«Advances in Science and Technology» XVIII международная научно-практическая конференция 31 января 2019 Научно-издательский центр «Актуальность. Рф»

Список цитируемой литературы:
1. Yamamoto, K. Rotary engine / K. Yamamoto. — Tokyo: Sankaido Co., Ltd., 1981. — 67 с.
2. Salanki P. A., Wallace J. S. Evaluation of the Hydrogen–Fueled Rotary Engine for Hybrid Vehicle Applica-
tions // SAE Technical Paper Series. 1996. https://doi.org/10.4271/960232.
3. Бениович В. С., Апазиди Г. Д., Бойко А. М. Ротопоршневые двигатели / В. С. Бениович. — Москва:
Изд- во Машиностроение, 1968. — 152 с.
DYNAMIC COMPUTATIONAL MESH OF COMBUSTION CHAMBER IN WANKEL
ROTARY ENGINE
Zambalov S. D.
Tomsk State University, Tomsk, Russia
Kinematics of the combustion chamber in Wankel rotary engine was investigated.
Computational model of the combustion chamber was produced based on actual inner envelope
method. Rotational motion of the computational deformable model was presented.
Keywords: numerical simulation, Wankel rotary engine, computational dynamic mesh
128

---

УДК 538.95
ФОТОЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ МАТЕРИАЛА «АМОРФНАЯ ЦЕЛЛЮЛОЗА-ОКСИД
ЦИНКА»
Пикулев В. Б.
1
, Смирнов М. В.
2
, Логинова С. В.
1
1
Петрозаводский государственный университет, Петрозаводск, Россия
2
Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И. В. Тананаева
ФИЦ «КНЦ РАН», Апатиты, Россия
Изучено влияние структурного состояния целлюлозы на фотолюминесцентные свойства
материалов, представляющих собой композиции «аморфная целлюлоза — оксид цинка», по-
лученные путем измельчения микрокристаллической целлюлозы с порошковым окислом цинка.
Ключевые слова: оксид цинка, аморфная целлюлоза, фотолюминесценция
Свойства композитных материалов «целлюлоза–оксид цинка» отличны как от свойств
целлюлозной матрицы (скаффолда), так и от свойств оксида цинка. В то же время оба материа-
ла нетоксичны, химически стабильны в атмосфере и биосовместимы. В качестве композита они
применяются для создания перспективных материалов гибкой («бумажной») электроники, элек-
тромеханических устройств (МЭМС, датчиков деформации и др.) [1]
В данной работе исследовано влияние структурного состояния целлюлозной матрицы на
фотолюминесцентные свойства частиц оксида цинка, размещенных в ней. Образцы представля-
ли собой как механические смеси измельченной микрокристаллической целлюлозы (МКЦ) с
порошком оксида цинка, так и совместные помолы МКЦ c ZnO.
Степень кристалличности (СК) и размеры областей когерентного рассеяния (ОКР)
рассчитывались по экспериментальным рентгенограммам, полученным на дифрактометре
ДРОН-6.0 на MoKα- и CuKα–излучениях.
ИК-спектры поглощения образцов регистрировались на ИК Фурье–спектрометре ФТ-801
в диапазоне 470–6000 см
-1
при комнатной температуре.
Спектры фотолюминесценции регистрировались в диапазоне длин волн 380–800 нм с
шагом 1 нм при возбуждении непрерывным He–Cd лазером (λ
возб
=325 нм, 15 мВт). Спектры рас-
кладывались на ряд элементарных гауссианов с помощью программного комплекса Matlab. Для
минимизации функционала использовался метод доверительных областей.
Измельчение компонентов и смесей осуществлялось в планетарной мельнице
«PULVERISETTE 7 premium line». Все исследуемые образцы прессовались в виде таблеток под
давлением 20 МПа.
Структура исходной МКЦ была описана моделью целлюлозы Iβ с антипараллельной
ориентацией цепочек. После одночасового помола МКЦ происходит разупорядочение целлю-
лозных цепочек: уменьшаются размеры ОКР целлюлозы; СК (по методу Сегала) снижается на
30% по сравнению с исходной. После 3-х часов помола рентгенограмма образца стала подоб-
ной рентгенограмме аморфного материала.
Порошок ZnO с размерами частиц от 0.4 мкм до 23 мкм имел гексагональную кристалли-
ческую решётку, пр. гр. P6
3
mc. Размеры ОКР для исходного ZnO в различных кристаллографи-
ческих направлениях составляли от 400 до 500 Å. В данном образце наблюдалось отклонение
от стехиометрии: число атомов цинка в основных позициях равно 0.804.
В результате совместного помола МКЦ и ZnO в течение 5 часов форма частиц стала сфе-
рической со средним размером 37.2 мкм, поверхность частиц сглаженная. Флуоресцентно–мик-
роскопический анализ помола показал, что целлюлозные фрагменты преимущественно по-
крыты частицами ZnO.
129

---

На ИК-спектре помола наблюдается размытие пиков деформационных колебаний OH-
групп целлюлозы по сравнению с её исходной и аморфизированной формами. Преобладают
симметричные валентные колебания метиленовой группы (около ~2900 см
-1
). Частицы ZnO
препятствуют проникновению в целлюлозу молекул воды из атмосферы и влияют на деформа-
ционные колебания ОН- и метиленовых групп в целлюлозных волокнах.
Фотолюминесцентный спектр исходного ZnO состоит из четырёх полос излучения при
2.03, 2.47, 2.84 и 3.18 эВ, которые обусловлены наличием собственных дефектов (O
i
, V
O
, V
Zn
,
Z
ni
). После совместного помола в спектре можно отчётливо выделить только два пика при 2.01
и 2.88 эВ. Интегральная интенсивность люминесценции ZnO в композите не выше таковой для
порошка ZnO и форма спектра зависит от количества фазы ZnO в нём. Высокое содержание
протонов и OH-групп в образце также влияют на фотолюминесценцию. Так вакуумная сушка
образцов увеличивает интенсивность, а избыток воды в нём, наоборот, снижает люминесцент-
ный сигнал. Наиболее ярко последний эффект наблюдается в механической смеси.