Индекс Пресса Ðîññèè: 83836
Композиты и наноструктуры
ISSN 1999-7590
(Composites and Nanostructures)
Научно-технический журнал
http://www.issp.ac.ru/journal/composites/
Учредители:
ИФТТ РАН
ООО «Научно-техническое предприятие
«Вираж-Центр»
Редакция: ИФТТ РАН
Ðîññèÿ, 142432, ã. Черноголовка Московской îáë.
Òåë./Ôàêñ: +7(49652)22493
http://www.issp.ac.ru
Ведущий редактор: Нелли Анатольевна Прокопенко
Издательство:
ООО НТП «Вираж-Центр»
Ðîññèÿ, 105264, Ìîñêâà, óë. Верхняя Первомайская,
ä. 49, êîðï. 1 офис 401.
Почтовый àäðåññ: Ðîññèÿ, 105043, Ìîñêâà, à/ÿ 29
Òåë.: 7 495 780-94-73
http://www.machizdat.ru
e-mail: virste@dol.ru
Директор журнала
М.А.Мензуллов
В¸рстка
А.А.Мензуллов
Отпечатано: ООО «РПЦ ОФОРТ» г. Москва, пр-кт
Áóä¸ííîãî, 21
Заказ ¹
Тираж 100
Цена договорная
Журнал зарегистрирован Федеральной службой по
надзору в сфере связи и массовых коммуникаций.
Свидетельсво о регистрации средства массовой информации
¹ ÔÑ77-33449 от 08.10.2008.
Авторы опубликованных материалов несут полную ответственность
за достоверность привед¸нных сведений, а также за наличие
в них данных, не подлежащих открытой публикации. Материалы
рецензируются.
Перепечатка, все виды копирования и воспроизведения материалов,
публикуемых в журнале, осуществляются только с
разрешения редакции.
На первой стр. обложки: Рис. 3. Изображение соединительно
тканных структур на титановых волокнах имплантата, полученное
в сканирующем электронном микроскопе. Рис. 4. Изображение
оттисков титановых волокон на фрагменте костной ткани зоны
дефекта, полученное в сканирующем электронном микроскопе.
РЕГЕНЕРАЦИЯ КОСТНОЙ ТКАНИ ПРИ ЗАПОЛНЕНИИ ЕЕ
ДЕФЕКТА КОМПОЗИТОМ «ТИТАНОВОЕ ВОЛОКНО-КОСТНОПЛАСТИЧЕСКИЙ
МАТЕРИАЛ»
Èçäà¸òñÿ с 2009 ã.
Главный редактор
С.Т. Милейко
ä-ð òåõí. íàóê, ïðîô., ИФТТ ÐÀÍ, Россия
Редакционная коллегия
М.И. Алымов
чл.-корр. РАН, ИМЕТ РАН, Россия
Р. А. Андриевский
ä-ð ôèç.-ìàò. íàóê, ИПХФ ÐÀÍ, Россия
Ю.О. Бахвалов
д-р техн. наук, ГКНПЦ им. Хруничева, Россия
С.И. Бредихин
ä-ð ôèç.-ìàò. íàóê, ИФТТ ÐÀÍ, Россия
Л.Р. Вишняков
д-р техн. наук, ИПМ НАНУ, Украина
Â. Â. Викулин
проф., ФГУП ОНПП «ТЕХНОЛОГИЯ»
В.М. Кийко
канд. техн. наук, ИФТТ РАН, Россия
Ю.Р. Колобов
ä-ð ôèç.-ìàò. íàóê, ïðîô., ÁåëÃÓ, Россия
В.И. Костиков
чл.-корр. РАН, МИСИС, Россия
А.М. Куперман
ä-ð òåõí. íàóê, ИХФ РАН èì. Í.Í. Ñåì¸íîâà, Россия
С.А. Лурье
ä-ð ôèç.-ìàò. íàóê, ВЦ ÐÀÍ, Россия
Б.Е. Победря
ä-ð ôèç.-ìàò. íàóê, ïðîô., МГУ èì. Ì.Â. Ломоносова, Россия
В.Г. Севастьянов
д-р хим. наук, ИОНХ РАН, Россия
А.В. Серебряков
ä-ð òåõí. íàóê, ïðîô., ИФТТ ÐÀÍ, Россия
A.R. Bunsell
проф., Франция
K. Chawla
проф., США
T-W. Chou
проф., США
George C. Sih
проф., США
Shanyi Du
проф., Китай
T. Ishihara
проф. Япония
A. Kelly
проф., Великобритания
A. Koyama
проф. Япония
W.M. Kriven
проф., США
L.M. Manocha
проф., Индия
V.M. Orera
проф., Испания
H. Schneider
проф., Германия
K. Schulte
проф., Германия
M. Singh
проф., США
H.D. Wagner
проф., Израиль
1
Стр.1
Composites and Nanostructures
http://www.issp.ac.ru/journal/composites/
ISSN 1999-7590
Editor-in-Chief:
Professor S.T. Mileiko,
Institute of Solid State Physics of RAS , Russia
Editorial Board:
Professor M.I. Alymov
A.A. Baikov
Institute of Metallurgy and Materials Science of RAS, Russia
Professor R. A. Andriyevskii
Institute of Problem of Chemical Physics of RAS, Russia
Dr Yu.O. Bakhvalov
Khrunichev State Research and Production Space Center, Russia
Dr S.I. Bredikhin
Institute of Solid State Physics of RAS , Russia
Professor A.R. Bunsell
Ecole Nationale Superieure des Mines de Paris, France
Professor K. Chawla
University of Alabama, USA
Professor T-W. Chou
University of Delawere, USA
Professor T. Ishihara
Japan
Professor Shanyi Du
Harbin Institute of Technology, China
Professor A. Kelly
University of Cambridge, UK
Dr V.M. Kiiko
Institute of Solid State Physics of RAS , Russia
Professor A. Koyama
Kyoto University, Japan
Professor Yu.R. Kolobov
Belgorod State University, Russia
Professor V.I. Kostikov
State Technological University «Moscow Institute of Steel and Alloys»,
Russia
Professor W.M. Kriven
The University of Illinois at Urbana-Champaign, USA
Dr. A.M. Kuperman
Institute of Chemical Physics of RAS , Russia
Professor S.A. Lurie
Dorodnicyn Computing Centre of RAS, Russia
Professor L.M. Manocha
Sardar Patle University, India
Professor V.M. Orera
Instituto de Cinicia de Materiales, Spain
Professor B.E. Pobyedrya
Lomonosov Moscow State University, Russia
Professor H. Schneider
Institute of Crystallography, University of Koeln, Germany
Professor K. Schulte
Technical University Hamburg − Hamburg, Germany
Professor George C. Sih
Lehigh University, Bethlehem, USA
Professor A.V. Serebryakov
Institute of Solid State Physics of RAS , Russia
Professor V.G. Sevastyanov
Institute of General and Inorganic Chemistry of RAS , Russia
Dr M. Sing
NASA Glenn Centre, USA
Professor V.V. Vikulin
FSUE ORPE «TECHNOLOGIYA» State Research Centre of the Russian
Federation, Russia
Dr Leon Vishnyakov
Frantsevich Insnitute for Problems of Materials Science, Ukrain
Professor H.D. Wagner
Weizmann Institute of Science, Israel
2
ISSP RAS:
2, Institutskaya str., Chernogolovka, Moscow district., Russia,
142432
Tel./Fax: +7(49652)22493
http://www.issp.ac.ru/journal/composites/
Editor: Nelli Prokopenko
Publishing House:
STE Virag-Centre LTD
49/1, Verchnyaya Pervomayskaya str., Moscow,
Russia, 105264.
Phone: 7 495 780 94 73
http://www.mashizdat.ru
Director of journal
M.A. Menzullov
Making-up
A.A.Menzullov
Subscriptions: please apply to one of the partners
of JSC «MK-Periodica» in your country or to JSC
«MK-Periodica» directly:
39, Gilyarovsky Street, Moscow Russia, 129110;
Tel: +7(495) 681-9137, 681-9763;
Fax +7(495) 681-3798
E-mail: info@periodicals.ru
http://www.periodicals.ru
(Inquire Komposity i nanostructury)
Photo on the cover: Fig. 3. SEM micrograph of the connectivetissue
structures on the titanium fibers of an implant. Fig. 4. SEM
micrograph of the titanium fiber's prints on a fragment of bone tissue
in the area of a defect.
BONE TISSUE REGENERATION AFTER FILLING ITS DEFECT WITH
COMPOSITE «TITANIUM FIBER – OSTEOPLASTIC MATERIAL»
Established by:
Solid State Physics Institute
Russian Academy of Sciences
(ISSP RAS)
and
Science Technical Enterprise
«Virag-Centre» LTD
Стр.2
Композиты и наноструктуры
COMPOSITES and NANOSTRUCTURES
СОДЕРЖАНИЕ
È.Ñ.Äååâ, Ë.Ï.Êîáåö, À.Ô.Ðóìÿíöåâ
ФРАКТОГРАФИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ЭПОКСИДНЫХ УГЛЕПЛАСТИКОВ ПОСЛЕ ИСПЫТАНИЙ
НА ТРЕЩИНОСТОЙКОСТЬ ПО МОДЕ I ...............................................................................................................................................5
Методом электронной сканирующей микроскопии проведены фрактографические исследования образцов углепластиков после
испытаний на трещиностойкость по моде I (нормальный отрыв) и установлена глубокая реорганизация микроструктуры матрицы в
процессе нагружения. Показано, что адгезионно-когезионный механизм превалирует при усталостном разрушении углепластика.
По результатам измерений периодичности расположения дисперсных структур в граничных слоях матрицы рассчитан эффективный
диаметр углеродных фибрилл поверхности волокна и угол их осевого вращения.
Получены нанокомпозиты на основе модифицированных полианилином исходных и функционализированных углеродных нанотрубок
(УНТ). Исследовано влияние предварительной функционализации УНТ, мольных соотношений реагентов окислительной
полимеризации анилина под действием персульфата аммония на морфологию, термическую стабильность и электропроводящие
свойства полученных материалов (ñ. 5-15; èë. 7).
Г.В.Абагян, Г.Р.Бадалян, А.А.Матнишян, Т.Т.Хачатрян
ИССЛЕДОВАНИЕ НАНОКОМПОЗИТОВ ПОЛИАНИЛИНА С ОКСИДАМИ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ,
ПОЛУЧЕННЫХ РАЗНЫМИ МЕТОДАМИ СИНТЕЗА ........................................................................................................................16
Исследованы морфология, состав и электропроводность нанокомпозитов полианилина с оксидами Nd2
O3
, Er2
O3
и Yb2
O3
редкоземельных
элементов (РЭ), полученные двумя разными методами. В предложенных новых методах получения высокопроводящего
нанокомпозита поликонденсация анилина и синтез нано частиц оксидов редкоземельных элементов совмещены в одном реакторе, что
позволяет, в зависимости от условий синтеза (температура, рН и концентрация реагентов) регулировать размеры частиц в пределах
от 50 до 300 нм (ñ. 16-21; èë. 3).
А.В.Алексахин
ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ГАЛЬВАНИЧЕСКОГО
КОМПОЗИТНОГО ПОКРЫТИЯ «ÍÈÊÅËÜ ДЕТОНАЦИОННЫЕ НАНОАЛМАЗЫ» ................................................................22
Исследовано влияние режимов формирования гальванического композитного покрытия «никель детонационные наноалмазы»
на его физико-механические характеристики. Установлено, что значимое влияние на абразивную износостойкость, микротвердость
и коэффициент трения гальванических композитных никелевых покрытий оказывают, главным образом, концентрация детонационных
наноалмазов в электролите и плотность анодного тока. Показано, что введение в никелевую матрицу детонационных наноалмазов
вызывает измельчение микроструктуры гальванического покрытия.(с. 22-29; ил. 5).
Е.А.Прянишникова, Н.А.Беляева, А.М.Столин, Д.Е.Кобзев
ВЛИЯНИЕ УЛЬТРАЗВУКА НА СВОЙСТВА ЭКСТРУДИРУЕМОГО КОМПОЗИТНОГО МАТЕРИАЛА ................................30
Представлены результаты численного
анализа влияния ультразвуковой волны на динамику течения структурированного
сжимаемого композитного материала в процессе экструзии. Изменение вязкости среды и плотности материала приводят к изменению
времени выдавливания материала. Результаты подтверждаются опубликованными экспериментальными данными (с. 30-41; ил. 5).
Ì.È.Äóøèí, À.Â.Õðóëüêîâ, Ä.È.Êîãàí, Ð. Ð.Ìóõàìåòîâ, Ð. Ю.Караваев
УГЛЕПЛАСТИКИ, ПОЛУЧЕНЫЕ МЕТОДОМ ИНФУЗИИ РАСПЛАВА СВЯЗУЮЩЕГО .............................................................42
Приводятся данные по исследованию свойств углетканей, связующего и полученных методом инфузии углепластиков. Физикомеханические
свойства аналогичны свойствам углепластиков, отформованных из препрегов в автоклаве (с. 42-50; ил. 5).
À.Å.Ñû÷åâ, D.Vrel, Þ.Ð.Êîëîáîâ, È.Ä.Êîâàëåâ, Å.Â.Ãîëîñîâ, À.Ñ.Ùóêèí, Ñ.Ã. Вадченко
ОСОБЕННОСТИ СТРУКТУРО- И ФАЗООБРАЗОВАНИЯ В СИСТЕМЕ NI-AL-W В ПРОЦЕССЕ
САМОРАСПРОСТРАНЯЮЩЕГОСЯ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОГО ÑÈÍÒÅÇÀ...........................................................................51
Исследованы особенности структуро- и фазообразования в системе Ni-Al-W в процессе самораспространяющегося
высокотемпературного синтеза (СВС). При температуре СВС 1500-1700 °С наблюдается развитие диффузионных процессов на
границе раздела фаз синтезированного интерметаллида NiAl и частиц W с образованием интерметаллидов на основе никеля и
вольфрама: W2
Ni и WNi.(ñ. 51-58; èë. 4).
Б.В.Трифонов, С.В.Надеждин, Ю.Р.Колобов, Г.В.Храмов, М.М.Серов, А.Е.Лигачев, Е.А.Олейник, И.В.Овчинников
РЕГЕНЕРАЦИЯ КОСТНОЙ ТКАНИ ПРИ ЗАПОЛНЕНИИ ЕЕ ДЕФЕКТА КОМПОЗИТОМ
«ТИТАНОВОЕ ВОЛОКНО КОСТНОПЛАСТИЧЕСКИЙ ÌÀÒÅÐÈÀË»........................................................................................59
Проведено изучение остеоинтеграционной способности нового композитного материала при замещении костной ткани в области
искусственного дефекта. Дана характеристика композитного материала, приведено описание хода эксперимента по имплантации материала
лабораторным животным. Проведена оценка остеоинтеграционной способности композитного материала на основе гистологических методов
и сканирующей электронной микроскопии. По результатам первичных испытаний сделаны выводы и даны рекомендации для совершенствования
структуры разработанных композитных материалов (с. 59-64; ил. 5).
© ИФТТ РАН «Композиты и íàíîñòðóêòóðû». 2013
3
¹ 2
2013
Стр.3
¹ 2
2013
Композиты и наноструктуры
COMPOSITES and NANOSTRUCTURES
CONTENS
I.S. Deev, L.P. Kobets, A.F. Rumyantsev
A STUDY OF THE FRACTURE SURFACE OF CARBON-FIBRE/EPOXY-MATRIX COMPOSITES AFTER
TESTING MEASUIRE FRATURE TOUGHNESS (MODE I)....................................................................................................................5
An observation by scanning electron microscopy of carbon-fibre/epoxy-matrix composites tested to measure fracture toughness (mode I) led
to a conclusion that the matrix had subjected to an essential reorganization during loading. It was shown that adhesion cohesion mechanisms
prevailed during long-time loading of dispersion structures in an interphase around the fibre gives input data to calculate an effective diameter of
the outer fibrilles of carbon fibres and their slope relative to the fibre axis.(p. 5-15; fig. 7).
obtained by two different methods of synthesis were investigated. In the offered new methods polycondensation of aniline and
the synthesis of composites with oxides of rare-earth (RE) elements alligned in the same reactor, which allows to adjust the particle size in
the range of 50 to 300 nm, depending on synthesis conditions (temperature, pH and concentration of reactants). (p. 16-21; fig. 3).
and Yb2
G.V.Abaghyan, G.R.Badalyan, H.A.Matnishyan, T.T.Khachatryan
INVESTIGATIONS NANOCOMPOSITES OF POLYANILINE WITH OXIDES OF RARE-EARTH ELEMENTS
OBTAINED BY DIFFERENT METHODS OF SYNTHESIS...................................................................................................................13
The morphology, composition and conductivity nanosized, highly conductive composites of polyaniline with oxides of Nd2
O3
O3
, Er2
A.V.Aleksahin
A STUDY OF PHYSICALMECHANICAL CHARACTERISTICS OF GALVANIC COMPOSITE COATING COMPOSED
OF NICKEL CONTAINING DIAMOND NANO-PARTICLES OBTAINED BY A DETONATION PROCESS .................................22
An effect of fabrication regimes of composite «nickel-nanodiamonds» galvanic coating on its physical and mechanical properties has
was studied.
It was found that abrasive wear resistance, microhardness and friction coefficient of the coating are determined by both the
concentration of nanodiamonds in the electrolyte and anode current density.
It is shown that introducing nanodiamonds in a nickel coating reduces the grain size of the coating (p. 22-29; fig. 5).
E.A. Pryanishnikova, N.A. Belyaeva, A.M.Stolin, D.E. Kobzev
EFFECT OF ULTRASOUND ON THE PROPERTIES OF THE EXTRUDED COMPOSITE MATERIAL .........................................30
Results of the numerical analysis of an effect of ultrasonic waves on dynamics of compressible flow of a structured composite material during
extrusion are presented. Changing viscosity and density of the material leads to a change in the time squeezing out the material. The results are
confirmed by recent experimental data published in the press.(p. 30-41; fig. 5).
M.I.Dushin, A.V.Hrulkov, D.I.Kogan, R. R. Mukhametov, R.Y.Karavaev
UGLEPLASTIKI, THE INFUSIONS RECEIVED BY METHOD RASPLAVA THE BINDING.............................................................42
Experimental data on properties of carbon fabric, binders and composites obtained by VaRTM. Physical and mechanical properties
similar to those of materials obtained in the autoclave from prepregs (p. 42-50; fig. 5).
A.E.Sytschev, D.Vrel, Yu. R.Kolobov, D. Yu. Kovalev, E.V. Golosov, A.S. Shchukin, S. G. Vadchenko
STRUCTURAL FEATURES AND PHASE FORMATION IN THE NI-AL-W SYSTEM DURING SELF-PROPAGATING
HIGH-TEMPERATURE SYNTHESIS........................................................................................................................................................51
A micro-structure and phase formation in the Ni-Al-W system after the self-propagating high-temperature synthesis (SHS) were studied. At
15001700 °C in SHS diffusion-control processes at the interface between synthesized NiAl and W particles were observed, which yielded
formation of W2
Ni and WNi intermetallics phases. (p. 51-58; fig. 4).
B.V.Trifonov, S.V.Nadezhdin, Y.R.Kolobov, G.V.Khramov, M.M.Serov, A.E.Ligachev, E.A.Oleinik, I.V.Ovchinnikov
BONE TISSUE REGENERATION AFTER FILLING ITS DEFECT WITH COMPOSITE
«TITANIUM FIBER – OSTEOPLASTIC MATERIAL»...........................................................................................................................59
A study of osteointegrative ability of a new composite material during bone tissue substitution in the area of artificial defect has been
conducted. The composite material is characterized and a description of the experiment on implantation of the material to laboratory animals is
presented. The evaluation of composite material’s osteointegration is carried out with the use of histological methods and scanning electron
microscopy. Conclusions and recommendations for improvement of structure of developed composite materials are given based on results of the
experiments (p. 59-64; fig. 5).
4
© ИФТТ РАН «Композиты и íàíîñòðóêòóðû». 2013
O3
Стр.4