Римлянд В.И., Драчёв К.А. «Исследование распространения ультразвуковых волн в металлических трубах» Сборник трудов 1-й Всероссийской Акустической конференции (Москва, РАН, 6–10 октября 2014 г.), секция "Ультразвуковые технологии", с. 2-7 (2014)

Приведены результаты экспериментальных исследований дисперсионных свойств волновода в виде трубы. В качестве объектов исследования использовались стальные трубы диаметром 100 мм длиной до 2 м, толщиной 4 мм. Проводились измерения скорости звука и коэффициента затухания для основных типов ультразвуковых волн, распространяющихся в металлическом сечении трубы. Измерения частотных зависимостей (30–1000 кГц) скорости звука и коэффициента затухания проводились на основе изучения распространения параметров одиночных и радиоимпульсов, при этом использовались пьезодатчики с различным углом ввода. Получены зависимости акустических характеристик для различных условий: длины трубы; заполнения жидкостью; наличия наружной изоляции.

Ливанский А.Н., Нигметзянов Р.И., Чендаров А.С. «Исследование влияния ультразвука на процесс химического травления алюминия» Сборник трудов 1-й Всероссийской Акустической конференции (Москва, РАН, 6–10 октября 2014 г.), секция "Ультразвуковые технологии", с. 8-13 (2014)

Основной из задач стоящих перед машиностроительной отраслью является снижение массы и удельной материалоемкости изделий. Основным способом достижения данной цели является производство деталей и узлов из алюминия. Однако промышленное применение алюминия ограниченно вследствие его низких прочностных характеристик и низкой износостойкости. Анализ существующих проблем в данной области, а также результаты исследования ультразвукового воздействий на различные процессы обработки металлов показали, что в настоящее время основным способом повышения свойств деталей из алюминия является изменение свойств поверхностного слоя деталей путем травления. Работа описываемая в этой статье направлена на изучение перспектив применения ультразвука для повышения эффективности химической обработки алюминия.

Квашнин С.Е., Лобачев А.А. «Особенности расчета низкочастотных ультразвуковых стержневых инструментов-концентраторов с рабочими окончаниями сложной формы» Сборник трудов 1-й Всероссийской Акустической конференции (Москва, РАН, 6–10 октября 2014 г.), секция "Ультразвуковые технологии", с. 14-18 (2014)

Описаны наиболее характерные типы рабочих окончаний сложной формы ультразвуковых инструментов-концентраторов стержневого типа, в частности ультразвуковых эндохирургических инструментов. Выведены формулы расчета геометрических характеристик поперечных сечений таких инструментов. Разработано программное обеспечение для расчета площади, статических моментов, осевых и центробежного момента инерции поперечных сечений таких инструментов.

Мороков Е.С., Левин В.М., Лебеденко И.Ю., Анисимова С.В., Подзорова Л.И., Ильшева А.А., Березина С.И. «Применение импульсной акустической микроскопии для исследования плотных зубных керамик» Сборник трудов 1-й Всероссийской Акустической конференции (Москва, РАН, 6–10 октября 2014 г.), секция "Ультразвуковые технологии", с. 19-26 (2014)

Методами импульсной акустической микроскопии и атомносиловой микроскопии была исследована объемная микроструктура керамики ZrO₂. Показано, что образцы имеют мелкопористую микроструктуру с размером пор от нескольких нанометров до десятков микрон, показаны микротрещины размером несколько сотен микрометров. Установлено, что с увеличением концентрации пор в объеме керамики изменяется величина скорости распространения продольных волн и плотность материала. Наблюдается обратная зависимость значений объемного модуля K от количества пор и дефектов в структуре керамики. Показано, что техника объемной ультразвуковой визуализации высокого разрешения является эффективным методом неразрушающего контроля плотных современных керамик применяемых в стоматологии и визуализации зоны контакта между керамическим остовом и облицовкой.

Неверов А.Н. «О движении тел по колеблющейся шероховатой поверхности» Сборник трудов 1-й Всероссийской Акустической конференции (Москва, РАН, 6–10 октября 2014 г.), секция "Ультразвуковые технологии", с. 27-32 (2014)

Теоретически исследуется характер движения тел по плоской колеблющейся поверхности. Рассматриваются случаи горизонтальных, вертикальных и наклонных колебаний при движении по горизонтальной плоскости и наклонных колебаний при движении по наклонной плоскости. Показано, что ультразвуковые колебания придают изначально сухому трению черты, характерные для вязкого трения, в частности, пропорциональность приложенной постоянной силы и макроскопической скорости тела. В то же время сохраняется ненулевое пороговое значение силы, необходимое для начала движения.

Левин В.М., Петронюк Ю.С., Беллуччи С., Кижур П. «Визуализация структуры нанокомпозитов методами акустической микроскопии» Сборник трудов 1-й Всероссийской Акустической конференции (Москва, РАН, 6–10 октября 2014 г.), секция "Ультразвуковые технологии", с. 33-40 (2014)

Методы импульсной акустической микроскопии позволяют с микронным разрешением исследовать объемную структуру и изучать упругие свойства миниатюрных образцов. В настоящее время метод оказывается актуальным для изучения и характеризации современных композитов с микро и наноструктурой. Интерес исследователей вызывает возможность формирования фрактальной объемной микроструктуры из наночастиц внутри матрицы, что может стать причиной кардинального изменения свойств исходного материала. В докладе представлены результаты исследования композитов с различными углеродными наполнителями (графен, графит, нанотрубки). Общепринятым является представление о равномерном распределении частиц наполнителя по объему композита, вне зависимости сопровождается такое распределение образованием непрерывного кластера или нет. Однако, на практике за счет эффективного взаимодействия наночастиц между собой часто реализуется агломерация наночастиц во фрактальные конгломераты микронных размеров и выше. Появление конгломератов нарушает те структурные особенности, которые обуславливали ожидаемые физико-химические свойства – нанокомпозиты переходят в разряд обычных композитов с мелкой структурой. Более того, в зависимости от метода фабрикации композита, конгломераты могут включать в себя воздушные и газовые пузыри.

Петронюк Ю.С., Мороков Е.С., Левин В.М., Зеленов В.И. «Акустическая микроскопия многослойных кристаллов микроэлектроники» Сборник трудов 1-й Всероссийской Акустической конференции (Москва, РАН, 6–10 октября 2014 г.), секция "Ультразвуковые технологии", с. 41-45 (2014)

Одним из последних достижений современной микроэлектроники является производство многослойных кристаллических чипов, при котором электронный модуль формируется в виде стопки электрически связанных кристаллов. Для данной технологии важным оказывается отсутствие дефектов в электронном соединении и, так называемые, скрытые дефекты – механические дефекты кристаллической укладки, сборки и упаковки. Применение многослойных модулей в составе системы управления космических аппаратов и станций предъявляет особенные требования к качеству сборки. Дефекты сборки не обнаруживаются с помощью электрических тестов, поэтому ультразвуковые методы высокого разрешения оказываются одними из лучших для неразрушающего контроля многослойных микросхем. Возможность обнаружения скрытых дефектов была показана методами импульсной акустической микроскопии. Предложенные методы позволили обнаруживать дефекты адгезии, на границе между кристаллами, дефекты ультразвуковой пайки контактов, распределение теплоотводящего слоя (полиимидной сетки), скрытые внутренние трещины кристаллов. Применение фокусированного высокочастотного излучения и высокий показатель преломления звука в кремниевом кристалле позволяет выполнять акустическую визуализацию на глубине не более, чем стопка из трех-четырех кристаллов, каждый из которых толщиной 690 мкм.

Свет В.Д., Чернокожин В.В., Завадский Ю.И., Выдревич М.А. «Двумерные пьезоматрицы с интегральным пзс коммутатором сигналов для систем ультразвуковой визулизации» Сборник трудов 1-й Всероссийской Акустической конференции (Москва, РАН, 6–10 октября 2014 г.), секция "Ультразвуковые технологии", с. 46-52 (2014)

Рассмотрены способы построения 2D пьезоматриц со встроенным коммутатором на основе ПЗС матриц. Такое решение позволяет создавать приемные антенные решетки практически с неограниченным числом элементов, а высокие скорости считывания сигналов и высокий динамический диапазон современных ПЗС матриц позволяет реализовать высокую чувствительность УЗ приборов и их высокое быстродействие. Приводятся расчетные оценки пороговой чувствительности и результаты измерений ряда параметров акустического поля таким гибридным прибором.

Свет В.Д., Дементьев Д.А., Галутин В.З. «О некоторых проблемах ультразвуковой визуализации объектов, расположенных в расплавленных металлах» Сборник трудов 1-й Всероссийской Акустической конференции (Москва, РАН, 6–10 октября 2014 г.), секция "Ультразвуковые технологии", с. 53-59 (2014)

Ультразвуковая визуализация объектов, расположенных в расплавленных металлах, связана с решением многих технологических и технических проблем, обусловленных высокой температурой, плохой смачиваемостью жидких металлов и особенностями конструкций энергетических установок, в которых должны эксплуатироваться такие системы. Показано, что использование акустических линз для построения акустического изображения вместо фазированных многоэлементных антенных решеток оказывается более простым и реализуемым вариантом построения системы ультразвуковой визуализации с высоким пространственным разрешением.

Павловский А.С., Пугачев С.И., Семенова Н.Г. «Роль вязких волн в технологических процессах по схеме тонкого слоя (на примере ультразвуковой металлизации материалов)» Сборник трудов 1-й Всероссийской Акустической конференции (Москва, РАН, 6–10 октября 2014 г.), секция "Ультразвуковые технологии", с. 60-67 (2014)

Экспериментально и численно показано, что короткие поперечные вязкие волны, возбуждаемые в тонком слое жидкости, находящемся на поверхности твердого тела, вызывают появление в слое нелинейных эффектов: течений, радиационной силы и гидродинамической кавитации. При ультразвуковой металлизации эти эффекты обеспечивают смачивание твердого тела расплавом металла, создают развитый рельеф его поверхности и обуславливают физико-химическое взаимодействие жидкой и твердой фаз.

Данилин И.В., Сундуков С.К., Фатюхин Д.С. «Исследование свойств поверхностного слоя покрытия, полученного методом азотирования с последующей ультразвуковой упрочняющей обработкой» Сборник трудов 1-й Всероссийской Акустической конференции (Москва, РАН, 6–10 октября 2014 г.), секция "Ультразвуковые технологии", с. 68-73 (2014)

Твёрдость стали является одним из важнейших свойств, определяющих её износостойкость. Для повышения твёрдости применяются технологии поверхностного упрочнения: азотирование и поверхностно-пластическое деформирование, которые основаны на принципиально разных процессах. Применение комбинированного метода позволяет повысить твёрдость поверхностного слоя материала и увеличить глубину упрочнения. В работе приведены результаты исследований свойств покрытия, полученного методом азотирования с последующей ультразвуковой упрочняющей обработкой.

Хусравбеков Л., Холов А., Чарная Е.В. «Акустические исследования кристаллов двойного молибдата и вольфрамата натрия висмута при высоких температурах» Сборник трудов 1-й Всероссийской Акустической конференции (Москва, РАН, 6–10 октября 2014 г.), секция "Ультразвуковые технологии", с. 74-79 (2014)

Кристаллы двойных молибдатов и вольфраматов NaBi(MoO₄)₂ и NaBi(WO₄)₂ являются перспективными материалами для применения в акустооптике и в твердотельных лазерах. В работе представлены результаты исследований акустических свойств этих кристаллов в области температур выше комнатной до 350 К. Исследования проводились фазово-импульсным методом в режиме медленного нагрева и охлаждения на частотах от 3 до 7 МГц. Измерялись температурные зависимости относительной скорости и затухания продольных и поперечных ультразвуковых волн, распространяющихся вдоль различных кристаллографических направлений. Исследуемые кристаллы выращивались методом Чохральского из расплавов, предварительно синтезированных из оксидных компонентов. Обнаружены изменения скорости и затухания ультразвука, свидетельствующие о существовании ранее неизвестных фазовых переходов. Отсутствие заметного температурного гистерезиса акустических свойств при повышении и понижении температуры позволяет утверждать, что наблюдаемые фазовые переходы являются либо переходами 2 рода, либо переходами 1 рода, близкими ко второму. Для кристаллов NaBi(MoO₄)₂ и NaBi(WO₄)₂ фазовый переход наблюдался вблизи 309 и 319 К, соответственно. Предполагается, что фазовые переходы связаны с упорядочением ионов Na⁺ и Bi³⁺ по катионным узлам. Обнаруженные аномалии упругих свойств и затухания звука допускают интерпретацию на основе феноменологической теории Ландау. Различный характер акустических аномалий при фазовых переходах в зависимости от направления распространения и поляризации ультразвуковых волн показывает различный тип связи парамеров порядка, ответственных за фазовые переходы, с деформациями в волне (линейно-линейный и квадратично-линейный). Дополнительные исследования выявили сильную зависимость величины акустических аномалий в области фазовых переходов от тепловой предыстории кристаллов, что свидетельствует о влиянии тепловой обработки кристаллов на порядок замещения в катионной подрешетке и, соответственно, на пространственную симметрию кристаллической структуры. Обсуждается влияние условий роста кристаллов на характер упорядочения замещения.

Шленская Т.В., Баулина Т.В., Красуля О.Н., Шестаков С.Д., Ринк Р. «Сонохимический реактор с симметричной колебательной системой акустической ячейки и непараметрическим (фазовым) управлением излучателями» Сборник трудов 1-й Всероссийской Акустической конференции (Москва, РАН, 6–10 октября 2014 г.), секция "Ультразвуковые технологии", с. 80-93 (2014)

Кратко изложены основные положения концепции пищевой сонохимии, которая принята в настоящее время в России. Описан кавитационный реактор с симметричной колебательной системой акустической ячейки, специально разработанный и изготовленный в Эстонии на основе модели многопузырьковой кавитации и теории подобия кавитационных процессов. Приведен анализ его конструкции в сравнении с известными реакторами, подходящими для сонохимических исследований в пищевой промышленности. Реактор содержит два одинаковых излучателя герметично закрепленных посредством эластичных прокладок и фланцев в узлах колебательных смещений акустических трансформаторов на противоположных торцах корпуса. Они встречно испускают в обрабатываемый раствор когерентные плоско-упругие волны. Показано, что такая конструкция сонохимического реактора обеспечивает повышение его производительности и уменьшает потери акустической энергии. Описывается также возможность фазового управления излучателями этого реактора при обработке также истинных и коллоидных водных растворов и дисперсных систем с удельными акустическими сопротивлениями не как у химически чистой воды. Такие реакторы будут эффективны в пищевой сонохимии при обработке растворов NaCl различной концентрации. Разработка позволяет в растворе с любым удельным акустическим сопротивлением получить наивысшую рассеиваемую на кавитации акустическую мощность и максимальную производительность обработки без увеличения подводимой электрической мощности. Расстояние между излучающими торцами трансформаторов в реакторе кратно числу полуволн их колебаний в химически чистой воде, а фазы излучателей задаются в зависимости от этого числа и длины волны колебаний обрабатываемой жидкости.

Приходько В.М., Шеина А.Е., Юдаков Е.Г. «Использование координатной обработки для интенсификации процесса ультразвуковой очистки» Сборник трудов 1-й Всероссийской Акустической конференции (Москва, РАН, 6–10 октября 2014 г.), секция "Ультразвуковые технологии", с. 94-98 (2014)

В двигателях внутреннего сгорания загрязнениям подвергаются детали различных размеров, формы и конструкции. Особую сложность представляет очистка от загрязнений корпусных изделий, что объясняется их крупными габаритами, наличием большого количества отверстий, карманов и других труднодоступных мест. Одним из наиболее эффективных способов очистки деталей является ультразвуковой. Рассмотрены технология и оборудование для автоматизированной ультразвуковой очистки корпусных деталей перемещающимся излучателем.