Metallic iron or a Fe-based glassy alloy to reinforce aluminum: reactions at the interface during spark plasma sintering and mechanical properties of the composites

The microstructural features and mechanical properties of composites formed by spark plasma sintering (SPS) of Al + 20 vol.% Fe and Al + 20 vol.% Fe66Cr10Nb5B19 (glassy alloy) mixtures composed of micrometer-sized particles are presented. The interaction between the mixture components was studied by differential thermal analysis and through examining the microstructure of composites sintered at two different SPS pressures. When the pressure was increased from 40 MPa to 80 MPa, the thickness of the reaction products formed between the iron particles and aluminum increased due to a more intimate contact between the phases established at a higher pressure. When the metallic glass was substituted for iron, the pressure increase had an opposite effect. It was concluded that local overheating at the interface in the case of Al + 20 vol.% Fe66Cr10Nb5B19 composites governed the formation of the product layers at 40 MPa. The influence of the nature of reinforcement on the mechanical properties of the composites was analyzed, for which sintered materials with similar microstructural features were compared. In composites without the reaction products and composites with thin layers of the products, the hardness increased by 13–38% relative to the unreinforced sintered aluminum, the glassy alloy and iron inclusions producing similar outcomes. The effect of the nature of added particles on the hardness and compressive strength of composites was seen when the microstructure of the material was such that an efficient load transfer mechanism was operative. This was possible upon the formation of thick layers of reaction products. Upon compression, the strong glassy cores experienced fracture, the composite with the glassy component showing a higher strength than the composite containing core-shell structures with metallic iron cores

Interdisciplinary project-based learning: technology for improving student cognition

The article studies a way of enhancing student cognition by using interdisciplinary project-based learning (IPBL) in a higher education institution. IPBL is a creative pedagogic approach allowing students of one area of specialisation to develop projects for students with different academic profiles. The application of this approach in the Ural State University of Economics resulted in a computer-assisted learning system (CALS) designed by IT students. The CALS was used in an analytical chemistry course with students majoring in Commodities Management and Expertise (‘expert’ students). To test how effective the technology was, the control and experimental groups were formed. In the control group, learning was done with traditional methods. In the experimental group, it was reinforced by IPBL. A statistical analysis of the results, with an application of Pearson χ 2 test, showed that the cognitive levels in both IT and ‘expert’ experimental groups improved as compared with the control groups. The findings demonstrated that IPBL can significantly enhance learning. It can be implemented in any institution of higher or secondary education that promotes learning, including the CALS development and its use for solving problems in different subject areas

Вплив макроструктури трубних заготовок з відцентроволитої сталі 40х25н20с2 на механічні властивості при різних температурах

Abstract. Purpose. Study of the influence of  technological factors and  macrostructure of centrifugally-cast billets from steel 40H25N20С2 on the mechanilal properties under different temperatures. Methodology.  Macrostructure of pipe  castings from steel 40H25N20С2 produced by horizontal centrifugal casting machines was analyzed. The influence of parameters of centrifugal casting on the character of macrostructure was investigatedMmechanical tests under  different temperatures were carried out. Findings. It was shown the influence of parameters of centrifugal casting and dendritic macrostructure of pipe castings from steel 40H25N20С2 on the mechanilal properties. It was fixed that more propitious is the dispersed transcrystalline  macrostructure of pipe castings. The parameters of centrifugal casting ensuring formation of dispersed transcrystalline  macrostructure of pipe castings were determined. It was shown the influence of  parameters of centrifugal casting and macrostructure on the mechanical properties of pipe castings under different temperatures. Originality. We discuss the processes of macrostructure formation of  pipe  castings from steel 40H25N20С2 under different conditions of centrifugal casting and their influence on the mechanilal properties. Practical value. The obtained results allow to produce centrifugal castings from steel 40H25N20С2 with raise mechanical and service properties.Аннотация.  Цель. Исследование влияния технологических факторов и макроструктуры центробежнолитых заготовок из стали 40Х25Н20С2 на механические свойства при различных температурах. Методика. Исследована макроструктура трубных заготовок из стали 40Х25Н20С2, полученных на горизонтальных машинах центробежного литья. Изучали влияние параметров литья на характер макроструктуры. Проводили механические испытания образцов при различных температурах. Результаты.  Показано влияние параметров центробежного литья и дендритной макроструктуры отливок из стали 40Х25Н20С2 на механические свойства. Установлено, что наиболее благоприятной является разветвленная транскристаллитная макроструктура трубных заготовок. Определены параметры центробежного литья, обеспечивающие получение разветвленной транскристаллитной макроструктуры трубных заготовок. Показано влияние параметров центробежного литья и макроструктуры на механические свойства трубных заготовок при разных температурах. Научная новизна. Обсуждаются процессы формирования макроструктуры трубных заготовок из стали 40Х25Н20С2 при разных условиях центробежного литья и ее влияние на механические характеристики. Практическая значимость. Полученные результаты позволяют получать центробежнолитые трубные заготовки из стали 40Х25Н20С2 с повышенными механическими и эксплуатационными свойствами.Анотація. Мета. Вивчити вплив технологічних факторів і макроструктури  відцентрово литих заготовок із  сталі 40Х25Н20С на механічні властивості при різних температурах. Методика. Досліджена макроструктура трубних заготовок з сталі 40Х25Н20С2, отриманих на горизонтальних машинах відцентрового лиття. Вивчали вплив параметрів лиття на характер макроструктури. Проводили  механічні випробування зразків при різних температурах. Результати. Показано вплив параметрів відцентрового лиття та дендритної макроструктури виливків із сталі 40Х25Н20С2 на механічні властивості. Встановлено, що найбільш  бажаною є розгілена транскристалітна макроструктура трубних заготовок. Визначені параметри відцентрового лиття, які забезпечують отримання розгіленої транскристалітної макроструктури трубних заготовок.  Показано вплив параметрів відцентрового лиття та макроструктури на механічні властивості трубних заготовок при різних температурах. Наукова новизна. Обговорюються процеси формування макроструктури трубних заготовок із сталі 40Х25Н20С2 при різних умовах відцентрового лиття та її вплив на механічні характеристики. Практична значимість. Отримані результати дозволяють отримувати відцентрово литі трубні заготовки із сталі 40Х25Н20С2 з підвищеними механічними та експлуатаційними властивостями

ДОСЛІДЖЕННЯ РАЦІОНАЛЬНОГО ВИКОРИСТАННЯ ЗЕМЕЛЬ СІЛЬСЬКОГОСПОДАРСЬКОГО ПРИЗНАЧЕННЯ НА ПРИКЛАДІ КАРПАТСЬКОГО РЕГІОНУ ІЗ ЗАСТОСУВАННЯМ МЕТОДУ АНАЛІЗУ ІЄРАРХІЙ І СИСТЕМНОГО ПІДХОДУ

У статті досліджена можливість ухвалення управлінських рішень за допомогою методу аналізу ієрархій і системного підходу для забезпечення раціонального використання земель сільськогосподарського призначення на прикладі Карпатського регіону. Запропоновано систему структуризації земель досліджуваної категорії. Обґрунтовано теоретичні основи застосування вказаних наукових методів для вирішення завдань впорядкування територіальних утворень

АКТУАЛЬНІ ПИТАННЯ ВПОРЯДКУВАННЯ ЗЕМЕЛЬ КАРПАТСЬКОГО ЄВРОРЕГІОНУ

В статті розглянуто проблематику та особливості впорядкування земель Карпатського єврорегіону. Обґрунтовано необхідність оптимізації складу земель на досліджуваній території. Надано пропозиції щодо забезпечення раціонального використання земель із врахуванням особливостей території

СТАН ПРИРОДНО-ЗАПОВІДНОГО ФОНДУ В КАРПАТСЬКОМУ РЕГІОНІ

В статті висвітлено нинішній стан природно заповідного фонду (далі ПЗФ) в Карпатському регіоні та динаміка зростання площ об’єктів ПЗФ до європейських стандартів. Ми розрахували показник заповідності на досліджуваній території. Виходячи з цього, дійшли висновку, що показник заповідності в межах Карпатського регіону відповідає загальнодержавним нормам європейських країн. Відповідно до Загальнодержавної програми розвитку заповідної справи на період до 2020 р. ці показники зростатимуть. Крім того, нами розглянуто структуру та розподіл об’єктів ПЗФ Карпатського регіону за категоріями та адміністративними одиницями. Ми проаналізували національні природні парки (далі НПП), які було засновано в період 2009-2010 рр. в Карпатському регіоні

La2Zr2O7/LaAlO3 composite prepared by mixing precipitated precursors: Evolution of its structure under sintering

For La2Zr2O7/LaAlO3 composite prepared by aging (100 °C/10 h) of the mixture of precipitated precursors of La-Zr-O and La-Al-O, evolution of its structural features after sintering in air in the range of 100–1300 °C was investigated by applying XRD, HRTEM, FTIR, Raman and UV–Vis spectroscopies, 27Al MAS NMR and 139La NMR. The initial composite forms a highly dispersed and disordered structure retaining considerable concentrations of residual anions (anions from the initial salts, water molecules and hydrogen bound hydroxyls) due to basic properties of La cations. Stepwise removal of these anions by calcinations results in the crystallization of La2(Al)O2CO3 at 500 °C with complete disordering of the system after heating at 700 °C. These transitions are accompanied by appearance of AlO4 polyhedra. The La-Zr-O- containing phase appeared for the first time at 900 °C as fluorite-like ZrO2 stabilized by La (Al) cations, and LaAlO3 (P2) phase is also observed along with admixtures of La2O3 and La10Al4O21. At 1100 °C fluorite-like ZrO2 converts into the La2Zr2O7 (P1) phase, and in the range of 1100–1300 °C mixed P1 and P2 oxides are the main phases. For P1 phase, structure becomes more ordered at higher sintering temperatures, while for P2 phase in composite the nanodomain structure is still observed in comparison with individual mixed oxide at 1300 °C. The molecular –scale features of domain boundaries in nanostructured La-Zr-O/La-Al-O composite as well as applied inexpensive method of its fabrication provide required bases for a broad practical application of this material for Thermal barrier coatings (TBCs). © 2020 Elsevier B.V