Вперше встановлено залежності зміни електроопору, термічний коефіцієнт електроопору, інтегральної термо-ЕРС термоелектродів залізо, мідь, константан, хромель за умов різкої циклічної зміни температури в середовищі аргону та на повітрі. Визначено величину похибки показів термопар, зумовленої термоциклуванням. Вперше визначено закономірності впливу ступеня пластичного деформування на номінальну статичну характеристику термопар залізо-константан, мідь-константан, хромель-константан. Вперше розроблено та зведено в єдиний комплекс методологічні основи оцінки ступеня пластичної деформації термоелектродного дроту за різних видів навантаження. Вперше встановлено оптимальні параметри стабілізаційного відпалу термоелектродного залізного дроту в стані поставки з метою усунення структурної неоднорідності та стабілізації термоелектричних властивостей. Експериментально встановлено величину інтегральних відхилень термо-ЕРС, викликаних реакторним опроміненням термоелектродів хромелю, копелю та константану.

  Скачати повний текст

Проаналізовано вплив холодного деформування на властивості металів і сплавів, залежність властивостей матеріалів від історії їх деформування, визначено основні характеристики напруженого стану та критерії руйнування за монотонного та немонотонного деформування металів і сплавів, проведено аналіз способів оцінювання деформвальності заготовок, наведено вимоги до термоелектричних матеріалів. Визначено межі області ефективного використання металів як основних матеріалів для термоелектричних генераторів струму. Висвітлено технологічні умови пластичного деформування й їх вплив на режими волочіння тонких дротів, закономірності зміни пластичності металу в процесі волочіння та проміжних термообробок. Розроблено режими волочіння тонкого термопарного дроту з сплавів хромель, копель і сплавів системи нікель-молібден діаметром 200 - 70 мкм, які мають однорідні механічні властивості й якісну поверхню без карбідних та окисних включень і забезпечують високу чутливість і лінійність термоелектричних характеристик термопар з даних сплавів у температурному інтервалі 300 - 900 К.

  Скачати повний текст

Встановлено високу структурну чутливість фожазитів щодо води навіть до 10C. Вперше показано, що гідротермальний іонний обмін і термопарова модифікація оптимізують кислотний спектр каталізатора завдяки вилученню кислотних центрів олігомеризації бутенів. Виявлено коливальний перебіг реакції газофазного алкілування ізобутану бутенами. Під час вивчення кислотності каталізаторів алкілування з використанням методу крекінгу кумолу встановлено, що ця реакція також триває у коливальному режимі. Коливання трактовано як періодичну конкуренцію між прекурсорами коксу та ізобутаном чи кумолом на поверхні каталізатора. Оптимізація кислотного спектра в поєднанні з реалізацією коливального режиму у рідкофазному алкілуванні дозволила подвоїти тривалість міжрегенераційної роботи каталізатора.

  Скачати повний текст

Дисертація присвячена вивченню фізико-механічних процесів у твердих тілах з урахуванням енергетичних характеристик поверхневих шарів, розмірного фактора, радіаційних точкових дефектів. Розроблено варіант теорії, що описує зміну ефективної поверхневої енергії і її складових для електропровідних та діелектричних тіл, стан яких близький до границь текучості і міцності. Розв'язано проблему визначення зв'язків між термодинамічними параметрами і енергетичними характеристиками поверхневих шарів багатокомпонентних тіл, на які діють потоки частинок, нагрів, механічні навантаження. Встановлено, що об'єднання термодинамічної моделі з критеріальними співвідношеннями для границь міцності і текучості тіл в екстремальних умовах спрощує процедуру обгрунтування експериментальних даних. Здійснено промислове впровадження сформульованих рекомендацій для розробки технології відпалу термопар і лазерних трубок.

  Скачати повний текст

Встановлено закономірності синтезу каталізатора на основі цеолітвмісної мікросфери, приготованої in situ з вітчизняного каоліну. Розроблено експрес-метод стабілізації зразків термопарообробкою. Виявлено, що каталізатори, отримані in situ, мають вищу термовологостійкість, ніж каталізатори змішування, завдяки більш ефективній стабілізувальній дії матриці. Оптимізовано кислотний спектр каталізатора модифікацією цирконієм через вилучення центрів олігометризації олефінів. Знайдено термовологостабілізувальну дію цирконію. Запропоновано новий механізм активації кумолу протонуванням у фенільне ядро з локалізацією позитивного заряду в орто-положенні або у місці відгалуження ізопропільної групи, а також суперкислотним протонуванням по третинному атому вуглецю.

  Скачати повний текст

Досліджено електромагнітні та теплові процеси в електротехнічному комплексі індукційного нагріву для заготовок вугільно-графітових блоків. Розроблено об'єктно-орієнтовані моделі системи індуктори - мундштук - вугільно-графітова маса на етапах підготовки та пресування. З застосуванням удосконалених методів комп'ютерного моделювання встановлено залежності магнітних, електричних і енергетичних параметрів індукторів з урахуванням параметрів трансформаторів живлення, особливостей конструкції, нелінійності електро- і теплофізичних властивостей. Удосконалено режим розігріву, схему встановлення термопар. Визначено оптимальні співвідношення температурних завдань, що дозволило скоротити тривалість підготовчого етапу, витрати електроенергії, стабілізувати температури робочої поверхні та підвищити якість заготовок.

  Скачати повний текст

Досліджено властивості похибки від набутої термоелектричної неоднорідності електродів термопар і розроблено математичні моделі дрейфу функції перетворення електродів термопар типу ХА від температури експлуатації та поточної температури ділянок електродів за фіксованих часів експлуатації. Це дало змогу ідентифікувати найбільш небезпечні умови експлуатації термоелектричних перетворювачів щодо похибки від набутої неоднорідності, класифікувати методи корекції дрейфу їх функцій перетворення з точки зору впливу цієї похибки, а також запропонувати новий метод її корекції. Досліджено властивості даного методу корекції, показано, що він зменшує вплив набутої неоднорідності на результат вимірювання в 3 - 6 разів. Розроблено структуру прецизійної системи вимірювання температури та стенд метрологічної перевірки термоелектричних перетворювачів зі значною набутою термоелектричною неоднорідністю, придатні для реалізації запропонованого методу корекції.

  Скачати повний текст

Запропоновано методику розрахунку й проектування установок надвисокого тиску з використанням одержаних номограм. За результатами експериментальних досліджень одержано залежності зміни опору манганінового датчика від величини температури та тиску в камері; фактичної температури в робочій камері від показників термопари; величини прирощування значення діаметра каналу камери від величини робочого тиску; характеру зміни температури в робочій камері в процесі її нагрівання та охолодження. Надійність розробленої камери надвисокого тиску описано у вигляді стаціонарної феноменологічної стохастичної моделі кумулятивного пошкодження, яку побудовано у вигляді ланцюга Маркова.

  Скачати повний текст

Розроблено компонентні склади шлакотвірних сумішей (ШУС) для безперервного розливання слябів з підвищеною швидкістю (1,4 м/хв) на основі вітчизняних вторинних відходів шляхом експериментального та теоретичного дослідження їх властивостей, а також умов роботи сумішей в кристалізаторі слябової МБЛЗ. Удосконалено методику вимірювання в'язкості шлаку шляхом створення електроротаційного віскозиметра на базі мікроконтролера ATMEGA8, що дозолило через стандартний інтерфейс RS-232 передавати реєстровані сигнали безпосередньо до комп'ютера й обробляти їх за допомогою оригінального програмного забезпечення. Вперше з метою підвищення точності вимірювання температури використано принципи подвійної інтеграції сигналу термопари та компенсації напруги зміщення операційного підсилювача. Розроблено новий спосіб визначення кількості кристалічної фази, що виділилася у затверділій ШУС, який дозволяє відразу після експерименту з визначення в'язкості рідкої ШУС одержувати інформацію про її здатність кристалізуватися у процесі твердіння. Показано, що підвисання зливка у кристалізаторі з подальшим утворенням прориву металу може бути викликане перешкодою затікання рідкого шлаку в зазор між зливком і кристалізатором у результаті інтенсивного газовиділення за умови високого вмісту водню у металі.

  Скачати повний текст

Розроблено ефективний спеціальний термозахисний одяг, призначений для використання за умов впливу високотемпературного середовища. Розроблено математичну модель настаціонарної теплопередачі крізь пакет матеріалів термозахисного спецодягу для пасивного способу теплозахисту, що дозволило визначити час захисної дії під час роботи у спецодязі. Розроблено термоелектричний пристрій, в якому забезпечено підвищення точності вимірювання температур шляхом виключення похибок від нестабільності та нелінійності характеристик термопар. Розроблено установку та методику для пошарового вимірювання температур у пакетах матеріалів, що дозволило об'єктивно оцінювати час безпечної роботи у спецодязі. З використанням розробленої методики проведено дослідження пакетів термозахисних матеріалів. Експериментально визначено адекватні математичні моделі залежності між часом безпечної роботи та температурою навколишнього середовища для різних пакетів. На підставі проведених досліджень розроблено комплект теплоізолювального та тепловідбивного комбінезонів для ведення аварійно-рятувальних робіт поблизу відкритих падаючих фонтанів.

  Скачати повний текст

Розроблено та досліджено комутаційні перетворювачі сигналів термопар. Обгрунтовано спосіб комутаційного перетворення термоелектрорушійної сили у короткий імпульс вихідної напруги, що дозволило підвищити чутливість вимірювання температури. Розроблено схеми комутаційних перетворювачів, які дозволяють проводити вимірювання температури з високою швидкодією й роздільною здатністю, контролювати ступінь деградації термопари та досліджувати теплові властивості різних середовищ. Запропоновано математичну модель комутаційного перетворення та проведено аналіз складових результуючої похибки комутаційного перетворення. Удосконалено алгоритм вимірювання термоелектрорушійної сили у режимі протікання зовнішнього струму через спаї термопари, що дає можливість виключити вплив на результати вимірювання виділення тепла Джоуля - Ленца.

  Скачати повний текст

Запропоновано та досліджено новий вид давача температури - термоелектричний перетворювач з керованим профілем температурного поля (ТЕП з КПТП). В ньому, за рахунок стабілізації власного профілю температурного поля вздовж електродів головної термопари, незалежного від змін температурного поля об'єкта вимірювання, деградаційні процеси в її термоелектродах проявляються тільки у вигляді часового дрейфу функції перетворення та не можуть себе проявити як похибка від набутої за експлуатації термоелектричної неоднорідності, у разі якої генерована термо-е.р.с. залежить не тільки від температур робочого злюту та злютів порівняння, а і від профілю температурного поля вздовж електродів термопари. Проведено аналіз похибок ТЕП з КПТП, запропоновано метод регулювання температури підсистемами ТЕП з КПТП. Теоретично оцінено методичну похибку від теплового потоку від нагрівників до робочого злюту головної термопари. Розроблено та виготовлено макет ТЕП з КПТП і стенд його дослідження, експериментально підтверджено теоретичні висновки. Розроблено структуру системи, що використовує ТЕП з КПТП, показано, що за використання вибраних технічних рішень похибка від неоднорідності не перевищує 0,2 °С, а за періодичній метрологічній перевірці головної термопари похибка виміру температури не перевищує 1,3 °С.

  Скачати повний текст

Досліджено фізичний і технологічний розвиток науки про термоелектричні генератори (ТЕГ) на органічному паливі, встановлено закономірності перетворення енергії у даних генераторах й обгрунтовано можливість їх використання для визначення шляхів і методів створення ТЕГ підвищеної ефективності. Розроблено класифікацію фізичних моделей ТЕГ на газовому та рідкому паливі, що містить 64 моделі, серед яких 55 нових. Визначено найбільш раціональні моделі, використання яких забезпечує істотне підвищення ККД генераторів. Удосконалено теорію каталітичних джерел тепла, знайдено розподіл температур, концентрацій реагентів та швидкостей реакцій, за яких досягається максимальна ефективність генерування тепла. Винайдено новий клас термоелектричних матеріалів та нові типи термоелектричних перетворювачів на газовому паливі, ефективність яких в 1,6 - 1,8 рази вища у порівнянні з термопарним термоелементом. Підвищено показники ресурсної та циклічної стійкості термоелектричних модулів. Створено ТЕГ міліватного та ватного діапазону потужностей з каталітичними джерелами тепла. Розроблено метод комплексної оптимізації параметрів генератора тепла й електрики. Показано, що використання секційних теплових схем підвищує ККД ТЕГ на органічному паливі до 2,5 разів. Встановлено, що застосування двокаскадних теплових схем підвищує швидкодію ТЕГ для живлення автоматики газових нагрівальних приладів.

  Скачати повний текст

У дисертаційній роботі представлено результати експериментально-клінічного дослідження, в процесі проведення якого було вирішено ряд нових наукових завдань, що дозволило досягти поставленої мети – достовірно покращити віддалені результати хірургічного лікування хворих з незапальними захворюваннями підшлункової залози шляхом удосконалення методу кріофіксації.Оптимізація методу кріофіксації, шляхом розробки та впровадження в клінічну практику способу кріопотенціювання, що полягає в попередньому введенні в солідну злоякісну резектабельну пухлину підшлункової залози дистильованої H2O за 5 хв до початку локальної кріодії кріоаплікатором Ø 30 мм з набору універсальної кріохірургічної установки «Кріо-Пульс» подвійним циклом зі спонтанним періодом відтавання після 10 хв кожного періоду заморозки та інтраопераційним контролем ефективності кріофіксації шляхом термометрії на дискретних глибинах мідь-константановими термопарами Т-типу довжиною 3, 8, 13 та 18 мм, дозволив достовірно збільшити кумулятивну виживаність хворих на незапальні захворювання підшлун¬кової залози в основній групі (Д+К+Р) в термін спостереження 18 місяців до 74,7 %, що перевищував відповідний показник в групі порівняння (Р) на 32,5 % та на 25,2 % – в групі порівняння (К+Р) на рівні значущості (χ²=7,35; р=0,025).^UThe dissertation presents the results of experimental and clinical research, in the course of which a number of new scientific problems were solved, which allowed to achieve the goal – to significantly improve the long-term results of surgical treatment of patients with non-inflammatory diseases of the pancreas by improving the method of cryofixation. Optimization of the method of cryofixation by developing and introducing into the clinical practice a method of cryopotentiation consisting in preliminary injection into a solid malignant resectable tumor of distilled H2O for 5 min prior to the onset of local cryoablation by a cryoapplicator device Ø 30 mm from a set of a universal cryosurgical unit "Cryo-Pulse" with a double cycle with a spontaneous thawing period after 10 minutes of each freezing period and an intraoperative control of cryofixation efficacy by thermometry at discrete depths copper-constantan thermocouples of T-type with lengths (3, 8, 13 and 18 mm), has allowed to significantly increase cumulative survival of patients with non-inflammatory diseases of the pancreas in the main group (D + C + R) with an observation period of 18 months to 74,7 %, which exceeded the corresponding indicator in the comparison group (P) by 32,5 % and 25,2 % ‒ in the comparison group (C + R) at the level of significance (χ²=7,35; p=0,025).

Наукова новизна одержаних результатів полягає у наступному:1) Вперше запропоновано нову концепцію бездемонтажного калібрування термоелектричного перетворювача для успішної реалізації якої необхідно і достатньо виділити на його термопарі ділянку, в межах якої не відбуваються деградаційні зміни питомої термо-е.р.с., що дає змогу використати цю ділянку для оперативного визначення похибки шляхом цілеспрямованого переміщення зони температурного градієнту у сторону опорної ділянки. 2) Отримала подальший розвиток модель, що описує зміни термо-е.р.с. неоднорідної термопари внаслідок зміни розподілу температури вздовж її електродів, що дало змогу встановити закономірність, яка відображає зв'язок між поточними і максимальними значеннями похибок дрейфу і неоднорідності. 3) Вперше запропоновано оперативний метод визначення похибки термоелектричного перетворювача у процесі експлуатації, зумовленої дрейфом функції перетворення термопари, за допомогою опорної ділянки шляхом цілеспрямованого зміщення зони температурного градієнту таким чином, щоб цей градієнт був прикладений лише до опорної ділянки термопари. 4) Вперше запропоновано оперативний метод діагностування стану електродів термопари у процесі експлуатації, який, завдяки цілеспрямованим змінам температурного поля вздовж її електродів, дає змогу визначити шляхом рішення системи лінійних рівнянь за методом сукупних вимірювань питому термо-е.р.с. віртуальних ділянок, на які розбита термопара та визначити ступінь їх деградації, щоб зробити обґрунтований висновок про придатність термопари для подальшої експлуатації. 5) Вперше запропоновано метод керування профілем температурного поля за допомогою штучної нейронної мережі несхильний до самозбудження, що забезпечує зменшення тривалості встановлення заданого профілю температурного поля до однієї-двох ітерацій завдяки реалізації розімкнутої системи керування та навчання нейронної мережі безпосередньо на об'єкті керування. 6) Набула подальшого розвитку модель похибки термопари, яка описує залежність похибки термопари від температури та тривалості експлуатації, а також значення температури після зміни профілю температурного поля, що дозволяє спрогнозувати термін придатності термопари до використання. 7) Вперше запропоновано структуру двоконтурної системи вимірювання температури, яка, за рахунок почергової зміни функцій контурів (вимірювання та керування температурною об'єкта або корекція похибок і діагностування стану електродів термопари) забезпечує похибку вимірювання температури в межах 1,3°С для термопар типу хромель-алюмель. 8) Вперше запропоновано метод встановлення функції перетворення термоелектричного перетворювача за рахунок введення двох додаткових виводів термопари, що дає змогу експериментально підтвердити ефективність запропонованих методів.^UScientific novelty is:1) For the first time there is proposed a new concept of in situ calibration of the TC, for its implementation it is necessary and sufficient to determine the section on its TC which undergoes no degradation of Seebeck coefficient, which allows using this section by purposefully moving the temperature gradient zone towards the reference junction.2)There is further developed a model describing changes of thermo-emf of inhomogeneous TC versus changes in temperature distribution along its electrodes, which allows establishing the relationship between the current and maximum values of errors due to drift and due to inhomogeneity.3) For the first time there is proposed an operative method for in-situ determining error due to the TC drift by the means of a reference section and a purposeful shift of the temperature gradient zone so that this gradient applied only to the TC reference section.4) For the first time there is proposed an operative method of in situ diagnosing the state of the TC legs is proposed, which, due to purposeful changes of temperature field along TC, allows determining, by solving a system of linear equations by the method of aggregate measurements, Seebeck coefficients of sections which the TC is split into and determine the degree of their degradation to make a justified decision about the suitability of the TC for further operation.5) For the first time there is proposed, a stable method to control the temperature field using an artificial neural network, which reduces the duration of setting a preset temperature field to one or two iterations by implementing an open control system and training the neural network directly on the object of control.6) There is further developed a model of TC error, which describes the dependence of TC error on temperature and duration of operation, and temperature difference between the current and operation temperatures after changing the temperature field, which allows predicting the future time of operation of the TC.7) For the first time there is proposed a structure of a two-contour temperature measurement system, which, due to alternate changes of contour functions (measurement and control of object's temperature or error correction and diagnostics of thermocouple legs) provides temperature measurement error of 1.3°C for the type K TC.8) For the first time there is proposed a method for setting the conversion characteristic of the TC by introducing two additional wires, which allows confirming experimentally the effeciency of the proposed methods.

Робота містить результати дослідження, які спрямовані на підвищення точності вимірювання температури коротких теплових імпульсів.Проаналізувавши існуючи методи вимірювання температури було запропоновано використовувати для вимірювання температури коротких теплових імпульсів термопару у перехідному режимі її роботи, а дійсні значення температурного сигналу відновлювати шляхом вирішення оберненої задачі вимірювання.У роботі набув подальшого розвитку метод ідентифікації динамічної характеристики термопари, заснований на зовнішньому розігріві спаю термопари лазерним променем шляхом створення квазіступінчатого сигналу температури. Розроблено метод ідентифікації динамічної характеристики термопари, заснований на внутрішньому розігріві спаю термопари струмом гармонічної форми із періодом, що на декілька порядків менший від найменшої передбачуваної сталої часу, що забезпечує дію на спай температурного сигналу у формі стрибка. Розроблено метод ідентифікації динамічної характеристики термопари, заснований на визначенні сталої часу термопари шляхом аналізу амплітудно-фазової частотної характеристики термопари по другій гармоніці, яку отримують внутрішнім розігрівом спаю термопари гармонічним струмом. Розроблено метод вимірювання поточної температури коротких теплових імпульсів, який відрізняється можливістю відновлювання форми температури короткого теплового імпульсу за виміряними значеннями термо-ЕРС термопари, за рахунок включення у зворотній зв'язок операційного підсилювача апаратурно-реалізованої динамічної характеристики термопари. Ключові слова: температура, тепловий імпульс, вимірювання, перехідна характеристика, АФЧХ, підвищення точності, ідентифікація динамічних характеристик, термопара.^UThe thesis contains the results of research aimed at improving the accuracy of measuring the temperature of short heat pulses.The analysis of current state of development of methods and tools for measuring temperature, which are based on the use of the dependence of various physical phenomena on temperature, as direct temperature measurement is not possible, is carried out in the work.In the dissertation work in the scientific plan the following results are received:1. For the first time, a method of thermocouple identification by a radio pulse of current, which allowed to obtain a complete transient characteristic in contrast to other methods that use current for heating, which receive a decreasing front and then mathematically converted to an increasing front, is proposed. This method uses a radio current pulse to heat the thermocouple. By spreading the frequency of the heating signal and the reaction of the thermocouple, it became possible to isolate the slowly increasing signal of the thermocouple against the background of a high frequency signal that heats the thermocouple using analog filtering of the high frequency component by a notch filter;2. For the first time was developed a method of thermocouple identification by determining the frequency response of a thermocouple using infra-low frequency current, which has an advantage over other methods due to the stability of obtaining time constant values. The peculiarity of this method is to create the total temperature by heating the junction of the thermocouple with an electric sinusoidal current. In this case, the voltage of the second harmonic is released on the terminals of the thermocouple, due to the heating of the thermocouple according to the Joule effect. Also, there is the first harmonic component, which is due to the voltage drop due to the ohmic resistance of the thermocouple wires and the action of the Thomson and Peltier effects, which are proportional to the first degree of the current flowing through the thermocouple. The ratio of the amplitudes of the output and input voltages on the second harmonic gives the frequency response. The difference of their phases on the second harmonic gives Phase response.3. Improved methods for identifying the dynamic characteristics of the laser beam by creating a quasi-stage signal, which allows to obtain the mode of setting the thermoEMF signal at the output of the thermocouple.4. The method of measuring the temperature of short thermal pulses is improved, which allows to compensate the dynamic measurement error in real time, by using the parameters obtained on the basis of identification of dynamic characteristics of the thermocouple in the system of thermal inertia compensation of the thermocouple. The peculiarity of this method is the use of time constants of the thermocouple to compensate its thermal inertia and, as a consequence, increase the accuracy of measuring the temperature of short thermal pulses. The time constants of the thermocouple will be obtained on the basis of the approximation of the frequency response of the thermocouple. The frequency response is obtained using the above method of identifying the dynamic characteristics of thermocouples. Each defined time constant characterizes the link of the delay of the first order. By including the inertia link in the feedback system of the system, the thermal inertia of the thermocouple, which is described by a certain time constant, is compensated. By connecting the links in series with the inertial link connected to the feedback, which corresponds to the time constant found, it is possible to fully compensate for the effect of thermal inertia of the thermocouple on the input temperature signal. This compensates dynamic error of thermocouple temperature measurement.Keywords: temperature, thermal impulse, measurement, transient characteristic, bode plot, increase of accuracy, identification of dynamic characteristics, thermocouple.

Актуальність проведення даного дисертаційного дослідження полягає в створенні нових радіаційно-стійких і механічно стабільних фоточутливих функціональних матеріалів і приладових структур гнучкої оптоелектроніки і термоелектрики із використанням недорогих і придатних для масового виробництва гідрохімічних методів виготовлення наноструктурованих шарів оксиду цинку нелегованого (ZnO) і легованого індієм (ZnO:In) і їх композитів із біополімером наноцелюлозою та наночастинками срібла на поверхні твердих і гнучких плівкових підкладок та тканин. Наукова новизна одержаних результатів полягає в тому що розроблено гідрохімічні методи виготовлення наноструктурованих плівок ZnO і ZnO:In із високою стійкістю до впливу обробки водневою плазмою тліючого розряду, високих доз опромінення електронним пучком і до жорсткого ультрафіолетового опромінення. Визначено етапи технологічного процесу, які забезпечують оптимальні термоелектричні властивості наноструктурованих плівок ZnO і ZnO:In на гнучких підкладках. Досліджено вплив обробок жорстким ультрафіолетовим опроміненням, водневою плазмою тліючого розряду, високими дозами опромінення електронним пучком та відпалами у вакуумі на точкові дефекти і їх комплекси в кристалічній решітці виготовлених гідрохімічними методами наноструктурованих плівок ZnO і ZnO:In. Досліджено умови надання вкритим наноструктурованими плівками ZnO:In тканинам супергідрофобних властивостей за моделлю Кассі-Бакстера і показано вплив ультрафіолетового опромінювання на водовідштольхувальні властивості такого текстилю. Визначено вплив вакансій кисню VO, які виникають внаслідок вакуумних відпалів в наноструктурах ZnO і ZnO:In, на розширення спектру фоточутливості оксиду цинку від ультрафіолетового до видимого і ближнього інфрачервоного діапазонів. Досліджено вплив локалізованого поверхневого плазмонного резонансу та подвійних бар’єрів Шотткі на межі Ag-ZnO на фоточутливість виготовлених гідрохімічними методами гнучких приладових структур для фотодетекторів фоторезистивного типу відносно світла ультрафіолетового, видимого і ближнього інфрачервоного діапазонів.Отримані результати мають практичне значення. Так в дисертації створено гнучкі покриття для захисту від сонячного ультрафіолету в наземних умовах на основі виготовлених гідрохімічними методами тонких наноструктурованих плівок ZnO і ZnO:In на гнучких дешевих поліетилентерефталатних підкладках, які відповідають категорії «відмінно» (50+) міжнародного стандарту ISO 2443:2012(E) «Визначення фотозахисту сонцезахисного покриття UVA in vitro». Виготовлено стабільний в експлуатації супергідрофобний текстиль на основі поліестерової тканини з покриттям із наноструктурованих шарів ZnO:In, який не втрачає своїх водовідштовхувальних властивостей після прання та/або опромінення ультрафіолетом сонячного світла. Створено ефективні гнучкі фоточутливі приладові структури на основі наноструктурованих плівок ZnO і ZnO:In на поліімідних підкладках, а також на основі тонкоплівкового нанокомпозиту з наноцелюлозною матрицею та наповнювачем ZnO:In, що є перспективним для використання в новій конструкції біосумісного гнучкого широкосмугового фотодетектора, в якому наноцелюлозна матриця не тільки захищає функціональний напівпровідник ZnO:In від механічних пошкоджень і атмосферного впливу, але також підвищує монохроматичну ампер-ватну чутливість, зовнішню квантову ефективність і специфічну детективність гнучкого широкополосного фотодетектора фоторезистивного типу до рівня кращих сучасних зразків. Створено гнучкі фоточутливі приладові структури для фотодетекторів фоторезистивного типу із підвищеною ефективністю на основі виготовлених гідрохімічними методами на поліімідних підкладках наноструктурованих плівок оксиду цинку ZnO/PI і нанокомпозиту із наночастинками срібла ZnO_Ag/PI, в якому завдяки локалізованому поверхневому плазмонному резонансу та подвійним бар’єрам Шотткі на межі Ag-ZnO збільшено до рівня кращих сучасних зразків гнучких широкополосних фотодетекторів ампер-ватну чутливість, зовнішню квантову ефективність і специфічну детективність. Створено гнучкі тонкоплівкові термоелектричні елементи планарного типу на основі відпалених у вакуумі при 300°C наноструктурованих шарів ZnO і ZnO:In на поліімідних підкладках Виготовлено функціональну приладову структуру гнучкого тонкоплівкового термоелектричного модуля планарного типу на основі наноструктурованого шару ZnO на поліімідній підкладці і показано переваги використання в ньому тонкоплівкових термопар із ТЕ елементами n-типу ZnO/РІ і металічними хромелєвими ТЕ елементами р-типу. Виготовлено гнучкі термоелектричні елементи планарного типу на основі наноструктурованих плівок ZnO і ZnO:In на поліімідних підкладках із тонкоплівковими омічними контактами, вихідні термоелектричні параметри яких відповідають сучасним мініатюрним та гнучким термоелектричним приладам, але мають значну перевагу у собівартості.^UThe relevance of this dissertation research is the creation of new radiation-resistant and mechanically stable photosensitive functional materials and device structures of flexible optoelectronics and thermoelectrics using inexpensive and suitable for mass production hydrochemical methods for obtaining nanostructured layers of zinc oxide undoped (ZnO) and doped with indium (ZnO:In) and their composites with biopolymer nanocellulose and silver nanoparticles on the surface of solid and flexible film substrates and fabrics.The scientific novelty of the obtained results is as follows. Hydrochemical methods have been developed for obtaining nanostructured ZnO and ZnO:In films with high resistance to treatment with glow-discharge hydrogen plasma, irradiation with high doses of an electron beam, and ultraviolet UVC radiation. The stages of the technological process that provide optimal thermoelectric properties of nanostructured ZnO and ZnO:In films on flexible substrates are determined. The influence of treatments with ultraviolet UVC radiation, hydrogen-plasma glow discharge, high doses of electron beam irradiation, and vacuum annealing on point defects and their complexes in the crystal lattice of nanostructured ZnO and ZnO:In films obtained by hydrochemical methods has been studied. The conditions for providing superhydrophobic properties of fabrics with nanostructured ZnO:In films according to the Cassie-Baxter model have been studied, and the effect of ultraviolet radiation on the water-repellent properties of such fabrics has been shown. The influence of VO oxygen vacancies resulting from vacuum annealing in ZnO and ZnO:In nanostructures on the expansion of the zinc oxide photosensitivity spectrum from the ultraviolet to the visible and near-infrared ranges has been determined. The effect of localized surface plasmon resonance and double Schottky barriers at the Ag-ZnO interface on the photosensitivity of flexible device structures of photoconductive photodetectors with respect to ultraviolet, visible, and near-infrared radiation has been studied.The results obtained are of practical importance. Thus, the dissertation created flexible coatings for protection from solar ultraviolet in terrestrial conditions based on thin nanostructured films of ZnO and ZnO:In, obtained by hydrochemical methods on flexible substrates from cheap polyethylene terephthalate, corresponding to the category "excellent" (50+) according to international standard ISO 2443:2012(E) “Determination of sunscreen UVA photoprotection in vitro”. A durable superhydrophobic textile based on polyester fabric coated with nanostructured ZnO:In layers has been obtained, which does not lose its water-repellent properties after washing and/or exposure to ultraviolet rays of sunlight. Efficient flexible light-sensitive device structures based on nanostructured ZnO and ZnO:In films on polyimide substrates, as well as on the basis of a thin-film nanocomposite with a nanocellulose matrix and ZnO:In filler, have been developed. The latter is promising for use in a new photoresistor design, in which the matrix not only protects the ZnO:In functional semiconductor from mechanical damage and atmospheric influences, but also increases the spectral responsivity, external quantum efficiency, and specific detectivity of the flexible broadband photodetector to the level of the best modern samples. Flexible light-sensitive device structures for highly effic ient photoconductive photodetectors based on nanostructured zinc oxide films obtained by hydrochemical methods on polyimide substrates ZnO/PI and on its nanocomposite with silver nanoparticles ZnO_Ag/PI have been developed. In the latest designs of devices, due to localized surface plasmon resonance and double Schottky barriers at the Ag-ZnO interface, the spectral responsivity, external quantum efficiency, and specific detectivity are increased to the level of the best modern samples of flexible broadband photodetectors. Planar flexible thin-film thermoelectric elements are fabricated based on nanostructured ZnO and ZnO:In layers annealed in vacuum at 300°C on polyimide substrates. The functional device structure of thin-film thermocouples with ZnO/PI n-type TE elements and p-type metal chromel TE elements is obtained. Flexible planar thermoelectric elements are made on the basis of nanostructured ZnO and ZnO:In films on polyimide substrates with thin-film ohmic contacts, the output thermoelectric parameters of which correspond to modern miniature and flexible thermoelectric devices, but have a significant cost advantage.The practical results of the work are protected by the patent of Ukraine for a utility model No 150983 ("Manufacturing method of flexible textile thermoelectric module" Publ. Bull. No. 20 dated 18.05.2022). The results of the dissertation were introduced into the technological process by the Limited Liability Company "MYRENERHOKOM" (Kharkіv).

Ідея роботи полягає в удосконаленні експериментально-розрахункового методу оцінювання межі вогнестійкості несучих залізобетонних стін для гарантування нормативного часу їхньої стійкості в разі пожежі на основі вогневих випробувань їхніх малогабаритних фрагментів без навантаження, шляхом урахування особливостей одностороннього нагрівання стін та обґрунтування раціонального розміщення місць точкових замірів температури всередині фрагментів, а також урахування реальних габаритів конструкції на етапі розрахунку.Наукова новизна дисертації полягає у вирішенні актуального науково-технічного завдання щодо підвищення ефективності процесу оцінювання межі вогнестійкості несучих залізобетонних стін шляхом наукового обґрунтування та подальшого удосконалення для експериментально-розрахункового методу її визначення з урахуванням особливостей застосованих матеріалів під час експериментів та механічного навантаження у процесі розрахунку. Отримані такі основні наукові результати:При цьому уперше:-?визначено шляхи та запропоновано удосконалення експериментально-розрахункового методу оцінювання межі вогнестійкості повномасштабних конструкцій несучих стін на основі випробування їхніх фрагментів за стандартним температурним режимом пожежі без прикладення навантаження, що дало змогу визначити розміри фрагментів та способи встановлення їх у камеру печі залежно від габаритів установки;-?науково обґрунтовано мінімально можливі параметри конфігурації камери вогневої печі та можливі відхилення її розмірів, що не впливають на забезпечення відтворюваності результатів експериментальних досліджень з нагрівання несучих стін;-?обґрунтовано можливість мінімізації кількості місць контролю температури при точкових замірах по перерізу залізобетонної стіни та їх раціонального розташування (на необігрівній поверхні, арматурі та в середині перерізу досліджуваного фрагменту), що дозволило зменшити кількість засобів вимірювальних приладів в експериментальних дослідженнях із нагрівання стін на 30 % за рахунок підвищення відтворюваності результатів експериментів.Удосконалено: -?експериментально-розрахунковий метод оцінювання межі вогнестійкості несучих залізобетонних стін з метою підвищення екологічності та економічності виконання досліджень, а також врахуванню реальних розмірів конструкцій несучих стін;-?алгоритм відновлення температурних полів у несучих залізобетонних стінах за допомогою інтерполяції даних точкових замірів температури, отриманих під час нагрівання фрагментів конструкцій у малогабаритній вогневій установці, що уможливлює використання більш ефективної схеми розташування термопар під час експериментальних досліджень. Набуло подальшого розвитку застосування експериментальних та обчислювальних методик для визначення реальних розподілів температури та міцності матеріалів несучих стін під час оцінювання їхньої межі вогнестійкості за рахунок використання малогабаритних вогневих установок для вирішення теплової задачі та розроблення розрахункових методик вирішення задачі міцності на основі отриманих результатів експериментів.^UThe idea of the work is to improve the experimental and calculation method of assessing the fire resistance limit of load-bearing reinforced concrete walls to guarantee the normative time of their resistance in case of fire based on fire tests of their small-sized fragments without load, by taking into account the features of one-sided heating of the walls and substantiating the rational placement of points for temperature measurements inside the fragments, as well as taking into account the real dimensions of the structure at the calculation stage.The scientific novelty of the dissertation consists in solving the actual scientific and technical task of increasing the effectiveness of the process of assessing the fire resistance limit of load-bearing reinforced concrete walls through scientific substantiation and the further development of improvements for the experimental and calculation method of its determination, taking into account the characteristics of the materials used during experiments and mechanical load during the calculation process. The following main scientific results were obtained:At the same time, for the first time:-?the ways for improvement of the experimental and calculation method of evaluating the fire resistance of full-scale structures of load-bearing walls based on the test of their fragments under the standard fire temperature regime without applying a load are proposed, which made it possible to determine the dimensions of the samples and the methods of installing them in the furnace chamber depending on the dimensions of the installation;-?the minimum possible configuration parameters of the furnace chamber and possible deviations in its dimensions, which do not affect the reproducibility of the results of experimental studies on the heating of load-bearing walls are scientifically substantiated;- the possibility of minimizing the number of temperature control points during point measurements along the cross-section of a reinforced concrete wall and their rational location (on the non-heating side, armature and the middle of the cross-section of the studied fragment) is substantiated, which made it possible to reduce the number of measuring equipment in experimental studies on wall heating by 30% due to increasing the reproducibility of experimental data.It has been improved: -?an experimental-calculation method for assessing the fire resistance of load-bearing reinforced concrete walls, thanks to the increase in environmental friendliness and economy of research, as well as taking into account the real dimensions of load-bearing wall structures;- computational interpolation algorithms for restoring temperature fields in load-bearing reinforced concrete walls based on temperature indicators in specified places, in the middle of structures during fire tests, are substantiated, which makes it possible to propose a more effective scheme for the location of thermocouples in cross-sections of fragments of load-bearing reinforced concrete walls.The application of experimental and computational methods for determining the real temperature distributions and strength of load-bearing wall materials during the assessment of their fire resistance limit has been further developed.