При определении ртути методом масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой (ИСП-МС) происходит адсорбция этого элемента на поверхности системы ввода проб прибора: эффект памяти искажает результаты определения следовых количеств ртути. Проведено экспериментальное сравнение эффективности предлагаемых в литературе способов удаления следовых количеств ртути для ее корректного определения методом ИСП-МС и выбран оптимальный отмывающий агент. В качестве отмывающих агентов для очистки системы ввода проб масс-спектрометра Agilent 7900 использовали разбавленные растворы азотной и соляной кислот, растворы хлорида золота, дихромата калия, тиомочевины, L-цистеина, бромида калия, бромата калия различных концентраций в воде, 1 %-ных азотной и соляной кислотах, а также водный раствор аммония пирролидиндитиокарбамата. Установлено, что фонового уровня содержания ртути удается достичь при использовании растворов хлорида золота (5 %), тиомочевины (0,01, 0,1 и 0,5 %), L-цистеина (2 %), бромида и бромата калия (0,5 ммоль/л) в 1,0 %-ной соляной кислоте. Фон понижается при использовании 3- и 5 %-ной HCl, растворов дихромата калия (60 мг/л), бромида и бромата калия (0,01 и 0,05 моль/л) в 1 %-ной соляной кислоте. Применение водного раствора аммония пирролидиндитиокарбамата вызывает резкую деградацию пластиковых трубок системы ввода проб. Эффективность отмывающих агентов на основе соляной кислоты выше, чем на основе азотной кислоты и воды. Наиболее перспективными отмывающими агентами являются бромсодержащие растворы и раствор бихромата калия в соляной кислоте. Оптимальным способом очистки прибора представляется его промывка 0,5 мМ раствором бромида калия в 1,0 %-ной соляной кислоте, что позволяет снизить интенсивность фонового сигнала изотопа ²⁰²Hg и не затрудняет определение других элементов.

Гидроксиапатиты (ГА) и трикальцийфосфаты (ТКФ) — аналоги минерального компонента костной ткани по фазовому и химическому составу — служат основой для создания керамических, цементных и композиционных биоматериалов. Поскольку кристаллические структуры ГА и ТКФ склонны к изоморфному замещению, их модификация ионами различных металлов, в том числе редкоземельных (РЗЭ), для получения материалов с необходимыми для медицинского применения свойствами является актуальным направлением исследований. Для получения заданных свойств необходим контроль не только структуры, но и химического элементного состава материала. Изучены аналитические возможности метода атомно-абсорбционной спектрометрии с электротермической атомизацией и источником непрерывного спектра применительно к определению европия и иттербия в гидроксиапатитах и трикальцийфосфатах, включая выбор условий и режимов проведения анализа (температурно-временная программа, применение модификаторов, построение градуировочной зависимости и т.д.) для получения точных результатов. Установлено, что применение нитрита магния и ЭДТА в качестве модификаторов матрицы позволяет увеличить поглощение аналитов почти в 1,5 раза и на 10 – 30 % соответственно. Показана возможность одновременного определения Eu и Yb в диапазоне содержаний от 0,09 до 2 % масс. при относительном стандартном отклонении не более 6 % отн. Правильность определения европия и иттербия в образцах ГА и ТКФ, допированных каждым из этих или обоими РЗЭ, подтверждена методом варьирования навески и сравнением с результатами референтного метода АЭС-ИСП.

Разработаны методики определения хлоридов, бромидов и фторидов при их совместном присутствии в твердых электролитах двух типов, которые различаются по составу матрицы: электролиты первого типа содержат литий, второго — литий и алюминий. Бромиды определяют методом йодометрического титрования избытка йодата калия после их окисления до свободного брома; фториды — гравиметрически в виде фторида-хлорида свинца, при этом мешающее влияние алюминия устраняют его осаждением в виде гидроксида после сплавления с карбонатами калия и натрия, и методом потенциометрического титрования раствором нитрата лантана с фторидным ионоселективным электродом. Отсутствие влияния алюминия на результат определения фтора установлено методом «введено-найдено». Хлориды определяют расчетным методом по разности результатов определения суммы хлоридов и бромидов методом меркурометрического титрования и бромидов. Найдены оптимальные условия подготовки и анализа проб. Границы относительной суммарной погрешности определения бромидов в диапазоне содержаний от 28,0 до 41,0 % составляют ±2,1 %, хлоридов (8,0 – 15,0 %) — ±3,6 %, фторидов (3,0 – 7,0 %) — ±3,4 % гравиметрическим методом и ±1,5 % при их определении методом потенциометрического титрования в диапазоне массовых долей от 5,0 до 8,0 %. Разработанные методики аттестованы метрологической службой предприятия для контроля химического состава ионопроводящего электролита, не требуют наличия дорогостоящего оборудования и могут быть использованы в заводских лабораториях.

Потенциальное влияние ингибиторов гидратообразования (гликолей, спиртов) — компонентов жидкой фазы эксплуатационных сред газопроводов — на углекислотную коррозию при транспорте агрессивного газа недостаточно изучено. В работе представлены результаты исследования коррозионного воздействия глиголя (спирта), присутствующего в жидкой фазе, на состав и свойства продуктов коррозии на стали при моделировании основных агрессивных факторов в условиях транспорта CO₂-содержащего газа. На коррозионном стенде воспроизводили агрессивные условия переменного смачивания водой стенок газопровода. Циркуляция жидкости, характерная для частично заполненного трубопровода, может влиять на предотвращение формирования или разрушение пленок продуктов коррозии (карбоната железа, сидерита) на стальной поверхности. В местах растрескивания и отслоения сидерита, образующегося в присутствии CO₂, будут формироваться условия для образования общих и локальных коррозионных повреждений. При имитационных испытаниях использовали моноэтиленгликоль и изопропанол, а также их водные растворы разной концентрации. Впервые получены данные по образованию и составу нестехиометрического сидерита в водно-гликолевых и водно-спиртовых средах при различных парциальных давлениях CO₂ и температуре. С помощью обработки дифрактограмм, полученных методом рентгеновской дифракции, определена степень замещения ионов железа в нестехиометрических сидеритах другими катионами. Проанализирована зависимость степени замещения от концентрации спирта (гликоля) в их водных растворах. Выявлено, что с увеличением концентрации гликоля наблюдается снижение скорости локальной коррозии. При высоком содержании гликоля происходит полное подавление внутренней коррозии в присутствии CO₂. Установлено, что в водно-спиртовых средах при повышенной температуре локальная углекислотная коррозия не протекает. Это, видимо, связано с неравномерным распределением воды и спирта в смеси. Полученные результаты могут быть использованы при оценке внутренней углекислотной коррозии в присутствии гликоля (спирта), применяемого на газовых объектах в качестве ингибитора гидратообразования.

Применительно к авиационным связующим в настоящий момент отсутствует необходимая методическая база, на основании которой можно проводить контроль условий их отверждения по параметрам вязкости, скорости реакции и температуре стеклования в режиме реального времени. В работе представлена методика контроля параметров термореактивного связующего непосредственно во время технологического процесса формования. Исследовали эпоксидное связующее ВСЭ-59. Приведена математическая модель взаимосвязи параметра частотного максимума мнимой компоненты электрического импеданса со степенью отверждения, проведено сравнение результатов диэлектрического анализа с лабораторными методами (дифференциальной сканирующей калориметрией и реометрией). Показано, что сходимость значений степени конверсии высокая. Реологическим и диэлектрическим анализами выявлена прямая корреляционная зависимость между электрическими и реологическими свойствами в диапазоне инжекционных температур. Определены уравнения и экспериментально подобраны коэффициенты для описания корреляционной связи вязкости и температуры стеклования с диэлектрическими параметрами, что обеспечивает возможность их контроля в режиме реального времени. Полученные результаты могут быть использованы для создания аппаратно-программной базы, дающей возможность контролировать состояние связующего в каждый момент процесса формования изделий из полимерных композитных материалов, а также осуществлять оптимизацию для исключения возникновения условий неравномерной полимеризации. Реализация детального контроля состояния связующего в различных частях изделия позволит проводить верификацию расчетов, предсказывать и избегать возникновения короблений и, соответственно, повысить качество композитных изделий.

Исследовали свойства новых труб, труб, искусственно насыщенных водородом, и экранных труб котлов после длительной эксплуатации. Все трубы изготовлены из стали 20 по одним техническим условиям и подвергнуты идентичным режимам термообработки. Процесс охрупчивания оценивали по изменениям микроструктурного строения и механических свойств стали, выявляли механизм водородной атаки на исследуемые объекты. У искусственно насыщенных труб обнаружено отсутствие обезуглероживания, характерного для естественно насыщенных труб, и снижения предела временного сопротивления. Отмечен различный характер растрескивания труб: траснкристаллитный при искусственном насыщении водородом и интеркристаллитный — при естественном насыщении. При этом характеры изломов (с площадками водородной хрупкости) и средние концентрации накопленного водорода у искусственно наводороженных и наводороженных в процессе эксплуатации труб были идентичны. Зафиксированы существенные различия физико-механических свойств всех трех видов труб, что делает невозможным перенос результатов, полученных на модельных образцах, искусственно насыщенными водородом, на реально эксплуатируемые объекты.

Исследованы особенности ползучести корпусной стали 15Х2НМФА-А в диапазоне температур 500 – 1200 °C, которые могут быть достигнуты при аварийных режимах работы реакторов типа ВВЭР. Проведен анализ кривых ползучести стали, полученных при испытаниях растяжением образцов с построением параметрической зависимости Ларсена – Миллера. Показано, что в интервале температур 600 – 850 °C обобщенная температурная зависимость Ларсена – Миллера изменяет угол наклона, вследствие чего в этом интервале возникает высокая ошибка в оценке времени до разрушения стали 15Х2НМФА-А в условиях ползучести. Для определения причин изменения сопротивления ползучести в указанном температурном диапазоне исследована микроструктура металла в исходном состоянии и после испытаний на ползучесть методами оптической и сканирующей электронной микроскопии. Установлено, что в интервале температур 600 – 700 °C происходит коагуляция карбонитридов типа V(CN), приводящая к изменению угла наклона параметрической зависимости Ларсена – Миллера. В диапазоне температур A_c1 – A_c3 характеристики ползучести скачкообразно изменяются, что связано с фазовыми превращениями. Обоснована целесообразность разделения параметрической зависимости Ларсена – Миллера на несколько участков в зависимости от температуры с учетом структурных изменений в стали 15Х2НМФА-А, что позволяет повысить точность оценки времени ее разрушения как минимум на порядок. По результатам исследования получена расчетная зависимость предела длительной прочности стали от температуры на базе шести, 24 и 120 ч.

Дано математическое определение понятия «гибридная функция первого рода» (ГФ1). Эта функция обеспечивает гладкий управляемый переход от одной базовой математической функции к другой и содержит характерные особенности этих двух функций. Управление переходом осуществляется как по месту перехода, так и по его скорости, при этом переход остается гладким и дифференцируемым. Для ГФ1 свойственно совпадение аргументов как базовых функций, так и управляющего комплекса, входящего в состав ГФ1. В качестве базовых функций используют векторы и тензоры, а также комплексные числа и функции. На основе ГФ1 возможно конструирование цепных гибридных функций (ЦГФ1), что существенно для расширения диапазона применения ГФ1. В качестве базовых можно использовать сами ГФ1. Гибридные функции обладают большим потенциалом аппроксимации экспериментальных данных. В работе приведены примеры использования ГФ1 для аппроксимации кривых применительно к двухпараметрическим критериям трещиностойкости. Описан алгоритм устранения сингулярности в расчетах на трещиностойкость. На основе ГФ1 предложены новые функции распределения вероятности статистических данных. Показана возможность качественной аналитической аппроксимации посредством ЦГФ1 существующих статистических данных с последующим дифференцированием полученной ЦГФ1 для получения плотности их распределения. Сделана попытка применения ГФ1 для описания явления бифуркации.

Кинетика простых и сложных кинетических реакций, как правило, описывается экспоненциальными и рациональными моделями. К числу последних относится известная модель ферментативной кинетики Михаэлиса – Ментен. В работе представлены A-оптимальные планы для модели Михаэлиса – Ментен. Для их построения использован метод исключения, позволяющий разделить задачи определения узлов и весов и тем самым распространить указанный подход на другие критерии и модели рационального типа. Показано, что узлами A-оптимальных планов являются корни алгебраического уравнения 4-й степени с коэффициентами, зависящими от трех параметрических комплексов, один из которых хорошо известен специалистам в области ферментативной кинетики, а на двух других, возможно, акцентируем внимание впервые. Если узлы A-оптимального плана уже известны, то веса соответствующих узлов определяются аналитически по формуле Пукельсхайма. С помощью построенной в общем виде системы Штурма для полученного уравнения исследованы свойства его корней, а также свойства узлов A-оптимальных планов. Показано, что при определенных комбинациях значений параметров модели степень соответствующего алгебраического уравнения понижается до трех. Найдено разбиение множества значений параметров модели Михаэлиса – Ментен на два подмножества, для одного из которых A-оптимальный план определяется однозначно, а для другого требуется выбор оптимального узла из двух возможных вариантов. Для точек кривой, являющейся общей границей указанных подмножеств, степень найденного алгебраического уравнения равна трем, при этом искомый узел A-оптимального плана определяется однозначно. Для иллюстрации полученных результатов приведены соответствующие числовые примеры.