Journal articles on the topic 'Електрохімічні технології'

У праці розглянуто основні типи покриттів та їх розповсюдженість у світі за частотою застосування в машинобудуванні. Відзначено, що найбільш розповсюдженими серед них є металеві – електрохімічні хромові покриття та неме-талеві – оксидні покриття, сформовані у різних електролітах. Проведено аналіз способів та обладнання для утилізації відпрацьованих електролітів для формування покриттів на деталях машин у гальванічних цехах і дільницях. Як об’єкти дослідження вибрали електроліти для електрохімічного хромування сталей та для плазмовоелектролітичного оксидування алюмінієвих сплавів. Використано системний підхід до вирішення актуальної проблеми утилізації відпрацьованих електролітів гальванічних ванн для нанесення покриттів, що є особливо важливим завданням на етапі переходу до «зелених технологій». Розроблено технологічну схему переробки відпрацьованих електролітів, яка включає процеси осадження, нейтралізації та очищення. Застосовано мехатронний підхід і комп’ютерне моделювання під час проектування установки для реалізації вказаної технології, котра містить два реактори і гідроциклон-фільтр, які сполучені трубопроводами, а також оснащену насосами, вказівниками рівня рідини, рН-метричним обладнанням та автоматизованою системою керу-вання. В склад установки входить розроблена нова конструкція гідроциклон-фільтра, який забезпечує комбіноване очищення рідин від завислих частинок забруднення шляхом одночасного поєднання відцентрового очищення та фільтрування, а також дозволяє здійснювати промивання його кільцевого зазору та регенерацію фільтрувальної зернистої засипки фі-льтрувальної касети. Розроблена технологія утилізації відпрацьованих електролітів є ефективною під час експлуатації та не потребує дороговартісного обладнання, процес є екологічно безпечним як для обслуговуючого персоналу, так і для навколишнього природного середовища, а продукти переробки можна повторно використовувати у виробничому циклі.

Вступ. Покращення екологічного стану довкілля пов’язано із забезпеченням стабільного протикорозійного захистуметалофонду в хімічній, газо-, нафтодобувній та енергетичній промисловостях. Зокрема, проведення якісного хімічного очищення теплоенергетичного обладнання вимагає застосування ефективних екобезпечних інгібіторів корозії.Проблематика. Проблемі створення екоінгібіторів в Україні приділено недостатньо уваги, хоча наявність рослинної сировини у вигляді відходів харчового, деревообробного та низки інших виробництв дозволяє успішно вирішувати цю проблему.Мета. Розробка нового екологічно безпечного інгібітора на основі екстрактів з рослинної сировини та технології хімічного очищення теплоенергетичного обладнання з його використанням.Матеріали й методи. Вихідною сировиною слугували стружка та тирса дуба; застосовано методи екстракції з використанням водних, органічних та змішаних розчинників, гравіметричний та електрохімічні методи дослідженнязахисних властивостей екстрактів та синергічних композицій на їх основі, методи аналітичної хімії.Результати. Розроблений екоінгібітор є синергічною композицією на основі екстракту дуба з додаванням екобезпечних допоміжних речовин (ксантанову камедь, уротропін, тіосечовину, сегнетову сіль, карбамід, технічний гліцерин та інших) (можна вказати їх перелік). Встановлено, що ефективність інгібітору у 5% хлоридній кислоті становить понад 90%, механізм його захисної дії має змішаний характер і полягає в адсорбції складників синергічної композиції. Інгібітор у складі промивних розчинів не змінює повноту розчинення карбонатних відкладів порівняно знеінгібованим розчином, проте вдвічі зменшує час усунення солей твердості та продуктів корозії з поверхонь теплообміну енергетичного обладнання. Розроблено технологічний регламент і тимчасові технічні умови на його одержання та технологічну інструкцію на проведення кислотно-інгібіторного очищення теплоенергетичного обладнання.Висновки. Отримано дослідну партію екоінгібітору, який пройшов стендову та натурну апробацію, що підтвердили його ефективність у складі промивного розчину

У роботі проведено огляд кіберфізичних біосенсорних та імуносенсорних систем, що є новим поколінням інформаційно-вимірювальних систем із використанням у конструкції біологічних матеріалів, які забезпечують їх високу селективність. Проведена класифікація досліджуваних систем відносно чутливих елементів і можливості використанням різних режимів фізико-хімічного перетворення вимірювальної величини. Розглянуто такі види кіберфізичних біосенсорних та імуносенсорних систем: електрохімічні; оптичні; на основі оксиду кремнію, кварцу та скла; на основі наноматеріалів; генетично кодовані або синтетичні флуоресцентні; мікробні, розроблені за допомогою синтетичної біології та генетичної інженерії. Досліджувані системи порівняно за технологією, специфічністю, порогом виявлення, тривалістю аналізу, вартістю та портативністю. Розглянуто методи виготовлення електрохімічних кіберфізичних біосенсорних та імуносенсорних систем. Окремо представлено методи виготовлення, шляхом модифікування поверхні металевих і вуглецевих електродів із використанням біоматеріалів, таких як ферменти, антитіла або ДНК. Представлено оптичні досліджувані системи, що реалізуть свою дію за допомогою іммобілайзерів і можуть виготовлятися із золота, матеріалів на основі вуглецю, кварцу або скла. Описано найбільш важливі напрями використання кіберфізичних біосенсорних та імуносенсорних систем у лікувальних і діагностичних закладах, зокрема для моніторингу рівня глюкози в крові пацієнтів із цукровим діабетом, а також для розроблення нових лікарських засобів, біозондування та біомедицини. Зроблено висновок, що досліджувані системи з наноматеріалів на основі оксиду кремнію володіють найбільш високим потенціалом щодо застосування для біовізуалізаціі, біосенсорного аналізу та лікування онкологічнх захворювань. Розглянуто мічені кіберфізичні біосенсорні та імуносенсорні системи з використанням генетичного кодування або синтетичної флуоресценції, що дало змогу вивчати біологічні процеси, в тому числі, різні молекулярні перетворення всередині клітин. Наведено переваги візуалізації in vivo за допомогою досліджуваних систем малих молекул з метою кращого розуміння клітинної активності та механізму дії ДНК, РНК та мікро-РНК. Описано клітинні біосенсорні та імуносенсорні системи, що можна застосовувати для моніторингу біохімічної потреби в кисні, токсичності в навколишньому середовищі, для виявлення пестицидів і важких металів, спостереженні за екологічною ефективністю при виробництві електроенергії. Зроблено висновок, що для створення високочутливих мініатюрних пристроїв потрібне розроблення різних мікро- і нано-кіберфізичних біосенсорних та імуносенсорних платформ із залученням інтегрованих технологій, які використовують електрохімічний або оптичний біоелектронні принципи з комбінацією біомолекул або біологічних матеріалів, полімерів і наноматеріалів.

Реферат – Проблематика – розробка та виробництво покриттів для медичних імплантатів складають суттєвий сегмент сучасного ринку технологій. Враховуючи кількість хворих, яким потрібна операція по відновленню цілісності кісткової тканини, об'єми необхідних матеріалів оцінюються на рівні десятків тон. Мета дослідження – аналіз стану розробок та технологій біоміметичного отримання багатофункціональних біосумісних наноструктурованих покриттів на основі ортофосфатів кальцію (СаР) та природних біополімерів хітозану (CS), альгінату (Alg), колагену (Cg) у вигляді двофазних систем метал/покриття. Методика реалізації - використання технології термічної депозиції (TSD-temperature substrate deposition) з водних розчинів прекурсорів. Результати дослідження: В даному огляді просумовано наукові дані щодо методів отримання біоактивних, протимікробних СаР покриттів та дослідження їх властивостей. Відмічені особливості популярних технологій: плазмове розпилення, електрофоретичне та електрохімічне осадження, золь-гель, біоміметичне осадження. Зважаючи на підвищену резистентність мікроорганізмів до широкого ряду антибіотиків в останні десятиліття, в якості протимікробних засобів до складу покриттів були внесені альтернативні частинки неорганічного походження, а саме фулерен C60, наночастинки та іони срібла Agnano, Ag+, частинки цинку оксиду (ZnO). Сучасними інструментальними методами проведено аналіз структурних, фізичних та антибактеріальних властивостей покриттів. Висновки: Аналіз отриманих результатів щодо синтезу та структурно-фазових досліджень апатит-біополімерних покриттів, отриманих методом TSD в лабораторії «Біонанокомпозит» Сумського державного університету протягом останніх 5 років надає інформацію про стан досліджень за вказаною проблематикою та може бути корисним при подальших дослідженнях науковців, в тому числі молодих вчених. Ключові слова: покриття, ортофосфати кальцію, біополімери, термодепозиція

У статті наведено основні методи переробки вуглекислого газу в різні сполуки, окреслено їх переваги й недоліки з погляду можливості їх використання для циркуляційної економіки. Це:- звичайне термічне перетворення вуглекислого газу. У свою чергу, поділяється на розщеп-лення вуглекислого газу та перетворення СО2 у поєднанні з кореактивом, метаном, Н2 або Н2О. Перший спосіб не дуже ефективний і використовується мало. Другий дає змогу отримувати різноманітні органічні сполуки;- сонячна термохімічна конверсія – використання сонячної енергії для термохімічного перетворення. Цей метод не потребує додаткових джерел енергії і не справляє негативного впливу на навколишнє середовище;- фотохімічне перетворення. Цей метод відрізняється від сонячного перетворення тим, що він використовує енергію фотонів для здійснення реакції;- безхімічна конверсія. Таке перетворення сонячної енергії в хімічну є «природним» фотосинтезом для виробництва біопалива;- електрохімічне перетворення. Це метод, при якому електрична енергія подається для створення потенціалу між двома електродами осередку, що дає можливість перетворювати вуглекислий газ на хімічні сполуки;- плазмова технологія перетворення вуглекислого газу. Це метод, який використовує різні типи плазми. Серед розрядів як найбільших джерел плазми, що використовуються для перетворення вуглекислого газу, є діелектричний бар’єрний розряд (також званий «тихим» через «повільні» електрони), мікрохвильова піч, ковзна дуга, тління, корона, іскра та імпульс. Зазначені технології і методи утилізації СО2 можуть використовуватися залежно від по-ставленої задачі, специфіки і можливостей регіону, де планується їх використання.

Вступ. За поєднанням високої точності обробки, продуктивності та можливості керування формою ріжучого профілю інструменту одношаровий абразивний інструмент має потенційну перевагу над іншими типами абразивних інструментів.Проблематика. Інструменти для прецизійного формоутворення деталей з високолегованих та жароміцних сталей є найбільш складними у виготовленні, економічно привабливими та критично важливими у сегменті інструментального виробництва. Виготовлення таких інструментів шляхом електрохімічного зарощування зерен алмазу металомна електропровідному корпусі відоме давно. Проте їх виготовлення за найкращими традиційними технологіями стикається із значними складнощами і потенціал таких алмазних виробів реалізується лише на 15—20 %.Мета. Удосконалення виробництва високоточного абразивного інструменту для обробки високолегованих та жароміцних сталей на сучасних оброблювальних центрах з числовим програмним керуванням.Матеріали й методи. Електрохімічне осадження покриттів проводили за оригінальною методикою. Мікроструктуру одержаних покриттів вивчали за допомогою скануючої електронної мікроскопії та рентгенівської дифрактометрії. Міцність утримання алмазних зерен у зв’язці вимірювали на розробленому пристрої.Результати. Запропоновано технологію виготовлення високоточних одношарових шліфувальних інструментів шляхом електрохімічного осадження металу. Показано, що між сталевим корпусом та шаром металу, що утримує алмазні зерна, створюється тонкий шар електропровідного полімеру з високою адгезією як до корпусу, так і до металу. Це зебезпечує міцне утримання абразивних зерен та високий ступінь рівномірності їх розміщення, що наразі є недосяжним для традиційних технологій, а також посилює стійкість гострих кромок профілю як найбільш вразливих ділянок інструменту.Висновки. Вперше створено та апробовано новий клас високоточного профільного інструменту, який дає можливість імпортозаміщення на машинобудівних підприємствах України, а також виходу на зовнішні ринки.

У статті проведено аналіз та порівняння найбільш поширених методів поверхневого зміцнення деталей машин покриттями. Відзначено, що шляхом використання захисних покриттів можна вирішувати низку науково-технічних проблем машинобудування, забезпечуючикомплексне раціональне використання властивостей основи деталі та властивостей матеріалу захисного покриття. Мета дослідження – провести аналіз і порівняння сучасних методів поверхневого зміцнення деталей машин металевими електрохімічними хромовими та оксидними покриттями і встановити тенденції їх розвитку. Для проведення досліджень технологій нанесення електрохімічних хромових покриттів на сталь та алюміній і формування оксидних покриттів на алюмінієвих литих та деформованих сплавах у режимі анодування та плазмоелктролітичного оксидування в електроліті застосували системний підхід і використали бібліографічний метод. Під час досліджень використовували електронні ресурси бібліографічних реферативних баз даних: Scopus, Web of Science, Google Scholar. Досліджено технологічні процеси нанесення металевих електрохімічних хромових покриттів на сталь, мідь та алюміній. Розглянуто процеси електролізу в спокійному та проточному електроліті на основі шестивалентного та тривалентного хрому за різних струмових режимів. Вивчено формування оксиднихпокриттів на алюмінієвих деформованих, литих сплавах та напилених алюмінієвих шарах, а також магнієвих сплавах. Встановлено, що тверде анодування забезпечує одержання оксидних покриттів меншої товщини порівняно з інноваційним методом – плазмоелектролітичним оксидуванням. Описано хімічні, електро- та плазмохімічні реакції під час утворення шарів оксидних покриттів. Проведено порівняння технологічних режимів нанесення та властивостей сформованих покриттів. Наукова новизна отриманих результатів дослідження полягає у застосуванні системного підходу до аналізу та порівняння сучасних методів формування металевих електрохімічних хромових та оксидних покриттів і визначенні перспектив їх подальшого вдосконалення. Практична значущість – обґрунтувано раціональний вибір металевих та оксидних покриттів для зміцнення деталей машин.

В роботі представлені докладні відомості про розроблені авторами біоміметичні технології захисту інкубаційних яєць курей, що складається з композиту хітозану, перекисних сполук і фотокаталітичних ультрадисперсних частинок діоксиду титану TiO2 і жовтого залізоокисного пігменту заліза Fe2O3. Розроблені теоретичні та прикладні аспекти концепції використання біоміметичних захисних покриттів «GREEN ARTICLE» («ARTIficial cutiCLE») у птахівничій галузі, а саме у виробництві інкубаційних яєць. Базовою матричною складовою захисних покрить «GREEN ARTICLE» є «зеле-ний», екологічно-безпечний, широко розповсюджений та недорогий і нешкідливий у виробництві матеріал - хітозан. Екс-периментально доведено, що електрохімічна та ультразвукова технології модифікації розчину хітозану у перекисних сполуках (надоцтова кислота, перекис водню) наночастками оксидів: титану, заліза, та металів: титану, міді, а також кальциту, дозволяє створити захисні покриття «подвійної дії» відповідно до технології попередження контамінації інку-баційних яєць патогенною мікрофлорою, підвищення показників виводимості яєць та якості молодняку «GREEN ARTICLE». Результати інкубації протягом 21 доби показали, що виводимість яєць курей Хайсекс Браун між контрольною та дослідною групами відрізнялася на 4,7%. Так, у контрольній групі, цей показник становить 85,0%, а в досліді складає 89,7%. Показник інкубації у курей кросу Хайсекс Уайт покращився на 5,3%. У контрольній групі цей показник становить 84,9% та у дослідній групі де яйця обробляли розчином TiO2 Fe2O3 90,2%. Також композиція позитивно впливає на знижен-ня контамінації патогенної мікрофлори на поверхні шкаралупи курячих яєць до 0,4-0,71% від вихідної кількості бактеріа-льних колоній протягом 19 днів.

Мета: розглянути класифікацію біосенсорів (за типом перетворювача), принцип їх роботи, галузі застосування біосенсорів залежно від виду забруднювачів навколишнього середовища та основні напрямки подальшого розвитку біосенсорних технологій. Матеріали і методи. У дослідженні застосовано бібліосемантичний та аналітичний методи. Результати. Біосенсор є портативним аналітичним пристроєм, що складається з чутливого елемента біологічного походження та фізико-хімічного перетворювача. Його устаткування має такі компоненти: біорецептор, перетворювач, процесор сигналу на виході. Біосенсори класифікуються відповідно до біорецептора (ферменти, імуноафінність, ДНК і цілі мікробні клітини) чи перетворювача (електрохімічний, оптичний, п’єзоелектричний, електрохімічний та тепловий біосенсори). Як біосенсори, так і біологічні прилади можна використовувати як інструменти контролю параметрів навколишнього середовища – для оцінки фізичного, хімічного та біологічного моніторингу забруднювальних речовин у довкіллі. Основні програми біосенсорів призначено для виявлення та контролю різних забруднювальних речовин, включно солі важких металів, органічні та неорганічні забруднювачі, токсини, антибіотики і мікроорганізми. Висновки. Застосування сучасних нанотехнологічних біосенсорів має великий потенціал для екологічного моніторингу та для виявлення забруднювальних речовин, оскільки дані біологічні пристрої є портативними і дають змогу проводити вимірювання в режимі реального часу. Принцип роботи біосенсора ґрунтується на здатності фіксування біологічного матеріалу, відбувається за допомогою фізичного або мембранного захоплення, нековалентних або ковалентних зв’язків.

У статті розкрито зарубіжний досвід напрямків розширення функціональності портативних електронних пристроїв. Визначено слабкі сторони сучасних портативних електронних пристроїв. Зазначено, що переносні електронні пристрої, включаючи мобільні телефони, портативні комп’ютери, планшети та мобільні (переносні) електронні пристрої сприяють швидкому зростанню обробки та обміну інформацією. Підкреслено, що швидкий прогрес портативних електронних пристроїв неможливий без поступового вдосконалення технологій акумуляторних батарей. Первинні батареї вже використовувались як основне джерело енергії портативних електронних пристроїв протягом тривалого періоду. Наведено внутрішні та зовнішні методи захисту батарей портативних електронних пристроїв. Окремо відзначено портативні електронні пристрої, що мають механічну гнучкість (наприклад, зсувні дисплеї), вони представляють новий напрямок для електронної промисловості. Крім того, вони можуть поєднуватися з мобільними датчиками (наприклад, розумним одягом), щоб зробити революцію в житті людини. Наголошено, що електрохімічні функції гнучких батарей зазвичай погіршуються при тривалих частих механічних деформаціях, наприклад, при згинанні, згортанні, скручуванні та інших режимах деформації. З високою ємністю, можливістю швидкого заряджання / розряджання та чудовою стабільністю на циклі, що може бути додатково поєднано з гнучкими електролітами та сепараторами. Зазначається, що з метою подальшого задоволення постійно високих вимог до акумуляторних батарей у портативних електронних пристроїв, значні зусилля у галузі досліджень у всьому світі були спрямовані на вдосконалення існуючих акумуляторних систем з використанням нових матеріалів, передових технологій та нових енергетичних хімічних сполук.

У статті розкрито зарубіжний досвід напрямків розширення функціональності портативних електронних пристроїв. Визначено слабкі сторони сучасних портативних електронних пристроїв. Зазначено, що переносні електронні пристрої, включаючи мобільні телефони, портативні комп’ютери, планшети та мобільні (переносні) електронні пристрої сприяють швидкому зростанню обробки та обміну інформацією. Підкреслено, що швидкий прогрес портативних електронних пристроїв неможливий без поступового вдосконалення технологій акумуляторних батарей. Первинні батареї вже використовувались як основне джерело енергії портативних електронних пристроїв протягом тривалого періоду. Наведено внутрішні та зовнішні методи захисту батарей портативних електронних пристроїв. Окремо відзначено портативні електронні пристрої, що мають механічну гнучкість (наприклад, зсувні дисплеї), вони представляють новий напрямок для електронної промисловості. Крім того, вони можуть поєднуватися з мобільними датчиками (наприклад, розумним одягом), щоб зробити революцію в житті людини. Наголошено, що електрохімічні функції гнучких батарей зазвичай погіршуються при тривалих частих механічних деформаціях, наприклад, при згинанні, згортанні, скручуванні та інших режимах деформації. З високою ємністю, можливістю швидкого заряджання / розряджання та чудовою стабільністю на циклі, що може бути додатково поєднано з гнучкими електролітами та сепараторами. Зазначається, що з метою подальшого задоволення постійно високих вимог до акумуляторних батарей у портативних електронних пристроїв, значні зусилля у галузі досліджень у всьому світі були спрямовані на вдосконалення існуючих акумуляторних систем з використанням нових матеріалів, передових технологій та нових енергетичних хімічних сполук.

У роботі представлено способи обробки харчових курячих яєць. Відбиралися свіжі знесені яйця категорії С0 65-75 г породи «Декалб-Уайт». Зберігали в чистих лотках по 30 штук у кожному. Яйця були розділені на VII груп і зберігалися при температурі 21°С. Зберігання яєць при кімнатній температурі призводить до погіршення якісних органолептичних показників вмісту яйця, збільшення швидкості проникнення і розмноження Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Salmonella enterica, БГКП (бактерій групи кишкових паличок) у порівнянні з яйцями, що зберігалися у холодильних камерах при температурі до 8º С. Метою роботи було визначення впливу обробки харчових яєць курей захисними препаратами на основі комплексів «хітозан-мідь» на зменшення маси харчових курячих яєць протягом зберігання. Формували сім партій курячих яєць по 30 шт. в кожній. Дослідні партії обробляли захисними препаратами комплексів «Хітозан-мідь», приготованими різними способами. Дослід проводився протягом 30 днів. Яйця курячі розподіляли на окремі групи. З метою ізоляції вмісту яєць курячих харчових від впливу зовнішнього середовища, зменшення втрат маси та запобігання мікробного забруднення нами було застосовано обробку поверхні шкаралупи кожного яйця різними речовинами. Наведений склад композиції для обробки харчових курячих яєць на основі комплексів «Хітозан-мідь» із захисту від патогенної мікрофлори бактеріального і вірусного походження гальмує втрату маси яєць протягом усього терміну зберігання. В дослідній групі, де курячі яйця обробляли Розчином (5), до складу якого входять водний хітозан (2-5%) з додаванням надоцтової та оцтової кислоти (1:1 за об’ємом) і підданий електролізу із застосуванням титану у якості аноду та катоду, вага яєць зменшилася на 1,3 %, 2,4 % на 14 день, 3,1 % на 21 день, 7,5% на 30 добу, що показало найкращий результат. Таким чином на зменшення маси курячих яєць впливає не тільки температура зберігання, а й захисні препарати на основі комплексів «хітозан-мідь», що показали зменшення швидкості втрати ваги і псування яєць під час зберігання при температурі 21ºС. Розроблена «зелена» електрохімічна технологія синтезу захисних покрить для харчових яєць для подовження терміну зберігання/транспортування на основі комплексів типу «хітозан-мідь»; 2) Експериментально доведено, що використання технології захисту харчових яєць курей, що базується на утворенні на поверхні яєць тонкошарового покриття з екологічно безпечного хітозану, до складу якого входять іони міді, не здійснюють статистично вірогідного впливу на зменшення маси яєць у порівнянні з контролем.

Насоси широко використовуються в більшості технологічних процесів хімічної і харчової промисловості, в т.ч. в апаратах для інтенсифікації процесу отримання мікро- і наноемульсій за рахунок виникнення ефектів гідродинамічної кавітації. Використання кавітаційних технологій дозволяє збільшити продуктивність технологічних процесів, забезпечити значну економію енерговитрат і високу якість обробки дисперсних систем. В технологічних схемах кавітаційних апаратів використовуються насоси різних типів. Виникнення в них кавітаційних ефектів призводить до негативних наслідків в результаті яких відбувається зниження продуктивності і ККД всього пристрою і руйнування поверхонь робочих органів. Найбільшого застосування знайшли динамічні лопатеві і об’ємні (гвинтові або шестеренні) насоси. В роботі представлені результати досліджень виникнення кавітаційних ефектів в динамічному відцентровому і в об’ємному шестеренному насосах за зміною температурних і електрохімічних показників води в результаті обробки. Аналіз результатів досліджень температурних показників продемонстрували відмінності принципу дії обраних насосів за їх впливом на оброблюване середовище. В динамічному відцентровому насосі температурні показники швидко наростають, на відміну від об’ємного шестеренного, в якому за 20 хв. роботи підвищення температури практично не відбулося. В результаті активного динамічного впливу на молекулярному рівні при проходження рідини через відцентровий насос рівень рН збільшується вже з перших секунд обробки. Значення питомої електропровідності води змінюються так само більш виражено для динамічного відцентрового насосу. Отримані результати вказують на активацію води з утворенням електронно-збуджених станів молекул. Таким чином, встановлено виникнення кавітації в динамічному відцентровому насосі при певних умовах і параметрах його роботи.

Підвищення рівня надійності і збільшення ресурсу машин та інших об’єктів техніки можливо тільки за умови випуску продукції високої якості у всіх галузях машинобудування. Це вимагає безперервного вдосконалення технології виробництва і методів контролю якості покриттів. У даний час все більш широкого поширення набуває 100%-вий неруйнівний контроль покриттів на окремих етапах виробництва. Для забезпечення високої експлуатаційної надійності машин і механізмів велике значення має також періодичний контроль їх стану без демонтажу або з обмеженим розбиранням, який проводиться при обслуговуванні в експлуатації або при ремонті.Висока якість машин, приладів, устаткування – основа успішної експлуатації, отримання великого економічного ефекту, конкурентоспроможності на світовому ринку. Тому комплекс глибоких знань і певних навичок в області контролю якості покриттів є необхідною складовою частиною професійної підготовки фахівців з машинобудування.Існуючі методики викладання інженерних дисциплін, як правило, не відповідають змінам у розвитку суспільства. У зв’язку з невеликим обсягом годин, що приділяються на вивчення дисципліни, й сучасними високими вимогам до рівня підготовки фахівців такий курс необхідно ввести не традиційним способом, а з використанням інформаційних технологій. Для цього:– студенти повинні мати попередню комп’ютерну підготовку;– викладач повинен розробити відповідну технологію навчання.Відомо [1], що під технологією навчання мається на увазі системна категорія, орієнтована на дидактичне застосування наукового знання, наукові підходи до аналізу й організації навчального процесу з урахуванням емпіричних інновацій викладачів і спрямованості на досягнення високих результатів у розвитку особистості студентів.Суть пропонованої технології полягає у створенні модульного середовища навчання (МСН) «Контроль якості покриттів» і впровадженні його у процес навчання, що забезпечує систематизацію навчання й формалізацію інформації. Метою технології є індивідуалізація навчання, а визначеність МСН полягає в її алгоритмічній структурі. Тому зміст МСН розроблений у вигляді систематизуючої ієрархічної схеми, куди увійшли основні розділи робочої програми курсу. Структура МСН складається з наступних блоків:1. «Методичне забезпечення дисципліни», у якому пропонуються відповідні дії, що сприяють засвоєнню інформації на заданому рівні:– першоджерела;– робоча програма;– робочий план;– опис дисципліни;– загальні методичні вказівки;– методичні вказівки до вивчення лекційного матеріалу;– методичні вказівки до виконання самостійної роботи;– методичні вказівки до виконання лабораторних робіт;– методичні вказівки до виконання домашнього завдання №1;– методичні вказівки до виконання домашнього завдання №2;– зразок титульної сторінки домашнього завдання.2. «Лекції», у якому представлені html-файли відповідного лекційного матеріалу, контрольні питання й тести до кожної теми:– дефекти і фізико-хімічні властивості покриттів;– оцінка механічних властивостей покриттів; класифікація видів і методів неруйнівного контролю (НК); візуально-оптичний, радіохвильовий і тепловий види НК;– вихореструмовий і радіаційний види неруйнівного контролю покриттів;– магнітний та електричний види НК покриттів;– акустичний метод НК покриттів;– НК покриттів проникаючими речовинами;– технологічні випробування покриттів;– методи і засоби статистичного контролю якості; автоматизація контролю якості покриттів.Викладання лекцій проводиться у режимі комп’ютерної презентації.3. «Самостійне опрацювання теоретичного матеріалу» з тестами.Відомо, що викладач у процесі своєї роботи повинен не тільки передавати студентам певний об’єм інформації, але і прагнути сформувати у них потребу самостійно здобувати знання, застосовуючи різні засоби, зокрема комп’ютерні. Чим краще організована самостійна пізнавальна активність студентів, тим ефективніше і якісніше проходить навчання. Тому деякі матеріали, що відносяться до лекційних тем, пропонуються для самостійного вивчення. При цьому організований доступ студентів до розділів МСН без звернення за допомогою до викладача. При необхідності подальшого використання матеріалів МСН можна копіювати ресурси, компонувати, редагувати і згодом відтворювати їх.4. «Лабораторні роботи» з інструкціями з техніки безпеки при виконанні робіт у лабораторіях і при роботі на персональному комп’ютері й з тестами до кожної теми:– вплив товщини покриття на міцність деталі;– контроль мікротвердості покриттів;– моделювання технологічних випробувань покриттів;– контроль внутрішніх напружень покриттів;– вплив дефектів покриття на якість деталі;– корозійний та електрохімічний контроль якості покриттів;– використання х– та s–діаграм для визначення причин погіршення якості покриттів.5. «Домашні завдання» (умова з варіантами даних і методичні вказівки до виконання, зразок оформлення):– оцінити вплив мікротвердості покриття на міцність деталі;– оцінити вплив корозії покриття на міцність деталі.Для ефективного використання МСН необхідне його планомірне включення в учбовий процес. Тому ще на етапі тематичного планування були розглянуті варіанти можливого використання усіх модулів МНС.Для розвитку розумової діяльності студентів і виховання у них пізнавальної активності самостійну роботу потрібно добре методично забезпечити. У свою чергу, ефективність самостійної роботи студентів багато в чому залежить від своєчасного контролю за її ходом. Тому для оцінки ефективності використання ІКТ у учбовому процесі створена система визначення якості навчання і на її основі побудовані тестові процедури оцінки знань з усіх тем курсу. Перевірку і контроль знань студентів можна здійснити як під час занять, так й інтерактивно. Основними перевагами програми автоматизованого контролю знань є:– випадковий характер вибору тестових завдань, порядок проходження завдань і відповідей, що сприяє об’єктивності оцінок;– представлення варіантів відповідей у вигляді формул і малюнків, що дозволяє розширити коло текстових завдань;– диференційована оцінка кожного варіанту відповіді, що забезпечує детальний аналіз результатів тестування.Комп’ютерне тестування дозволяє [2] розширити можливості проведення індивідуально адаптованих процедур контролю і коректування знань конкретних тем, підвищити об’єктивності контролю знань студентів, забезпечити можливість проведення їх попереднього самоконтролю, підвищити рівень стандартизації вимог до об’єму і якості знань та умінь.Розв’язування експрес-тестів проходить під час лабораторних занять протягом фіксованого проміжку часу. Крім режиму контролю передбачений режим навчання.Важливим елементом навчання є використання моделюючих програм у процесі навчання. У цьому випадку студенти самостійно задають різні параметри задачі, що дає можливість детальніше перевірити характер поведінки моделі за різних умов.Особливістю МСН є застосування комп’ютерного моделювання для лабораторних робіт, оскільки постійні бюджетні проблеми останніх років виключають придбання необхідних установок і приладів. Моделювання контролю якості покриттів дозволило істотно наситити заняття експериментальним і теоретичним змістом. При цьому учбові і учбово-дослідницькі задачі розв’язуються як з формуванням практичних навиків у вивченні фізичних явищ, так і дослідницького мислення, а розроблені методичні вказівки дозволяють разом з типовими лабораторними роботами виконувати роботи евристичного змісту. І, що особливо важливо, використання ІКТ, методів комп’ютерного моделювання дозволяє істотно розширити можливості лабораторних робіт.Використання електронних лабораторних робіт дозволяє більш повно реалізувати диференційований підхід у процесі навчання, ніж роботи і завдання на паперових носіях. Це пов’язано з можливістю включення в роботи необхідної кількості завдань різного рівня складності або об’єму. Істотною перевагою є можливість легко адаптувати наявні роботи до нових версій програм, що з’являються [3].Домашні завдання також виконуються з використанням САПР: на етапі побудови 3D моделі деталі з покриттям студенти працюють в SolidWorks; потім, перейшовши до реальної конструкції, використовують SimulationXpress і SolidWorks Simulation (додатки для аналізу проектних розв’язків, повністю інтегровані в SolidWorks). Оформлення робочої документації досягається засобами Microsoft Office. Така організація роботи дозволяє у процесі навчання побудувати модель контролю якості покриттів на якісно новому рівні й підготувати студентів до використання сучасних інструментаріїв інженера.В SolidWorks Simulation студенти виконують наступне:– прикладають до деталей з покриттями рівномірний або нерівномірний тиск в будь-якому напрямі, сили із змінним розподілом, гравітаційні та відцентрові навантаження, опорну та дистанційну силу;– призначають не тільки ізотропні, а й ортотропні та анізотропні матеріали;– застосовують дію температур на різні ділянки деталі (умови теплообміну: температура, конвекція, випромінювання, теплова потужність і тепловий потік; автоматично прочитується профіль температур, наявний в розрахунку температур, і проводиться аналіз термічного напруження);– знаходять оптимальний розв’язок, який відповідає обмеженням геометрії та поведінки; якщо допущення лінійного статичного аналізу незастосовні, застосовують нелінійний аналіз– за допомогою аналізу втоми оцінюють ефект циклічних навантажень у моделі;– при аналізі випробування на ударне навантаження вирішують динамічну проблему (створюють епюру і будують графік реакції моделі у вигляді тимчасової залежності);– обробляють результати частотного і поздовжнього вигину, термічного і нелінійного навантажень, випробування на ударне навантаження й аналіз втоми;– будують епюри поздовжніх сил, деформацій, переміщень, результатів для сил реакції, форм втрати стійкості, резонансних форм коливань, результатів розподілу температур, градієнтів температур і теплового потоку;– проводять аналізи контактів у збираннях з тертям, посадок з натягом або гарячих посадок, аналізи опору термічного контакту.Змінюючи при чисельному моделюванні деякі вхідні параметри, експериментатор може прослідити за змінами, які відбуваються з моделлю. Основна перевага методу полягає у тому, що він дозволяє не тільки поспостерігати, але і передбачити результат експерименту за якихось особливих умов.Метод чисельного моделювання має наступні переваги перед іншими традиційними методами [4]:– дає можливість змоделювати ефекти, вивчення яких в реальних умовах неможливе або дуже важке з технологічних причин;– дозволяє моделювати і вивчати явища, які передбачаються будь-якими теоріями;– є екологічно чистим і не представляє небезпеки для природи і людини;– забезпечує наочність і доступний у використанні.Але щоб приймати технічно грамотні рішення при роботі з САПР, необхідно уміти правильно сприймати і осмислювати результати обчислень. Цілеспрямований пошук шляхом ряду проб оптимального або раціонального рішення у проектних задачах набагато цікавіший і повчальніший для майбутнього інженера, ніж отримання тільки одного оптимального проекту, який не можна поліпшити і ні з чим порівняти.При великій кількості варіантів проекту аналіз машинних розрахунків дозволяє виявити основні закономірності зміни характеристик проекту від варійованих проектних змінних і сприяє тим самим швидкому і глибокому вивченню властивостей об’єктів проектування.Упровадження сучасних САПР для контролю якості покриттів не тільки забезпечує підвищення рівня комп’ютеризації інженерної праці, але й дозволяє приймати оптимальні рішення. При створенні і використанні таких систем сучасний інженер повинен мати навички роботи з комп’ютерними системами, уміти розробляти математичні моделі формування параметрів оцінки якості покриттів.У цих умовах молодий інженер не має достатнього резерву часу для надбання на виробництві необхідних навичок моделювання складних процесів і систем – він повинен одержати такі навички у процесі навчання у вузі. Таким чином, йдеться про володіння прийомами постановки і розв’язування конструкторсько-технологічних задач сучасними методами моделювання.

Екстракти харчових продуктів можуть бути використані як антиоксиданти, тобто потенційні «екологічно чисті відновники» для отримання наномасштабних матеріалів для інгібування корозії металів у корозійних середовищах. Фенольні сполуки та флавоноїди, органічні кислоти та терпеноїдні сполуки є найбільш поширеними вторинними метаболітами вичавки плодів і привертають все більшу увагу завдяки зв'язку з можливістю використання в різних галузях хімічної технології. Оцінка їх окисно-відновних властивостей є важливим дослідженням для подальшого застосування в різних областях хімічної технології. Для вивчення антиоксидантних властивостей / окислювально-відновних характеристик застосовували циклічну вольтамперометрію, ін’єкційну амперометрію та диференціальну імпульсну вольтамперометрію. Завданням цього дослідження було оцінити окисно-відновну реакцію та електрохімічну поведінку екстракту побічних продуктів харчування (абрикос, чорна смородина, екстракти виноградних вичавок) та кількох сумішей деяких їх сполук за допомогою техніки циклічної вольтамперометрії. Відсутність катодного піку при зворотному скануванні екстракту абрикосових вичавок дає інформацію про незворотність окислювально-відновної реакції окисленої сполуки, що утворюється при прямому скануванні. Таким чином, зменшувальна здатність випробуваних екстрактів зменшується наступним чином: екстракт виноградних вичавок> екстракт абрикосових вичавок> екстракт вичавки чорної смородини. Циклічна вольтамперометрія була використана для оцінки окисно-відновної реакції та електрохімічної поведінки декількох сумішей поліфенолів (кавова кислота та (+) - катехін) та неполіфенольних сполук (цистеїн та L-аскорбінова кислота). Це спостереження показує, що немає взаємодії між процесами окислення, коли сполуки присутні в суміші. Почергове змішування компонентів та утворення багатокомпонентної суміші не виявляло жодного ефекту вираженої синергії.