Дополнительные ссылки

Лаборатория ультразвуковой техники и технологии

Лаборатория ультразвуковой техники и технологии была основана в 1990 г. С момента основания до 2008 г. лабораторией руководил заслуженный деятель науки и техники РФ, доктор технических наук, профессор Олег Владимирович Абрамов. Под его руководством был создан коллектив сотрудников, работающих по ряду направлений использования ультразвуковых колебаний большой интенсивности для различных физико-химических и технологических процессов.
 
С 2008 г. лабораторию возглавляет доктор технических наук Владимир Олегович Абрамов.
 
 
Сотрудники лаборатории
 
Абрамов Владимир Олегович - заведющий лабораторией, д.т.н.
        
Муллакаев Марат Салаватович - ведущий научный сотрудник, д.т.н. 
        
Баязитов Вадим Муратович - старший научный сотрудник, к.т.н.   
 
Камлер Анна Владимировна - научный сотрудник, к.т.н.
 
Тихонов Виктор Иванович - главный технолог
 
Никонов Роман Викторович - главный технолог
 
Манохин Александр Анатольевич - главный технолог 
 
Войтов Юрий Игоревич - ведущий технолог
 
Васильев Андрей Аркадьевич - старший лаборант-исследователь
 
   
 
Направления деятельности лаборатории
 
Основные направления деятельности лаборатории включают в себя весь спектр работ от фундаментальных исследований до разработки технологий и создания необходимого оборудования для внедрения в производство и подразделяются на:
 
Фундаментальные направления:
Научно-прикладные направления:
Прикладные направления: 
 
В лаборатории имеется современное химическое и технологическое оборудование, в том числе уникальные ультразвуковые генераторы собственного производства, магнитострикционные преобразователи и волноводные системы, реакционные камеры, диагностическое оборудование. Сотрудниками лаборатории отработаны методики применения ультразвука для решения широкого круга научных и технологических задач. Разработанные методики и оборудование широко применяются как в ИОНХ РАН, так и в других научных и коммерческих организациях.
 
 
Научные связи лаборатории
 
Лаборатория тесно сотрудничает с ИФТТ РАН, ГЕОХИ РАН, ИФХ РАН, ИБХФ РАН, ИБХ РАН, НЦ НВМТ РАН, Universität Stuttgart (Германия), Universiteit Ghent (Бельгия) и другими российскими и зарубежными научными центрами.
 
 
Участие сотрудников лаборатории в проектах
 
Сотрудники лаборатории участвуют в следующих фундаментальных и прикладных проектах:
РФФИ 09-03-12121 «Разработка и создание оксидосиликатных наноразмерных и наноструктурных материалов и покрытий на металлической и керамической основе при воздействии ультразвука»
 
РФФИ 10-03-00101А «Разработка методов синтеза высокодисперсных частиц оксидов металлов и создание стандартов для калибровки аналитического оборудования»
 
МНТЦ №3923 «Разработка ультразвукового оборудования и типовой комплексной технологии для глубокой очистки кислых рудничных вод в районах добычи и переработки полезных ископаемых»
 
 
Международная деятельность
 
Сотрудники лаборатории регулярно представляют свои научные разработки на выставках и конференциях за рубежом. За последние годы научные разработки сотрудников лаборатории были удостоены следующих наград:
  1. О.В. Абрамов, В.О. Абрамов, Э.В. Кистерев, Ю.В. Андриянов, «Объемный плазменный разряд  в интенсивном ультразвуковом поле в воде», 55-Всемирный Салон инноваций научных исследований и новых технологий «Eureka», Брюссель, Бельгия, 2006, золотая медаль,
  2. Э.В. Кистерев, Н.А. Булычев, Л.М. Петров, В.О. Абрамов, «Технология создания наноструктурных покрытий», Международная выставка изобретений «IENA-2009», Нюрнберг, Германия, 2009 г., золотая медаль,
  3. Н.А. Булычев, Э.В. Кистерев, В.О. Абрамов, «Соноплазменный синтез наноматериалов», Международная выставка изобретений «IENA-2009», Нюрнберг, Германия, 2009 г., золотая медаль, М.С. Муллакаев, Н.А. Булычев, Л.М. Петров, В.О. Абрамов, «Мобильный сонохимический комплекс очистки сточных вод», Международная выставка изобретений «IENA-2009», Нюрнберг, Германия, 2009 г., серебряная медаль,
  4. Н.А. Булычев, Э.В. Кистерев, В.О. Абрамов, «Технология создания наноструктурных покрытий», 38-ой Международный Салон изобретений «Inventions Geneva-2010», Женева, Швейцария, золотая медаль.
 
 
Фундаментальные направления
 
1. Исследование влияния ультразвуковых колебаний на характеристики плазменных разрядов в многофазных средах
 
Авторы темы: Н.А. Булычев и Э.В. Кистерев.
 
Исследования в рамках данной темы направлены на решение фундаментальной научной проблемы, связанной с использованием ультразвуковых колебаний в жидкости и газе для возбуждения, поддержания и целенаправленного изменения характеристик электрических разрядов в жидких и газовых средах. В рамках данного направления проведены детальные исследования условий возбуждения таких разрядов, определены условия устойчивого горения, исследованы характеристики плазмы и физико-химические процессы в разряде для ряда жидких сред и газовых сред, представляющих практический интерес, исследованы параметры и продукты химических реакций, протекающих в условиях соноплазменного разряда, т.е. разряда, характеристики которого определяются одновременным воздействием ультразвука и электрического поля.
 
Исследование влияния интенсивных ультразвуковых колебаний на условия возбуждения и поддержания электрических разрядов в жидких многофазных средах и газах при комбинированном воздействии на среду упругих ультразвуковых колебаний и импульсных или стационарных электрических полей позволило определить области устойчивости разряда в зависимости от параметров физических полей, характеристик кавитационного поля в жидкостях и конфигурации электродов. Изучены возможности повышения эффективности целенаправленного проведения в объемном соноплазменном разряде различных физико-химических процессов. Проведены исследования электрофизических и оптических характеристик объемных разрядов в различных органических и неорганических жидкостях, устойчивости разряда, пороги возбуждения и обрыва разряда в зависимости от интенсивности ультразвукового поля и напряженности электрического поля для различных конфигураций разрядных электродов.

Экспериментальное и теоретическое исследование роли микропузырьков и твердых микрочастиц в жидкой среде на процесс возбуждения и поддержания разряда в комбинированных полях позволяет уточнить физическую природу разряда и роль кооперативных процессов существенных для этого вида разрядов. В рамках научно-исследовательской темы проведено теоретическое исследование модельных представлений о механизмах объемного разряда в жидкостях при комбинированном воздействии электрических и интенсивных акустических полей. Также проведены систематические исследования химических реакций, протекающих в области соноплазменного разряда, а также оптимизированы процессы получения химических соединений, в результате чего созданы подходы к направленному синтезу новых наноматериалов.
 
Работа направлена на исследование условий поддержания горения стационарного или квазистационарного разряда в многофазной жидкой среде, образующейся в условиях интенсивной кавитации под действием ультразвука, изучение физико-химических процессов в таких разрядах и на решение задачи повышения эффективности физико-химических процессов в жидкости за счет возбуждения объемного плазменного разряда с развитой поверхностью раздела между микропузырьковой (газовой, паровой) и жидкой фазами в условиях, обеспечивающих стационарный или квазистационарный характер горения плазменного разряда. Такие условия, как показали наши эксперименты, могут быть выполнены при возбуждении в межэлектродном промежутке в жидкости интенсивных ультразвуковых колебаний, создающих область развитой ультразвуковой кавитации.
 
Как показали наши эксперименты, в этих условиях удается зажигать в жидкости объемный квазистационарный плазменный разряд между плоскими электродами в объеме свыше 10 кубических сантиметров. Разряд обладает возрастающей вольтамперной характеристикой с параметрами тока и напряжения характерными для аномального тлеющего разряда в газе. Проведены также исследования влияния интенсивных ультразвуковых колебаний на коронный и тлеющий разряды в газах, представляющих интерес для новых технологий.
 
Предлагается новый подход к решению проблемы повышения эффективности физико-химических процессов при разряде в жидкости за счет возбуждения в жидкой многофазной среде в ультразвуковом акустическом поле электрического разряда с развитой поверхностью раздела между фазами (жидкой и газовой, присутствующей в жидкости в виде кавитационных микропузырьков). Это позволит в ряде конкретных технологий существенно увеличить выход продуктов реакций проходящих на межфазной границе. Существенное увеличение поверхности раздела между фазами в жидкости в режиме ультразвуковой кавитации может привести к протеканию новых соноплазмохимических процессов, которые в обычных разрядах в жидкости не наблюдаются или имеют малый выход конечных продуктов реакции.
 
Основные результаты работ по данному направлению:
 
  1. Разработаны различные схемы комбинированного возбуждения и поддержания объемного плазменного разряда в многофазной среде. Сконструированы и изготовлены следующие установки для лабораторных исследований: 1. реактор для исследования объемного разряда в жидкости в условиях развитой ультразвуковой кавитации; 2. реактор для исследования влияния ультразвуковых колебаний на диафрагменный разряд в жидкости; 3. реактор для исследования ультразвуковых колебаний на коронный и тлеющий разряды в газе; 4. реактор для исследования влияния дугового и объемного плазменного разряда в условиях развитой кавитации на физико-химические процессы в углеродсодержащих жидкостях. Проведены экспериментальные исследования особенностей характеристик объемного плазменного разряда в различных жидкостях, а также диафрагменного разряда в ультразвуковом поле,
  2. Проведены систематические экспериментальные исследования эффективности различных соноплазмохимических процессов, представляющих практический интерес, в объемном плазменном разряде. В частности, к таким процессам относятся синтез наноматериалов и получение водорода. Теоретический анализ процессов и механизмов возбуждения и поддержания объемного плазменного разряда в многофазной жидкости в ультразвуковом акустическом поле.
  3. Проведены систематические экспериментальные исследования параметров плазмы и режимов устойчивости объемного плазменного разряда в жидкости. Изучено влияние характеристик микропузырьковой фазы в кавитационной области на режимы возбуждения и горения объемного электрического разряда в жидкости. Исследованы кооперативные процессоы пространственной организации микропузырьковой фазы в кавитирующей жидкости в электрическом поле.
  4. Разработаны концептуальные требования к автоматизированным соноплазмохимическим реакторам. Разработаны требования для создания опытных образцов изделий.
Основные публикации по данному направлению:
 
  1. О.В. Абрамов, В.О. Абрамов, Ю.В. Андрианов, О.М. Градов, М.С. Муллакаев, А.В. Шехтман, Н.А. Булычев, «Соноплазменный разряд в жидкой фазе», Материаловедение, 2009, 2 (143), 57.
  2. В.О. Абрамов, Н.А. Булычев, О.М. Градов, Э.В. Кистерев, М.С. Муллакаев, «Исследование особенностей ультразвукового воздействия на гетерогенные системы жидкость – дисперсные включения газовой, жидкой и твердой фазы», Современные проблемы общей и неорганической химии. – М.: 2009. – 648 с., с. 479.
  3. В.О. Абрамов, Ю.В. Андриянов, Э.В. Кистерев, О.М. Градов, А.В. Шехтман, Н.В. Классен, Н.А. Булычев, «Плазменный разряд в кавитирующей жидкости», Инженерная физика, 2009, №8, с. 34.
  4. В.О. Абрамов, Э.В. Кистерев, Ю.В. Андриянов, «Электроакустическая установка  для  исследования синтеза наноструктур и нанокластеров в электрических разрядах в жидких средах», Современные проблемы электрофизики и электрогидродинамики жидкостей-VIII, Санкт-Петербург, Июнь 2006 г.
 
 
2. Исследование влияния ультразвука на процесс взаимодействия высокомолекулярных соединений с межфазной поверхностью в дисперсных системах
 
Авторы темы: Н.А. Булычев и Э.В. Кистерев.
 
Исследования в рамках данной темы посвящены разработке методов направленной контролируемой модификации дисперсных систем высокомолекулярными соединениями и создание наноструктурных основ взаимодействия высокомолекулярных соединений с межфазной поверхностью в дисперсных системах под влиянием интенсивного ультразвукового воздействия.
 
В соответствии с широким применением дисперсных систем актуальными являются разработка новых методов повышения их качества и направленного изменения их свойств, в том числе при получении суспензий твердых частиц высокой дисперсности и стабильности, использующихся в качестве компонентов лакокрасочных материалов, при производстве присадок к маслам, топливам и т.д. Среди проблем, возникающих при этом, значительное место принадлежит физико-химическим явлениям, адсорбции высокомолекулярных соединений на поверхностях различной природы, особенно под влиянием внешнего интенсивного воздействия, взаимодействиям на границе раздела фаз. При изучении динамического поведения многофазных и многокомпонентных систем в условиях возбуждения ультразвуковых колебаний проявляются эффекты, связанные с интенсификацией массообменных процессов, фазовых и релаксационных переходов, межмолекулярного взаимодействия и химическими превращениями. Принимая во внимание основополагающую роль межфазной поверхности и межфазного взаимодействия в формировании и проявлении комплекса свойств дисперсных систем, в настоящей работе акцент сделан на создании наноструктурных основ взаимодействия дисперсных систем с высокомолекулярными соединениями при интенсивном механическом воздействии в широком диапазоне частот волнового поля. Дисперсные системы на основе неорганических и органических частиц и полимеров в этом случае могут быть использованы как модельные системы для выявления физико-химических закономерностей взаимодействия высокомолекулярных соединений с межфазной поверхностью.
 
Для более детального изучения процесса взаимодействия высокомолекулярных соединений с поверхностью неорганических и органических частиц в отсутствие и в присутствии интенсивного воздействия и характеристик формирующихся при этом полимерных адсорбционных слоев модификация поверхности твердых частиц в суспензиях была исследована методом электрокинетической звуковой амплитуды (ЭЗА). Этот метод основан на измерении интенсивности звуковых волн, излучаемых частицами, движущимися в переменном электрическом поле высокой частоты. Метод позволяет измерить ξ-потенциал поверхности частиц пигмента и их т.н. динамическую мобильность в переменном электрическом поле, изменение которой характеризует толщину поверхностного слоя адсорбата. Динамическая мобильность частиц является приведенной величиной, не зависящей от свойств дисперсной фазы и дисперсионной среды.
 
В результате исследований с помощью методов ИК-спектроскопии, ЭЗА и просвечивающей электронной микроскопии показано, что интенсивное ультразвуковое воздействие приводит к активизации процессов адсорбции молекул полимеров на свежеобразованной поверхности твердых частиц, т.к. в процессе механоактивации в присутствии полимера происходит диспергирование агломератов частиц, сопровождающееся образованием «свежей» поверхности с большим числом активных центров адсорбции, на которой происходит дополнительное образование адсорбционно-сольватных слоев вследствие активированной адсорбции полимерного модификатора. Интенсивное ультразвуковое воздействие приводит к изменению толщины и структуры адсорбционных слоев полимера.
Модификация поверхности в дисперсных системах может быть проведена не только при помощи обычной (или активированной в условиях механического воздействия) адсорбции полимера на поверхности частиц дисперсной фазы, но и при помощи направленного температурно-контролируемого процесса осаждения полимеров, физико-химические свойства которых, в частности, гидрофильно-гидрофобный баланс и растворимость в водной среде способны существенно меняться при незначительном увеличении температуры.
 
Основные результаты работ по данному направлению:
 
  1. Впервые установлены физико-химические закономерности взаимодействия  поверхности неорганических и органических частиц с  высокомолекулярными соединениями различной структуры в водных дисперсных системах под влиянием ультразвукового воздействия.
  2. Показано, что внешнее интенсивное воздействие ультразвукового и звукового диапазона частот является эффективным способом направленного изменения свойств дисперсных систем неорганических соединений (TiO2, Fe2O3, SiO2, ZrO2, Al2O3, CaCO3, ZnO, MgO, базальта, гидроксиапатита и др.) и органических (фталоцианина меди, углерода) за счет формирования активных центров адсорбции на поверхности частиц.
  3. С помощью современных методов физико-химического анализа – инфракрасной спектроскопии, электрокинетической звуковой амплитуды, просвечивающей электронной микроскопии, атомно-силовой микроскопии определены параметры и структура адсорбционных слоев полимеров на поверхности частиц оксидов металов в дисперсных системах. Показана зависимость термодинамики адсорбции полимеров и параметров адсорбционных слоев от ультразвукового воздействия.
  4. Разработан метод исследования наноструктуры адсорбционных слоев высокомолекулярных соединений на поверхности частиц оксидов металлов и доказано, что макромолекулы при адсорбции претерпевают различные конформационные превращения в зависимости от свойств поверхности неорганических частиц.
  5. Выявлены термодинамические закономерности температурно-зависимых фазовых переходов в растворах гидрофильных полимеров и созданы основы направленной температурно-контролируемой модификации дисперсных систем термочувствительными сополимерами.
  6. Обнаружено и исследовано явление обратимого температурно-контролируемого фазового перехода ряда новых, специально синтезированных сополимеров метилвинилового эфира и их осаждения на поверхности гидрофильных и гидрофобных частиц под влиянием интенсивного воздействия.
  7. Методом контролируемой радикальной полимеризации синтезирован новый класс высокомолекулярных соединений – блочно-градиентные амфифильные сополимеры и показано влияние молекулярной архитектуры серии специально синтезированных блочных и блочно-градиентных сополимеров акриловой кислоты и изоборнилакрилата, а также интенсивного механического воздействия на их взаимодействие с  поверхностью частиц различной природы. Впервые доказано, что молекулярная архитектура сополимера определяет наноструктуру полимерных адсорбционных слоев на межфазной поверхности.
  8. Разработаны новые методы получения стабильных высокодисперсных систем, которые были использованы для повышения качества выпускаемых промышленностью красок ВД-КЧ-21 и МА-15. Разработанные методы модификации межфазной поверхности с использованием поверхностно-активных полимеров и методов интенсивного механического воздействия были использованы для повышения качества грунтовочных композиций, создания высококонцентрированных паст технического углерода и аэросила, а также для улучшения прочностных характеристик нетканых материалов. Разработанный метод получения полимерных покрытий с помощью термоосаждения был опробован в Институте пигментов и лаков (Штутгарт, Германия) и использован в производстве красок, устойчивых к действию агрессивных сред, морской воды, а также для светоотражающих красок и покрытий, содержащих наносцинтилляторы для определения радиоактивного излучения.
Основные публикации по данному направлению:
 
  1. N.A. Bulychev, I.A. Arutunov, V.P. Zubov, B. Verdonck, T. Zhang, E.J. Goethals, F.E. Du Prez. «Block Copolymers of Vinyl Ethers as Thermo-Responsive Colloidal Stabilizers of Organic Pigments in Aqueous Media», Macromolecular Chemistry & Physics, 2004, 18 (205), 2457-2463.
  2. Р.Ф. Ганиев, Н.А. Булычев, В.Н. Фомин, И.А. Арутюнов, C.D. Eisenbach, В.П. Зубов, «Влияние механоактивации на процесс модификации поверхности в водных дисперсных системах пигментов», ДАН, 2006, 4 (407), 35-43.
  3. N. Bulychev, O. Confortini, P. Kopold, K. Dirnberger, T. Schauer, F. E. Du Prez, V. Zubov, C. D. Eisenbach, «Application of Thermo-Responsive Poly(methylvinylether) Containing Copolymers in Combination with Ultrasonic Treatment for Pigment Surface Modification in Pigment Dispersions», Polymer, 2007, 48 (9), 2636-2643.
  4. N. Bulychev, K. Dirnberger, I. Arutunov,  P. Kopold, T. Schauer, V. Zubov, C.D. Eisenbach, «Effect of Ultrasonic Treatment on Structure and Properties of Ethylhydroxyethylcellulose Polymer Adsorption Layer on Inorganic Pigments in Aqueous Dispersion», Progress in Organic Coatings, 2008, 62 (3) 299-306.
  5. Р.Ф. Ганиев, Н.А. Булычев, В.Н. Фомин, И.А. Арутюнов, C.D. Eisenbach, В.П. Зубов, Е.Б. Малюкова, «Влияние интенсивного механического воздействия на параметры и структуру адсорбционных слоев полимера на поверхности частиц пигментов в водных дисперсных системах», ДАН, 2008, 423 (2), 218-221.
  6. N. Bulychev, W. Van Camp, B. Dervaux, Y. Kirilina, K. Dirnberger, T. Schauer, V. Zubov, F. E. Du Prez, C. D. Eisenbach, «Comparative Study of the Solid-Liquid Interface Behaviour of Amphiphilic Block and Block-like Copolymers», Macromolecular Chemistry & Physics, 2009, 210, 287-298.
  7. N.A. Bulychev, «Taylor-Made Block Copolymers of Poly(Acrylic Acid) as Pigments Surface Modification Agents», Chemistry and Chemical Technology, 2010, 4, (1), 47.
  8. Н.А. Булычев, В.Н. Фомин, Е.Б. Малюкова, Н.Б. Урьев, «Наноструктурные аспекты поведения макромолекул различной молекулярной архитектуры на границе раздела фаз», Физикохимия поверхности и защита материалов, 2010, 46, (2), 87.
  9. Н.А. Булычев, В.Н. Фомин, Е.Б. Малюкова, Н.Б. Урьев, «Применение метода электрокинетической звуковой амплитуды для изучения адсорбции высокомолекулярных соединений на границе раздела фаз», Коллоидный журнал, 2010, 4, 457.
  10. Н.А. Булычев «Конформационные превращения полимеров при адсорбции на оксидах титана и железа», Неорганические материалы, 2010, 4, 451.
 
 
3. Синтез наноразмерных материалов в плазменном разряде.
 
Авторы темы: Н.А. Булычев и Э.В. Кистерев.
 
Исследования в рамках данной темы направлены на использование соноплазменного разряда для синтеза наноматериалов со специальными свойствами:  наночастиц металлов, оксидов металлов и неметаллов контролируемой формы и размера, в том числе строго сферические с узким распределением по размерам, углеродных наноматериалов (нанотрубок, нановолокон, фуллеренов), а также наночастиц графита, высокоэффективных наносцинтилляторов.
 
В результате проведенных исследований показана возможность возникновения особого типа плазменного разряда в кавитирующей жидкости и установлено, что такой разряд может быть успешно использован для направленного синтеза наноматериалов с контролируемыми свойствами.
 
Если верна гипотеза о том, что в проведенных экспериментах имеет место аномальный тлеющий разряд в пузырьково-жидкостной кавитирующей среде, то можно предложить следующий сценарий развития такого разряда. В среде с развитой кавитацией могут присутствовать  множественные неустойчивые пузырьки, у которых на стадии роста многократно увеличивается радиус, при этом в период отрицательного давления ультразвукового поля давление газа и пара в пузырьках может падать до очень малой величины. Электрическое поле может способствовать  выстраиванию таких пузырьков в цепочки с образованием множественных газовых микроканалов в зазоре между электродами, в которых при пониженном давлении газа выполняются условия пробоя Пашена и поддержания аномального тлеющего разряда в этих микроканалах. Эти микроканалы могут быть динамическими образованиями, которые непрерывно рождаются и гибнут в ультразвуковом акустическом и квазистационарном или стационарном электрическом поле, создавая усредненную картину свечения объемного разряда.
 
Такой разряд с развитой поверхностью микроканалов представляет интерес в соноплазмохимических исследованиях, т.к. развитая поверхность раздела плазма-жидкость приводит к увеличению в среднем диффузионных потоков химически активных частиц из плазмы в жидкость.
 
Для проверки этого предположения была исследована возможность направленного получения наночастиц различных материалов при разложении жидкости с помощью соноплазменного разряда. Эксперименты проводились в воде, органических и элементорганических жидкостях. Одним из исследованных путей получения наночастиц является использование электродов из соответствующего материала (вольфрам, медь, алюминий, титан, углерод), окисление которых под действием соноплазменного разряда приводит к образованию суспензии наночастиц оксидов данного металла в жидкой среде.
 
При изучении соноплазменного разряда методом оптической спектроскопии было установлено, что получаемые таким образом наночастицы оксида вольфрама имеют различную кристаллическую структуру, регулируемую параметрами разряда. Результаты оптических исследований соноплазменного разряда в воде показанывают, что инфракрасная область спектра свечения дает информацию о кристаллической структуре наночастиц WO3. Был также установлен факт адсорбции атомарного водорода частицами WO3. Получены сверхустойчивые наноразмерные дисперсные системы оксидов титана, меди и алюминия.
 
Вторым вариантом использования соноплазменного разряда для получения наночастиц является разложение органических и элементорганических жидкостей. В частности, были проведены эксперименты по разложению тетраэтоксисилана и показано, что в жидкой фазе происходит отщепление двух спиртовых групп и последующая самопроизвольная  полимеризация диэтоксисилана, в виде аэрозоля выделяются частицы диоксида кремния с размером 5 – 10 нм., а также происходит образование осадка наночастиц оксида кремния, которые могут быть восстановлены атомарным водородом при реализации соноплазменного разряда в спиртах.
 
Основные публикации по данному направлению:
 
  1. O.V. Abramov, V.O. Abramov, N.A. Bulychev, A.V. Shekhtman, N.V. Klassen, O.A. Krivko, A.V. Bazhenov, T.N. Fursova, E.A. Kudrenko «Ultrasonic Treatment Assisted Synthesis of Nanopowders», 11th Meeting of the European Society of Sonochemistry, La Grande Motte, France, June 1 – 5, 2008.
  2. О.В. Абрамов, В.О. Абрамов, А.В. Шехтман, Г.П. Панасюк, Н.В. Классен, М.С. Муллакаев, Н.А. Булычев, «Соноплазменный метод получения наноматериалов», 1 Международный Форум по Нанотехнологиям, Москва, 3 – 5 декабря 2008 г.
  3. N. Klassen, O. Krivko, V. Kedrov, S. Shmurak, A. Kiselev, I. Shmyt’ko, E. Kudrenko, A. Shekhtman, V. Abramov, N. Bulychev, E. Kisterev, «Laser and electric ark synthesis of nanocrystalline scintillators», 10th International Conference on Inorganic Scintillators and Their Applications, Jeju, Korea, June 8-12, 2009.
  4. Н.А. Булычев, «Применение ультразвуковых технологий в нанотехнологиях», Первая ежегодная конференция Нанотехнологического Общества России, Москва, 9 октября 2009 г.
 
4. Разработка фундаментальных основ адекватного описания физико- механических параметров состояния материала с  помощью акустических характеристик.
 
Авторы темы: О.М. Градов и Э.В. Кистерев.
 
Используемая для описания эволюции элементов разрушения система  уравнений обобщена учетом воздействия упругих процессов на рост  плотности дефектов и дополнена уравнением для упругих смещений, в котором учитывается влияние дефектной структуры на возникновение и развитие упругих явлений. При этом полученная система уравнений позволяет установить однозначное соответствие между акустическими величинами и параметрами дефектной структуры, которые, в свою очередь, являются количественным выражением физико-механических свойств материала, поскольку определяются характеристиками соответствующих атомных систем. Как показывает анализ, нелинейное воздействие дефектов друг на друга способно создавать характерные особенности поведения их плотностей, что  отражается на параметрах, форме и энергетике акустических сигналов, генерируемых этими процессами эволюции дефектной структуры, которые, таким образом, могут выступать как источники акустической эмиссии и, с другой стороны, быть идентифицированными и изученными по этим сигналам. Выработана эффективная методика использования бесконтактной  ультразвуковой дефектоскопии в условиях применения источника непрерывного электромагнитного излучения с использованием средств волоконно-оптической связи. Сформулированы основные технические требования к силовым  характеристикам передающих узлов, получены критерии обеспечения  приемлемой чувствительности бесконтактного датчика акустических колебаний при применении серийно изготавливаемых элементов волоконной оптики для  изготовления диагностической аппаратуры. Выявлены диапазоны рабочих  значений характеристик оптических сенсоров, обеспечивающие высокую эффективность неразрушающего контроля.
 
Исследованы особенности распространения акустических сигналов  из области скопления микроповреждений, представляющих собой множество концентраторов напряжений, распределенных случайно  в каком-то ограниченном объеме материала. С помощью развитого  приближенного метода определения значения внутреннего  напряжения в такой области произведена оценка величины  усредненных по этой части пространства деформационных смещений, носящих существенно нелинейный характер вследствие особенностей воздействия концентраторов напряжений на упругие свойства среды. Проанализирован случай зарождения  акустического сигнала внутри рассматриваемой области. При этом главной особенностью  волнового упругого процесса, регистрируемого вдали от участка скопления микроповреждений, является наличие "предимпульса" в общем сигнале, причем запаздывание по времени основного импульса определяет - после локализации источника сигнала в пространстве - местоположение центра скопления микроповреждений относительно  регитрирующих устройств. Отношение амплитуд этих импульсов дает возможность оценить величину внутренних напряжений в материале. В одномерном приближении показана возможность существования особых нелинейных возмущений плотности, локализованных вблизи границы раздела по степенному закону, что существенно отличает их от обычных поверхностных колебаний, амплитуда которых падает при удалении от границы экспоненциально. Установлена однозначная зависимость амплитуды колебаний от частоты гармоник, что дает принципиальную возможность определять некоторые параметры среды по характеристикам волнового процесса. Экспериментально обнаружено значительное различие в поведении статических и динамических процессов в металле. С целью практического изучения нелинейных свойств твердых тел проведено экспериментальное определение значений модулей упругости третьего порядка, количественно описывающих ангармонизм кристаллической структуры и используемых для анализа нелинейного поведения акустических волн в материале. Проанализированы особенности практического применения бесконтактных систем ультразвукового зондирования и съема акустической информации с поверхности объекта диагностики  с целью выявления оптимальных путей объединения этих  систем в единый  комплекс портативной диагностической аппаратуры.  Выработаны принципы согласованного взаимодействия приемо- передающих блоков системы бесконтактной ультразвуковой дефектоскопии, позволяющие  осуществлять эффективное определение параметров состояния обследуемого материала методом неразрушающего контроля. Составлена общая схема  функциональных связей различных систем комплекса,  обеспечивающая полноценное выполнение задач диагностики  аппаратурой нового поколения.
 
Основные публикации по данному направлению:
 
  1. O.V.Abramov, O.M.Gradov. Renewing original shape of acoustic emission signals changed while propagation in a material, in Nondestructive Characterization of Materials VIII, Plenum Press, New York and London, 1998, pp. 595-599.
  2. O.V.Abramov, O.M.Gradov. Investigation of material properties by acoustic method on the base of inelastic mechanical processes, in Nondestructive Characterization of Materials VIII, Plenum Press, New York and London, 1998, pp. 151-156.
  3. Абрамов О.В, Градов О.М. Идентификация некоторых процессов эволюции дефектной структуры материала с источниками спонтанных акустических сигналов. Материаловедение, 1999, № 6 (24), с. 15 – 21.
  4. Абрамов О.В, Градов О.М., Дробинский Г.П. Акустическая диагностика скоплений микроповреждений в структуре материала. «Контроль. Диагностика», № 5 (23), с. 3 – 5.
  5. O.M.Gradov, A.G.Bratukhin. Acoustic effects in solids during thermoemission of fracture processes. Ultrasonics v.33, № 4, 1995, pp. 277-280.
  6. Abramov V. O., Bulgakov V. E., Makarov L.O., Gradov O. M. "Apparatus for the feeding of ultrasonics into a liquid or pastous medium." German Patent  DE 19717397 A1, 1997
  7. О.В.Абрамов, О.М.Градов, Н.А.Мурзинов, М.И.Юдин. Об акустическом методе определения внутренних напряжений в тугоплавких материалах в Сб."Исследование тугоплавких материалов." М:ВНИИТС, 1991 г. c.137—142.
  8. О.М.Градов, А.Г.Братухин. Акустические методы диагностики при создании аэрокосмической техники нового поколения. Вестник машиностроения, № 10, 1993, с. 3-6.
  9. О.В.Абрамов, В.А.Вогман, О.М.Градов. Способ бесконтактной регистрации акустических колебаний. Патент РФ №1825976, 1993 г.
  10. A.G.Bratukhin, O. M.Gradov, L.Stenflo. Comments on the self-focusing of surface plasma waves. Contrib. Plasma Phys. v.34, № 5, 1994, р. 659 — 660.
  11. О.М.Градов, А.Г.Братухин. Исследование стадийности накопле-ния дефектов и стационарных состояний при разрушении. Вестник машиностроения, № 6, 1994, с. 3-10.
  12. О.М.Градов, А.Г.Братухин. Акустическая эмиссия и диагностика сварных соединений. Дефектоскопия  № 4, 1994, с. 55-61.
  13. O.M.Gradov, A.G.Bratukhin. Acoustic effects in solids during thermoemission of fracture processes. Ultrasonics v.33,  №4, 1995, р. 277 – 280.
  14. О.В.Абрамов, О.М.Градов, В.И. Шелобков. Устройство для измерений колебаний объекта. Патент РФ №2055309, 1996 г.
  15. Абрамов О.В, Градов О.М. Возможности эффективного повышения информативности акустических методов в системах неразрушающего контроля. Материаловедение 1997, № 2, с. 10 - 17
 
5. Нелинейные акустические методы анализа физико- механических свойств и конструкционного изменения параметров материала с развитой дефектной структурой.
 
Авторы темы: О.М. Градов и Э.В. Кистерев.
 
Решена задача о выявлении специфических особенностей акустического сигнала, эмитируемого областью скопления микротрещин, которая имеет форму характерной пластинчатой структуры. Получена формула, представляющая решение соответствующей граничной задачи, которая дает возможность определить точную форму акустического сигнала, дошедшего до приемного устройства в заданной точке материала. Выявлена возможность определения акустической мощности продольных ультразвуковых (УЗ) колебаний, поглощаемой нагрузкой, посредством измерения амплитуды продольных смещений при помощи электродинамического датчика, устанавливаемого вблизи поверхности стержня волновода. Рассмотрена общая методология и отдельные наиболее важные аспекты описания различных нелинейных явлений вблизи концентраторов напряжений. Сформулированы нелинейные уравнения теории упругости, пригодные для исследования широкого круга явлений и процессов, протекающих в близкой окрестности трещины.
 
Это позволило исследовать, во-первых, статическое распределение напряжений вблизи ее устья (нелинейное обобщение формулы Гриффитса). Во-вторых, изучить нелинейное взаимодействие ультразвуковых колебаний в этой области. В-третьих, выявить условия существования нелинейных волновых образований, которые могут возникать вблизи рассматриваемого концентратора напряжений.
 
Разработана методика независимого исследования поверхностных нелинейных волновых явлений, когда описание сопутствующих объемных эффектов группируется в отдельную, обладающую решением, краевую задачу с параметрами, значение которых вытекает из особенностей рассматриваемых нелинейных волновых процессов на границе раздела сред. Показана возможность существования уединенных цилиндрических волн на плоской поверхности раздела двух сред. Получена самосогласованная система уравнений, описывающая динамику деформаций в материале, обладающем эволюционирующей дефектной структурой в виде набора разного вида дислокаций. Исследована возможность установления в явной аналитической форме функциональной зависимости некоторых физико - механических характеристик материала от его базовых параметров. Путем обобщения результатов теории соприкосновения твердых тел на случай материала с дефектной структурой выполнено описание процедуры определения его микротвёрдости прямыми акустическими измерениями. Экспериментально исследовалось изменение акустических свойств материала при наличии областей с совершающимся фазовым переходом, а также при наличии упругой и пластической деформации. Обнаружена нелинейная связь скорости распространения и спектра акустических импульсов с амплитудой в зависимости от микроструктурных особенностей материала, которые обуславливаются дефектами.
 
Основные публикации по данному направлению:
  1. Абрамов О.В, Градов О.М. Определение поглощенной акустической мощности продольных колебаний посредством измерения их амплитуды в заданной вне нагрузки области колебательной системы, подводящей ультразвуковую энергию. Материаловедение 2004, № 2 (83), с. 14-17.
  2. Абрамов О.В, Градов О.М. Излучение нелинейных акустических сигналов областью скопления микротрещин, образующих пластинчатую дефектную структуру. Материаловедение 2004, № 4 (85), с. 2 – 6.
  3. Абрамов О.В, Градов О.М. Теория нелинейных упругих явлений вблизи концентратора напряжений. Материаловедение 2005, № 2, с. 2 – 10.
  4. Абрамов О.В, Градов О.М. О возможности использования акустических методов для измерения некоторых физико-механических параметров материала с дефектной структурой. Материаловедение 2006, № 2, с. 3 – 8.

 

Научно-прикладные направления        
 
1. Разработка, проектирование и изготовление ультразвукового оборудования специального назначения
 
Авторы темы: Э.В. Кистерев и Н.А. Булычев.
 
В рамках данного направления в лаборатории проводятся исследования, связанные с разработкой, проектированием и созданием ультразвуковой техники нового поколения. С помощью исследований в области физики электромагнитных явлений, микроэлектроники, физической акустики, материаловедения, газо- и гидродинамики проектируются и создаются как отдельные лабораторные приборы и их элементы, так и партии опытно-промышленного оборудования под специальные требования:
  • Генераторы с широким диапазоном характеристик (частота, мощность, импеданс нагрузок)
  • Магнитострикционные и пьезокерамические преобразователи с повышенной стрикцией
  • Волноводные системы требуемых конфигураций
Проводятся работы, направленные на подбор ультразвукового оборудования под конкретную научную или научно-прикладную задачу, расчет требуемых параметров и характеристик.
Проводится монтаж, запуск, настройка, обслуживание ультразвуковых установок.
 
За последнее время разработки сотрудников лаборатории и созданное ими оборудование широко используется для решения научных и научно-прикладных задач как целым рядом лабораторий ИОНХ РАН, так и другими научными и коммерческими организациями. Технологии, основанные на использовании ультразвука:
  1. Синтез стабильных высокодисперсных эмульсий и суспензий – красок, лаков, пигментных паст, а также гетерофазных систем для пищевой промышленности и медицины.
  2. Уникальные лакокрасочные рецептуры (в том числе со специальными свойствами – устойчивые к морской воде, агрессивным средам, светоотражающие и др.) и технологии их изготовления.
  3. Ультразвуковая стимуляция процессов экстракции ценных компонентов в водных и углеводородных средах, в том числе из растительного сырья (сокращение времени экстракции в 10-100 раз по сравнению со стандартными методиками).
  4. Ультразвуковая стимуляция процессов очистки воды от органических и неорганических примесей.
  5. Ускорение мембранных процессов, эффективная регенерация мембран.
  6. Ускорение каталитических химических реакций, регенерация катализаторов.
  7. Ультразвуковая (кавитационная) очистка грунтов от радионуклидов.
  8. Создание прекурсоров для литий-ионных источников.
  9. Влияние на дефектную структуру и свойства халькогенидных стекол.
  10. Влияние на септические и органолептические свойства пищевых продуктов.
 
Основные публикации по данному направлению:
 
  1. П.Е. Мескин, А.Е. Баранчиков, Э.В. Кистерев, В.К. Иванов, Н.Н. Олейников, Ю.Д. Третьяков, «Синтез нанодисперсных порошков CO3O4 в гидротермальных условиях с одновременным  ультразвуковым воздействием», ДАН, 2003, т. 389, №2, с.207-210.
  2. Е.А.Чечеткина, Э.В. Кистерев, Е.Б.Крюкова, «Влияние ультразвука на кристаллизацию стекол Se-Te», Материаловедение, №9, 2008.
  3. E.A. Chechetkina, E.V. Kisterev, T.E. Kuprianova, «X-ray fluorescent spectroscopy of chalgogenide glasses: the RII method in application to Se-X», Journal of Non-Crystalline Solids, 2008.
  4. Н.А. Булычев, И.А. Арутюнов, В.П. Зубов. «Применение ультразвука в процессах экстракции ценных компонентов из плодово-ягодного и лиственного сырья», Вестник МИТХТ, 2005, 3, 16.
  5. И.А. Арутюнов, Н.А. Булычев, В.П. Зубов, Е.Б. Малюкова, В.Н. Фомин, А.Н. Генералова. «Влияние ультразвуковой обработки на устойчивость водных дисперсий  TiO2 и наполнителей типа CaCO3», Лакокрасочные материалы и их применение, 2004, 11, 29-32.
2. Разработка технологии создания наноструктурированных покрытий на поверхности различных материалов
 
Авторы темы: Э.В. Кистерев и Н.А. Булычев.
 
Данная работа посвящена разработке метода нанесения металлических, интерметаллидных или керамических покрытий на поверхности металлов, керамики, пластика, стекла, либо армирования поверхности частицами другого материала используя энергию ультразвуковых или высокочастотных звуковых колебаний. В результате на поверхности формируется покрытие или слой композиционного материала имеющего нано- или микроструктуру.  
 
Сущность разработанного метода состоит в том, что порошкообразный материал для нанесения покрытий измельчается, деформируется и “вбивается” в металлическую поверхность за счет кинетической энергии шаров, приводимых в движение высокочастотным звуковым или ультразвуковым излучателем. Особенность предлагаемого способа в том, что он не имеет ограничений при выборе материалов покрытия и подложки, а также за счет контроля состава газовой фазы во время нанесения покрытия возможно сформировать на поверхности металла не только металлическое или интерметаллидное покрытие, но также покрытие или композиционный слой, состоящий из оксидов, нитридов или карбидов и т.д.
 
Устройство для осуществления процесса нанесения покрытий на подложку состоит из электрического генератора, работающего в ультразвуковом диапазоне частот, электроакустического преобразователя, трансформирующего электрический сигнал генератора в механические колебания, и колебательной системы, обеспечивающей передачу колебаний и акустической нагрузки на подложку для нанесения покрытий.
 
Металлические или керамические шары (диаметр от 0,1 до 10 мм) и металлический или керамический порошок помещается внутрь резонансной камеры, которая приводится в вибрационное движение на частотах высокочастотного звукового или ультразвукового диапазонов. Вибрация камеры передает энергию шарам, которые начинают хаотично летать и соударяться друг с другом, бомбардируя поверхность обрабатываемого металла, который кладется сверху на резонансную камеру. Как результат интенсивного бомбардирования, часть частиц, закрепившихся на поверхности металла или захваченных летающими шарами, вбивается в поверхностный слой. Другая часть частиц подвергается механическому измельчению или многократно повторяющемуся деформированию. 
 
Кроме этого под действием напряжений, возникающих в поверхностных слоях подложки при ударе шаров, происходит ускорение химических реакций и твердофазной диффузии, что сопровождается прочным сцеплением металлической матрицы с частицами, твердофазными превращениями, образованием интерметаллидов, оксидов, карбидов, нитридов в зависимости от окружающей газовой среды и состава порошка. В результате на поверхности формируется покрытие или слой композиционного материала имеющего нано- или микроструктуру.
Создание математической модели и проведённые расчёты выявили величину оптимального радиуса частицы из материала покрытия, при использовании которого процесс нанесения покрытий, приготовленных в виде порошка, на поверхность обрабатываемых изделий будет протекать с максимальной эффективностью и обеспечит высокое качество конечного продукта. Установленные ограничения на другие параметры этого рабочего процесса дают возможность выбрать наиболее рациональные характеристики установки и обеспечить приемлемый уровень решения поставленных практических задач.
 
Как результат интенсивного соударения шаров с поверхностью, происходит вбивание частиц керамического или металлического порошка в поверхность металлической подложки, образование трещин в оксидных пленках, покрывающих частицы порошка и поверхность подложки, что интенсифицирует диффузионное приваривание частиц к подложке в местах вновь образовавшейся «свежей» поверхности. Следовательно, это дает возможность формировать покрытия или композиционные слои с использованием таких легкоокисляемых систем как титан и алюминий.
 
При соударении шаров с частицами, которые закрепились на поверхностях внутри резонансной камеры, частицы подвергаются измельчению и интенсивной деформации, что сопровождается повышением их химической активности в связи с возникновением огромных внутренних напряжений, измельчением структуры, аморфизации и накоплению энергии. Все это вместе взятое приводит к образованию чрезвычайно прочных нано- и микроструктурных покрытий или композиционных слоев, резкой интенсификации химических превращений сопровождающихся образованием интерметаллидов, оксидов, нитридов или карбидов. 
 
Основные публикации по данному направлению:
Н.А. Булычев, Э.В. Кистерев, А.В. Шехтман, В.О. Абрамов, «Ультразвуковая технология создания наноструктурных покрытий», 2 Международный Форум по Нанотехнологиям, Москва, 6-8 октября 2009 г.
В.О. Абрамов, А.В. Абрамова, О.М. Градов, Э.В. Кистерев, Н.А. Булычев, «Акустический метод нанесения наноструктурных покрытий», Материалы, технологии, инструменты, 2010, Т. 15, №1, с. 79.
Э.В. Кистерев, В.О. Абрамов, А.В. Абрамова, О.М. Градов, А.В. Шехтман, Н.А. Булычев «Ультразвуковой метод создания наноструктурных покрытий», Технология металлов, 2009, №10, с. 18.
 
 
Прикладные направления
 
1. Очистка и дезинфекция воды
Авторы темы: М.С. Муллакаев, Э.В. Кистерев и Н.А. Булычев.
 
Основной целью работы является исследование особенностей влияния плазмы на химические и биологически активные объекты в жидкофазных средах, разработка методов направленной контролируемой ликвидации биологических и химических микрообъектов в водных средах с целью их дезинфекции, создание очистительных сонохимических комплексов для очистки воды от нефтепродуктов, тяжелых металлов и других органических загрязнений, а также анализ технологических параметров процесса очистки воды, расчет и создание необходимого пилотного оборудования.
 
В настоящее время, в связи с обострением дефицита питьевой воды во всем мире, обострилась необходимость разработки новых научных и технологических решений, направленных на стерилизацию и очистку сточных бытовых, технологических и промышленных вод. Потребности пищевой промышленности и медицины определяют создание методов тонкой очистки и обеззараживания воды. Ряд промышленных технологий стерилизации, существующих на сегодняшний день и основанных главным образом на термическом воздействии на обрабатываемые среды, объединяет один существенный недостаток – высокая энергоемкость, быстрый износ оборудования и образование побочных продуктов – выпадающих осадков солей металлов.
 
Поэтому существует актуальная задача создания новых методов направленного воздействия на гидрофильные химические и биологические объекты в водной фазе.
 
Использование мощного ультразвука в технологических процессах позволяет снизить себестоимость процесса или продукта, получать новые продукты или повысить качество существующих, интенсифицировать традиционные технологические процессы или стимулировать реализацию новых, способствовать улучшению экологической ситуации.
 
Для решения задачи селективного воздействия плазмы на биологические объекты в водной фазе была предложена методика возбуждения плазменного разряда в потоке жидкой среды. Поток жидкости, который необходимо подвергнуть плазмохимической обработке, через трубопровод под избыточным давлением направляется в гидродинамический излучатель, расположенный на входе реактора, в котором в жидкости за счет перепада давления и понижения энтальпии потока формируется сверхзвуковое двухфазное парожидкостное течение при пониженном давлении. В реакторе расположены электроды, между которыми с помощью внешнего источника питания создается электрическое поле (постоянное, переменное, высокочастотное, микроволновое или их комбинация), напряженность которого превышает порог пробоя этой двухфазной среды, приводящее к возбуждению низкотемпературного тлеющего квазистационарного плазменного разряда. После плазмохимического воздействия жидкость входит в сужающийся участок трубопровода и собирается в накопителе, либо через поступает на блок мембранной очистки для дальнейшей сепарации и обработки.
 
При проведении предварительных соноплазмохимических и биологических исследований в воде была изучена возможность направленного влияния соноплазменного разряда на биологические объекты, в частности, различные штаммы микроорганизмов для обеззараживания и стерилизации воды.
 
Проводились тестовые эксперименты с водными растворами палочковидных клеток Escherichia coli и коковидных клеток в группах Micrococcus luteus. Увеличение тока разряда до 5 А приводило к прекращению роста бактерий после прохождения среды через зону разряда. Параллельно произведенные посевы показали достоверное уменьшение КОЕ (колоний-образующих единиц) после 5 минут воздействия, что согласуется с прямыми микроскопическими наблюдениями. Через 10 минут воздействия в посевах не обнаруживалась Escherichia coli, а через 15 минут и Micrococcus luteus. Стерильность обработанного раствора в последнем случае сохранялась при последующем его хранении при комнатной температуре по меньшей мере в течение 10 суток.
 
Мобильный сонохимический комплекс предназначен для очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов,  нефтепродуктов и других органических загрязнений.  Для реализации этого способа применен проточный аппарат барабанного типа (гальванокоагулятор), работающий в непрерывном режиме методом микроферритизации с использованием магнетита, получаемого электрохимическим путём непосредственно во вращающемся барабане. Принцип работы основан на очистке загрязненных вод в электрическом поле без наложения тока от внешнего источника. При этом происходит образование магнитных форм оксидных соединений железа, большую часть которых составляет магнетит. Очистка воды от ионов тяжёлых металлов, нефтепродуктов и других органических загрязнений осуществляется в реакционной камере, в которую одновременно с водой поступает суспензия магнетита, наработанная гальванокоагулятором и активированная в ультразвуковом реакторе. Время активации регулируется изменением скорости циркуляции суспензии в замкнутом контуре, включающем скрапоуловитель и насосный блок. Обезвреженные в результате контакта с магнетитом воды из реакционной камеры насосом подаются на рамный фильтр-пресс, где осуществляется отделение от потока твёрдых включений. Циркуляционный контур с входящими в его состав гидроциклоном и системой регулировочных клапанов, и насосным блоком, а также барботаж сжатым воздухом обеспечивают интенсификацию процесса в реакционной камере.  Производительность установки 2 м3/час, мощность привода 1,1 кВт, частота вращения корпуса 6 об./мин. Преимущество данной технологии состоит в существенном повышении активности наработанных в гальванокоагуляторе оксидных соединений при ультразвуковом  воздействии, что позволяет значительно увеличить объем очистки загрязенных вод. При этом гальванокоагулятор является практически наработчиком железосодержащего реагента.
 
Стадия, на которой находится разработка – создан и успешно эксплуатируется пилотный блок гальванокоагуляционной очистки с использованием макетных образцов ультразвуковой техники промышленного типоразмера, а также мобильный комплекс в контейнерном исполнении. Работа выполнена в рамках нескольких плановых работ с ООО «Балтпромэкология» и подтверждена итоговыми отчетами и актами приемки выполненных работ.
 
Основные публикации по данному направлению:
  1. O.V. Abramov, V.O. Abramov, E.V. Kisterev, L. Palmer, «High power ultrasonic in environmental protection processes», ESS-9, Madrid, Spain, April 2004.
 
2. Стимуляция нефтяных скважин с помощью ультразвука
 
Авторы темы: О.М. Градов, М.С. Муллакаев и Э.В. Кистерев.
 
Целью работ по данному направлению является анализ механизма ультразвукового воздействия на процессы, происходящие в нефтяных скважинах, изучение природы и особенностей акустического течения, возможности управлять его параметрами. Это вызвано практической потребностью разработки ультразвукового оборудования и технологии обработки низкодебитных скважин, выбора эффективных режимов работы и создания условий, при которых процесс восстановления продуктивности скважины даст максимально возможный эффект. В результате работы сформулированы научные принципы, которые необходимо учитывать при конструировании промышленной ультразвуковой аппаратуры предназначенной для обработки тяжелых нефтей. Научным коллективом ставилась задача создания и проведения опытно-промышленного опробования такого оборудования.
 
Необходимость добиться резкого повышения коэффициента извлечения нефти из нефтеносных пластов на сегодняшний день очевидна. Для этого могут быть использованы различные физические и химические методы. Одним из возможных методов раскольматации скважин является использование ультразвуковых колебаний (метод Acoustic Well Stimulation - AWS). Специальный погружной аппарат опускается в скважину на глубину расположения продуктивного слоя пласта. Мощный ультразвук увеличивает проницаемость призабойной зоны и текучесть неньютоновских жидкостей. Так, в частности, в нефтяных скважинах под действием ультразвука происходит “разблокировка“ узких каналов в пористой среде призабойной зоны от отложений парафинов и асфальтенов, частиц глины и т.д.
 
Акустическое воздействие на нефтеносные пласты с помощью источников, расположенных в скважинах, относится к довольно новым методам интенсификации нефтедобычи. Для проведения акустического воздействия в производственных условиях  была создана  аппаратура для ультразвукового (УЗ) воздействия на призабойную зону. В результате исследований был создан ряд модификаций скважинных аппаратов, завершил который прибор на каротажном кабеле. К настоящему времени акустической обработке с помощью таких приборов подвергнуты сотни скважин. Конструктивной особенностью  таких систем является то, что в качестве активных элементов в скваженных приборах используются работающие навстречу друг другу стержневые магнитострикционные преобразователи, помещенные заполненный маслом в защитный кожух. Ось этих преобразователей совпадает с осью прибора. В этом случае интенсивное ультразвуковое излучение наблюдалось  только в  зонах  между преобразователями. Коэффициент успешности таких обработок по различным оценкам, колеблется от 50 до 70 %, причем он был заметно выше при обработке низкодебитных скважин. Лабораторные эксперименты показали, что под воздействием ультразвука коэффициент фильтрации нефти сквозь  пористую среду увеличивался в 1,2 – 1,5 раза, а текучесть нефти в 2 – 3 раза, при этом заметное увеличение текучести происходило для всех исследованных нефтей, в том числе и вязких. Использование технологии AWS на нефтяных скважинах в течение 20 дней показалo, что ультразвуковая обработка приводит к увеличению добычи нефти в 20-30 раз.
 
Решена задача описания стационарного течения вязкой жидкости в межцилиндровом пространстве, находящейся под воздействием мощной ультразвуковой волны.
 
Показана принципиальная возможность возникновения стационарного вихревого (акустического) течения вязкой жидкости, находящейся в пространстве между двумя соосными трубами, одна из которых (волновод) является источником мощного ультразвукового излучения в виде стоячей вдоль оси волны сжатия и разрежения.
 
Найдены выражения для радиальной и осевой скоростей акустического течения через амплитуду ультразвуковых колебаний, его частоту, а также плотность и вязкость жидкости. С помощью численных расчётов проиллюстрирован сложный характер зависимости скоростей в радиальном направлении, выполнены оценки характерного времени вихревого обращения жидкости.
Важнейшее практическое применение полученных результатов заключается в том, что появление мощного акустического течения способно изменить условия поступления жидкости в межцилиндровое пространство, как из-за механического выноса твердых частиц и плёнок, препятствующих движению жидкости, так и в результате создания «тяги», ускоряющей её забор из внешнего пространства. На основе построенной теории возможен расчёт оптимальных параметров соответствующей конфигурации устройства, способного обеспечить получение ожидаемых результатов.
 
Получено также решение задачи описания параметрического стимулирования глубинных слоёв месторождения жидких полезных ископаемых малым периодическим внешним воздействием.
 
Показана принципиальная возможность возникновения вынужденного фонтанирования скважин, осуществляющих добычу жидкого сырья, в результате развития параметрической неустойчивости, которая возбуждается малым периодическим изменением внешнего давления, действующего на верхнюю поверхность выкачиваемого сырья. При этом частота внешнего воздействия должна вдвое превышать резонансное значение собственных колебаний столба жидкости в стволе скважины. Найдены выражения для инкремента неустойчивости и её порогового значения, зависящего от плотности, теплопроводности и вязкости жидкости.
 
Основные публикации по данному направлению:
  1. О.В. Абрамов, О.М. Градов. Стационарное акустическое течение вязкой жидкости под воздействием мощного ультразвука. Материаловедение 2007, № 11, с. 2 – 7.
  2. О.В.Абрамов, О.М.Градов, Л.М.Петров. Параметрическая стимуляция добычи жидкофазного сырья из истощающихся пластов разрабатываемых месторождений. Материаловедение Материаловедение 2009, № 2, с. 54 – 57.
  3. О.В. Абрамов, В.О. Абрамов, О.М.Градов, М.С. Муллакаев, А.А. Печков. ультразвуковая технология восстановления продуктивности низкодебитных скважин. Химическое и нефтегазовое машиностроение 2009, №4, с. 15 – 19.
 
 
3. Десульфурация нефтепродуктов под действием ультразвука
 
Авторы темы: М.С. Муллакаев и Н.А. Булычев.
 
В рамках данной темы были проведены лабораторные исследования, направленные на оценку возможности разработки технологии окислительного обессеривания нефтепродуктов с использованием ультразвука в присутствии в качестве катализатора мелкодисперсных оксидов металлов, получаемых как традиционными способами, так и в соноплазменном разряде. Был проведен ряд экспериментов, направленных на оценку возможности удаления из нефтепродуктов меркаптанов и бензотеофенов.
 
В добываемые в России ископаемые топлива характеризуются повышенным содержанием серы. Сера вызывает коррозию в трубопроводах, резко ухудшает эксплуатационные качества топлив и масел, что в свою очередь приводит к преждевременному отказу двигателей внутреннего сгорания, снижает активность антидетонаторов и антиокис­лительную стабильность топлива, повышает склон­ность к смолообразованию.
 
Для обеспечения требований, выдвинутых решениями законодательств США и ЕС и решения вопросов охраны окружа­ющей среды, необходимо разработать более дешевые и эффективные способы обессеривания.
 
Концентрация серы в нефти изменяется от сотых долей до 6—8%. В малых количествах в нефтях часто присутст­вуют свободная сера и сероводород. Основная часть се­ры в нефти представлена в виде ее сераорганических соединений (меркаптанов (RSH), сульфидов (RSR'), дисульфидов (RSSR'), циклических сульфидов (CnH2nS) и др.).
 
Существующие промышленные методы перера­ботки сернистых нефтей и их фракций в основном связаны с разрушением сераорганических соединений и удалением их из топлив. В общем случае методы очистки нефти и нефтяных дистиллятов можно разделить на две группы: 1) спосо­бы, связанные с разрушением сераорганических со­единений и удалением их из топлив; 2) способы селек­тивного извлечения органических соединений серы.
 
Первая группа методов включает: 1) адсорбционно-каталитическое обессеривание нефтяных фрак­ций в присутствии адсорбентов и катализаторов; 2) обессеривание нефти и нефтепродуктов с помощью микроорганизмов. Вторая группа методов включает: 1) использование процессов экстракции; 2) способы окислительно­го обессеривания.
 
В нашей лаборатории был разработан и опробован способ непрерывного окислительного десульфирования нефтепродуктов при помощи ультразвука. Данное изобретение относится к области десульфирования легких фракций нефти и дизельного топлива. Дизельное топливо с пониженным содержанием серы получают способом, включающим смешение содержащего сульфиды очищаемого нефтепродукта, с водной текучей средой, гидроперекисью и алифатическим C15-C20 углеводородом с получением многофазной реакционной среды. Многофазную реакционную среду непрерывно пропускают через камеру для обработки ультразвуком с воздействием на неё в течение периода времени, достаточного для окисления сульфидов, содержащихся в дизельном топливе, в сульфоны. Полученную многофазную реакционную среду подвергают самопроизвольному разделению на водную и органическую фазы, оставляя её после выхода из упомянутой камеры. Органическую фазу отделяют от водной фазы с получением из выделенной органической фазы дизельного топлива с пониженным содержанием серы. Способ позволяет значительно снизить количество органических соединений серы в конечном продукте по сравнению с исходным сырьём. Очевидно, что эффективность процессов обессеривания можно заметно повысить путем рационального подбора катализаторов, в частности при использовании наноразмерных частиц, обладающих очень высокой удельной поверхностью. 
 
Нами были проведены лабораторные исследования, направленные на оценку возможности разработки технологии окислительного обессеривания нефтепродуктов с использованием ультразвука в присутствии в качестве катализатора получаемых в соноплазменном разряде наноразмерных порошков. Был проведен ряд экспериментов направленных на оценку возможности удаления из нефтепродуктов меркаптанов и бензотеофенов.
 
Для исследования процесса окислительного обессеривания углеводородного топлива содержащего меркаптаны была изготовлена лабораторная установка, состоящая из реактора автоклавного типа, ультразвукового излучателя и вспомогательных систем. Конструктивно реактор имел: отводы для залива и слива, рубашку охлаждения, подогрев сырья до 150 0С и датчик для измерения температуры, отводы для холодильника и  барботирования газом.
 
При проведении экспериментов в реактор загружается катализатор, затем заливается углеводород так, чтобы уровень жидкости в реакторе был выше головки излучателя на ~ 15 мм. В ходе эксперимента варьировалась интенсивность воздействия и время пребывания сырья в рабочей зоне. Воздух подавался из компрессора с постоянной скоростью 5 мл/мин во всех экспериментах. Реакция окисления проводилась при температурах 200С и 500с.
 
Концентрация меркаптана при температуре 500С в присутствии 2 г катализатора в течении 10 мин уменьшается от 258 ppm до 44 ppm. При этих же условиях в реакции, но с применением ультразвука через 10 мин меркаптаны не были обнаружены при исходной концентрации 240 ppm. Также следует отметить, что без катализатора уменьшение после 10 минут воздействии концентрации меркаптанов не происходит. Таким образом, в результате экспериментов по обессериванию нефтепродуктов показано:
  1. Применение ультразвукового воздействия позволяет увеличить  производительность удаления меркаптановой серы 20-30 раз.
  2. Применение высокодисперсных катализаторов, которые обеспечивают достаточно  высокую скорость реакции, что открывает широкие возможности для промышленного внедрения в производство.
  3. Используемый недорогой окислитель (пероксид водорода и серная кислота), также дает хорошие возможности для промышленного применения технологического процесса.
Основные публикации по данному направлению:
 
  1. Систер В.Г., Абрамов О.В., Гриднева Е.С. Применение ультразвуковых колебаний большой интенсивности для обессеривания нефтепродуктов. Международный научно-технический и производственный журнал «Химическое и нефтегазовое машиностроение», №1, 2009. с. 4 – 6.
  2. Систер В.Г., Гриднева Е.С., Абрамов О.В. Каталитическая модификация нефтепродуктов под действием ультразвука. Международный научно-технический и производственный журнал «Химическое и нефтегазовое машиностроение», №2, 2009. с. 10 – 11.
  3. Систер В.Г., Гриднева Е.С. Расчет параметров процесса обессеривания нефтепродуктов под действием ультразвука. Международный научно-технический и производственный журнал «Химическое и нефтегазовое машиностроение», №4, 2009. с. 20 – 23.
  4. Гриднева Е.С., Систер В.Г., Муллакаев М.С., Абрамов В.О. Сонокаталитическое обессеривание нефтепродуктов. Материаловедение, том 152, № 11, 2009. – с. 2 – 7.
  5. Систер В.Г., Абрамов О.В., Гриднева Е.С. Применение ультразвука для очистки нефтепродуктов. Материалы международной научно-технической конференции «Наука и образование – 2008», Мурманск, 2-10 апреля 2008. – с.283 – 284.
  6. Гриднева Е.С., Систер В.Г. Критериальное обобщение результатов обессеривания дизельного топлива с помощью ультразвука. Материалы международной научно-технической конференции «Наука и образование – 2009», Мурманск, 1-9 апреля 2009. – с.74 – 77.
  7. Абрамов В.О., Муллакаев М.С., Оганян Г.Б., Гриднева Е.С., Асылбаев Д.Ф. Окислительное обессеривание дизельной фракции в ультразвуковом поле. Высокие технологии, фундаментальные и прикладные исследования, образование. Т. 12: Сборник трудов Пятой международной научно-практической конференции "Исследование, разработка и применение высоких технологий в промышленности". 28 – 30.04.2008, Санкт-Петербург, Россия / Под ред. А.П. Кудинова, Г.Г. Матвиенко. СПб.: Изд-во Политехн. Ун-та, 2008. – с.143 – 144.
  8. Систер В.Г., Гриднева Е.С. Ультразвуковой метод обессеривания нефтепродуктов. Материалы XIII Международной экологической студенческой конференции-2008 «Экология России и сопредельных территорий», Новосибирск, 24-26 октября 2008. с. 99 – 100.
  9. Систер В.Г., Абрамов О.В., Гриднева Е.С. Применение ультразвука для обессеривания нефтепродуктов. Материалы III Международной конференции «Альтернативные источники энергии для больших городов», Москва, 23-24 октября 2008. с. 52 – 53.
  10. Систер В.Г., Гриднева Е.С. Повышение экологической безопасности ископаемых топлив с применением ультразвука. Материалы международной научно-технической конференции «Наука и образование – 2009», Мурманск, 1-9 апреля 2009. – с.544 – 546.
  11. Систер В.Г., Гриднева Е.С., Абрамов О.В. Применение ультразвука для обессеривания нефтепродуктов. Сборник трудов III Международной конференции «Альтернативные источники энергии для больших городов», Москва, 23-24 октября 2008, с. 600 – 604.
  12. Гриднева Е.С., Систер В.Г., Абрамов В.О., Муллакаев М.С. Снижение содержания экологически опасных соединений в нефтепродуктах с помощью ультразвука. Сборник трудов VI международной научно-практической конференции «Экологические проблемы индустриальных мегаполисов», Москва, 21-24 апреля 2009. – с.31 – 33

 

Кистерев Эдуард Васильевич, кандидат технических наук, старший  научный сотрудник.

Э.В. Кистерев родился в 1947 г. В 1976 г. закончил кафедру физики Воронежского Государственного Университета по специальности «ядерная физика». Учился в аспирантуре Института Физики Твердого Тела АН СССР, где защитил кандидатскую диссертацию на тему «Фазовые переходы в системе железо-углерод в ультразвуковом поле» по специальности «физика твердого тела» в 1978 г.
 
Работал научным сотрудником в ИФТТ АН СССР до 1990 г. С 1990 г. работает старшим научным сотрудником в лаборатории УТТ ИОНХ РАН.
Область научных интересов Э.В. Кистерева: физика твердого тела, акустические измерения, мощный ультразвук, кавитация, технологии диспергирования, эмульгирования, плазменные разряды, крекинг углеводородов.
 
За время работы в ИОНХ РАН Э.В. Кистеревым был выполнен ряд научно-исследовательских работ по влиянию мощного ультразвука на фазовые переходы в металлах и сплавах, синтезу наноструктурных композитных материалов в ультразвуковом поле, исследованию аномального плазменного разряда в кавитирующих жидкостях и т.д.
 
Результаты некоторых исследований использованы при разработке новейших технологий: синтезу наноматериалов в соноплазменных реакциях, приготовлении высокодисперсных эмульсий и суспензий, нанесении нанопокрытий на поверхности некоторых материалов и т.п.
 
Э.В. Кистерев разработал ряд ультразвуковых  аппаратных устройств  и средств контроля акустических параметров (датчиков кавитации, амплитуды смещений, анализатора акустических шумов и т.д.), применяемых как в научно-исследовательских работах, так и для контроля акустических параметров в ультразвуковых технологических процессах.
Э.В. Кистерев принимает активное участие в проведении совместных исследовательских работ с лабораториями ИОНХ по Программам РФФИ (с лабораторией  магнитных материалов, лабораторией химии фторидов), по Программе Фундаментальных исследований Президиума РАН, а также в выполнении хоздоговорных работ между ИОНХ и рядом фирм.
 
Э.В. Кистерев имеет ряд авторских свидетельств на изобретения, международных патентов и наград за участие в Международных выставках.
 
Общее число публикаций  в нашей стране и за рубежом более 100.
 
За период 2005-2010 гг. опубликовано около 40 научных работ в зарубежных и отечественных журналах и международных конференциях.
 
Основные публикации Э.В. Кистерева
  1. П.Е. Мескин, А.Е. Баранчиков, Э.В. Кистерев, В.К. Иванов, Н.Н. Олейников, Ю.Д. Третьяков, «Синтез нанодисперсных порошков CO3O4 в гидротермальных условиях с одновременным  ультразвуковым воздействием», ДАН, 2003, т. 389, №2, с.207-210.
  2. Н.А. Булычев, В.Н. Фомин, И.А. Арутюнов, О.В. Абрамов, Э.В. Кистерев, «Влияние метода механоактивации на процесс модификации поверхности в водных дисперсных системах пигментов», Материаловедение, №4, 2005, с.11-16.
  3. N.A.Bulychev, E.V. Kisterev, I.A.Arutunov, V.P.Zubov, «Ultrasonic Treatment Assisted Surface Modification of Inorganic and Organic Pigments in Aqueous Dispersions», Journal of the Balkan Tribological Association, Vol.14, No 1, 2008.
  4. E.A. Chechetkina, E.V. Kisterev, T.E. Kuprianova, «X-ray fluorescent spectroscopy of chalgogenide glasses: the RII method in application to Se-X», Journal of Non-Crystalline Solids, 2008.
  5. Е.А.Чечеткина, Э.В. Кистерев, Е.Б.Крюкова, «Влияние ультразвука на кристаллизацию стекол Se-Te», Материаловедение, №9, 2008.
  6. O.V. Abramov, V.O. Abramov, E.V. Kisterev, L. Palmer, «High power ultrasonic in environmental protection processes», ESS-9, Madrid, Spain, April 2004.
  7. В.О. Абрамов, Э.В. Кистерев, Ю.В. Андриянов, «Электроакустическая установка  для  исследования синтеза наноструктур и нанокластеров в электрических разрядах в жидких средах», Современные проблемы электрофизики и электрогидродинамики жидкостей-VIII, Санкт-Петербург, Июнь 2006 г.
  8. Чечеткина  Е.А., Э.В. Кистерев, Крюкова Е.Б., «Влияние ультразвука на кристаллизацию стекол системы Se-Te», Научная сессия Центра хемотроники стекла им. В.В.Тарасова, Москва, 2008 г.
  9. А.И.Варгунин.
  10. №9, 2008.
 
 
Булычев Николай Алексеевич, кандидат химических наук, старший научный сотрудник.
 
Н.А. Булычев родился в 1980 г. В 2003 г. с отличием закончил Московскую государственную академию тонкой химической технологии им. М.В. Ломоносова по специальности «химическая технология высокомолекулярных соединений». Учился в аспирантуре МИТХТ и в 2006 г. защитил кандидатскую диссертацию на тему «Модификация дисперсных систем полимерами при механическом воздействии». Одновременно с 2002 г. работал младшим научным сотрудником кафедры Химии и технологии высокомолекулярных соединений МИТХТ.
 
За время работы в МИТХТ был удостоен следующих наград: Почетный диплом МИТХТ за успешную научную работу (2003 г.), Именная стипендия им. М.В. Ломоносова (от МИТХТ) (2004 г.), Именная стипендия Правительства РФ (от Министерства образования РФ) (2004 г.), Именной грант Германской Службы Академических Обменов DAAD для полугодовой научной работы в Германии (2004 г.), Именная стипендия Президента РФ (от Министерства образования РФ) (2005 г.).
 
После защиты кандидатской диссертации 2 года работал в Германии, в качестве научного сотрудника кафедры Полимерной химии Университета Штутгарта. С 2008 г. Н.А. Булычев – старший научный сотрудник ИОНХ РАН.
 
Область научных интересов Н.А. Булычева: дисперсные систем, их получение и модификация, поведение высокомолекулярных соединений на границе раздела фаз, влияние интенсивного механического воздействия на дисперсные системы, ультразвук и ультразвуковое оборудование, кавитационные явления, плазменные разряды и их применение для синтеза наноразмерных частиц, создание наноструктурированных покрытий на поверхности материалов.
 
За время работы в ИОНХ РАН Н.А. Булычевым был выполнен ряд работ по разработке методов направленной контролируемой модификации дисперсных систем высокомолекулярными соединениями и созданию научных основ взаимодействия высокомолекулярных соединений с межфазной поверхностью в дисперсных системах под влиянием интенсивного механического воздействия, разработке методик синтеза нанодисперсных систем различных материалов – оксидов металлов, графита, минералов, разработаны методы создания наноструктурных покрытий.
Н.А. Булычев принимает активное участие в проведении совместных исследовательских работ с лабораториями ИОНХ РАН (с лабораторией  дисперсных материалов, лабораторией химии наноматериалов, лабораторией химико-металлургических процессов), в том числе по программам РФФИ, а также  в выполнении хоздоговорных работ между ИОНХ РАН и рядом фирм.
 
Н.А. Булычев имеет ряд наград за участие в международных выставках.
 
Общее число публикаций  в нашей стране и за рубежом более 100.
 
За период 2007-2010 гг. опубликовано около 50 научных работ в зарубежных и отечественных журналах и международных конференциях.
 
Основные публикации Н.А. Булычева
 
  1. N.A. Bulychev, I.A. Arutunov, V.P. Zubov, B. Verdonck, T. Zhang, E.J. Goethals, F.E. Du Prez. «Block Copolymers of Vinyl Ethers as Thermo-Responsive Colloidal Stabilizers of Organic Pigments in Aqueous Media», Macromolecular Chemistry & Physics, 2004, 18 (205), 2457-2463.
  2. Р.Ф. Ганиев, Н.А. Булычев, В.Н. Фомин, И.А. Арутюнов, C.D. Eisenbach, В.П. Зубов, «Влияние механоактивации на процесс модификации поверхности в водных дисперсных системах пигментов», ДАН, 2006, 4 (407), 35-43.
  3. N. Bulychev, O. Confortini, P. Kopold, K. Dirnberger, T. Schauer, F. E. Du Prez, V. Zubov, C. D. Eisenbach, «Application of Thermo-Responsive Poly(methylvinylether) Containing Copolymers in Combination with Ultrasonic Treatment for Pigment Surface Modification in Pigment Dispersions», Polymer, 2007, 48 (9), 2636-2643.
  4. N. Bulychev, K. Dirnberger, I. Arutunov,  P. Kopold, T. Schauer, V. Zubov, C.D. Eisenbach, «Effect of Ultrasonic Treatment on Structure and Properties of Ethylhydroxyethylcellulose Polymer Adsorption Layer on Inorganic Pigments in Aqueous Dispersion», Progress in Organic Coatings, 2008, 62 (3) 299-306.
  5. Р.Ф. Ганиев, Н.А. Булычев, В.Н. Фомин, И.А. Арутюнов, C.D. Eisenbach, В.П. Зубов, Е.Б. Малюкова, «Влияние интенсивного механического воздействия на параметры и структуру адсорбционных слоев полимера на поверхности частиц пигментов в водных дисперсных системах», ДАН, 2008, 423 (2), 218-221.
  6. N. Bulychev, W. Van Camp, B. Dervaux, Y. Kirilina, K. Dirnberger, T. Schauer, V. Zubov, F. E. Du Prez, C. D. Eisenbach, «Comparative Study of the Solid-Liquid Interface Behaviour of Amphiphilic Block and Block-like Copolymers», Macromolecular Chemistry & Physics, 2009, 210, 287-298.
  7. Ю.О. Кирилина, И.В. Бакеева, Н.А. Булычев, В.П. Зубов, «Органо-неорганические гибридные гидрогели на основе линейного поли-N-винилпирролидона и продуктов гидролитической поли-конденсации тетраметоксисилана», Высокомолекулярные соединения, 2009, 51 (4), 705-713.
  8. N.A. Bulychev, «Taylor-Made Block Copolymers of Poly(Acrylic Acid) as Pigments Surface Modification Agents», Chemistry and Chemical Technology, 2010, 4, (1), 47.
  9. Н.А. Булычев, В.Н. Фомин, Е.Б. Малюкова, Н.Б. Урьев, «Наноструктурные аспекты поведения макромолекул различной молекулярной архитектуры на границе раздела фаз», Физикохимия поверхности и защита материалов, 2010, 46, (2), 87.
  10. Н.А. Булычев, В.Н. Фомин, Е.Б. Малюкова, Н.Б. Урьев, «Применение метода электрокинетической звуковой амплитуды для изучения адсорбции высокомолекулярных соединений на границе раздела фаз», Коллоидный журнал, 2010, 4, 457.
  11. Н.А. Булычев «Конформационные превращения полимеров при адсорбции на оксидах титана и железа», Неорганические материалы, 2010, 4, 451.
  12. О.В. Абрамов, В.О. Абрамов, Ю.В. Андрианов, О.М. Градов, М.С. Муллакаев, А.В. Шехтман, Н.А. Булычев, «Соноплазменный разряд в жидкой фазе», Материаловедение, 2009, 2 (143), 57.
  13. В.О. Абрамов, Ю.В. Андриянов, Э.В. Кистерев, О.М. Градов, А.В. Шехтман, Н.В. Классен, Н.А. Булычев, «Плазменный разряд в кавитирующей жидкости», Инженерная физика, 2009, 8, 34.
  14. Э.В. Кистерев, В.О. Абрамов, А.В. Абрамова, О.М. Градов, А.В. Шехтман, Н.А. Булычев «Ультразвуковой метод создания наноструктурных покрытий», Технология металлов, 2009,10, 18.
  15. В.О. Абрамов, Н.А. Булычев, О.М. Градов, Э.В. Кистерев, М.С. Муллакаев, «Исследование особенностей ультразвукового воздействия на гетерогенные системы жидкость – дисперсные включения газовой, жидкой и твердой фазы», Современные проблемы общей и неорганической химии. – М.: 2009. – 648 с., с. 479.
 
(25.02.1936 – 25.09.2008)
 
Олег Владимирович родился в 1936 году в г. Днепропетровске, закончил в 1959 г. Московский институт стали и сплавов, защитил кандидатскую диссертацию в 1964 г., докторскую в 1973 г., в 1980 г. ему было присвоено ученое звание профессора.
 
С 1959 по I975  год О.В. Абрамов работал Центральном научно-исследовательском институте черной металлургии, прошел путь от лаборанта до ведущего научного сотрудника. С 1975 по 1989 год работал в Институте физики твердого тела АН СССР и одновременно был профессором Московского института стали и сплавов.                
 
С 1990 года Олег Владимирович работал в ИОНХ РАН в должности заведующего лабораторией ультразвуковой техники и технологии.
 
Основная сфера его деятельности - исследование особенностей влияния мощного ультразвука на вещество, его практическое использование в металлургии, машиностроении, химии для интенсификации тепло-, массообменных процессов и воздействия на структуру и свойства материалов.
 
Олег Владимирович Абрамов являлся крупным, признанным во всем мире специалистом в области взаимодействия ультразвука с веществом, им детально изучены процессы кавитации в жидкостях, кристаллизации металлов в ультразвуковом поле, проведен цикл работ по практическому использованию мощного ультразвука в металлургии, машиностроении, химии. Им разработаны высокоэффективные ультразвуковые генераторы, электроакустические преобразователи, колебательные системы (последние запатентованы в Европе, США и Японии), системы контроля акустических параметров.
 
В 1981 г. им получена премия Совета Министров СССР, а в 2007 г. – Государственная премия Правительства РФ в области науки и техники.
 
Олегом Владимировичем Абрамовым опубликовано свыше 250 научных работ, в том числе 7 книг и глав в книгах (4 из них вышли за рубежом – в США, Англии, Германии, Словакии), свыше 220 статей, получено более 30 авторских свидетельств. Он являлся руководителем 25 аспирантов, защитивших кандидатские диссертации, 4 его ученика защитили докторские диссертации. Олег Владимирович являлся заместителем главного редактора журнала «Материаловедение», членом Совета по Технической Акустике и Ультразвуку РАН, членом Президиума Российского Акустического общества, членом Совета Европейского Общества Ультразвуковой Химии.
 
Талант ученого гармонично сочетался в нем с высокой духовностью и увлеченностью искусством.
 
Светлая память о нем навсегда останется в сердцах его друзей, коллег и учеников.
 
  
Владимир Олегович Абрамов – заведующий лабораторией с 2008 г., доктор технических наук.
 
Владимир Олегович родился в 1959 г. в Москве. В 1982 г. закончил Московский Государственный Университет им. М.В. Ломоносова (Физический факультет).
 
Учился в аспирантуре Московского института стали и сплавов и в 1985 г. защитил кандидатскую диссертацию, получив степень кандидата технических наук. После защиты кандидатской диссертации В.О. Абрамов перешел в Институт металлургии, где работал старшим научным сотрудником лаборатории аморфных материалов до 1993 г. Затем Владимир Олегович был удостоен Премии фонда Александра фон Гумбольдта (Alexander-von-Humboldt-Fellowship) и с 1993 по 1996 г. работал в Германии, в г. Штутгарте, в институте Металловедения им. Макса Планка (Max-Planck-Institut für Metallforschung, Institut für Werkstoffwissenschaft).
 
С 1996 г. В.О. Абрамов работает в ИОНХ РАН. В. 2007 г. защитил диссертацию на соискание ученой степени доктора технических наук.
 
С 2008 г. В.О. Абрамов стал заведующим лабораторией Ультразвуковой техники и технологии.
 
Область научных интересов В.О. Абрамова – теория ультразвуковых колебаний, введение ультразвука в металлы и их сплавы, изменение свойств металлов и сплавов под действием ультразвука, влияние ультразвука на физико-химические и технологические процессы, в том числе очистка сточных вод, восстановление нефтяных скважин, переработка нефти и химические превращения в нефтепродуктах.
 
В.О. Абрамов – автор более 100 научных публикаций и патентов.
 
Ультразвуковое оборудование и технологические циклы, разработанные под руководством В.О. Абрамова, внедрены и успешно функционируют как в России, так и более чем в 25 зарубежных странах.
 
В.О. Абрамов является членом Европейского сонохимического общества.

 

ОБЪЯВЛЕНИЯ
Рассылка новостей