Preview

Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии

Расширенный поиск
№ 238 (2022)

ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО

6-22 109
Аннотация

Исследование посвящено изучению почвенно-растительного комплекса памятника ландшафтной архитектуры XVIII века – парка «Дубки», расположенного на северном побережье Финского залива в Курортном районе Санкт-Петербурга, городе Сестрорецке. Парк создан по инициативе императора Петра I, который во время возвращения с Гангутской битвы сделал остановку среди дубовой рощи на берегу Финского залива. В настоящее время парк признан памятником культурно-исторического наследия, охраняется ЮНЕСКО. Летом 2021 г. на объекте изучены морфология почвы, видовое разнообразие хвойных, лиственных пород и кустарников. Морфология почвы изучалась по двум почвенным разрезам, заложенным в различных лесорастительных условиях. Видовой состав насаждений парков определялся по определителю растений [Киселева и др., 2020], с использованием морфологических признаков листьев и коры. С применением программных комплексов РГИС и AutoCAD рассчитаны площади земельных угодий парка под растительностью, под дорожками, искусственными водоемами, спортивными площадками и общая.

23-48 58
Аннотация

Дистанционная регистрация таких таксационных показателей деревьев, как ширина кроны и высота дерева, получила широкое распространение при оценке биомассы деревьев. Имеется множество аллометрических моделей биомассы разных древесных пород в разных климатических условиях, но для оценки биомассы дистанционными методами они представлены единичными публикациями. В исследовании использована авторская база экспериментальных данных 249 модельных деревьев Fagus L. и 78 деревьев Fraxinus L. Евразии с замеренными показателями высоты дерева, ширины кроны, а также биомассы ствола, листвы, ветвей и корней. Для всех компонентов надземной биомассы установлена положительная связь с шириной кроны и высотой дерева. Составлены двухвходовые таблицы для таксации биомассы двух древесных родов. Полученные результаты дают представление о том, насколько может различаться структура биомассы равновеликих деревьев таких пород, как бук и ясень, может ли эта структура изменяться в градиенте зимних температур Евразии и каким может быть вклад климатической переменной в объяснение изменчивости биомассы деревьев.

49-66 108
Аннотация

Соотношение между высотой и возрастом древостоя является основой для оценки продуктивности места произрастания. Среди многочисленных методов построения бонитетных шкал обобщенный алгебраический разностный подход в последние годы получает все большее распространение за счет возможности варьировать несколько параметров базовой функции роста и тем самым получать инвариантные относительно базового возраста полиморфные кривые, специфичные для каждого уровня производительности древостоя. Цель исследования – моделирование роста по средней высоте лесных культур сосны различными уравнениями (аноморфные и полиморфные кривые, с постоянной или переменной асимптотами) с применением обобщенного алгебраического разностного подхода и разработка динамической бонитетной шкалы. В исследовании используются данные обмеров древостоев на 89 постоянных пробных площадях в лесных культурах сосны Лесной опытной дачи РГАУ- МСХА имени К.А. Тимирязева (г. Москва). В исследовании проанализированы 25 уравнений, полученных с помощью обобщенного алгебраического разностного подхода. В качестве лучшей модели принято общее асимптотическое полиморфное уравнение для базовой функции Ричардса (Митчерлиха) c заменой параметра, отвечающего за форму кривой. Так как все изучаемые древостои находятся в сходных почвенно-климатических условиях, то независимо от начальных параметров роста проявляется общая асимптота. После снятия возрастного тренда в остатках выявлены циклические колебания, что указывает на наличие волнообразных периодов роста. Модель пригодна для использования в диапазоне возрастов от 10 до 150 лет. Во всех случаях смоделированные кривые роста по средней высоте отражают динамику фактических древостоев.

67-87 123
Аннотация

Изучали показатели роста сеянцев ели Шренка (Picea schrenkiana Fisch. & C.A. Mey.) в контейнерах в условиях открытого грунта при искусственном орошении. Цель исследования – установить эффективность и определить перспективы интродукции ели Шренка в Нижегородскую область. Объект исследования – четырехлетние сеянцы ели Шренка, полученные из нормальных семян естественных насаждений юго-востока Казахстана, центральной части Заилийского Алатау. Вектор интродукционного переноса составил 13°13′43″ с. ш. –33°18′53″ в. д.; перепад высот достиг 2664 м. Гипотеза о возможности интродукции ели Шренка в Нижегородское Поволжье базировалась на распространении в регионе естественных насаждений ели европейской (Picea abies (L.) H. Karst.) и ели сибирской (Picea obovata Ledeb.), которые в зоне трансгрессии ареалов образуют фертильные межвидовые гибриды, известные как ель финская (Picea ×fennica (Regel) Kom.). Обеспечены типичность, пригодность, целесообразность и надежность опыта, реализованы принципы единственного логического различия и рендомизированного назначения растений в выборку. Установлена дифференциация сеянцев по параметрам надземной части: по высоте Cv = 26,91% (10,53±0,23 см); по диаметру Cv = 35,20% (2,52±0,07 мм). Обнаружена корреляция характеристик надземной части сеянцев ели Шренка. Высота надземной части имела высокую по шкале Чеддока тесноту связи с количеством боковых ветвей на центральном побеге и суммарной длиной боковых ветвей в надземной части: r±mr = 0,705±0,057 (tr = 12,38) и r±mr = 0,728±0,055 (tr = 13,20). Это описывается уравнениями регрессии: у = 0,551х + 6,257; (R2 = 0,49719) и у = 0,114х + 7,617 (R2 = 0,5294). Отмечено соответствие сеянцев требованиям к темпам онтогенетического развития данной древесной породы. Уровень роста и развития надземной части сеянцев ели Шренка в открытом грунте питомника свидетельствует о достаточном для семенного размножения ресурсе природных условий региона и о существенном потенциале её интродукции в Нижегородскую область.

ТЕХНОЛОГИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ ЛЕСОЗАГОТОВОК

88-98 60
Аннотация

Цель исследования – разработать математическую модель образования колеи на лесном грунте, учитывающую его частичное восстановление при снижении и снятии периодической нагрузки, а также необратимые деформации, ограниченные по величине. В качестве теоретической основы для разработки модели использована реологическая модель тела Бингама. Числовые значения параметров модели приняты на основе результатов экспериментов по определению механических свойств лесных грунтов, выполненных отечественными исследователями. Для оценки предельного значения деформации модели использованы результаты предыдущих исследований по определению глубины колеи на базе методов механики грунта и теории движения автомобильного транспорта в условиях бездорожья. Реализация предлагаемой модели выполнена в программе Maple 2017, решения получены численно методом Рунге–Кутты. Проведенные расчеты показывают, что использование переменного предела пластичности, увеличивающегося пропорционально деформации, в предлагаемой модели позволяет учесть ограничение необратимых деформаций лесного грунта по величине, что качественно согласуется с известными экспериментальными данными. Это отличает предлагаемую модель от распространенных упруго-вязких и упруго-вязко-пластических моделей. В дальнейшем полученные результаты планируется интегрировать в математические модели, раскрывающие динамическое воздействие лесных машин на грунты, связанное с колебаниями при движении, встрече с препятствиями, обработке деревьев. При этом для получения практических выводов целесообразно исследовать вопрос об интерполяции численного решения – для получения функций, удобных при реализации моделей, учитывающих колебания в многомассных системах с нелинейными связями. Отдельное направление дальнейших исследований состоит в моделировании поведения нелинейно упрочняющегося грунта под воздействием лесных машин. Реализация такого подхода не составляет сложностей при использовании численных методов в современных программах.

99-112 89
Аннотация

Лесозаготовка – одна из самых динамичных отраслей хозяйствования в нашей стране. На данный момент способы заготовки древесины претерпели существенные изменения. Вместо ручного труда используются различные приспособления и устройства, в число которых входят и гидроманипуляторы для леса. Оборудование манипуляторного типа (гидроманипулятор) представляет собой механизм, который устанавливается на автомобили, тракторы, специализированный транспорт, а также стационарно. Эффективность использования машин и оборудования находится в прямой зависимости от их технического состояния, готовности надежно, качественно и безопасно осуществлять процессы лесозаготовительного производства. Состояние машин и оборудования зависит не только от их технического уровня и соблюдения правил эксплуатации, но и от качества их проектирования. Динамические исследования объемных гидроприводов лесных машин занимают важное место в процессе их проектирования. В инженерной практике на стадии как предварительного анализа динамических характеристик объемных гидроприводов, так и эскизного проектирования, широкое применение нашли их линеаризованные математические модели. Рассмотрены линеаризованные модели: циклового гидропривода с дроссельным управлением, исполнительного устройства следящего гидропривода манипулятора лесной машины, гидравлического следящего привода с механическим управлением. Приводятся результаты исследования устойчивости следящего гидропривода с механическим управлением. Выведено выражение, определяющее устойчивость гидравлического следящего привода с механическим управлением, включающее коэффициент скольжения обобщенной гидравлической характеристики золотника и коэффициент усиления по расходу, позволяющее находить их значения, соответствующие устойчивому состоянию гидропривода с механическим управлением. Полученные результаты могут быть использованы в процессе проектирования гидроманипуляторов лесных машин как на этапе предварительного проектирования, так и на этапе технического проектирования и получения амплитудно-фазовых частотных характеристик гидропривода лесных машин.

113-123 64
Аннотация

Трелевочный трактор является одним из важнейших видов лесосечной техники, требующей грамотного подхода к процессу проектирования, который учитывает особенности условий эксплуатации данного вида техники. Одной из самых нагруженных частей колесных скиддеров является трансмиссия, которая испытывает значительные нагрузки в процессе эксплуатации. Для регистрации и измерения значений величин этих нагрузок в зависимости от передачи, на которой осуществляется процесс трелевки пачки деревьев, проведены испытания трелевочного трактора ТЛК-1, проходившие на полигоне-волоке Онежского тракторного завода. В результате испытаний определены значения крутящих моментов на полуосях и карданном валу скиддера на различных передачах, а также время использования каждой из передач. Полученные в ходе испытаний данные обработаны с помощью методов стохастического математического моделирования. В результате получена математическая модель прогнозирования использования передаточного числа трансмиссии колесного трелевочного трактора, оснащенного гидродинамической передачей. Данная методика позволяет на стадии проектирования оценить правильность выбора передаточного ряда трансмиссии.

124-136 62
Аннотация

Тяжелые лесные машины нарушают структуру почвогрунта, по этой причине исследователи уделяют значительное внимание вопросам воздействия движителей лесных машин на поверхности движения. Глубина колеи, образующейся после первого прохода, является одним из самых информативных показателей воздействия машины на лесную экосистему. Вместе с тем известно сравнительно мало исследований, результаты которых раскрывают характер воздействия движителей колесных тракторов с пачковым захватом на почвогрунт. Для дальнейшего совершенствования процесса трелевки древесины колесными тракторами с пачковым захватом необходимы разработки, позволяющие проводить оценку их экологической совместимости с почвенно-грунтовыми условиями. В данном исследовании использованы сведения об эксплуатационных характеристиках скиддеров Tigercat, John Deere, Weiler, полученные с официальных сайтов производителей. Оценка глубина колеи выполнена с использованием положений механики грунтов и теории движения автомобильного транспорта в условиях бездорожья. Математическая модель образования колеи реализована численно. При обработке результатов моделирования использованы методы аппроксимации данных. В результате получены зависимости, позволяющие на практике оценить экологическую совместимость скиддера с почвенно-грунтовыми условиями. При этом характеристиками машины являются: масса, число колес, ширина и диаметр колеса, давление в шине, площадь сечения захвата. Грунт характеризуется несущей способностью либо конусным индексом. Модели учитывают средний объем хлыста в трелюемой пачке лесоматериалов. По полученным уравнениям возможно решение обратной задачи: обоснование допустимой массы машины и площади сечения захвата с учетом характеристик движителя и почвенно-грунтовых условий.

ДРЕВЕСИНОВЕДЕНИЕ, ТЕХНОЛОГИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ ДЕРЕВОПЕРЕРАБОТКИ

137-151 61
Аннотация

Исследовали состав древесного сырья на четырех заводах древесностружечных плит мощностью 100, 120, 200 и 480 тыс. м3 плит в год. В настоящее время основное сырьё заводов плит – это массивная стволовая древесина в виде дровяной древесины и балансов. Доля её составляет 63–100% от всего сырья, среднее значение по четырём предприятиям – 70,2%. Остальное сырьё является отходами различных деревообрабатывающих производств. Доля применяемых отходов увеличивается с ростом мощности завода плит от 0 до 32%. В среднем потребление отходов следующее: привозная щепа – 4,7%, горбыль – 10,9, опилки – 7,1, отходы производства шпона и фанеры – 4,3, отходы производства плит – 1,2, вторсырьё – 1,6%. Заводы мощностью до 120 тыс. м3/год используют отходы, которые не требуют создания дополнительных технологических участков подготовки и переработки сырья: горбыль и привозную щепу. Они перерабатываются в базовых технологиях изготовления древесных частиц. Заводы мощностью 200 и более тыс. м3/год используют не только горбыль и привозную щепу, но и другие виды древесных отходов: опилки, отходы производства шпона, фанеры, плит, вторсырьё. Они требуют специальных технологий подготовки их на новых участках, в которые входит технологическое и транспортное оборудование. При планировании использования отходов деревообработки необходимо учитывать особенности каждого вида отходов, которые ограничивают верхний уровень доли их в составе сырья. В сосновом горбыле содержание коры составляет 38,2%, что в 3,9 раза выше, чем в стволовой древесине. Значительное увеличение доли коры в плите приводит к снижению прочностных показателей плиты. Кроме того, в коре горбыля могут быть минеральные примеси и кусочки металла. Они попадают туда при заготовке, транспортировке и хранении пиловочника. Средняя длина частиц опилок не превышает 5 мм. Из такого сырья можно изготовить только микростружку для наружных слоёв плиты. Состав хвойного и лиственного сырья примерно одинаков: доля хвойных пород – 46,8%, лиственных – 53,2%. Основная масса лиственного сырья – это дровяная древесина и балансы (47,8 из 53,2%). Хвойное сырьё в основном поступает в виде отходов деревообработки (щепа, горбыль, опилки). Использование сосны и ели примерно равное. Среди лиственных пород преобладает осина – 38,2% против 15% у берёзы. Это объясняется тем, что основная масса поступающей на предприятия дровяной древесины – осиновые стволы. Сравнение потребляемого сырья в настоящее время и в 1984 г. показывает, что доля основного сырья – дровяная древесина и балансы поддерживается практически на одном уровне 70,2 и 68,1%. Очень значительно, в 3,6 раза, сократилось потребление привозной щепы – с 16,9 до 4,7%. Использование отходов деревообрабатывающих производств (горбыль, опилки, отходы производства шпона и фанеры), наоборот, выросли в 1,7 раза – с 13,1 до 22,3%. В результате доля хвойной древесины в составе современного сырья увеличилось почти в 2 раза с 23–25 до 46,8%, а доля лиственных пород уменьшилась с 75–77 до 53,2%.

152-159 77
Аннотация

В ходе исследований установлено, что отверждение карбамидоформальдегидных смол (КФС) с образованием пространственно сшитой структуры при мольном соотношении формальдегида к карбамиду менее единицы происходит благодаря образованию инертного соединения – метилендикарбамида (МДК). Для эксперимента синтезировали лабораторную КФС (ЛКФС) по следующей схеме. На первой стадии мольное соотношение карбамид : формальдегид (К : Ф) = 1 : 2. Значение рН 7,5–8. На второй стадии рН снижали до 4,2–4,5. На третьей стадии вводили дополнительный карбамид, pH 7–8, до мольного соотношения К : Ф = 1 : 0,9. Синтез МДК осуществляли при мольном соотношении К : Ф = 1 : 0,5. В раствор формалина (рН 3) при постоянном перемешивании вводили карбамид и добивались полного растворения последнего при 20 °С. После чего поднимали температуру реакции до 50 °С и выдерживали до образования плотного осадка. Полученный осадок промывали на бумажном фильтре дистиллированной водой до нейтральной реакции. Образец высушивали при 105 °С до постоянной массы. В условиях слабощелочной среды на третьей стадии синтеза при введении карбамида до мольного соотношения К : Ф = 1 : 0,9 происходит формирование монометилолкарбамида, который в условиях кислотного отверждения будет реагировать, в первую очередь, с карбамидом, находящимся в значительном избытке. Это приводит к образованию МДК. Причем, последний не вступает ни в реакцию присоединения с формальдегидом, ни в реакцию конденсации с гидроксиметильными группами КФС. В результате чего МДК не участвует в образовании полимерной структуры, являясь инертным наполнителем, а составляющие его по массе карбамид и формальдегид можно исключить из итогового мольного соотношения. Таким образом, при первоначальном мольном соотношении исходных компонентов К : Ф = 1 : 0,9 в процессе череды химических превращений итоговое мольное соотношение повышается до К : Ф = 1 : 1,012, что допускает образование пространственно сшитого полимера.

ХИМИЧЕСКАЯ ПЕРЕРАБОТКА ДРЕВЕСИНЫ. БИОТЕХНОЛОГИЯ

160-169 69
Аннотация

Данное исследование направлено на создание лекарственных препаратов, подавляющих рост микроорганизма Staphylococcus epidermidis, вызывающего заболевания, сложно поддающихся лечению. В работе продемонстрирована удачная попытка синтеза природных сложных эфиров – кумаратов сесквитерпеновых спиртов из сесквитерпеновых соединений почек березы. Хроматографические и масс-спектрометрические характеристики полученных соединений совпали с характеристиками природных. Синтез включал: получение экстракта почек, омыление ацетатов сесквитерпеновых спиртов, вакуумную дистилляцию фракции сесквитерпеновых спиртов, получение ацетата кумаровой кислоты, оксалилхлорида, хлорангидрида ацетата кумаровой кислоты, сложных эфиров ацетата кумаровой кислоты и сесквитерпеновых спиртов, гидролиз ацетильной группы, очистку продуктов гидролиза хроматографией на силикагеле. Выход продуктов в расчете на сесквитерпеновые спирты составил 70%. Контроль за качеством и количеством промежуточных и конечных продуктов осуществляли методом газовой хромато-масс-спектрометрии. Полученные синтетические соединения, как и природные, показали противомикробную активность в отношении Staphylococcus epidermidis с МПК = 1000 мкг/мл. Оценённая антимикробная активность была в 20 раз меньше активности природных кумаратов сесквитерпеновых спиртов. Состав полученных продуктов отличался от природных соединений отсутствием одного из главных компонентов – кумарата -бетуленола; -бетуленол обнаружен в почках березы только в виде спиртового остатка сложного эфира кумаровой кислоты.

170-184 67
Аннотация

При легировании стекла As2Se3 оловом, свинцом или висмутом возможна изотермическая объемная кристаллизация полученных стекол в оптимальных условиях. Влияние концентрации виcмута на характер и кинетические параметры кристаллизации стекол изучено недостаточно. Проведен сравнительный анализ кинетики изотермической объемной кристаллизации стекол As2Se3 и AsSe1,5Bix (х = 0,01 и 0,05). Стекла синтезировали методом вакуумной плавки из особо чистых элементных веществ с общей массой 7 г в интервале 700−900 С с последующей закалкой кварцевых ампул с расплавами в воздухе от 700 С. Методами измерения плотности, микротвердости, температурной зависимости электропроводности, рентгенофазового анализа закаленных образцов исследована кинетика превращений при объемной изотермической кристаллизации стекол AsSe1,5Bi0,01 и AsSe1,5Bi0,05 в интервале температур 210−260 С. Анализ кинетики валовой кристаллизации стекол выполнен по данным измерения плотности с использованием обобщенного уравнения Колмогорова–Аврами. Добавка 2 ат.% Bi к стеклу As2Se3 ускоряла кристаллизацию основной фазы As2Se3, уменьшая, по сравнению с кристаллизацией чистого стекла As2Se3, примерно в 4 раза скрытый период начала выделения фазы As2Se3 и в 13 раз кинетический период полупревращения. Влияние добавок 0,4 и 2 ат.% Bi на изотермическую кристаллизацию стекла As2Se3 проявляется, в основном, в снижении термодинамического барьера и энергии активации объемного гетерогенного зарождения пластинчатых кристаллов фазы As2Se3 на нанокристаллах первичной фазы Bi2Se3. Реконструктивная кристаллизация основной фазы As2Se3 в стекле AsSe1,5Bi0,05 связана с непрерывным изменением химического состава остаточной стеклофазы и характеризуется интервалом уменьшающихся значений эффективной энергии активации (142 → 114 ± 5 кДж/ моль).

185-202 61
Аннотация

Цель исследования – разработка метода расчета допустимых уровней температур подшипников сушильных цилиндров и применение допустимых уровней температур для оценки технического состояния подшипников. За период времени наработки изнашивание трущихся поверхностей деталей подшипников сопровождается образованием и развитием дефектов. Дефекты увеличивают силы трения между трущимися деталями и температуру подшипников. Температуру корпусов подшипников рассматриваем как структурный параметр технического состояния подшипника. Выполнены экспериментальные исследования температуры подшипников сушильных цилиндров при установившемся режиме работы картоноделательной машины. Произведен расчет общей ошибки измерения приборов и инструментов. Установлена проверкой воспроизводимость температурного диагностирования. Уточнены отклоняющиеся уровни температур отдельных подшипников обследованного массива. Расчетом определены средние и допустимые уровни температур подшипников раздельно с лицевой и приводной сторон сушильных групп по пару, подаваемому в сушильные цилиндры. По обработанным данным экспериментальных исследований установлено, что подшипники с лицевой стороны в каждой из групп по пару имеют среднеарифметический уровень температуры на 7–9 С ниже, чем с приводной стороны. Среднеарифметический уровень температуры подшипников сушильных цилиндров возрастает от третьей группы по пару к первой. Между смежными группами разность температур составляет 5–9 С, а между первой и третьей группами достигает 20–21 С. Таким образом, разработан и апробирован метод температурного диагностирования подшипников сушильных цилиндров картоноделательной машины. Выполнены диагностические измерения и рассчитаны допустимые уровни температур подшипников при двухстороннем ограничении. По допустимым уровням температур произведена оценка технического состояния подшипников. Обнаружено четыре подшипника, имеющие оценку «недопустимо». Предложенный метод температурного диагностирования удовлетворяет условиям воспроизводимости и обеспечивает обнаружение неисправных подшипников в режиме эксплуатации оборудования.

203-214 81
Аннотация

Представлены физико-химические методы для определения полноты полимеризации эпоксидных олигомеров. В качестве катализаторов отверждения выступают новые терпеноидные продукты. Изучен фазовый переход эпоксидных олигомеров из растворимого в полимеризованное состояние. Известно, эпоксидные олигомеры в полимеризованном состоянии имеют незначительное число сшивок, находящихся на достаточно большом расстоянии друг от друга, а также сегменты цепей между сшивками, обладающие некоторой подвижностью. Наличие гидроксильных групп в макромолекулах олигомера позволяет создавать композиты, характеризующиеся высокими адгезионными свойствами по отношению к разнообразным материалам. Метод ИК-спектроскопии используют для контроля качества полимеризованных композитов. Он позволяет определить изменение состава и полноту полимеризации. В ходе исследования установлено, что метод ИК-спектроскопии можно использовать для определения полноты полимеризации эпоксидного связующего вторичными терпеноидными продуктами. На зарегистрированных спектрах происходят изменения в области полос поглощения, принадлежащих ангидридным и эпоксигруппам. Данные полосы полностью исчезают, по сравнению с подобными полосами в спектрах исходных компонентов связующего. В ИК-спектре композита обнаружены новые полосы поглощения, характерные для сложноэфирных групп – ν(С=О), νas С–О–С и νs С–О–С. Соотношение интенсивностей полос поглощения ароматических колец в спектре композита и групп –СН3 практически остается тем же самым, что и в спектре эпоксидного олигомера, что подтверждает неучастие этой части олигомера в процессе полимеризации. Проведенные исследования позволили адаптировать метод ИК-спектроскопии для определения полноты протекания реакции полимеризации эпоксидного олигомера вторичными терпеноидными продуктами.

215-227 64
Аннотация

Рассмотрены вопросы, касающиеся технологии ЦКМ для сбора и хранения биологических веществ, рынка этих материалов и их производителей. Исследования свойств импортных образцов ЦКМ разных производителей показали, что хлопковое волокно, из которого они состоят, имеет низкие показатели средневзвешенной длины (1,0–1,2 мм) при степени помола 18–20°ШР. Исследования образцов FTA-карт на впитывающую способность показали, что образцы обладают высокой скоростью впитывания капли воды на поверхности (в среднем 0,5 с) и невысокой капиллярной впитываемостью (6,5 см), что необходимо для эффективной эксплуатации материала для сбора и хранения образцов биологических веществ. Исследования физико-механических свойств импортных образцов карт для сбора и хранения биологических материалов показали, что карты обладают невысокими показателями разрывной длины (1,3–1,5 км) и сопротивлением продавливанию (74–100 кПа), что упрощает процедуру извлечения биологического образца путем пробивания. Показано применение разработанных методов оценки качества формования (просвета) отливки (визуальное оценивание и оценка среднеквадратичного отклонения оптического показателя бумаги – непрозрачности) для оценки влияния концентрации волокнистой массы при размоле на морфологические свойства хлопкового волокна. Исследование влияния технологических параметров процесса размола (концентрация массы, продолжительность размола) на свойства ЦКМ позволило определить оптимальные режимы размола хлопковой целлюлозы, обеспечивающие показатели качества, подобные свойствам импортных образцов FTA-карт. Показано, что для достижения показателей морфологии волокна и свойств ЦКМ, подобных свойствам импортных образцов FTA-карт, размол хлопковой целлюлозы необходимо проводить при концентрации массы от 3 до 4 г/л с давлением на рычаг и достижением степени помола до 16–18°ШР.

228-242 77
Аннотация

Проведено исследование эффекта памяти в тонких пленках халькогенидных полупроводников состава GST225 путем пропускания через пленку последовательности треугольных импульсов тока с нарастающей амплитудой. Начальное состояние вещества пленки аморфное. Были получены синхронные осциллограммы импульса тока через образец и напряжения на нем в режиме заданного тока. По ним построены вольт-амперные характеристики. Характерными особенностями, наблюдаемыми на некоторых ВАХ, являются скачки напряжения и участки с отрицательным дифференциальным сопротивлением. После пропускания импульса тока самой большой амплитуды ВАХ образца становится почти омической. Анализ всех ВАХ позволяет предположить, что формирование памяти, по-видимому, происходит поэтапно с постепенной кристаллизацией вещества пленки по толщине в зависимости от величины пропускаемого импульса тока. Этот возможный сценарий обсуждается здесь только качественно. Скачки напряжения, по-видимому, могут при определенных условиях объясняться особенностями процесса кристаллизации («взрывной» кристаллизацией), находящегося в аморфном состоянии вещества пленки, причем кристаллизация инициируется сильным электрическим полем. Принимая также во внимание, что при инжекции тока в пленку, когда она находится в состоянии с низкой проводимостью, по-видимому, образуется пространственный заряд, и может иметь место неоднородное распределение поля по толщине пленки. Можно допустить, что кристаллизация начинается у одного из электродов, где поле имеет наибольшую величину. «Взрывная» кристаллизация аморфного вещества затухает, когда поле вблизи границы области кристаллизации оказывается недостаточным для ее поддержания. После того, как часть пленки по толщине закристаллизовалась таким способом и условия для взрывной кристаллизации далее не выполняются, дальнейшая кристаллизация может быть обусловлена электронно-тепловыми механизмами. Что касается участков ВАХ с отрицательным дифференциальным сопротивлением, то их, по-видимому, можно связать с эффектом переключения, присущим аморфным халькогенидным полупроводникам.

243-253 61
Аннотация

Стеклообразные халькогениды германия и галлия имеют большое практическое применение. Прозрачность в ИК-области спектра, малая чувствительность к примесям, высокая химическая устойчивость делают перспективными эти аморфные материалы для нужд электронной промышленности. Химическим осаждением из растворов халькогенидных стекол в н-бутиламине получены аморфные пленки MnCl2-GeS2-Ga2S3, MnSGeS2-Ga2S3 и исследована их электропроводность. Осаждение аморфных пленок проводили по разработанной ранее методике Байдакова–Школьникова. Измерения абсолютных значений удельной электропроводности пленок в зависимости от величины сопротивления исследуемых образцов проводили на постоянном или переменном токе. Энергию активации переноса заряда и предэкспоненциальный множитель рассчитывали с использованием уравнения аррениусовского типа. Удельное поверхностное сопротивление определяли из соотношения произведения поверхностного сопротивления образца и длины контакта к расстоянию между контактами. Удельную поверхностную электропроводность пленок приняли как обратное число удельного поверхностного сопротивления. Установлено, что удельная электропроводность пленок при температуре 298 К лежит в пределах 10–12–10–5 Ом–1.см–1. Величина электропроводности определяется концентрацией солей марганца в пленках, а также молярным соотношением халькогенидов германия и галлия в стеклообразной сетке связей. При одинаковом составе аморфного материала (пленка или стекло) параметры электропроводности в пределах ошибки не отличаются. Схожесть параметров удельной электропроводности стекол и пленок MnCl2-GeS2-Ga2S3 и MnS-GeS2-Ga2S3 объясняется механизмом растворения стекол в алифатических аминах.

254-266 79
Аннотация

Современная система нормирования нагрузки на водные объекты состоит из трех основных элементов: расчета технологических нормативов по маркерным для отрасли веществам; расчета нормативов допустимых сбросов для веществ 1 и 2 классов опасности; сравнения рассчитанных нормативов допустимых сбросов с установленными на основе решения государственной экологической экспертизы нормативами допустимых воздействий для водохозяйственых участков. Приведенные в методике расчета нормативов допустимых сбросов формулы имеют ограниченный диапазон применения. Предложен алгоритм расчета конвективно-диффузионного переноса загрязняющих веществ НПАО «Сильвамо Корпорейшн Рус» в р. Вуокса в районе Лесогорского водохранилища. Для исследования выбран основной водовыпуск предприятия, через который сбрасываются очищенные сточные воды, содержащие остаточные загрязняющие вещества от основного производства и сточных вод г. Светогорска. В створе сброса сточных вод р. Вуокса крайне неоднородна. Поэтому расчет переноса загрязняющих веществ по действующей методике расчета нормативов допустимых сбросов игнорирует образующиеся вдольбереговые застойные зоны и ветровые течения в этих зонах. Для расчетов предложена комбинированная модель переноса загрязняющих веществ, учитывающая двумерные и трехмерные модели ветровых течений и модели конвективно-диффузионного переноса и превращения веществ. При расчете поля концентраций по официальной методике расчета нормативов допустимых сбросов протяжённость пятна загрязнения составила 15 м, а по предложенному алгоритму расчета, учитывающему рельеф береговой зоны и направления ветровых течений, – 140 м. На примере сброса сточных вод НПАО «Сильвамо Корпорейшн Рус» в р. Вуокса показано, что результаты расчета НДС по действующей методике и на основе разработанной комбинированной модели конвективно- диффузионного переноса загрязняющих веществ дают неоднородные результаты. Согласно разработанной модели допустимая концентрация БПКп в сточных водах в 1,7 раза выше величины рассчитанной по действующей методике расчета НДС. Применение индивидуального подхода к расчету НДС позволит обеспечить экологические стандарты качества воды в водных объектах и определить допустимые уровни нагрузки от ЦБК.

267-275 82
Аннотация

Исследована возможность повысить эффективность очистки макулатуры марки МС-7Б от тонера, нанесённого на лазерном принтере путём сухого двухстадийного диспергирования перед флотацией. Использовалась макулатура с разным уровнем запечатанности с одной стороны бумаги: 2,5%, 3,9, 8,2, 60%. Степень запечатанности офисной макулатуры определяли с помощью программы «lpSquare v5.0 for Windows» как отношение площади запечатанной области к общей площади листа (в %). Уровень очистки макулатуры от вкраплений тонера определяли с помощью графической программы, которая позволяла установить площадь области чёрного цвета. Установлено, что разработанная технология подготовки макулатурной массы, включающая двухстадийное сухое диспергирование и последующую флотацию, эффективно удаляет вкрапления тонера в образцах бумаги. Вкрапления тонера в образцах бумаги, полученной из макулатуры облагороженной флотацией с предварительным двухстадийным сухим диспергированием, практически отсутствуют, в отличие от образцов бумаги из макулатуры, облагороженной стандартной флотацией. Оценка механических свойств образцов бумаги осуществлялась по изменению показателей – сопротивления продавливанию и сопротивления разрыву. Показано, что подготовка макулатурной массы методом флотации с предварительным сухим дисперированием способствует небольшому повышению механических показателей образцов бумаги. Механические показатели образцов бумаги практически не зависят от уровня запечатанности макулатуры.



Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2079-4304 (Print)
ISSN 2658-5871 (Online)