для повышения энергоэффективности и долговечности буровых насосов типа УНБ-600 (У8-6МА2). Разработана интеллектуальная модель, объединяющая методы машинного обучения и нечеткой логики, для оптимизации режимов нагрева, скорости перемещения индуктора и параметров охлаждения с учетом нелинейных зависимостей между процессами упрочнения и энергетическими показателями оборудования. Результаты моделирования демонстрируют снижение коэффициента трения и износа на 30–35%, повышение твердости поверхностного слоя до 48–52 HRC и увеличение ресурса оборудования без роста энергозатрат. Внедрение цифрового проектирования ТВЧ-процессов позволяет уменьшить энергопотребление при обработке и эксплуатации узлов, снизить частоту ремонтов и обеспечить повышение надежности насосного оборудования в топливно-энергетическом комплексе. Интеграция искусственного интеллекта в технологические процессы открывает перспективы создания интеллектуальных систем управления жизненным циклом энергонагруженных деталей и сокращения энергетических потерь на этапе эксплуатации.

Ключевые слова: энергоэффективность, цифровое проектирование, ТВЧ-упрочнение, искусственный интеллект, нечеткая логика, буровой насос, цилиндровая втулка, энергозатраты, трибологические свойства, надежность оборудования.

СВЧ-нагрев в технологии блочной полимеризации метилметакрилата и управление температурным режимом реактора

2026-08-30T21:09:27+03:00

УДК 66.095.26: 621.365.5

DOI https://doi.org/10.52577/eom.2026.62.4.88

Рассмотрена технология каталитического процесса блочной полимеризации метилметакрилата в реакторе периодического действия с неподвижным слоем при дополнительном СВЧ-нагреве. Исследованы различные температурные режимы реактора. Показано, что основным преимуществом СВЧ-нагрева является возможность безынерционного регулирования температуры процесса. На примере блочной полимеризации метилметакрилата в слое толщиной 6 мм установлен допустимый перепад температур по высоте слоя, при котором температурный режим реактора можно считать близким к изотермическому. Для реализации процесса по найденной временной программе, обеспечивающей существенное сокращение времени полимеризации, предложена автоматическая система управления реактором, предусматривающая плавное изменение мощности СВЧ-источника и ступенчатое изменение температуры хладагента.

Ключевые слова: метилметакрилат, блочная полимеризация, СВЧ-нагрев, реактор, температурный режим, перепад температур, программное управление, автоматическая система управления.