Физика. Рубрика в журнале - Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Математика. Механика. Физика
О процессе разряда электростатических ионисторов
Статья научная
Несмотря на растущую популярность ионисторов (суперконденсаторов), общепринятая модель разряда и единая методика описания их характеристик пока отсутствуют. Это связано со сложностью физико-химических процессов, происходящих в них. В данной работе был проведен анализ заряд-разрядных кривых изготовленного в лаборатории и промышленного ионисторов. Было показано, что для исследованных ионисторов, в отличие от обычных конденсаторов, характерен двухступенчатый механизм разряда с отличающимися примерно на порядок постоянными времени. Быстрый разряд определяется внутренними параметрами ионистора, а постоянная времени этого процесса не зависит от сопротивления внешней цепи. Для медленного процесса постоянная времени линейно зависит от сопротивления внешней цепи, поэтому этот процесс является аналогом разряда обычного конденсатора. Из параметров медленного процесса возможно определить эффективное внутреннее сопротивление ионистора и его емкость. Соотношение скоростей быстрого и медленного разряда в случаях лабораторного и промышленного ионисторов примерно одинаково, что указывает на сходность процессов, протекающих в них. Существенная разница между ионисторами наблюдается в соотношении амплитуд напряжений, соответствующих быстрому и медленному процессам. Для промышленного ионистора вклад напряжения, приходящегося на медленный (зависящий от параметров внешней цепи) процесс, существенно выше, что говорит о большей его эффективности при работе в электрических цепях.
Бесплатно
О равновесной концентрации вакансий в сплавах железа с водородом
Статья научная
Разработана статистическая теория твёрдых растворов железа и водорода с учётом взаимодействия последнего с вакансиями, уточняющая теорию А.А. Смирнова. Сделаны оценки энергии образования комплексов вакансии с различным числом атомов водорода «из первых принципов». Проведены количественные оценки концентрации таких комплексов в зависимости от температуры и влияния взаимодействия вакансий с водородом на их равновесную концентрацию.
Бесплатно
О самоорганизации и профилировании кристаллов кварца в условиях неравновесной термодинамики
Статья научная
На примере кварца рассмотрены вопросы, связанные с самоорганизацией и профилированием кристаллов кварца в условиях неравновесной термодинамики.
Бесплатно
Об аномальной дисперсии звука и структуре жидкости
Статья научная
В работе показано, что исчезновение аномальной дисперсии звука и изменение типа коллективного движения в жидкостях разной природы связано с изменением структуры жидкости. Работа поддержана РФФИ, проекты 06-03-32690, 06-08-01142.
Бесплатно
Об особенностях моделирования процессов конденсации методом молекулярной динамики
Статья научная
Методом молекулярной динамики изучена кинетика конденсации пара металла в атмосфере инертного газа и образование металлических кластеров. Показано, что формирование кластеров происходит через формирование метастабильных комплексов с повышенной энергией, которые стабилизируются посредством молекулярных столкновений. Показано, что методика изучения формирования кластера должна включать наблюдение за кинетикой протекания процесса, особенно на ранних стадиях конденсации и для комплексов малого размера.
Бесплатно
Обратная задача крутильно-колебательной вискозиметрии для нелинейных жидкостей
Краткое сообщение
Рассмотрены вопросы восстановления параметров колебаний на основе точных решений для линейных жидкостей на примере реостабильных образцов.
Бесплатно
Обратный бета-распад иттрия-90 под воздействием нейтрино ультранизких энергий
Статья научная
Проведено экспериментальное исследование процесса бета-распада 90Y с целью обнаружения признаков влияния нейтрино ультранизких энергий на скорость распада. Для концентрации потоков нейтрино использовалась свинцовая линза. Исследования показали: с вероятностью около 90 % можно утверждать, что имеются признаки такого процесса.
Бесплатно
Общая модель реометрических течений в вертикальной цилиндрической геометрии
Статья научная
Обсужден общий подход к вискозиметрическому описанию неньютоновских сред в системе коаксиальные вертикальные цилиндр-цилиндр. В качестве примера выделены различия в поведении вязкоупругих образцов с преобладанием свойств жидкости или твердого тела при движении в них зонда по инерции или в процессе развития течения при действии момента.
Бесплатно
Объемная магнитострикция сплавов Fe-Ga: расчет из первых принципов
Статья научная
Представлены исследования магнитных и магнитоупругих свойств кристаллических структур A2 и D03 сплавов Fe100-xGax (x = 18 - 22 ат.%), выполненные при помощи теории функционала плотности. Расчеты выполнены при помощи программного пакета SPR-KKR. Рассчитаны обменные интегралы, значения объемной магнитоупругой постоянной B0 и объемной магнитострикции ∆V/V. Полученная зависимость констант магнитного обменного взаимодействия от параметра кристаллической решетки является убывающей функцией как для структуры A2 так и для D03. Показано, что ферромагнитное взаимодействие между атомами железа в первой координационной сфере усиливается с ростом концентрации Ga в полностью неупорядоченной фазе A2, в то время как в упорядоченной кристаллической структуры D03 данное взаимодействие ослабляется. Рассчитанные величины ∆V/V для различных композиций сплавов Fe100-xGax лежат в области отрицательных значений. Зависимость объемной магнитострикции от содержания Ga является возрастающей функцией для структуры A2 и убывающей ∆V/V для фазы D03. Характер зависимости объемной магнитострикции от концентрации Ga структуры A2 согласуется с экспериментальными данными и с результатами, полученными для соединений на основе Ni.
Бесплатно
Определение коэффициента самодиффузии воды в пакете Gromacs
Статья научная
Проведены молекулярно-динамическое моделирование температурных зависимостей коэффициента самодиффузии воды вблизи критической области при помощи пакета Gromacs с использованием трехточечного межчастичного SPC-потенциала и сравнение результатов моделирования с опытными данными. Показано, что выбранная методика позволяет обеспечить хорошее согласие результатов моделирования с данными других авторов и эксперимента. Показано, что температурная зависимость коэффициента самодиффузии в критической области одинаково хорошо аппроксимируется как кривыми типа Аррениуса, так и уравнением Коэна-Турнбулла.
Бесплатно
Статья научная
Исследована зависимость показателя ослабления света кристаллов от концентрации примеси. Установлено, что с увеличением концентрации примеси неодима в расплаве возрастает показатель ослабления света. На основе спектральной характеристики атомов неодима получено, что концентрация примеси неодима растет с увеличением концентрации в расплаве до 7 %. Из результатов магнитных исследований следует, что с ростом концентрации неодима снижается разность магнитной восприимчивости. Методом гидротермального травления установлено, что примесь неодима располагается по границам зонарности, имеются дислокации, границы блоков и макроскопические включения. Определена предельная концентрация примеси неодима.
Бесплатно
Статья научная
В новой версии (11.1) программного пакета WIEN2k проведено первопринципное моделирование равновесной структуры и свойств ОЦК-железа. Определены оптимальные значения основных параметров моделирования, позволяющие рассчитывать энергетические характеристики системы с точностью не менее 0,01 эВ. Энергия растворения углерода в ОЦК-железе составила 0,85 эВ.
Бесплатно
Статья научная
Представлены результаты определения кристаллической структуры образцов ТЭНа, гексогена и октогена методом рентгеновской дифрактометрии, приведены расчеты параметров элементарной ячейки молекулярных кристаллов, связанные с обработкой результатов рентгеновской дифрактометрии, и экспериментальные зависимости объемов элементарной ячейки молекулярных кристаллов от температуры. Полученные экспериментальные данные по изобарическому сжатию и расширению исследованных молекулярных кристаллов позволили уточнить тепловую составляющую уравнений состояния молекулярных кристаллов и получить выражение для изобарического коэффициента теплового расширения, связанное с математической моделью тепловой составляющей уравнений состояния молекулярных кристаллов. Полученная аналитическая зависимость изобарического коэффициента теплового расширения от температуры рассмотренных образцов позволяет правильно описывать предельный переход к низким температурам. Предложен метод аппроксимации, полученных экспериментальных зависимостей объема элементарной ячейки, исследуемых веществ, при изобарическом сжатии - расширении от температуры, основанный на математической модели полуэмпирических уравнений состояния молекулярных кристаллов. Данный подход позволил получить аналитическую зависимость объема элементарной ячейки кристалла от температуры, с точностью до 3 % описывающую представленные результаты рентгеновской дифрактометрии, рассмотренных в работе образцов молекулярных кристаллов.
Бесплатно
Определение радиуса кривизны в вершине лежащей капли по наблюдениям картин интерференции
Статья научная
В связи с экспериментами по изучению поверхностного и межфазного натяжения в жидкостях предлагается новая оптическая схема определения радиуса кривизны в вершине лежащей капли, основанная на наблюдении картин интерференции в модифицированном специальным образом интерферометре Майкельсона.
Бесплатно
Статья научная
Гетероциклические полициклические соединения, содержащие атомы кислорода и азота, являются перспективными материалами для молекулярной электроники. Обширная область применения таких соединений требует информацию об электронной структуре, в частности, энергии сродства к электрону, которое, наряду с потенциалами ионизации, определяет процессы транспорта электронов, дно и потолок запрещенной зоны, энергию квазиуровня Ферми и работу выхода. Для гетероциклических молекулярных полупроводников (ГМП), содержащих атомы азота и кислорода, установлена связь между сродством к электрону и интегральными автокорреляционными характеристиками оптического спектра в УФ и видимой области на основе представлений спектров поглощения как совокупности возбуждённых электронных состояний в сильно коррелированной электронной системе. Спектры поглощения молекул регистрировались в оптически прозрачных средах на спектрофотометре СФ-2000 с шагом 1 нм. Показано, что в рядах гетероциклических молекулярных сред с ростом интегральной автокорреляционной характеристики спектра сродство к электрону возрастает по квазилинейному закону. Особенностью электронной структуры гетероциклических соединений, содержащих атомы кислорода и азота, являются эффекты сильного обменного и кулоновского корреляционного взаимодействий электронов. Результаты подтверждены данными экспериментов по регистрации спектров оптического поглощения растворов ГМП в диапазоне 200-600 нм, а также квантово-химическими расчетами с применением методов Хартри-Фока. Полученные результаты обоснованы статистической обработкой данных методами наименьших квадратов и математической статистики. На основе установленных закономерностей разработан метод определения сродства к электрону ГМП. Разработан метод, который позволяет оценить сродство к электрону по спектрам оптического поглощения в УФ и видимой области.
Бесплатно
Особенности захвата комет галлеевского типа с почти параболических орбит
Статья научная
Исследуется происхождение комет галлеевского типа в результате захвата с почти параболических орбит. Рассмотрено два возможных механизма захвата. Первый механизм заключается в том, что в результате совместного влияния Галактики и Юпитера комете на почти параболической орбите необходимо совершить около 500 оборотов вокруг Солнца для захвата орбиты галлеевского типа. При втором механизме захвата в результате многократных тесных сближений кометы с планетами-гигантами происходит постепенное медленное подтягивание орбиты кометы к орбитам планет земной группы. Этот процесс протекает очень медленно и комете необходимо совершить около 12 500 оборотов вокруг Солнца прежде, чем она будет захвачена на орбиту, соответствующую галлеевской.
Бесплатно
Особенности нанодвойниковых структур в сплавах Гейслера Ni2Mn1,5In0,5 и Ni2Mn1,75In0,25
Статья научная
Представлены результаты расчетов фазовой стабильности и структурных свойств двойниковых структур сплавов Гейслера Ni2Mn1,5In0,5 и Ni2Mn1,75In0,25. Рассмотрены структуры со случайным и периодичным расположением избыточных атомов Mn в подрешетке In. Показано, что композиции Ni2Mn1,5In0,5 и Ni2Mn1,75In0,25 с периодами модуляции 2-5 и 3-3 соответственно являются стабильными относительно всех двойниковых структур. Распределение избыточных атомов Mn не влияет на структурные характеристики рассматриваемых концентраций. Нанодвойниковые структуры сплавов Ni2Mn1,5In0,5 и Ni2Mn1,75In0,25 обладают схожими параметрами кристаллической решетки. С увеличением концентрации Mn наблюдается повышение стабильности исследуемых структур по отношению к распаду на составляющие стабильные компоненты.
Бесплатно
Статья научная
Проведен анализ результатов спектроскопии диффузионного отражения и дифференциального сканирующего калориметрического анализа образцов NiO в нанокристаллическом состоянии. Образцы получены прокаливанием продуктов термолиза NiCO3 в температурном интервале (380 °С t
Бесплатно
Особенности спектров электронной эмиссии продуктов радиационной карбонизации поливинилиденфторида
Статья научная
Рассматриваются параметры формы спектров электронной эмиссии продуктов радиационной карбонизации поливинилиденфторида (ПВДФ), синтезированных воздействием AlKα фотонов и ионов аргона. Полученные данные свидетельствуют о существенном влиянии способа карбонизирующего воздействия на характер упорядочения атомов углерода в модифицированном наноразмерном слое поверхности полимера.
Бесплатно
Особенности строения многослоевых углеродных нанотрубок
Статья научная
Методом рамановской спектроскопии исследованы образцы углеродных нанотрубок различной степени дефектности. Обнаружено влияние дефектности образцов на интенсивность спектральных линий дефектной зоны. Предложена методика, позволяющая оценить степень дефектности образцов на основании статистического анализа совокупности рамановских спектров в области волновых чисел 1000-4000 см -1.
Бесплатно
