Вісники НТУ "ХПІ"
Постійне посилання на розділhttps://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/2494
З 1961 р. у ХПІ видається збірник наукових праць "Вісник Харківського політехнічного інституту".
Згідно до наказу ректора № 158-1 від 07.05.2001 року "Про упорядкування видання вісника НТУ "ХПІ", збірник був перейменований у Вісник Національного Технічного Університету "ХПІ".
Вісник Національного технічного університету "Харківський політехнічний інститут" включено до переліку спеціалізованих видань ВАК України і виходить по серіях, що відображають наукові напрямки діяльності вчених університету та потенційних здобувачів вчених ступенів та звань.
Зараз налічується 30 діючих тематичних редколегій. Вісник друкує статті як співробітників НТУ "ХПІ", так і статті авторів інших наукових закладів України та зарубіжжя, які представлені у даному розділі.
Переглянути
52 результатів
Фільтри
Налаштування
Результати пошуку
Документ Вплив умов електролізу на склад ванадійвмісних покривів(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Сахненко, Микола Дмитрович; Желавська, Юлія Анатоліївна; Зюбанова, Світлана Іванівна; Горохівська, Наталя ВалентинівнаРозробка функціональних матеріалів з прогнозованими властивостями є одним із пріоритетних напрямків у сучасних дослідженнях. При електрохімічному отриманні водню для потреб енергетики актуальним є створення нових електродних матеріалів, використання яких дозволить знизити енерговитрати та собівартість одержуваного водню. Такі електродні матеріалів повинні мати каталітичну активність у реакції відновлення іонів водню на катоді. Каталітичні властивості можливо прогнозувати для покриттів сплавами металів підгрупи заліза з ванадієм, молібденом та вольфрамом. Дані метали з водних розчинів можуть співосаджуватись з такими металами-каталізаторами, як залізо, кобальт, нікель, через утворення кластерних інтерметалевих сполук зі зв'язком Ме-V, Mo, W, адсорбованих на поверхні катода. В роботі досліджено співосадження кобальту з ванадієм з комплексного цитратного електроліту у стаціонарному та імпульсному режимах. У результаті проведених досліджень встановлено, що якісне покриття сплавом кобальт-ванадій, світло-сірого кольору, блискуче, рівномірне, мікрокристалічне можна осадити з цитратного електроліту з вмістом 0,1 моль/дм³ ванадію (в перерахунку на метал) у вигляді цитратного комплексу. Процес проводили в інтервалі густин струму 1–15 А/дм² у стаціонарному режимі та 2–10 А/дм² в імпульсному режимі, при різному співвідношенні часу імпульсу до часу паузи, в температурному інтервалі 35–40°С та pH = 3–3,5. За результатом рентгенофлуоресцентного аналізу, максимальний вміст ванадію в покритті, отриманому в режимі програмованого електролізу, становить 1,20– 1,45 %, що у десятки разів більше ніж у покритті, осадженому у стаціонарному режимі (вміст ванадію 0,007-0,017 %) в аналогічних умовах, що може бути підтвердженням гіпотези щодо додаткового відновлення ванадію з оксо-аніонів адсорбованими атомами водню, що утворилися на поверхні катоду в період паузи. За результатами аналізу 2D графіков, встановлені оптимальні параметри проведення процесу для отримання покриття кобальт –ванадій з максимальним вмістом ванадію у сплаві та виходом за струмом покриття 80%.Документ Вплив умов електролізу на склад електролітичних композиційних покриттів на основі кобальту(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Ненастіна, Тетяна Олександрівна; Сахненко, Микола Дмитрович; Дженюк, Анатолій ВолодимировичЕлектроосадження композитів та покриттів тугоплавкими металами з кобальтом дозволяє отримувати покриття з унікальним поєднанням фізико-хімічних властивостей, недосяжних при використанні інших методів нанесення. Однією з причин обмеженого використання лектролітичного способу нанесення покриттів такими композитами є складність керування процесом. Властивості композитів і сплавів металів підгрупи заліза з тугоплавкими металами залежать не тільки від хімічного складу, тобто вмісту тугоплавкого компонента, але і умов осадження. Варіюванням складу електроліту в гальваностатичному режимі не вдається отримати якісні композиційні покриття с високим вмістом тугоплавких компонентів та виходом за струмом. Як альтернативу запропоновано використання імпульсного режиму електролізу, що дозволяє вдосконалити технологічний процес отримання композиційних покриттів та осаджувати покриття різного складу, а відповідно, і різних функціональних властивостей. Досліджено процес формування композиційних електролітичних покриттів на основі кобальту Co-W-ZrO2 в імпульсному режимі з дифосфатно-цитратного електроліту. Вивчено вплив густини струму, тривалості імпульсу та частоти на склад, морфологію поверхні та вихід за струмом композитів. Підвищення робочих густин струму приводить до зменшення вмісту тугоплавких металів в композиційних електролітичних покриттях та збільшення вмісту кисню. Отримані покриття вирізняються рівномірно розвиненою поверхнею без тріщин, що забезпечує високу адгезію. Встановлено, що розміри глобул на поверхні сплаву зменшуються зі збільшенням густини струму до 10 А/дм2. Управління складом гальванічних сплавів Co W-ZrO2 в широкому діапазоні концентрацій сплавотвірних компонентів досягається варіюванням параметрів імпульсного електролізу, що дозволяє адаптувати технологію нанесення до потреб сучасного ринку.Документ Дослідження впливу параметрів плазмо-електролітного оксидування на функціональні властивості гетерооксидних покривів(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Степанова, Ірина Ігорівна; Сахненко, Микола Дмитрович; Маркова, Наталя Борисівна; Корогодська, Алла Миколаївна; Каракуркчі, Ганна Володимирівна; Індиков, Сергій МиколайовичНаведено результати досліджень впливу параметрів плазмо-електролітного оксидування в розчинах дифосфатного електроліту металевих платформ зі сплавів титану, як основи для формування гетерооксидних покривів з фотокаталітичною активністю, на рівень їх функціональних властивостей. Встановлено, що отримані в режимах ПЕО на платформах зі сплавів титану гетерооксидні покриви, до складу яких було інкорпоровано в ролі допантів сполуки цинку та вольфраму, демонструють фотокаталітичну активність в процесах деградації азобарвника під дією УФ опромінення. Підвищення концентрації оксигенвмісних сполук допантів в розчинах електролітівпозитивно впливає на їх інкорпорацію до складу монооксидної матриці композиту та морфологію і каталітичні властивості отриманих покривів. За результатами визначення морфологічних особливостей структури покривів доведено, що порівняно з монооксидом титану, як матеріалу фотокаталітичної платформи, гетерооксидні покриви мають більш розвинену глобулярну мікроструктуру поверхні, що позитивно впливає на рівень їх функціональних показників. Доведено симбатну залежність між вмістом інкорпорованих допантів і питомою площею поверхні покривів та їх фотокаталітичною активністю. Зазначено, що зміна фазової структури поверхневих шарів в процесі плазмо-електролітного формування покриву ТіО/ZnO-WO3 на поверхні металу-носія обумовлює і підвищення механічних характеристик отриманих покривів, зокрема мікротвердості майже вдвічі. Отримані результати можуть стати підґрунтям створення функціональних матеріалів для каталітичного знешкодження природних, синтетичних і техногенних токсикантів, що призведе до вирішення низки екологічних проблем як під час воєнної кризи, так і у період поствоєнного відновлення країни.Документ Формування композиційних покривів з магнітними властивостями в електромагнітному полі(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022) Сахненко, Микола Дмитрович; Єрмоленко, Ірина Юріївна; Корогодська, Алла Миколаївна; Каракуркчі, Ганна Володимирівна; Горохівська, Наталя ВалентинівнаУ статті представлено та проаналізовано результати дослідження впливу постійного магнітного поля на процеси електроосадження металів родини феруму та їх сплавів. Проведені дослідження вказують на ефект пришвидшення осадження, покращення морфології поверхні і твердості отриманих покривів. Композиційні покриви, нанесені під впливом постійного магнітного поля, можуть мати вищу корозійну тривкість, покращені фотокаталітичні та магнітні властивості, ніж ті, які отримані за його відсутності. Встановлено, що наявність постійного магнітного поля змінює хімічний склад досліджуваного матеріалу. Відбувається збільшення феромагнітної і зменшення діамагнітної складової. Для оцінки магнітних властивостей було обрано зразки покривів Fe-Co-W і Fe-Co-Мо, осаджених уніполярним імпульсним струмом за різної тривалості електролізу, що зумовлено відмінністю товщини і розподілу компонентів. Отримані результати дозволяють зробити припущення, що у нерівноважному процесі електроосадження в тернарних сплавах утворюються кластери з ближнімпорядком, характерним для низки інтерметалевих немагнітних сполук, що зумовлює зниження намагніченості насичення сплаву. Покриви Fe-Co-W характеризуються більш високими значеннями коерцитивної сили порівняно з аморфними сплавами, в яких немагнітним компонентом виступають елементи P, B, Si. Вірогідно, для сплаву Fe-Co-W великі кластери, що мають композиційний порядок, подібний до розташування атомів у парамагнітній інтерметалевій фазі з вольфрамом, поряд з шорсткістю поверхні і вільним об’ємом, відіграють помітну роль у перемагнічуванні. Отримані результати дозволяють віднести одержані гальванічні сплави Fe-Co-W до магнітотвердих, а Fe Co-Mo – до магнітом’яких матеріалів, що у поєднанні з високою мікротвердістю відкриває перспективи для використання таких систем у виробництві магнітних елементів для запису і відтворення інформації та мікроелектромеханічних систем відповідно. За допомогою належним чином спроєктованих структур поля можуть бути створені нові магнітні наноструктури та новий рівень контролю за промисловими каталітичними та гальванічними процесами.Документ Фізико-хімічне підгрунтя інноваційних технологій в царині фотокаталізу(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022) Дженюк, Анатолій Володимирович; Сахненко, Микола Дмитрович; Каракуркчі, Ганна Володимирівна; Галак, Олександр Валентинович; Індиков, Сергій Миколайович; Яр-Мухамедова, Гульміра ШарифівнаПроаналізовано фізико-хімічне підгрунтя синтезу фотокаталітичних матеріалів на металевих платформах в термінах перебудови промислового виробництва країни згідно до нової парадигми Індустрії 4.0. Визначено імовірні шляхи підвищення функціональних властивостей таких матеріалів на прикладі діоксиду титану, як найбільш ефективного і доступного матеріала для створення фотокаталізаторів, шляхом допування сполуками неметалів і металів або створення композитів і нестехіометричних оксидів. Запропоновано варіативний шлях створення гетерооксидних композитів шляхом інверсії елементів структуротвірних матриць і зміцнювальної фази. Наведено ґрунтовний аналіз проблем, які виникають при поверхневій обробці високолегованих сплавів вентильних металів за електрохімічними технологіями, та визначено напрямки розв’язання таких проблем за рахунок гомогенізації поверхневих шарів оброблюваних матеріалів. Запропоновано технологічну схему реалізації такої методології за варіативними сценаріями із застосуванням плазмо-електролітного оксидування. Встановлено відмінність електрохімічних характеристик гетерооксидних композитів залежно від природи допувальних елементів, що цілком узгоджується з природою допантів.Документ Моделювання вмісту компонентів композиційних електролітичних покриттів від густини струму поляризації(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022) Ненастіна, Тетяна Олександрівна; Сахненко, Микола Дмитрович; Проскурина, Валерія Олегівна; Горохівська, Наталя ВалентинівнаЕлектроосадження композиційних покриттів тугоплавкими металами та цирконієм з кобальтом дозволяє отримувати покриття з унікальним поєднанням фізико-хімічних властивостей, недосяжних при використанні інших методів нанесення.. Однією з причин обмеженого використання електролітичного способу нанесення покриттів такими композитами є складність керування процесом. Властивості сплавів підгрупи заліза з тугоплавкими металами та їх композитами залежить не тільки від хімічного складу, тобто вмісту тугоплавкого компонента, але і від умов осадження. Варіювання густини струму поляризації дозволяє осаджувати покриття різного складу, а відповідно, і різних функціональних властивостей. Основу роботи становили експериментальні дослідження фізико-хімічних закономірностей електролітичного осадження композиційних покриттів на основі кобальта в гальваностатичному режимі. Метою роботи було розроблення математичної моделі залежності формування кобальтвмісних композиційних покриттів від густини струму поляризації. Проблема опису електрохімічного осадження металів, сплавів і композиційних покриттів є актуальною, оскільки математичне моделювання являє собою невід’ємну складову розробки нових та вдосконалення існуючих систем. Для керування складом композиційних електролітичних покриттів на основі кобальту запропонована математична модель, що дозволяє отримувати покритті напередзаданого складу при варіюванні густини робочого струму. Встановлено, що керування складом покриттів, зокрема вмістом Со, Мо, W, можна шляхом варіювання густини струму електролізу, використовуючи розроблені досить прості математичні моделі. Включення Zr до складу композиційних покриттів описується більш складною моделлю, в якій значення параметрів залежать як від концентрації компонентів електроліту, так і умов електролізу.Документ Електрокаталітичні покриття кобальт-ванадій для реакції виділення водню(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2021) Сахненко, Микола Дмитрович; Желавська, Юлія Анатоліївна; Зюбанова, Світлана Іванівна; Проскуріна, Валерія ОлегівнаДля сучасної водневої енергетики актуальним є дослідження існуючих та отримання нових енергозберігаючих матеріалів, використання яких дозволить знизити собівартість одержуваного водню. Такі властивості можна прогнозувати для матеріалів, що містять у своєму складі ванадій, молібден і вольфрам та мають каталітичну активність у реакції відновлення іонів водню на катоді. Дані метали з водних розчинів можуть співосаджуватись з металами-каталізаторами підгрупи заліза через утворення кластерних інтерметалевих сполук зі зв’язком Ме-V, адсорбованих на поверхні катода. В роботі досліджено індукуване співосадження кобальту з ванадієм з комплексного цитратного електроліту. В результаті проведених досліджень встановлено, що якісне покриття сплавом кобальт-ванадій, світло-сірого кольору, рівномірне, мікрокристалічне можна осадити з цитратного електроліту з вмістом 20 г/дм3 ванадію (в перерахунку на метал) у вигляді цитратного комплексу. Процес проводили при густині струму 5–10 А/дм2 , температурі 30–40°С, pH = 2,8–3,2. За результати рентгено-флуоресцентного аналізу, вміст ванадію в покритті становить 0,37–0,53 %, а максимальний вміст в покритті відзначається при густині струму 8–9 А/дм2 . Дослідження каталітичної активності отриманого покриття сплавом кобальт-ванадій в реакції відновлення іонів водню на катоді проводили в розчині 2,5М NaOH + 0,02M NaCl. При збільшенні вмісту ванадію в покритті від 0,37 до 0,53 % перенапруга виділення водню знижується на 0,5 В. Встановлено, що перенапруга реакції виділення іонів водню на катодах зі Ст.20 з покриттям Со-V на 0,08–0,1 В нижче, а величина струму обміну вище, ніж на електродах зі сталі Ст.20, що використовуються в промисловому воднолужному електролізі. Це свідчить про електрокаталітичну активність досліджуваних матеріалів в реакції відновлювання іонів водню. Електроди з отриманим покриттям сплавом кобаль-ванадій можливо рекомендувати як катодний матеріал для електрохімічного отримання водню. Зниження перенапруги виділення водню дозволяє зменшити енерговитрати на проведення даного процесу на 15-20 %.Документ Особливості технології КЕП для еко- та енерготехнологій(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2021) Сахненко, Микола Дмитрович; Каракуркчі, Ганна Володимирівна; Ненастіна, Тетяна Олександрівна; Єрмоленко, Ірина Юріївна; Корогодська, Алла МиколаївнаНа підставі аналізу особливостей формування КЕП показано, що їх одержання та застосування є одним із світових трендів функціональної гальванотехніки та дозволяє вирішити низку практичних задач, зокрема в галузі еко- та енерготехнологій. Осадження поліфункціональних КЕП кобальту з тугоплавкими металами здійснювали із цитратно-пірофосфатних електролітів у гальваностатичному та імпульсному режимах. Одержанні композиційні покриття володіють комплексом підвищених механічних та протикорозійних властивостей, каталітичною та фотокаталітичною активністю, що обумовлює перспективу застосування одержаних тонкоплівкових матеріалів у багатьох галузях промисловості. Показано, що процеси формування таких багатокомпонентних систем є вельми складними, окремим проблемним питанням, що потребує вирішення, є організація технологічного процесу КЕП адаптованого під виробничі потреби. Розроблена схема організації технологічного процесу на основі модульного підходу, що ґрунтується на результатах комплексних досліджень впливу кількісних характеристик робочих електролітів та режимів електролізу на склад та властивості синтезованих покриттів. Узагальнена схема технології КЕП відображає послідовність загальноприйнятих у гальванохімічних виробництвах процесів та операцій з можливістю застосування модульного принципу організації гальванічних ділянок і цехів. Варіативність технологічних схем передбачає гнучке керування складом і властивостями покриттів за рахунок зміни часових та енергетичних характеристик електроосадження при несуттєвому коригуванні кількісного та якісного складу електролітів. Розроблений модульний підхід в організації технологічного процесу може бути використаний як основа для інших електрохімічних технологій синтезу функціональних матеріалів.Документ Фотокаталітична активність металоксидних систем на основі допованих d–елементами сплавів титану(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2021) Сахненко, Микола Дмитрович; Степанова, Ірина Ігорівна; Зюбанова, Світлана Іванівна; Дженюк, Анатолій Володимирович; Індиков, Сергій МиколайовичДослідженоCo-,W-, Mo- таZn- вмісні гетеро-оксидні наноструктуровані покриття на титані та його сплавах, сформовані методом плазмо-електролітного оксидування (ПЕО) у гальваностатичному режимі з лужних електролітів. Морфологію поверхні сформованих покриттів вивчали методом сканівної мікроскопії на мікроскопі ZEISS EVO 40XVP. Фазовий склад одержаних покриттів визначали на рентгенівському дифрактометрі ДРОН-2. Фотокаталітичну активність плівок ZnO-WO3/TiO2, ZnO-МоO3/TiO2, ZnO-Со3O4/TiO2, СоO-WO3/TiO2 тестували в модельній реакції розкладання водного розчину барвника метилового жовтогарячого з концентрацією 12,2·10-5 моль/л (МЖ) при УФ опроміненні. Показано, що при плазмо-електролітному оксидуванні титану та його сплавів у лужних дифосфатних електролітах в режимі «спадаючої потужності» формуються гетероструктурні композіції з мікро-глобулярною морфологією поверхні. Підтверджено можливість керування фазовим та елементним складом оксидних шарів, а також топографією поверхні за рахунок зміни складу електроліту і вмісту окремих компонентів, а також режимів формування. Сформовані у ПЕО-режимах гетерооксидні покриття різняться складом і морфологією поверхні, але всі виявляють фотокаталітичні властивості різного ступеню активності. Дослідження за допомогою УФ-тестування фотокаталітичної активності одержаних покриттів в реакції розкладання азобарвника дозволило провести ранжування гетерооксидних систем за означеним параметром. Так, ступінь розкладання МЖ на плівках ZnO-WO3/TiO2 за 50 хвилин склала 23 %. Метал-оксидні системи ZnO-Со3O4/TiO2 мали схожі характеристики ступеню розкладання – 21 %. Інкорпорація оксидів СоO таWO3 до складу покриття знизило каталітичну активність системи до 19 %. Нестабільний режим формування оксидів ZnO-МоO3/TiO2 та низька швидкість процесу вплинули на якість каталітичної активності покриття, що зменшило ступінь розкладання МЖ до значень, притаманних монооксиду оксиду титану Ті/ТіО2 без допантів. Порівняння кількісних характеристик властивостей отриманих покриттів дозволило визначили вплив допантів, інкорпорованих до складу метал-оксидних систем, на їх фотокаталітичну активність.Документ Резистивні властивості точкових контактів Янсона в умовах інверсії поляризації(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2021) Поспєлов, Олександр Петрович; Камарчук, Геннадій Васильович; Сахненко, Микола Дмитрович; Савицький, Андрій Володимирович; Проскуріна, Валерія Олегівна; Зюбанова, Світлана ІванівнаЧутливим елементом квантового сенсора нового покоління є дендритний точковий контакт Янсона. Аналіти, які знаходяться в просторі, що оточує чутливий елемент, здатні взаємодіяти зі свіжоутвореною поверхнею каналу провідності квантового точкового контакту Янсона, а також з верхівкою дендриту в процесі його росту. Така взаємодія забезпечує вплив досліджуваних речовин на конфігурацію вихідної характеристики сенсора, якою є гістограма провідності системи. Гістограма провідності будується на основі хронорезистограми автоколивального процесу точково-контактної комутації, яка безпосередньо реєструється в умовах автоколивань. У структурі сенсорного елемента дендритний точковий контакт Янсона, занурено в електроліт і в електричному полі формує хронорезистограму, характер якої залежить від складу оточуючого середовища. В роботі розглянуто один з аспектів механізму формування таких хронорезистограм. Проаналізовано особливості функціювання безщілинної електрохімічної системи в процесі автоколивального ефекту точково-контактної комутації. Моделювання чутливого елемента у вигляді безщілинної електродної системи дозволило пояснити механізм і динаміку переходу «точковий контакт Янсона – дендрит та протиелектрод в електроліті». Найважливішим параметром безщілинної електродної системи є координата межі інверсії поляризації. Показано, що уявлення про координату межі інверсії поляризації відіграє принципову роль при моделюванні резистивних властивостей точково-контактної системи та часу її життя. Синтезовані математичні моделі добре описують отримані експериментально залежності опору від часу експозиції наноструктури в електричному полі. Виявилося, що залежність опору контакту від часу експозиції, отримана в припущенні про лінійний розподіл анодної поляризації вздовж головної осі каналу провідності, описується диференціальним рівнянням, в якому швидкість росту опору прямо пропорційна кубу цього опору. Одержані матеріали забезпечують можливість цілеспрямованої оптимізації конструкційних параметрів та експлуатаційних режимів сенсорних пристроїв на основі точкових контактів Янсона для аналізу складних газоподібних та рідких сумішей.