Методами растровой электронной микроскопии с использованием дифракции обратно-рассеянных электронов и рентгеноструктурного анализа установлено, что в ферритно-мартенситной высокохромистой стали при пластической деформации на стадии образования шейки образование малоугловых границ внутри ферритных зерен сопровождается изменением параметров большеугловых границ этих зерен, уменьшение полных среднеквадратичных смещений атомов - увеличением объемной доли фазы Лавеса Fe2W.

Проведены исследования деформационного рельефа, образующегося на гранях [110]- и [111]-монокристаллов меди при трении и сжатии. Для [110]-монокристаллов картина сдвига в обоих случаях представлена тонким деформационным рельефом. При трении [111]-монокристаллов обнаружено отсутствие макрополос деформации, образующихся при сжатии. Расположение следов сдвига при нагружении трением локализовано в области контакта.

Представлены результаты 3D-моделирования процесса деформации слоя геосреды в условиях разрывного горизонтального сдвига основания. Рассмотрены закономерности формирования полос локализованного сдвига и исследовано изменение их формы с глубиной. Получена и проанализирована пространственная структура зон локализации.

Исследованы закономерности накопления усталостных повреждений при циклическом нагружении стали 25Х1М1Ф при частотах 0.1 и 1.0 Гц, в том числе с использованием оптико-телевизионного комплекса TOMSС. Выявлены физические закономерности, определяющие взаимосвязь подходов механики разрушения и физической мезомеханики материалов. Для описания поля макронапряжений в вершине трещины использован силовой критерий механики разрушения - коэффициент интенсивности напряжений. При этом физико-механические закономерности накопления усталостных повреждений отражают органическую взаимосвязь пластической деформации и разрушения материала в зоне макроконцентратора напряжений, представляют собой стадийный процесс и могут быть описаны в рамках многоуровневого подхода физической мезомеханики. Повышение частоты нагружения от 0.1 до 1.0 Гц обусловливает снижение продолжительности единовременного пребывания образца в нагруженном состоянии, что при значениях коэффициента интенсивности напряжений до 40 МПа × м1/2 практически не влияет на скорость роста усталостной трещины, а при больших его величинах приводит к увеличению скорости ее роста в 2.0-2.5 раза. Данные процессы проявляются также в снижении влияния процессов пластической деформации на мезоуровне, при этом значение интенсивности деформации сдвига gavg для частоты f = 1.0 Гц в 3-6 раз меньше, чем для частоты f = 0.1 Гц.

В работе исследуются процессы деформации и разрушения стали с боридным покрытием. Краевая динамическая задача решается численно методом конечных разностей в постановке плоской деформации. Геометрия границы раздела «покрытие - подложка» соответствует экспериментально наблюдаемой и задается в расчетах явно. Для описания механической реакции стальной основы используется упругопластическая модель изотропно упрочняющегося материала, которая включает соотношения для описания медленных течений. Исследованы особенности локализации пластической деформации и разрушения в условиях распространения полосы Чернова-Людерса в стальной подложке при растяжении.

Проведено экспериментальное исследование разрушения хрупких образцов из песчано-цементной смеси с начальной трещиной при одноосном сжатии. Изучено влияние ориентации начальной трещины на разрушение образца. Установлено, что образование и развитие трещин происходит преимущественно в направлении действия нагрузки, т.е. песчано-цементная смесь ведет себя ка типичный квазихрупкий материал. Численное моделирование выполнено по модели Друкера-Прагера-Николаевского, учитывающей эффекты внутреннего трения, дилатансии и различия в значениях прочности среды при сжатии и растяжении, а также накопление повреждений и деградацию прочности среды. Расчетные картины разрушения хорошо соответствуют экспериментальным данным.

В рамках метода редукции размерности исследована зависимость статической силы трения от времени фиксации между эластомером с линейной реололгией и твердой шероховатой поверхностью. В соответствии с законом Дитериха статическая сила трения растет логарифмически со временем фиксации.

В работе с использованием метода молекулярной динамики проведено моделирование на атомном масштабе процесса пластического деформирования шероховатой поверхности кристаллического тела. исследовались атомные механизмы, посредством которых происходят генерации и развитие дефектов структуры поверхностного слоя и модификация его свойств. Исследования выполнены на монокристаллах с ГЦК и ОЦК атомными решетками. Варьировался радиус индентора выглаживающего инструмента, реализованного через действие силового поля цилиндрической формы, а также число проходов нагружения. Показаны различие и общность поведения обоих кристаллитов в условиях пластического деформирования поверхности. несмотря на отличие в масштабах по отдельным параметрам, результаты компьютерного моделирования находятся в хорошем качественном согласии с данными экспериментальных исследований.

В работе проведено сравнение результатов количественной оценки остаточных напряжений в поверхностных слоях образцов никелида титана после электронно-пучкового воздействия при использовании различных рентгеновских методик измерения этих напряжений из картин рентгеновской дифракции, полученных в симметричной и асимметричной геометрии съемок. В работе представлен подход, демонстрирующий возможности эффективного использования рентгеновских методов для количественной оценки величины остаточных напряжений в материалах с градиентным изменением микроструктуры и физических свойств, в том числе модуля упругости.

Методом ИК-спектроскопии изучено влияние химической природы растворителя на образование ассоциатов с водородными связями в растворах нефти Усинского месторождения. С увеличением доли растворителя с высоким потенциалом обменного взаимодействия (хлороформ, толуол) происходит разрыв внутри- и межмолекулярных водородных связей между компонентами нефти и образование новых ассоциатов с растворителем. С увеличением доли малополярного растворителя (гексан, четыреххлористый углерод) наблюдается разрыв межмолекулярных водородных связей между компонентами нефти, образование ассоциатов с растворителем спектрально не обнаружено.

Методом хромато-масс-спектроскопии получена информация о составе и относительном содержании алканов, алкенов, стеранов, гопанов, моно-, ди-, три- и тетразамещенных алкилбензолов, нафталинов, фенантренов, бензо- и дибензотиофенов в маслах продуктов акватермолиза высокосернистого природного асфальтита в проточном реакторе в интервале температур 200-575 оС.

Изучено начало кристаллизации парафинов в различных типах нефтяных дисперсных систем с добавлением присадок низкочастотным вибрационным методом.

Работа посвящена изучению влияния поверхностного и объемного модифицирования структуры титана ВТ1-0 на его триботехнические свойства. Определены оптимальные режимы обработки титана пучком электронов (длительность импульса пучка электронов 50 мкс, количество импульсов 3, плотность энергии пучка электронов 25 Дж/см2 для крупнозернистого и 20 Дж/см2 для ультрамелкозернистого титана), приводящие к снижению изнашивания материала при трении в несколько раз. Исследована морфология поверхности трения, обнаружены вторичные структуры в виде островков, а также бороздчатая структура со следами схватывания. Предполагается, что в процессе трения происходит самоорганизация устойчивых вторичных структур, обеспечивающих кратное повышение износостойкости технически чистого титана ВТ1-0.

Aiming at improved classification of crude oils, naphthalene and phenanthrene isomerization and dealkylation processes were considered in detail as a possible basis to select new maturation parameters. Crude oils originating from the Banat depression (Southeastern Pannonian Basin, Serbia) were used as objects of our??study. Four new maturation parameters are proposed in this paper. Two of them are based on dimethylnaphthalene (DMN) and trimethylnaphthalene (TMN). isomerization reactions: DNx = (1,3-DMN + 1,6-DMN)/(1,4-DMN +1,5-DMN) and TNy = (1,3,6-TMN + 1,3,7-TMN)/(1,3,5-TMN + 1,4,6-TMN). The other two are based on demethylation of dimethyl- and trimethylphenanthrenes (DMP and TMP) into corresponding methylphenanthrenes (MP): MDR =ΣMP/ΣDMP and MTR =ΣMP/ΣТMP. The new parameters' advantageous applicability was demonstrated by factor analysis, comparing them with maturation parameters known from literature.

На основе обработки данных дистанционного зондирования Земли проведен анализ изменений криогенного состояния многолетнемерзлых грунтов на севере Западной Сибири. В качестве геокриологических индикаторов изменения состояния поверхности использованы термокарстовые озера. Анализ данных 16 метеостанций в период 1973-2006 гг. показал увеличение среднегодовой температуры воздуха в зоне вечной мерзлоты на территории Западной Сибири приблизительно на 1°С. Массив разновременных космических снимков территории тестового участка за период 1984-2001 гг. позволил исследовать динамику изменений состояния многолетнемерзлых пород в последние десятилетия. Установлено, что площади озер на исследуемом тестовом участке существенно изменяются, что может служить как показателем усиления криогенных процессов в условиях глобального потепления, так и рассматриваться в качестве одной из основных причин роста аварийности на трубопроводах на севере Западно-Сибирской нефтегазоносной провинции.

Нитрованием бис(3,5-диметилпиразол-1-ил)метана с выходом 82 %. При действии стехиометрического количества перманганата калия в нейтральной среде на бис(3,5-диметилпиразол-1-ил)метана окислению преимущественно подвергаются метильные группы в положениях 5 пиразольных циклов. Применение избытка окислителя дает бис(пиразол-1-ил)метана-3,3',5,5'-тетракарбоновую кислоту. На основании неэмпирических квантовохимических расчетов в базисе 6-311G** дано объяснение преимущественной атаки окислителя на метильные группы в положении 5.

Представлены результаты масс-спектрометрического определения полного группового состава и молекулярно-массового распределения углеводородов 30 различных структурных типов в нижнемеловых нефтях Восточно-Гобийской и Тамсагской нефтеносных провинций Монголии. Определены углеводородные типы нефтей по трем существующим способам классификации, установлены причины различия в типах нефтей, определяемых этим способом.

В книге рассмотрены современные методы расчета межчастичного взаимодействия, электронной структуры и моделирования неупорядоченных структур. Особое внимание уделено методикам моделирования, основанным на методе сильной связи. Обсуждаются методы молекулярной динамики, обратного Монте-Карло, многогранников Вороного, а также Шоммерса и Реатто. Методом многогранников Вороного подробно исследуется структура ближнего порядка построенных моделей. Подробно рассмотрен развиваемый авторами метод моделирования неупорядоченных систем. Он применен для расчета электронной структуры и свойств некристаллических систем различных типов. Объяснено поведение электропроводности и магнитной восприимчивости металлического расплава при переходе металл-неметалл, а также температурная зависимость скорости звука. Рассмотрены развитые авторами аналитические методы расчета электронной структуры и магнитных свойств, основанные на использовании функций Грина в приближении сильной связи.

Для увеличения нефтеотдачи юрских отложений Западной Сибири представлены результаты лабораторных и промысловых испытаний комплексной технологии, обеспечивающей увеличение охвата заводнением и интенсификацию разработки.

В рамках лабораторного моделирования превращений высокомолекулярных компонентов пластовых нефтей при использовании термических методов повышения нефтеотдачи изучен состав продуктов гидротермальной конверсии природного концентрата смолисто-асфальтеновых веществ (асфальтита) в интервале температур от комнатной до 575 оС. Установлено, что в интервале 175...575 оС смолисто-асфальтеновые вещества претерпевают химические превращения, которые приводят к образованию газов, в частности H2S, жидких и нерастворимых продуктов (нефти и карбено-карбоидов соответственно). Температура влияет не только на относительный выход перечисленных продуктов, но также на их элементный, групповой и функциональный составы. В жидких продуктах гидротермальной конверсии по сравнению с исходным образцом повышено содержание масел, соотношение бензольных и спирто-бензольных смол существенно меняет в пользу последних, они обогащены кислородсодеращими структурными фрагментами.Уменьшается содержание асфальтенов. Относительное содержание высокомолекулярных (C20) н-алканов в продуктах конверсии при 175...325 оС выше, а при 350...575 оС ниже, чем в исходном асфальтите. При 400 оС в составе продуктов конверсии появляются олефины.

В обзоре рассмотрены некоторые вопросы общей экологии применительно к добыче и транспорту нефти на различных стадиях нефтепользования. Обсуждаются факторы наибольшей экологической опасности, связанные с разливом нефти и сбросом сточных вод, а также некоторые современные технологии ликвидации нефтезагрязнений.

Методом масс-спектрометрии исследован групповой состав и распределение нафтеноароматических углеводородов нефтей Западной Сибири. В значимых концентрациях в нефтях присутствуют нафтеномоноароматические углеводороды, содержащие от 1 до 6 насыщенных циклов с общей формулой CnH2n-z, где z - 8, 10, 12, 14, 16, 18. Во всех нефтях доминируют нафтеномоноарены с одним насыщенным циклом. Отмечено увеличение содержания соединений с 3-6 насыщенными циклами в молекуле с ростом глубины залегания нефтей. Нафтенобиарены, содержащие от 1 до 6 насыщенных циклов, с общей формулойCnH2n-z, где z -14, 16, 18, 22, 24 присутствуют в нефтях в концентрациях от 20.0 до 54.0 мас.% на биароматическую фракцию. Для большинства нефтей характерно преобладание структур с 1 и 2 насыщенными циклами в молекуле. Зависимости цикличности нафтенобиаренов от природы исходного органического вещества не прослеживается. Отсутствие связи степени цикличности от типа ОВ, видимо, обусловлено тем, что поликонденсированные нафтенобиарены в большей степени отражают степень катагенетической преобразованности ОВ.

В рамках лабораторного моделирования превращений высокомолекулярных компонентов пластовых нефтей при использовании тепловых методов повышения нефтеотдачи изучен состав продуктов гидротермальной конверсии природного концентрата смолисто-асфальтеновых веществ (асфальтита) при температурах до 575 оС. Установлено. что в интервале 175-575 оС происходит термодиструкция, приводящая к образованию газов, в частности H2S, жидких и нерастворимых продуктов (нефти и карбено-карбоидов, соответственно). В жидких продуктах гидротермальной конверсии по сравнению с исходным образом повышено содержание масел. Содержание асфальтенов уменьшается. Соотношение бензольных и спирто-бензольных смол существенно меняется в пользу последних, они обогащены кислородсодержащими структурными фрагментами. Относительное содержание высокомолекулярных (C20) н-алканов в продуктах конверсии при 175-325 оС выше, а при 350-575 оС ниже, чем в исходном асфальтите. При температурах 400 оС в составе продуктов конверсии присутствуют a-олефины.

Использован классический хроматографический метод для расчета теплот сорбции орто- пара- спиновых изомеров воды на активированном угле СКТ с помощью неселективного хроматографического детектора по теплопроводности. На основе экспериментов и расчетов получены следующие значения теплот сорбции: Qорто=-38.9 кДж/моль, Qпара=-46.8 кДж/моль. По литературным данным установлено, что оценочные значения теплот сорбции воды как единого вещества лежат в диапазоне 40-45 кДЖ/моль.

Разработан вариант модели ретроградных явлений, удовлетворительно согласующийся с поведением нефтяных и водных систем и не противоречащий квантово-химическим законам организации коллоидных структур, гетеролитическим и гомолитическим явлениям диссоциации в растворах. Предложена модель, в рамках которой могли бы равиваться события, связанные с ретроградными явлениями при высоких температурах и давлениях, согласующиеся с квантово-химической картиной физических явлений в процессе растворения. Показано, что в рамках обменного (спинового) притяжения и зарядового отткалкивания молекул при организации растворов, седиментов и коллоидных структур может быть удовлетворительно объяснена природа ретроградных явлений. Представленые модель и результаты экспериментов дадут новый импульс в решении одной из фундаментальных проблем современности - происхождения нефти и других видов ископаемого сырья - в сторону более пристального рассмотрения альтернативной мантийной гипотезы по отношенгию к традиционной осадочной.

The sulphur, paraffin, resin and asphaltene contents of over 7,100 Cenozoic, Mesozoic and Palaeozoic oils were analysed and were tentatively correlated with reservoir rock age. The data came from 90 oil-bearing basins worldwide. Oil compositions appear to chow cyclical changes throughout the Phanerozoic, and these changes can be relaated to orogenic cycles aand marine transgressions and regressions.

Исследованы ассоциация молекул трифенилметановых красителей в твердой полимерной матрице поли-N-эпоксипропилкарбазола и влияние ассоциации на сенсибилизирующие свойства красителей. Показано, что образование ассоциатов ионных пар трифенилметановых красителей может являться одной из причин снижения сенсибилизирующей активности красителей относительно поли-N-эпоксипропилкарбазола. Установлено, что скорость образования ассоциатов в значительной степени зависит от вида аниона катионного красителя.

С использованием метода хромато-масс-спектрометрии проанализирован молекулярный состав углеводородных и неуглеводородных компонентов фракции масел природного асфальтита и продуктов его гидротермального превращения (400 оС, 40 МПа, 0,5 и 1 ч.) Показано, что состав практически всех классов соединений масел продуктов, полученных в указанных условиях, существенно отличается от состава компонентов масел исходного асфальтита. Характер изменения рассчитанных из результатов описанного модельного эксперимента параметров термической зрелости подтверждают сделанный нами ранее вывод о низкой термической зрелости нефти, из которой формировалась залежь ивановского асфальтита.

Эксперты считают, что в среднесрочной перспективе Западно-Сибирский нефтегазоносный бассейн будет главным резервом нефтедобычи. В силу этого исследование основных свойств высоковязких нефтей бассейна не только актуально, но и имеет высокое практическое значение. В частности, анализ закономерностей изменения вязкости нефтей в зависимости от глубины залегания, проведенный авторами при поддержке гранта РФФИ "Обь" (проект № 05-05-98009), показал уменьшение вязкости с увеличением глубины залегания. По физико-химическим свойствам высоковязкие нефти в среднем являются тяжелыми, сернистыми, высокосмолистыми, высокоасфальтенистыми с низким содержанием парафинов и фракции н.к. 200 оС. По возрасту пород высоковязкие нефти в основном являются мезозойскими.

На ряде месторождений РФ, в том числе Верхне-Салатском в Томской обл., добываются нефти с повышенным содержанием парафинов. Парафинизация промыслового оборудования негативно сказывается на технико-экономических показателях процессов добычи, транспорта и хранения нефти. Сегодня существует весьма большой набор методов депарафинизации оборудования, которое ведется в процессе ремонта скважин. Однако эффективный выбор технологий ликвидации асфальтосмолопарафиновых отложений во многом зависит от особенностей состава нефти и АСПО. Поэтому в статье представлены результаты исследований особенностей осадкообразования и состава парафиновых углеводородов нефтей, добываемых из двух скважин Верхне-Салатского месторождения.

Ионобменники на основе полиолефиновых волокон в настоящее время изучены мало, хотя они весьма перспективны, так как обладают высокоразвитой поверхностью, хорошими сорбционными характеристиками, механической прочностью, химической и осмотической стабильностью и т.д. Кроме того, для производства этих материалов существует широкая сырьевая база, а современные методы модифицирования позволяют придавать им поистине уникальные свойства. В обзоре обобщены наиболее интересные из описанных в литературе сведения о свойствах и практическом применении волокнистых ионообменных материалов на основе полипропилена и полиэтилена.

Исследованы образцы нефти из двух скважин Верхне-Салатского месторождения (скв. № 118 и 122). Установлено, что они существенно различаются как по содержанию смолистых и ароматических компонентов, так и по составу парафино-нафтеновых углеводородов, что определяет особенности образования в них осадка. Так, для образца нефти из скв. № 122, характеризующейся повышенным содержанием смолистых компонентов, процесс осадкообразования начинается при температуре 50 оС. Для образца нефти из скв. № 118 процесс формирования осадка происходит при 70 оС. Снижение температуры потока нефти приводит к кристаллизации парафиновых углеводородов преимущественно по дендритному типу и увеличению аморфности структуры нефтяного осадка.

Исследована кинетика адсорбции модельных углеводородов (бензол, толуол, этилбензол, изопропилбензол, циклогексан) из газовой фазы на поверхности озонированных и малеинизированных нефтеполимерных смол. Выявлены некоторые закономерности изменения динамической равновесной емкости нефтеполимерных и кинетических параметров адсорбции в зависимости от состава взаимодействующей системы адсорбент-адсорбат.

Исследованы свойства оксигидроксидов алюминия (ОГА), полученных окислением электровзрывного ультрадисперсного (нано-) порошка алюминия водой (55 оС) с последующим прокаливанием исходного образца в температурном интервале 100-1150 оС. Такие материалы нашли применение в качестве высокоэффективных адсорбентов для тонкой комплексной очистки воды. С использование методов рентгеноструктурного, термического анализа и порометрии определены основные структурные характеристики образцов. Установлено, что исходный ОГА содержит две модификации - псевдобемит и байерит. В зависимости от условий термообработки наблюдаются следующие фазовые переходы: байерит -n-Al2O3 -Q-Al2O3 - a-Al2O3 и псевдобемит -y-All2o3 - b-Al2O3 - Q-Al2O3 - a-Al2O3. Оксигидроксиды, полученные при относительно низких температурах прокаливания, характеризуются высокой удельной поверхностью и наличием микропористой структуры. Повышение температуры прокаливания приводит к исчезновению микропор и увеличению объема и размера мезопор.

Впервые на примере малосернистых и сернистых нефтей Западной Сибири исследованы закономерности хроматографического выделения и разделения СС с использованием тетрахлорида олова. Показано, что эффективность разделения СС зависит от содержания общей серы в нефти. Достигается высокая степень очистки изученных нефтей от СС - 72-95 % по общей и 68-95 % по сульфидной сере. Большая часть СС выделяется в бензольную хроматографическую фракцию независимо от сернистости нефти, отношения Pr/Ph и геологической приуроченности залежи. Сернистые соединения изученных нефтей представлены тиофенами и сульфидами. В нефтях с массовой долей общей серы 0.22-0.68 % среди сульфидов преобладают алкилзамещенные тиациклоалканы, среди тиофеновых соединений - алкилзамещенные дибензотиофены. В нефтях с массовой долей общей серы 0.94-1.14 % доминируют алкилбензотиациклоалканы и алкилнафтенодибензотиофены.

Обобщены наиболее интересные из описанных в литературе результаты по разработке и применению материалов для адсорбционной очистки воды от нефти и нефтепродуктов. Рассмотрены сорбенты, использующиеся как при ликвидации последствий аварийных разливов, так и при очистке нефтесодержащих сточных вод. Описаны природные (на растительной и минеральной основе), искусственные и синтетические сорбенты. Рассмотрены волокнистые (нетканые - в виде хаотически расположенных волокон, ваты, прессованные и др.) и используемые в дисперсном или гранулированном виде материалы. Отмечено, что комбинирование материалов, различных как по происхождению, так и по агрегатному состоянию, с проведением в случае необходимости дополнительной модификации (с целью усиления имеющихся или придания новых свойств) приводит к многократному повышению эффективности процесса очистки.

С целью исследования напряженно-деформированного состояния циркониевого сплава в очаге холодной прокатки рассмотрены процесс эволюции автоволн локализации деформации и изменения скорости распространения ультразвука. Установлено, что на участке перехода от зоны осадки к зоне редуцирования происходит значительное исчерпание запаса пластичности материала, поэтому на указанном участке наиболее вероятно разрушение. Показано, что с помощью традиционных способов оценки запаса пластичности по механическим характеристикам выявить такой участок невозможно, необходим комплексный анализ картин макролокализации пластической деформации и результатов акустических измерений.