Formation of material prescribed phase composition from refractory filler silica powder modified with alkoxide and sol-gel composite

Creation of ceramics and refractories with improved physicomechanical properties is possible with use of nanomaterials in their technology. Introduction of SiC nanoparticles into a ceramic material charge by using modified filler powders is proposed. Fillers modified with tetraethoxysilane during grinding leads to powder crystal structure breakdown and SiC mechanochemical synthesis. The amount of -SiC synthesized in this way depends on the amount of modifying additive. Results are provided for modified filler phase composition before and after heat treatment at 1000°C, and mechanochemically synthesized SiC thermal stability is established. It is shown that sintering of modified electro-corundum worsens with an increase in amount of synthesized silicon carbide nanoparticles. The difference is demonstrated in phase composition formation with heat treatment of a mixture of modified and normal finely ground electrocorundum with a sol-gel binder and firing up to 1600°C. Silicon carbide nanoparticle synthesis does not exceed 3 – 7 % in both cases. Recommendations are given for use of corundum filler with a different amount of modifying additive

Oxidation-resistant nano-reinforced PC-refractories of modified phenol formaldehyde resin. Part 3. Formation mechanism of organic-inorganic complexes during low-temperature synthesis of nanoparticles of additional antioxidants and their effectiveness

SiC nanoparticles that could be used as an antioxidant for periclase-carbon (PC) refractories were synthesized from the organic—inorganic complex (‒СН₃)‒(SiO₂)n that formed during heating of silicon alkoxide and thermal destruction of its gels. Use of phenolformaldehyde resins modified with silicon alkoxide and its sols was proposed and enabled the formation of an organic—inorganic complex (-СН₃)‒(SiO₂)n‒С with a high C content. This increased the yield of SiC synthesized in the carbon binder. The addition of Ni precursors (additional antioxidant) formed an even more complicated organic—inorganic complex. Use of the complex (‒СН₃)‒(SiO₂)n‒Ni(NiO)‒С together with Al improved the operating characteristics of the PC refractories. It was found that their resistance to oxidation was increased after the complex antioxidant Al + SiC + Ni(NiO) formed

Сorrosion resistance of the welded junction of aluminum alloy of the Al-Mg-Si-Cu system

Наведено результати комплексних досліджень корозійної стійкості алюмінієвого сплаву системи легування Al-Mg-Cu-Si. Методом металографії встановлено, що під впливом термічного циклу зварювання відбувається виділення вторинних фаз та коагуляція нерозчинних фаз. Основні легуючі елементи утворюють в процесі кристалізації швів метастабільні фази, які розташовані рівномірно, але відрізняються розміром і формою. В зоні термічного впливу відбувається розпад пересиченого твердого розчину та розчинення зміцнюючих фаз, характерною ознакою яких є нестабільність розпаду в межах одного зерна, збагачення граничних ділянок легуючими елементами, збіднення об’єму. Що супроводжується утворенням тонких евтектичних прошарків вздовж границь кристалітів. Результатами електрохімічних досліджень встановлено, що потенціал зварного шва та зони термічного впливу є більш благородними порівняно з основним металом. Зважаючи на більшу площу основного металу в конструкції порівняно із зварним швом (площа зварного шва становить не більше 10% від площі основ-ного металу) в цілому можна очікувати задовільну стійкість зварного з’єднання проти суцільної корозії. Глибина між кристалітної корозії зварного з’єднання сплаву системи Al-Mg-Cu-Si становить (0,245-0,350) m, що більше ніж для основного металу – від 0,082 до 0,086 m. Збільшення глибини руйнування границь зерен у зварному з’єднанні підтверджує факт розміцнення біля шовної зони під час зварювання. Зварювання не погіршує стійкість зварних з’єднань проти розшаровуючої корозії порівняно з основним металом, яка оцінена балом 2-3 для основного металу та балом 1 для зварного шва та зони термічного впливу. Стійкість зварного з’єднання в умовах сумісного впливу постійного навантаження та повного занурення у корозивне середовище знижується: час до руйнування основного металу становить від 67 до 88 годин, зварного з’єднання – від 1 до 49го-дин. Оскільки стійкість проти розшаровуючої корозії зварного з’єднання задовільна, то працездатність зварного виробу в цілому в умовах сумісного впливу корозійно-агресивного середовища та механічного напруження буде визначатися стійкістю зони термічного впливу проти пітингової та міжкристалітної корозії.The paper deals with the hybrid action tool for cleaning of cavities and elements of turbine units whose operation is based on a combination of action of a water-ice flow with mechanical shock influence of the small concentrated masses mounted on elastic suspensions. Receiving energy from the flow, the masses, performing self-oscillating motion, come into contact with the treated surface having a layer of strong contamination, and create a multipoint shock-cyclic loading of the surface, which results in active development of initial defects of the contamination film, due to which the following action of the water-ice stream produces better and more pro-ductive cleaning. It is shown that the generated local stresses, determined on the basis of Hertz contact problems, reach 15-20 MPa, do not have a significant effect on the surface of the base, which is a thin curves shell, do not change the state of its surface in the plane of adhesion, but result in defects in surface film in the form of cracks and delaminations . In this case the film is eliminated by water-ice flow more dynamically. The use of water-ice jet, formed by the original tubeless device, enables the formation of a nwide flow (with the top angle of n/12... n/6) and the work of its ice particles is spent on grinding the surface film. The jet stream cleans the surface and removes the products of destruction beyond the impact. The use of a hybrid tool has increased the productivity of treatment with the wetting angles of the jet flow, different from n/2, by more than 30%, while the consumption of cryogenic liquid (liquid nitrogen) is reduced by 20–25%. The process modeling is performed, the conditions of the destruction of the adhesive bond of the contaminant film with the surface are estimated, the conditions of its rational execution are determined.Представлены результаты комплексных исследований коррозионной стойкости алюминиевого сплава системы легирования Al-Mg-Cu-Si. Методом металлографии установлено, что под влиянием термического цикла сварки происходит выделение вторичных фаз и коагуляция нерастворимых фаз. Основные легирующие элементы образуют в процессе кристаллизации швов метастабильные фазы, которые расположены равномерно, но отличаются размером и формой. В зоне термического влияния происходит распад пересыщенного твердого раствора и растворение упрочняющих фаз, характерным признаком которых является нестабильность распада в пределах одного зерна, обогащение пограничных участков легирующими элементами, обеднение объема, что сопровождается образованием тонких эвтектических прослоек вдоль границ кристаллитов. Результатами электрохимических исследований установлено, что потенциал сварного шва и зоны термического влияния является более благородными по сравнению с основным металлом. Несмотря на большую площадь основного металла в конструкции по сравнению со сварным швом (площадь сварного шва составляетне более 10% от площади основного металла) в целом можно ожидать удовлетворительную стойкость сварного соединения в условиях равномерной коррозии. Глубина межкристаллитной коррозии сварного соединения сплава системы Al-Mg-Cu-Si составляет (0,245-0,350) мм, что больше, чем для основного металла – от 0,082 до 0,086 мм. Увеличение глубины разрушения границ зерен в сварном соединении подтверждает факт разупрочнения околошовной зоны при сварке. Процесс сварки не ухудшает стойкость сварных соединений против расслаивающей коррозии по сравнению с основным металлом, которая оценена баллом 2-3 для основного металла и баллом 1 для сварного шва и зоны термического влияния. Стойкость сварного соединения в условиях совместного воздействия постоянной нагрузки и полного погружения в корозионно-активную среду снижается: время до разрушения основного металла составляет от 67 до 88 часов, сварного соединения - от 1 до 49 часов. Поскольку стойкость против расслаивающей коррозии сварного соединения удовлетворительная, то работоспособность сварного изделия в целом в усло-виях совместного воздействия коррозионно-агрессивной среды и механической нагрузки будет определяться устойчивостью зоны термического влияния против питтинговой и межкристаллитной коррозии

COMPARATIVE ANALYSIS OF CRISPR-CAS SYSTEM STRUCTURES OF YERSINIA PSEUDOTUBERCULOSIS IP32953 AND IP31758

Background. Pseudotuberculosis is still relevant problem in medical science and public health of Russia and other countries. Typing of Y. рseudotuberculosis strains by their CRISPR systems is a perspective tool for monitoring of Yersinia populations as was shown in Y. pestis.Aims. Here we describe and compare CRISPR-Cas systems of Yersinia pseudotuberculosis strains IP32953 and IP31758 causing classic pseudotuberculosis and Far-East scarlet-like fever (FESLF) respectively.Materials and methods. Complete genomes of Y. pseudotuberculosis IP329353 and IP31758 (NC_006155 and NC_009708 respectively) were obtained from NCBI Nucleotide Database. Search; identification; and analysis of CRISPR systems were carried out by online-tools CRISPROne; CRISPRDetect; and CRISPRTarget.Results and discussion. Analyzed strains have CRISPR-Cas systems that include one set of cas-genes and arrays situated at the long distances from each other. We defined three CRISPR arrays in Y. pseudotuberculosis IP32953 by the combination of program methods. CRISPR-Cas system of this strain consist of array YP1 located near cas-genes; arrays YP2 and YP3. CRISPR-Cas system of Y. pseudotuberculosis IP31758 includes two arrays – YP1 and YP3. CRISPR systems do not share similar spacers. CRISPR systems of the analyzed strains differ in CRISPR loci and cas-protein structures that can be used as specific marks of analyzed strains.Conclusions. We suggest that acquisition of certain spacers may play a role in evolution and divergence of Y. pseudotuberculosis strains

Realizing quantum gates with optically-addressable 171^{171}Yb+^{+} ion qudits

The use of multilevel information carriers, also known as qudits, is a promising path for exploring scalability of quantum computing devices. In this work, we present a proof-of-principle realization of a quantum processor that uses optically-addressed $^{171}$Yb$^{+}$ ion qudits in a linear trap. The rich level structure of $^{171}$Yb$^{+}$ ions makes it possible to use the Zeeman sublevels of the quadrupole clock transition at 435.5 nm for efficient and robust qudit encoding. We demonstrate the realization of the universal set of gates consisting of single-qudit rotations and two-qudit entangling operation with a two-ququart system, which is formally equivalent to a universal gate-based four-qubit processor. Our results paves a way towards further studies of more efficient implementations of quantum algorithms with trapped-ion-based processors.Comment: 9 pages, 3 figure

APPLICATION OF MATHEMATICAL METHOD PREDICTIONS FOR IDENTIFICATION OF PATTERNS RELATIONS MUTATIONS IN PROTEINS ENCEPHALITIS VIRUS AND A MANIFESTATION OF ITS PHENOTYPIC TRAITS

We studied the natural connections between the amino acid sequences of proteins C, prM, E and NS1 virus strains of tick-borne encephalitis (TBE) and their three phenotypic traits -neuroinvasiveness, thermal stability and thermoresistance. Coupling strength is assessed using measures of competitive sequence similarity of each strain with reference strains. For such purposes subsets of strain sections are chosen amino acid composition specifics of which can predict the value of a phenotypic trait of interest. The possibility to predict missing elements in data both in amino acid composition, and in target properties is demonstrated. The relationships between pairs of phenotypic traits of strains were evaluated