Научный журнал
Современные наукоемкие технологии
ISSN 1812-7320
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,916

ВОЗМОЖНЫЕ КОМПЛЕКСНЫЕ КОМПОНЕНТЫ СОСТОЯНИЙ ФРАКТАЛЬНОГО ГИБРИДНОГО (FFF) КЛАССА ДЕТЕРМИНИСТИЧЕСКИХ МОДУЛЯРНЫХ СТРУКТУР КОМПОЗИТОВ

Дерлугян П.Д. 1 Иванова И.В. 1 Иванов В.В. 1 Шишка В.Г. 1
1 ФГУП ОКТБ «ОРИОН» Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) им. М.И. Платова
Обсуждаются возможные комплексные компоненты состояний фрактального гибридного (f f f) класса детерминистических модулярных структур композитов.
структурное состояние
фрактальная структура
модулярная структура
композиционный материал
1. Иванов В.В., Щербаков И.Н. Моделирование композиционных никель-фосфорных покрытий с антифрикционными свойствами. – Ростов н/Д: Изд-во журн. «Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион», 2008. – 112 с.
2. Иванов В.В., Щербаков И.Н., Иванов А.В. // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. – 2010. – № 1. – С. 84–87.
3. Иванов В.В., Щербаков И.Н. // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. 2010. – № 5. – С.72–75.
4. Иванов В.В., Щербаков И.Н. // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. 2010. – № 6. – С.79–82.
5. Иванов В.В., Щербаков И.Н. // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. – 2011. – № 3. – С. 54–57.
6. Иванов В.В., Щербаков И.Н. // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. – 2011. – № 5. – С. 47–50.
7. Щербаков И.Н., Иванов В.В., Логинов В.Т. и др. Химическое наноконструирование композицонных материалов и покрытий с антифрикционными свойствами. Ростов н/Д: Изд-во журн. «Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки», 2011. – 132 с.
8. Иванов В.В., Арзуманова А.В., Иванов А.В., Балакай  В.И. // Журн. прикладной химии, 2006. – Т. 79. – Вып. 4. – С. 619–621.
9. Иванов В.В., Курнакова Н.Ю., Арзуманова А.В., и др. // Журн. прикладной химии, 2008. – Т. 81. – Вып. 12. – С. 2059–2061.
10. Балакай В.И., Сметанкин Г.П., Иванов В.В., Балакай  И.В. // Вестник ВЭлНИИ, 2009. – Вып.1 (57). – С. 32–41.
11. Иванов В.В., Арзуманова А.В., Балакай И.В., Балакай В.И. // Журн. прикладной химии, 2009. – Т. 82. – Вып. 5. – С. 797–802.
12. Иванов В.В. // Успехи соврем. естествознания, 2014. – № 7. – С. 126–128.
13. Иванов В.В. // Успехи соврем. естествознания, 2014. – № 7. – С. 100–104.
14. Иванов В.В. // Успехи соврем. естествознания, 2014. – № 7. – С. 121–123.
15. Иванов В.В. // Успехи соврем. естествознания, 2014. – № 7. – С. 124–125.
16. Заморзаев А.М. Теория простой и кратной антисимметрии. Кишинев: Штиинца. 1976. – 283 с.
17. Иванов В.В. // Успехи соврем. естествознания, 2014. – № 7. – С. 93–95.
18. Дерлугян П.Д., Иванов В.В., Иванова И.В. и др. // Соврем. наукоемкие технологии. 2013. – № 9. – С. 86–88.
19. Дерлугян П.Д., Иванов В.В., Иванова И.В. и др. // Соврем. наукоемкие технологии. 2013. – № 10. – С. 158–160.
20. Дерлугян П.Д., Иванов В.В., Иванова И.В. и др. // Соврем. наукоемкие технологии. 2013. – № 10. – С. 161–163.
21. Иванов В.В. // Соврем. наукоемкие технологии. – 2013. – № 5. – С. 29–31.
22. Иванов В.В. // Успехи соврем. естествознания, 2013. – № 8. – С. 136–137.
23. Иванов В.В. // Успехи соврем. естествознания, 2013. – № 8. – С. 134–135.
24. Иванов В.В. // Успехи соврем. естествознания, 2013. – № 8. – С. 129–130.
25. Иванов В.В. // Успехи соврем. естествознания, 2013. – № 11. – С. 61–65.
26. Иванов В.В. // Соврем. наукоемкие технологии. 2013. – № .9 – С. 89–93.
27. Иванов В.В. // Междунар. науч.-иссл. журнал = Research Journal of International Studies, 2013. – № 7-1. – С. 35–37.
28. Иванов В.В. // Междунар. науч.-иссл. журнал = Research Journal of International Studies, 2013. -№ 7-1. – С. 28–30.
29. Иванов В.В. // Междунар. науч.-иссл. журнал = Research Journal of International Studies, 2013. – № 7-1. – С. 31–33.
30. Иванов В.В. // Междунар. науч.-иссл. журнал = Research Journal of International Studies, 2013. – № 7-1. – С. 30–31.
31. Иванов В.В. // Междунар. науч.-иссл. журнал = Research Journal of International Studies, 2013. – № 7-1. – С. 33–35.
32. Иванов В.В. // Междунар. науч.-иссл. журнал = Research Journal of International Studies, 2013. – № 7-1. – С. 26–28.
33. Иванов В.В. // Междунар. науч.-иссл. журнал = Research Journal of International Studies, 2013. – № 8-1. – С. 25–27.
34. Иванов В.В. // Междунар. журнал прикладных и фундаментальных исследований, 2013. № 10(3). – С. 493.
35. Иванов В.В. // Междунар. журнал прикладных и фундаментальных исследований, 2013. № 10(3). – С. 493–494.
36. Иванов В.В. // Успехи соврем. естествознания, 2014. – № .4. – С. 105–108.
37. Щербаков И.Н., Попов С.В., Иванов В.В. // Междунар. науч.-иссл. журнал = Research Journal of International Studies, 2014. № 3(22). – Часть 2. – С. 22–23.
38. Иванов В.В. // Междунар. журнал экспериментального образования, 2014. – № 4. – Part 2. – С. 58–59.
39. Иванов В.В. // Междунар. журнал экспериментального образования, 2014. – № 4. – Part 2. – С. 59–60.

В соответствии с концепцией синергизма свойств фаз твердой и смазочной компонент композиционных покрытий параметры химического и фазового состава, микроструктурные характеристики фаз твердой компоненты и особенности конфигурации межфазных границ влияют на трибологические свойства поверхности [1–7]. Квазифрактальные структуры в 2D пространстве могут рассматриваться как возможные аппроксиманты сайз-распределения ультрадисперсных частиц фаз и конфигураций межфазных границ на поверхности антифрикционных покрытий в процессе трибовоздействия со стороны контр-тела [5, 7–11].

Будем считать, что в общем случае состояния детерминистических модулярных структур определяются возможными кристаллическими r, наноразмерными n и фрактальными f компонентами. Множество вероятных структурных 1D состояний детерминистических модулярных структур композитов включает три основные состояния (rr ≡ r, nn ≡ n, ff ≡ f) и три пары из сопряженных состояний (rn и nr, rf и fr, nf и fn). Возможные пространственные компоненты структурных состояний поверхности проанализированы в работе [12]. Сформулированы принципы формирования возможных структурных состояний из фрактальных компонент с учетом полугрупповых свойств множества соответствующих 1D генераторов [13]. Проанализированы размерные характеристики возможных состояний многокомпонентных структур, включающих фрактальную компоненту, и их влияние на свойства системы [14, 15].

Из десяти классов вероятных структурных состояний класс (f f f) характеризует возможные структурные состояния, включающие в себя в основном только фрактальную компоненту. Симметрия структур Rfff3 может описываться пространственными G33, слоевыми G32, ленточными G32,1, точечными слоевыми G32,0 точечными ленточными G32,1,0, стержневыми G31 группами [16, 17]. Перечислим возможные виды состояний фрактального гибридного класса (f f f), приведем сопряженные им (*) и соподчиненные состояния.

1) (f f f) - 3D фрактальная гибридная структура, (f f f)* = (f f f), (f f f)  (nf nf nf),

2) (f f fr) - 3D фрактал из 1D детерминистических фракталов, (f f fr)* = (f f rf), (f f fr)  (nf nf nr),

3) (f f fn) - 3D фрактал из 1D фрактальных нанообъектов, (f f fn)* = (f f nf), (f f fn)  (nf nf n),

4) (f fr fr) - 3D фрактал из 2D детерминистических фракталов, (f fr fr)* = (f rf rf), (f fr fr)  (nf nr nr),

5) (f fr fn) - 3D фрактал из 1D детерминистических фракталов и из 1D фрактальных нанообъектов, (f fr fn)* = (f rf nf), (f fr fn)  (nf nr n),

6) (f fn fn) - 3D фрактал из 2D фрактальных нанообъектов, (f fn fn)* = (f nf nf), (f fn fn)  (nf n n),

7) (fr fr fr) - 3D детерминистический фрактал, (fr fr fr)* = (rf rf rf), (fr fr fr)  (nr nr nr),

8) (fr fr fn) - 3D фрактал из 2D детерминистических фракталов и 1D фрактальных нанообъектов, (fr fr fn)* = (rf rf nf), (fr fr fn)  (nr nr n),

9) (fr fn fn) - 3D фрактал из 1D детерминистических фракталов и 2D фрактальных нанообъектов, (fr fn fn)* = (rf nf nf), (fr fn fn)  (nr n n),

10) (fn fn fn) - 3D фрактальный нанообъект, (fn fn fn)* = (nf nf nf), (fn fn fn)  (n n n).

Размерный параметр D для каждого структурного состояния может быть представлен следующим образом: D = dr D(r) + df D(f) + dn D(n), где dr, df и dn - количества соответствующих компонент одного сорта, размерный параметр для кристаллической компоненты D(r) = 1, для фрактальной компоненты D(f) = DimRf = Dim (GenRf) < 1, для наноразмерной компоненты D(n) = (o) < 1, если средний размер нанообъекта < no = 100 нм [14, 15].

Пример. Определим размерный параметр для состояния (fr fn fn), характеризующего 3D фрактал из 1D детерминистических фракталов и 2D фрактальных нанообъектов. Сопряженным с ним является состояние (rf nf nf), представляющее собой 3D структуру из 1D локального фрактала и 2D нанообъекта с фрактальной структурой. С учетом разложения

(fr fn fn) = 1/6 [2(n n n) + (r r r) + 3(f f f)]

окончательно получим

D = 1/6 [6(<n>/no) + 3 + DimGenRfff1 + + DimGenRfff2+ DimGenRfff3].

Отметим, что для сопряженного структурного состояния (fr fn fn)* = (rf nf nf) размерный параметр идентичен.

В соответствии с [15] на свойство SD влияет отклонение размерного параметра D от мерности пространства d и формально можно рассматривать два вида зависимостей: SD = Sd(1 + K|d-D|) и ln(SD/Sd) = K|d-D|. Коэффициент пропорциональности К обусловлен как характеристиками структурного состояния, так и характеристиками пространства, в котором существует система с данным состоянием.

При оценке размерных параметров структурных состояний для отдельных компонент использовали следующие условные значения: D(r) = 1, D(f1) = D(f2) = D(f3) = 0,5, D(n1) = D(n2) = 0,1. Экспоненциальная зависимость от размерного параметра SD = Sd exp(K|d-D|) является более сильной по сравнению с первой (рисунок, а). На величину |d-D| существенно влияют значения компонент D(f) и D(n). В частности, влияние величины фрактальной компоненты D(f) на условный размерный параметр D для каждого из десяти структурных состояний класса (f f f) показано на рисунке, б.

der1.tifa)  der1a.tif б)

Влияние условного размерного параметра D структурного состояния детерминистических модулярных структур на свойства систем по зависимостям вида SD = Sd(1 + K|d-D|) (а-1) и SD = Sd exp(K|d-D|) (а-2). Влияние величины фрактальной компоненты D(f) на условный размерный параметр D десяти структурных состояний класса (f f f) (б)

В ранее опубликованных работах проанализированы спектральные характеристики вероятных детерминистических гибридных фракталов – сложных фрактальных структур с двумя и более точечными или линейными генераторами в 2D пространстве [18–26]. Разработан алгоритм выбора и идентификации данных структур с необходимыми характеристиками. Значения локальной и лакунарной размерностей каждой фрактальной структуры могут быть использованы при определении квазиупорядоченного сайт-распределения определенных фаз по поверхности композиционных покрытий и конфигурационных характеристик межфазных границ [27–37]. На основе этих данных возможна оценка поверхностной доли твердого смазочного компонента и расчет трибологических свойств покрытия в соответствии с синергической моделью [1, 38, 39]. Расчетные данные косвенно подтверждают, в частности, результаты трибологических испытаний соответствующих антифрикционных покрытий [2, 5–11].


Библиографическая ссылка

Дерлугян П.Д., Иванова И.В., Иванов В.В., Шишка В.Г. ВОЗМОЖНЫЕ КОМПЛЕКСНЫЕ КОМПОНЕНТЫ СОСТОЯНИЙ ФРАКТАЛЬНОГО ГИБРИДНОГО (FFF) КЛАССА ДЕТЕРМИНИСТИЧЕСКИХ МОДУЛЯРНЫХ СТРУКТУР КОМПОЗИТОВ // Современные наукоемкие технологии. – 2015. – № 1-1. – С. 16-18;
URL: http://www.top-technologies.ru/ru/article/view?id=34983 (дата обращения: 02.04.2020).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074