Revisiting the martensite/ferrite interface damage initiation mechanism:The key role of substructure boundary sliding

Martensite/ferrite (M/F) interface damage plays a critical role in controlling failure of dual-phase (DP) steels and is commonly understood to originate from the large phase contrast between martensite and ferrite. This however conflicts with a few, recent observations, showing that considerable M/F interface damage initiation is often accompanied by apparent martensite island plasticity and weak M/F strain partitioning. In fact, martensite has a complex hierarchical structure which induces a strongly heterogeneous and orientation-dependent plastic response. Depending on the local stress state, (lath) martensite is presumed to be hard to deform based on common understanding. However, when favourably oriented, substructure boundary sliding can be triggered at a resolved shear stress which is comparable to that of ferrite. Moreover, careful measurements of the M/F interface structure indicate the occurrence of sharp martensite wedges protruding into the ferrite and clear steps in correspondence with lath boundaries, constituting a jagged M/F interfacial morphology that may have a large effect on the M/F interface behaviour. By taking into account the substructure and morphology features, which are usually overlooked in the literature, this contribution re-examines the M/F interface damage initiation mechanism. A systematic study is performed, which accounts for different loading conditions, phase contrasts, residual stresses/strains resulting from the preceding martensitic phase transformation, as well as the possible M/F interfacial morphologies. Crystal plasticity simulations are conducted to include inter-lath retained austenite (RA) films enabling the substructure boundary sliding. The results show that the substructure boundary sliding, which is the most favourable plastic deformation mode of lath martensite, can trigger M/F interface damage and hence control the failure behaviour of DP steels. The present finding may change the way in which M/F interface damage initiation is understood as a critical failure mechanism in DP steels

Электроповерхностные свойства пористого кремнезема в водных растворах хлоридов металлов

Change in electrophoretic mobility and zeta potential of porous silica in divalent metal chloride water solutions has been discovered by microelectrophoresis. The probability of the electrostatic mechanism for ion exchange increases with the equilibrium cation concentration at the electrophoretic mobility zero point. When it decreases, electrostatic attraction gets assisted by a strong specific interaction. Smaller metal ions show high selectivity to the porous silica decreasing in the following order: Cu2+ ˃ Ni2+ ˃ Co2+ ˃ Zn2+.Методом микроэлектрофореза обнаружено изменение электрофоретической подвижности и электрокинетического потенциала частиц пористого кремнезема в водных растворах хлоридов двухвалентных металлов. Чем выше равновесная концентрация катиона в нулевой точке электрофоретической подвижности, тем вероятнее электростатический механизм ионного обмена. С ее уменьшением дополнительно к электростатическому притяжению добавляется сильное специфическое взаимодействие ионов с поверхностью. Катионы с меньшим значением ионного радиуса проявляют высокую селективность к пористому кремнезему, которая уменьшается в следующем ряду: Cu2+ ˃ Ni2+ ˃ Co2+ ˃ Zn2+

Сорбция радионуклидов 137Cs, 85Sr и 60Co из модельных растворов жидких радиоактивных отходов низкой активности модифицированными горючими сланцами

The results of the study of cesium, strontium, cobalt radionuclides sorption from model solutions simulating liquid radioactive waste on promising sorbents based on thermally modified oil shale are presented. The dependency of texture parameters obtained from the results of nitrogen adsorption-desorption on the treatment method of oil shale and their relationship to sorption parameters such as distribution coefficient and removal efficiency was discussed. Understanding how pore characteristics affect the sorption activity of such complex systems as sorbents is important for the creation of radionuclide sorption materials with improved characteristics. The efficiency of sorption of cesium, strontium and cobalt radionuclides was rather high for sorbent samples: the distribution coefficient was about 103–104 ml/g with a removal efficiency of more than 66 %. The most effective sorbent was obtained from oil shale with a heating rate of 5 deg/min without subsequent steam treatment, which is recommended to be used for low-active radioactive waste treatment.Представлены результаты исследования сорбции радионуклидов цезия, стронция и кобальта перспективными сорбентами на основе термически модифицированных горючих сланцев из растворов, моделирующих жидкие радиоактивные отходы. На основании результатов низкотемпературной адсорбции–десорбции азота установлена зависимость текстурных параметров исследуемых сорбентов от метода обработки горючего сланца, а также описана зависимость эффективности сорбции (по величинам сорбции и коэффициента распределения) радионуклидов от текстурных параметров сорбентов. Понимание того, каким образом характеристики пор оказывают влияние на сорбционную активность таких сложных систем, как сорбенты, важно для создания высокоэффективных сорбционных материалов с усовершенствованными характеристиками. Установлено, что материалы на основе модифицированного горючего сланца сорбируют радионуклиды цезия, стронция, кобальта с высокой эффективностью: коэффициенты распределения каждого радионуклида составляют 103–104 мл/г при степени извлечения более 66 %. Наибольшую эффективность проявляет сорбент, полученный из горючего сланца при нагреве со скоростью 5 град/ мин без последующей обработки паром. Данный сорбент рекомендован к применению для очистки жидких радиоактивных отходов низкой активности от радионуклидов цезия, стронция, кобальта

Низкотемпературный синтез мезопористых металлосиликатов типа М41S и их адсорбционные и капиллярно-конденсационные свойства

Low-temperature synthesis of the mesoporous silicates containing d-metals is carried out. The measured isotherms of low-temperature nitrogen adsorption-desorption by chrome, vanadium and zirconium silicate adsorbents belong to Type IV (b) of sorption isotherms on IUPAC classification. Such isothermal curves are inherent in mesoporous systems with the M41S type of ordering of the making elements. Increasing рН of sedimentation and metal content lead to amorphization of samples and distortion of a supramolecular lattice with uniform regular geometry and a long-range ordering.Проведен низкотемпературный синтез мезопористых силикатов, содержащих d-металлы. Измеренные изотермы низкотемпературной адсорбции–десорбции азота, полученные хромо-, ванадо- и цирконосиликатными адсорбентами, относятся к типу IV(b) изотерм сорбции по классификации IUPAC. Изотермические кривые такого рода присущи мезопористым системам с типом M41S упорядочения составляющих элементов. Увеличение рН осаждения и рост содержания металла приводят к аморфизации образцов и искажению надмолекулярной рещетки с единой регулярной геометрией и дальним порядком

ДИСПЕРСНОСТЬ И МОРФОЛОГИЯ ГИДРОЗОЛЯ ДИОКСИДА ТИТАНА

Hydrous titanium dioxide has been obtained by hydrolysis of titanium tetrachloride in aqueous solution both with and without alcohol. Method of atomic force microscopy has been used in order to investigate morphology of air dried samples of  hydrous titanium dioxide. The paper shows  formation of conglomerates in case of hydrolysis without addition of isobutyl alcohol. According to turbidimetric data particle radius of hydrosol has varied in the suspension within the range of (135 ± 5) nm that is in good correlation with atomic force microscopy data. Гидратированный диоксид титана получен гидролизом тетрахлорида титана в водной среде как в присутствии спирта, так и без него. Методом атомно-силовой микроскопии изучена морфология высушенных на воздухе образцов гидратированного диоксида титана. Показано образование конгломератов в случае проведения гидролиза без добавления изобутилового спирта. По данным турбидиметрии, радиус частиц гидрозоля в суспензии изменялся в пределах (135 ± 5) нм, что находится в хорошей корреляции с данными атомно-силовой микроскопии

СИНТЕЗ ТИТАНОСИЛИКАТНЫХ АДСОРБЕНТОВ ТИПА МСМ-41 С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СУПРАМОЛЕКУЛЯРНОГО ТЕМПЛАТА

Low-temperature isotherms of nitrogen adsorption-desorption of titanosilicate adsorbents deposited on supramolecular template using titanium sulphate and sodium silicate with module equal to 1 or 3 were measured. The isotherms measured belong to Types IV (a) and IV (b) adsorption isotherms by IUPAC classification. Titanosilicate materials with isothermal curves of such type can be offered as homogeneous adsorbents with mesoporous MCM-41 type of constituent element ordering, which is characteristic of mesoporous adsorbents with hexagonal packing of homogeneous cylindrical capillary. The characterization of titanosilicate samples by the analysis of capillary and condensation properties allows us to identify secondary and tertiary slit mesopores in them. Измерены изотермы низкотемпературной адсорбции–десорбции азота титаносиликатными адсорбентами, осажденными на супрамолекулярном темплате с использованием сульфата титанила и силикатов натрия с модулем 1 и 3. Полученные изотермы относятся к типу IV(а) и IV(b) изотерм сорбции, по классификации IUPAC. Изотермические кривые такого рода присущи мезопористым системам с типом МСМ-41 упорядочения составляющих элементов, что свойственно адсорбентам с гексагональной упаковкой однородных цилиндрических капилляров. Характеристика титаносиликатных образцов путем анализа капиллярно-конденсационных свойств позволяет идентифицировать в них вторичные и третичные мезопоры щелевидной формы.

АДСОРБЦИОННЫЕ СВОЙСТВА ТИТАНОКРЕМНИЕВООКСИДНЫХ МЕМБРАН НА КЕРАМИЧЕСКОЙ ПОДЛОЖКЕ

Titania-silica membranes on a porous quartz substrate are prepared by its direct contact with metal silicate sol at various Ti/Si ratios in the conditions of coagel sedimentation and presence of cetylpyridinium chloride. The study of textural and adsorption properties of membranes is conducted by low-temperature nitrogen adsorption-desorption, including methods of t-plots and DFT theory. It was shown that obtained membranes have mesoporous structure with the specific surface area and pore hydraulic diameter varied in intervals of 64–217 m2 /g and 4–11 nm, respectively. Developed values of surface area remain up to molar ratio of Ti/Si = 50/50.Титанокремниевооксидные мембраны на пористой кварцевой подложке получены путем его прямого контакта с металлосиликатным золем при различном соотношении Ti/Si в условиях осаждения коагеля и присутствия хлорида цетилпиридиния. Исследование текстурных и адсорбционных свойств мембран осуществлено с помощью низкотемпературной адсорбции–десорбции азота, включая методы DFT и t-графика. Показано, что полученные мембраны имеют мезопористую структуру с удельной поверхностью и гидравлическим диаметром пор, варьируемыми в интервалах 64–217 м2 /г и 4–11 нм соответственно. Развитая площадь поверхности сохраняется вплоть до эквимолярного соотношения Ti/Si

Синтез и физико-химические свойства адсорбентов на основе Li1,33Mn1,67O4

Adsorbents based on binary lithium-manganese oxides with the spinel structure of Li1.33Mn1.67O4 were synthesized by using solid-phase, sol-gel, and hydrothermal methods. The effect of the synthesis methods and calcination temperature on the crystal structure, phase composition, textural characteristics, and morphology of prepared adsorbents was established. It was found that the samples obtained by solid-phase and sol-gel methods and calcined at 600 °C were single-phase (Li1.33Mn1.67O4) while the Mn2O3 trace phase was also obtained only in hydrothermal synthesis. The increase in the average crystallite size and the decrease in the specific surface and the total volume of pores were observed during temperature rise in the range from 400 to 800 °C. The samples prepared by sol-gel and hydrothermal methods after at 600 °C calcination had the highest adsorption efficiency of Li+ ions.С использованием твердофазного, золь-гель и гидротермального методов синтезированы адсорбенты на основе двойных оксидов лития-марганца шпинельной структуры Li1,33Mn1,67O4. Установлено влияние способа синтеза и температуры последующей термообработки на кристаллическую структуру, фазовый состав, текстурные свойства и морфологию полученных адсорбентов. Выявлено, что образцы, полученные твердофазным и золь-гель методами и прокаленные при 600 °С, являются однофазными (Li1,33Mn1,67O4), а примесная фаза Mn2O3 образуется только при гидротермальном синтезе. С ростом температуры прокаливания от 400 до 800 °С наблюдается увеличение среднего размера кристаллитов, снижение удельной поверхности и общего объема пор. Полученные золь-гель и гидротермальным методами образцы после прокаливания при 600 °С показали наиболее высокую эффективность сорбции ионов Li+

Meiosis in Mice without a Synaptonemal Complex

The synaptonemal complex (SC) promotes fusion of the homologous chromosomes (synapsis) and crossover recombination events during meiosis. The SC displays an extensive structural conservation between species; however, a few organisms lack SC and execute meiotic process in a SC-independent manner. To clarify the SC function in mammals, we have generated a mutant mouse strain (Sycp1−/−Sycp3−/−, here called SC-null) in which all known SC proteins have been displaced from meiotic chromosomes. While transmission electron microscopy failed to identify any remnants of the SC in SC-null spermatocytes, neither formation of the cohesion axes nor attachment of the chromosomes to the nuclear membrane was perturbed. Furthermore, the meiotic chromosomes in SC-null meiocytes achieved pre-synaptic pairing, underwent early homologous recombination events and sustained a residual crossover formation. In contrast, in SC-null meiocytes synapsis and MLH1-MLH3-dependent crossovers maturation were abolished, whereas the structural integrity of chromosomes was drastically impaired. The variable consequences that SC inactivation has on the meiotic process in different organisms, together with the absence of SC in some unrelated species, imply that the SC could have originated independently in different taxonomic groups

Текстурные свойства упорядоченного нанопористого кремнезема, синтезированного на мезогенном темплате

Several synthesis routes have been developed and correlations between the variables of the synthesis procedure and the physicochemical properties of nanoporous silica materials of the MCM-48 type deposited by the template method in the presence of a low-valent iron (II) cation have been investigated. Changes in the structure of silica mesoporous framework, its textural properties and the degree of energy inhomogeneity of the surface were studied depending on the Fe/Si molar ratio, pH values (4 and 9 units), stepwise calcination (673 and 923 K) and extraction of cetylpyridinium template with ethanol from xerogels. Разработано несколько путей синтеза и исследованы корреляции между переменными процедуры синтеза и физико-химическими свойствами нанопористых кремнеземных материалов типа MCM-48, осаждаемых темплатным методом в присутствии низковалентного катиона железа(II). Изучено изменение структуры мезопористого каркаса кремнезема, его текстурных свойств и степени энергетической неоднородности поверхности в зависимости от молярного соотношения Fe :Si, значения рН (4 и 9 единиц), ступенчатого прокаливания (673 и 923 К) и экстракции цетилпиридиниевого темплата этанолом из ксерогелей.