По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 666.943

Методологические основы разработки многокомпонентных материалов

С.Н. Лис старший научный сотрудник, ТОО «Институт проблем комплексного освоения недр»

В статье описываются методологические основы технологического конструирования структурно сложных материалов, основанные на концепции, рассматривающей эти материалы как единую термодинамическую систему, состоящую из отдельных элементов (компонентов). На основании опыта разработки многокомпонентных материалов автором выявлено, что квантование субстрата носит уровневый, фазовый характер, причем каждому уровню соответствует свой процесс структурогенеза с присущими ему особыми объективными закономерностями. Величина структурного кванта, питающего межкомпонентные переходы, а следовательно, и процессы структурного совершенствования системы, зависит от массы субстрата и числа состояний этой системы. Повсеместно проявляющиеся свойства дискретности действия, строения систем материального мира подтверждают универсальность принципа квантования в объективной действительности.

Литература:

1. Лис С.Н., Казанцева Г.В. Пространственные связи в системной организации пород в земных недрах // Труды Международной научной конференции «Наука и образование — ведущий фактор стратегии. Казахстан-2030» (Сагиновские чтения № 2). — Ч. 3. — Караганда: КарГТУ, 2010. — С. 254–256.

2. Лис С.Н. Самоорганизация системы горных пород вокруг полости / Инновационные технологии и проекты в горно-металлургическом комплексе, их научное и кадровое сопровождение: Сборник трудов Международной научно-практической конференции, 18–19 марта 2014 г. — Алматы: КазНТУ, 2014. — С. 250–254.

3. Вареха Ж.П., Лис С.Н. Самоорганизация системы горных пород в земных недрах // Горный журнал Казахстана. — 2014. — № 7. — С. 10–13.

4. Эллиот Р.П. Структуры двойных сплавов. Т. I. — М., 1970.

5. Байсаров Л.В. Обоснование параметров и разработка технологии комбинированного способа поддержания повторно используемых выработок: Автореф. дис. канд. техн. наук: 05.15.02 / НГУ. — Днепропетровск, 2007. — 20 с.

6. Хасен Б.П., Вареха Ж.П., Лис С.Н. Силикатный анкерный закрепитель // Строительство: новые технологии — новое оборудование. — 2016. — № 7. — С. 43–48.

7. Корнеев В.И., Данилов В.В. Жидкое и растворимое стекло. — СПб.: Стройиздат, 1996. — 216 с.

8. Глушков В.М. Самонастройка и самоорганизация. — Киев, 1963.

Многокомпонентные материалы представляют собой сложную термодинамическую систему. В современной теории систем, диагностике их качественных состояний большое значение имеет последовательность, генерируемая уравнением [1; 2; 3]:

где: n — любое целое натуральное число.

Положительные корни этого уравнения (Х) образуют последовательность, приведенную в таблице 1, до значений ранга кратности n = 0, 1, 2, …, 9.

Эта последовательность образует шкалу меры организации системы, а корни уравнения (1) являются узловыми точками на этой шкале. Отсюда — возможность оперировать последовательностью Х как оптимальными интегральными, структурными показателями различных систем, мерами гармоничности неких сложных наборов ингредиентов, образующих целое. Всякий ансамбль (части целого, элементы множества, вероятности или частоты событий) может быть охарактеризован таким интегральным показателем. Приравняв его к одному из ряда чисел Х, получаем базовое соотношение для гармонизации ансамблей, смесей (микстов), составов, частей целого. Спектр действия основанной на этом технологии гармонизации широк, особенно при производстве любого сложносоставного продукта. Уже наиболее простой тип соединений — бинарные смеси четко проявляют это действие. Так, хорошо изученные двойные сплавы обладают особыми, ярко выраженными функциональными свойствами (устойчивость в термическом отношении, твердость, хрупкость, износостойкость, устойчивость к окислению и т.п.) лишь в том случае, если удельные веса входящих в них конкрементов составляют одну из пропорций, в которых легко узнать числа приведенного ряда: 38,2 : 61,8; 31,8 : 68,2; 27,5 : 72,5 и т.д. [4].

В качестве примера другого рода можно привести «БИкрепь» — цементно-минеральную сухую смесь, разработанную ОА «Шахта «Красноармейская-Западная» [5]. Как видно из таблицы 2, наибольшую прочность состав на основе «БИкрепь» достигает при отношении вода/цемент = 0,62, что соответствует алгоритму Х = 0,618 на нашей шкале узловой линии мер. Даже небольшое отклонение от этого отношения приводит к резкому снижению прочности состава.

Для Цитирования:
С.Н. Лис, Методологические основы разработки многокомпонентных материалов. Строительство: новые технологии - новое оборудование. 2022;1.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: