Журнал нано- та електронної фізики (Journal of nano- and electronic physics)
Permanent URI for this collectionhttps://devessuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/197
Browse
15 results
Search Results
Item Nanomodified Concrete for Harsh Environments: Enhancing Durability Using Nano-Admixtures and Cementitious Nanotechnology(Sumy State University, 2025) Rebai, B.; Messas, T.; Mansouri, K.; Mamen, B.; Litouche, B.; Hadji, M.; Berkia, A.Це дослідження присвячено розробці нано-бетонних рецептур для вирішення проблеми прискореної деградації в агресивних середовищах (морська вода, кислі розчини, побутові стічні води). Звичайний бетон зазнає значної втрати міцності на стиск (25 % у морській воді, 56 днів) та збільшення водопоглинання на 35 % через мікротріщиноутворення та розчинення портландиту, викликані сульфатами/хлоридами. Наше рішення поєднує суперпластифікатори на основі полікарбоксилатних ефірів (1 % bwoc) для зменшення капілярної пористості, повітрововтягувачі на основі вінсолової смоли (0,02 % bwoc), що створюють переривчасті мікробульбашкові бар’єри, та глюконову кислоту-сповільнювачі (0,5 % bwoc), що забезпечують однорідне зародження C-S-H. Ретельні випробування за протоколами ASTM/EN показали, що наномодифіковані зразки обмежують деградацію міцності до 15 % у морській воді, а водопоглинання збільшується до 15 %, перевершуючи звичайний бетон на 40 % за ключовими показниками довговічності. Розширена характеристика (SEM-EDS/XRD/ртутна порометрія) підтвердила уточнені структури пор (діаметр домінантних пор 50 нм проти 200 нм у контрольних зразках) та пригнічила утворення етрингіту. Дослідження встановило, що домішки є багатофункціональними наномодифікаторами, що перешкоджають шляхам іонної дифузії через ефекти електронного бар’єру та оптимізовану кінетику гідратації, забезпечуючи трансформаційний підхід до морської та хімічно-захищеної інфраструктури.Item Optimization of Cutting Conditions for the Metallic Surfaces of 50CrNi3Mn Alloy Steel Using Box-Behnken Design, ANOVA, and Desirability Function (Box-ANOVA-DF)(Sumy State University, 2025) Touati, S.; Boumediri, H.; Mansouri, K.; Chitour, M.; Reffas, O.; Karmi, Y.; Boumediri, K.; Zemmouri, A.Робота спрямована на моделювання коефіцієнта ефективності металевих поверхонь (шорсткість поверхні Ra) та оптимізацію умов різання (швидкість обертання N, швидкість подачі f і тип змащення) під час розточування отворів у легованій сталі (50CrNi3Mn) за допомогою твердосплавної розгортки. Поєднання дизайну Box-Behnken і ANOVA було застосовано з 15 експериментами на основі ортогонального плану L15 з використанням таких факторів: швидкість обертання (22 (м/хв) і 43 (м/хв)), швидкість подачі f (1,67, 3,33 і 5 мм/с) і тип змащення (сухе, повітря та масло). Статистичний аналіз результатів був проведений на основі дисперсійного аналізу для визначення найбільш значущих параметрів, що впливають на експериментальні результати. Для пошуку оптимальних факторів для мінімізації Ra було встановлено підхід функції бажаності. Оптимальні умови, отримані відповідно до трьох вибраних критеріїв, такі: Vc = 22.261, f = 1.796 (мм/с) при масляному змащуванні. Оптимізована шорсткість поверхні становить Ra = 3.463 мкм.Item Effect of Particle Shape and Size on Behavior of Composite Material Using Finite Element Method(Sumy State University, 2024) Khadraoui, F.; Mansouri, K.; Sid, N.; Hannachi, B.; Chitour, M.; Berkia, A.; Rebai, B.; Himeur, N.У цій статті оцінюється вплив форми та розміру частинок на механічну поведінку нейлонового матричного композиту, що армує скляними частинками. Існує багато параметрів, що впливають на композит, наприклад типи, розмір, положення та форма армуючого матеріалу. Морфологія частинок викликала величезний інтерес до композитних частинок; дрібні частинки міцно прилипають до полімеру, що призводить до сильного зміцнюючого ефекту. Метою цього дослідження є дослідження впливу форми та розміру арматури з різними об’ємними частками та для трьох упаковок (квадратної, шестикутної та випадкової) за допомогою методу скінченних елементів. Композит піддається односпрямованому розтягуванню. Чисельні результати представлені для різноманітних форм і розмірів частинок, включаючи круглі, трикутні, квадратні та два розподіли, групуючи ці форми разом. Результати показують, що зміна фон Мізеса та поздовжніх напружень постійно зростала, коли форма арматури змінювалася з трикутної на квадратну, розподіл 1 і розподіл 2 на круглий у цьому порядку.Item Improvement by Heat Treatment of the Mechanical Properties of a Grooving Cutter(Sumy State University, 2024) Chermime, B.; Mansouri, K.; Djebaili, H.; Hadjela, H.; Abbassi, O.A.; Hamidane, O.Дана робота спрямована на поліпшення механічних властивостей Z80WCV 18-04-01 високошвидкісної сталевої фрези шляхом термічної обробки, останній може відігравати важливу роль у поліпшенні механічних та структурних властивостей матеріалів . Отримані результати показали, що термічна обробка дозволяє отримати сприятливу мікроструктуру, з мартенситним утворенням фаз і однорідним розподілом карбідів. Ці структурні зміни призвели до збільшення твердості, міцності та довговічності фрез.Item Analyzing Vibration Behavior of Nano FGM (Si3N4/SUS304) Plates: Impact of Homogenization Models and Nano Parameters(Sumy State University, 2023) Messas, T.; Rebai, B.; Mansouri, K.; Chitour, M.; Berkia, A.; Litouche, B.У цьому дослідженні досліджується реакція дрібномасштабних параметрів довжини та моделей гомогенізації просто підтримуваної нанопластини, що складається з функціонально сортованого матеріалу. Власна частота представлена для всіх випадків, а також проаналізовано вплив різних режимів (Войгта, Рейсса, LRVE і Тамури), коефіцієнта товщини та нелокального параметра на власну частоту. Результати показують, що схема гомогенізації має більший вплив на вібраційну реакцію нанопластини FGM із меншими співвідношеннями сторін, а збільшення параметра малого масштабу спричиняє зменшення власної частоти. Щоб вивести керівні рівняння та розв’язати їх, було використано принцип віртуальної роботи та модель Нав’є. Точність запропонованої аналітичної моделі було перевірено шляхом порівняння результатів з результатами, отриманими з інших моделей, доступних у літературі.Item Effect of Broken Glass Particle on Stress Transfer of Nylon Matrix Composite(Sumy State University, 2023) Mansouri, K.; Chitour, M.; Berkia, A.; Rebai, B.; Khadraoui, F.; Djebaili, H.Монолітні матеріали не повністю можуть задовольнити вимогам до матеріалів у передових галузях виробництва і технологій, тому були розроблені композиційні матеріали, в яких поєднувались властивості термопластів і частинок скла (наприклад, висока міцність). Частинки стають все більш популярними армуючими елементами у виробах, виготовлених методом лиття під тиском. Зміцнення частинками дозволяє обробляти полімер за допомогою тих самих методів, що й для неармованих полімерів. Навантаження не прикладаються безпосередньо до арматури, але вони прикладаються до матриці, і частина прикладених навантажень передається на частинки. Розробка рівнянь мікромеханіки для твердих композитів відбувається в тому ж порядку, що й для композитів, армованих короткими волокнами. Частинки використовуються для підвищення міцності або інших властивостей недорогих матеріалів під час армування іншими матеріалами матриці. Метою цього дослідження є аналіз ефекту руйнування частинок у композиті, виготовленому з матриці нейлону 66 (PA), армованого частинками скла з діаметрами 19,61; 26,15; 39,22 і 78,45 мкм. У кожній моделі було прийнято об’ємну частку 20 %.Item Effect of Idealization Models on Deflection of Functionally Graded Material (FGM) Plate(Sumy State University, 2023) Rebai, B.; Mansouri, K.; Chitour, M.; Berkia, A.; Messas, T.; Khadraoui, F.; Litouche, B.Функціонально градуйовані матеріали (ФГМ) — це клас композитів, у яких властивості матеріалу поступово змінюються в одному або кількох декартових напрямках, поєднання яких призводить до більш ефективних характеристик, ніж компоненти, взяті окремо. Цей клас композитних матеріалів привернув значну увагу в інженерних галузях, таких як ядерна енергетика, аерокосмічна промисловість та виробництво електроенергії. Мета даної роботи полягала у дослідженні впливу моделей гомогенізації (ідеалізації) та термічних навантажень на статичну поведінку прогину сендвічової функціонально градуйованої плити. Кілька мікромеханічних моделей було використано для отримання ефективних властивостей матеріалу двофазної плівки ФГМ. Плівка ФГМ піддається лінійним і нелінійним тепловим навантаженням. Використана інтегральна теорія містить лише чотири функції змінних на відміну від п’яти у випадку інших моделей. Базове рівняння отримано та розв’язано за допомогою принципу віртуальної роботи та моделі Нав’є. Точність запропонованої аналітичної моделі підтверджується порівнянням результатів з літературними даними.Item Numerical Modeling of Thin-Film Growth by Random Deposition with Particle Evaporation(Sumy State University, 2022) Saoudi, A.; Boulahrouz, S.; Fares, S.; Chitour, M.; Mansouri, K.; Aissani, L.; Abboudi, A.Робота містить узагальнення осадження частинок для покращення фізики процесу моделювання та для того, щоб зробити його більш схожим на реальні процеси осадження, такі як випаровування частинок, яке полягає у притяганні пароподібних і газоподібних частинок шляхом зменшення тиску повітря та скупчення інших молекул повітря. Це не тільки зменшує енергію, необхідну для випаровування, але також забезпечує більш прямий шлях до області осадження, оскільки частинки пари не так часто перенаправляються іншими частинками всередині камери. Хоча ми не маємо справу з бомбардуванням у нашому підході, ми пропонуємо метод генерації кластерів випадкової форми та розміру, починаючи від окремої частинки до набору частинок, щоб зробити моделювання більш репрезентативним для експериментальної реальності. Згідно з результатами, отриманими в нашому дослідженні, зростання інтерфейсу при випадковому осадженні з парової фази відбувається за двома різними режимами (перші кластери вирощуються випадковим чином шляхом створення інтерфейсу, який виріс в результаті осадження або випаровування частинок через різницю між середнім хімічним потенціалом пари Uv і потенціалом інтерфейсу Ui). Експоненти росту (β) і шорсткості (α) були стабільними зі збільшенням розміру підкладки (L) та кількості частинок (N), що бомбардуються. Ці експоненти чутливі до зміни Ui, де α зменшується, коли Ui змінюється від 0 до − 6, обернено до експоненти β. Усі поверхні, отримані в рамках цієї моделі, мають фрактальні властивості. Крім того, техніка Грінвуда та Вільямсона, яка полягає в заміні шорстко-шорсткого контакту шорстко-гладким, геометрично коректна на рівні міжвузлів і менш коректна по відношенню до теплової задачі відповідно по шорсткості інтерфейсів контактних поверхонь.Item Calibration of a Microscopic Measurement System by Projection Technique of Coded Periodic Patterns(Sumy State University, 2022) Bouali, H.; Belkacemi, Y.; Bouaziz, M.; Mansouri, K.Вимірювання, засноване на баченні періодичних шаблонів дистанційною камерою, є більш придатним рішенням для контролю та визначення характеристик мікророботизованих систем. Таким чином ми можемо проводити точні вимірювання, не порушуючи вимірювані об’єкти та не потребуючи додаткових пристроїв і датчиків, які створюють велику плутанину та безлад у робочому просторі. Метод проекцій закодованих періодичних шаблонів є ефективним та має хорошу продуктивність, особливо у випадку добре відкаліброваної системи. Дійсно, виникає питання про вплив калібрування на результати вимірювання цим методом з точки зору точності та невизначеності. Таким чином, основною метою статті є дослідження впливу калібрування на процес вимірювання шляхом виведення та розрахунку допущеної похибки та рівня невизначеності. На основі алгоритму в MATLAB ми спочатку створюємо закодований періодичний тестовий шаблон, до якого застосовуємо певне накладене зміщення. Потім ми проектуємо цей шаблон за допомогою системи проекцій та зменшення на цифрову камеру, яка фіксує фотографію та передає її алгоритму обробки, який, у свою чергу, обчислює та виводить значення для виміряного зміщення. Повторення цього процесу відбувається кілька разів для того ж самого накладеного зміщення (того ж самого стандарту). Така надлишковість даних дозволяє нам намалювати криву калібрування та вивести декілька метрологічних параметрів із нашої системи вимірювань.Item Numerical Studies of Thermal Management of Multiple Electronic Devices Using Metal Foam Heat Sinks(Sumy State University, 2022) Sid, N.; Boulahrouz, S.; Saoudi, A.; Chahaoui, O.; Mansouri, K.У дослідженні запропоновано радіатори з металевої піни (MFHS) для теплового керування електронними пристроями. Металеві піни – це матеріали для покращення ефективності теплопередачі радіаторів завдяки їх унікальним характеристикам, таким як велике співвідношення площі поверхні до об'єму та їх складна форма, яка сприяє змішуванню та конвекції. Проведено чисельні дослідження перехідної теплогідравлічної поведінки та ефективності процесу охолодження електронних пристроїв за допомогою MFHS. Фізична модель складається з конвективного ламінарного потоку повітря всередині каналу, оснащеного кількома потужними електронними пристроями, що охолоджуються MFHS. MFHS складається з трьох пластинчастих радіаторів, які виготовлені з алюмінієвої піни з пористістю 0,95 і проникністю 1,65×10 – 7 м2. Основа радіатора виготовлена з твердого алюмінію. Для розв’язання базових рівнянь використовується програмне забезпечення Comsol. Численні результати показують, що теплова продуктивність MFHS більша, ніж у звичайного радіатора за тих самих умов експлуатації, а теплова поведінка електронних пристроїв, що охолоджуються MFHS, стабільно зберігається при допустимих температурах. Перевірка чисельних результатів вказує на високу узгодженість з експериментальними даними з максимальною відносною похибкою 3 %.