conferenc13_9838814

Актуальные проблемы науки – 2014 г.

При температуре 800-10000С происходит процесс разложения CaCO3 по реакции:

CaCO3 = CaO + CO2

CaO в свою очередь вступает в соединения с элементами глинистого ком-

понента CaO·Fe2O3, CaО·SiO2, CaO·Al2O3.

Сначала в реакции вступают оксиды алюминия и железа. Они присоединяют к себе оксид кальция и образуются однокальциевый алюминат и однокальциевый феррит. В чистом виде эти соединения не существуют, а образуют твердый раствор, растворяются друг в друге. Количество присоединенного оксида кальция увеличивается с ростом температуры.

На участке печи, где температура материала достигает 1000-1100°С и где основная масса СaСO3 уже превратилась в свободную окись кальция, здесь резко возрастает интенсивность реакций в твердом состоянии. Раствор алюмината и феррита кальция связывает все большее количество оксида кальция и уже образуются двухкальциевый алюминат и феррит. Этот твердый раствор содержит равное количество оксида алюминия и оксида кальция. Этот раствор имеет состав 4CaO·AI2O3·Fe2O3. В сырьевой смеси оксида алюминия содержится больше чем оксида железа, поэтому оставшийся алюминат кальция продолжает связывать оксид кальция с образованием трехкальциевого алюмината. Его образование заканчивается при темпера-туре 12000С. Присоединение оксида кальция к оксиду кремния начинается при 6000С, но достаточно быстро происходит при температуре 900-11000С.

Реакции образования силикатов, алюминатов и ферритов кальция являются экзотермическими, что приводит к интенсивному повышению температуры материала на 150-200°C на коротком участке печи в несколько метров. Этот участок печи получил название экзотермической зоны. К концу экзотермической зоны температура материала достигает примерно 1300°С. При температуре 12500С заканчивается образование двухкальциевого силиката. Поскольку сырьевая смесь содержит больше оксида кальция чем это нужно для образования С2S, С4АF, С3А, то остальное количество СаО идет на образование трехкальциевого силиката.

При температуре 1300°С начинается спекание материала вследствие образования в нем расплава в количестве 20-30% объема начавшей спекаться массы. В начальный момент спекания в расплав переходят С3А, С4АF и СаО, в дальнейшем в нем начинает растворяться и двухкальциевый силикат C2S. При этом,

вжидкой фазе создаются благоприятные условия для образования основного

минерала портландцемента - трехкальциевого силиката C3S из C2S и СаО. Это соединение плохо растворимо в расплаве, вследствие чего оно выделяется из него в виде мелких кристаллов, которые в последующем могут значительно увеличиваться в размерах. Выделение из расплава C3S сопровождается понижением

внем концентрации: C2S и окиси кальция, что приводит к переходу в расплав новых порций этих веществ, оставшихся в твердом состоянии в общей массе материала. Это в свою очередь обуславливает дальнейший ход процесса образо-

211

Актуальные проблемы науки – 2014 г.

вания в расплаве и выделения из него С3S до почти полного связывания свободной окиси кальция с С2S. Трехкальциевый силикат выделяется из расплава вместе с небольшими количествами Al2O3 и MgO, образуя с ними твердый раствор, который называют алитом. Участок печи, где проходит спекание материала и образование алита называется зоной спекания. Здесь материал нагревается примерно от 1300 до 1450°С, что способствует более быстрому усвоению окиси кальция двухкальциевым силикатом и образованию алита. После зоны спекания обжигаемый материал переходит в зону охлаждения. До температуры примерно 1300°С в нем еще присутствует жидкая фаза и продолжается реакция усвоения окиси кальция и образования C3S. Затем жидкая фаза застывает и спекание заканчивается. Последний участок печи, где полученный клинкер охлаждается воздухом от 1300°С до температуры при которой выходит из печи (10001100°С) называется зоной охлаждения.

Обычно при охлаждении клинкера с 1450 до 1300°С и ниже, жидкая фаза в нем застывает частично в виде стекла, частично при этом происходит кристаллизация из расплава С3A, C4AF, а также MgO. Степень закристаллизованности расплава зависит от скорости охлаждения материала после его выхода из зоны спекания.

Охлажденный клинкер в основном состоит из кристаллов минералов - силикатов (алита и белита) и промежуточного вещества, в которое входит стекло, минералы плавки (С4АF, C3A, С3А3), а также окись кальция и магния в виде кристаллов.

Полученный цемент является быстротвердеющим (через сутки твердения набирает 50-60% 28 –суточной прочности), быстросхватывающимся и сульфатостойким.

Техническая характеристика карбонатно-ганчевого цемента: Марочная прочность цемента по ГОСТу, Мпа при изгибе 8-10, при сжатии 30-40

Сроки схватывания, мин. начало 15-30, конец 25-35 Коэффициент сульфатостойкости через 180 суток 1,0-1,1 Коэффициент морозостойкости через 300 циклов - 0,90-1,0

По сравнению с традиционной технологией получения портландцемента, в этом процессе экономится 20-25% топлива за счет снижения температуры обжига, 5-10% электроэнергии - за счет большей размолоспособности получаемого клинкера и повышается производительность печи на 15-20%.

Список источников:

1.Волженский А.В., Буров Ю.С., Колокольников В.С. Минеральные вяжущие вещества. М.: Стройиздат, 1979.

2.Бутт Ю.М., Тимашев В.В. Портландцемент. М.: Стройиздат, 1974.

3.Асаматдинов О., Жиемуратов А. и др. Вяжущие материалы на основе ганча Каракалпакии. Ташкент. 1977.

4.Воробьев, В.А.; Комар А.Г. Строительные материалы: учеб. для вузов.- М.: Стройиз-

дат. 1971.

212

Актуальные проблемы науки – 2014 г.

УДК94(48)681.3

Анохина Ю.В. (г.Кузнецк ГБПОУ ПО «ККЭТ»)

ПРИМЕНЕНИЕ ИНФОРМАЦИОННО – КОММУНИКАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В ОБРАЗОВАТЕЛЬНОМ ПРОЦЕССЕ

E-mail: [e-mail]

Статья посвящена особенностям применения цифровых информацион- но-коммуникационных технологий в образовательной деятельности, на при- мере электронного учебника по дисциплине «Вычислительная техника».

Ключевые слова и фразы: Информационные технологии; Цифровые образовательные ресурсы; Электронный учебник; Вычислительная техника.

На современном этапе информатизации общества и развития образовательных структур, на смену некоторым традиционным методам преподавания приходят новые методики, связанным с информационнокоммуникационными технологиями, основанные на имитации диалога студента с преподавателем при помощи компьютера. Одним из способов реализации таких методик является создание и использование на занятиях Цифровых Образовательных Ресурсов. Цифровые ресурсы способствуют оптимизации и интеграции урочной и внеурочной деятельности, так как электронная форма ресурсов позволяет собрать в одном месте обучающий, развивающий, контролирующий материал, доступный практически в любой момент времени. Применение компьютерных технологий позволяет разнообразить учебный процесс, повысить наглядность и запоминаемость материала, что заметно повышает эффективность самостоятельного изучения, а также дает возможность быстрой оценки и коррекции знаний и умений студентов.

ЦОР могут быть представлены в различных формах, в том числе, в виде электронных учебников, например - «Электронный учебник по дисциплине «Вычислительная техника (ВТ)». Он подойдет для студентов средних специальных учебных заведений, изучающих основы вычислительной техники. В учебник включены разделы: «Основы ВТ», «Арифметические основы ВТ», «Логические основы ВТ».

Электронный ресурс - состоит из трех модулей: информационного, контролирующего и практического.

Информационный модуль – это электронный курс лекций по разделам: «Основы вычислительной техники», «Арифметические основы ВТ», «Логические основы ВТ». Он предназначен для изучения теоретических основ вычислительной техники, и может быть использован при объяснении нового материала на уроках, а так же при самостоятельном изучении студентами новой темы. Модуль обеспечивает интерактивность (использование гипертекстовых

213

Актуальные проблемы науки – 2014 г.

ссылок), а также мультимедийность обучения (использование фотографий, аудиозаписей, видеороликов). Его разделы состоят из отдельных тем, соответствующих содержанию учебной программы и ФГОС. Каждая тема, помимо основного материала включает в себя справочную информацию, а так же небольшие проверочные задания, решение которых в процессе изучения новой темы позволит не только закрепить материал, но и обсудить правильные и неправильные подходы к решению. Некоторые темы содержат интересные факты, полезные ссылки и программы.

Второй модуль – практический. Он посвящен очень важной составляющей педагогического процесса – самостоятельной работе студентов. Ведь вводимые новые образовательные стандарты третьего поколения уделяют её достаточно большое внимание. В модуле приведены задания для самостоятельного изучения: это поиск (подбор) и обзор литературы, электронных источников, темы для рефератов, тематические кроссворды, практические задачи по каждой теме. Задания составлены таким образом, что обеспечивают возможность уровневой дифференциации и индивидуализации обучения. Кроме того, в модуле приведены примеры решения типовых задач по каждой теме.

Третий модуль – контролирующий. Он представляет собой сборник тестовых заданий по каждому из представленных разделов. Использование различных типов вопросов (вопросы на соответствие, одиночный выбор, множественный выбор, ввод ответа с клавиатуры, установление порядка), заставит подумать над ответом, а не просто механически, наугад нажимать кнопки. В случае затруднения при ответе студент сможет пропустить его и ответить позже, или обратиться к соответствующему разделу информационного модуля. Тестовые задания могут использоваться на разных этапах учебного процесса для контроля и самоконтроля обучающихся. Несомненными достоинствами модуля являются: минимум временных затрат на получение надежных итогов контроля практически сразу по завершении теста, исключая не всегда объективную оценку педагога, а также вариативность заданий.

В заключении хотелось бы сказать, что применение различных ЦОР на аудиторных и внеаудиторных занятиях позволит студентам не только закрепить приобретенные в колледже знания, умения и навыки через самостоятельную работу с электронным учебником, но и существенно обогатит их.

Список источников:

1.Ю.М. Келим «Вычислительная техника» - М.: Издательский центр «Академия», 2005.

2.T.Л. Партыка, И.И. Попов «Вычислительная техника» М.:ФОРУМ:ИНФРА-М, 2007.

3.Браммер Ю. А. Цифровые устройства: учебное пособие для вузов / Ю. А. Браммер, И. Н. Пащук. - М.: Высш. шк., 2004.

4.ГОСТ 2.743-91. Обозначения условные графические в схемах. Элементы цифровой техники. - М.: Изд-во стандартов, 1993.

5.Информатика. Базовый курс / под ред. С. В. Симоновича. - 2-е издание. - СПб. : Пи-

тер, 2004.

214

Актуальные проблемы науки – 2014 г.

УДК 621.318.134

Вергазов Р.М., Андреев В.Г. (г. Кузнецк, КИИУТ (филиал ПГУ))

ОСОБЕННОСТИ ИНТЕРФЕРЕНЦИИ ПРИ ОТРАЖЕНИИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН ОТ ФЕРРИТОВЫХ ПЛАСТИН НА МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ПОДЛОЖКЕ

Е-mail: [e-mail]

В данной работе проведены исследования особенностей интерференции при отражении электромагнитных волн от Ni-Zn ферритовых пластин, по- лученных по различным технологическим режимам, на металлической под- ложке. Установлено влияние электромагнитных свойств на уровень погло- щения электромагнитного излучения Ni-Zn ферритовыми радиопоглощаю- щими материалами.

Ключевые слова и фразы: ферритовые радиопоглощающие материалы, магнитная проницаемость, диэлектрическая проницаемость, интерферен- ция.

Развитие техники непосредственно связано с увеличением фона электромагнитного излучения в окружающей среде, что ужесточает требования к уровню электромагнитного излучения электронных и электрических приборов. Поэтому весьма актуальна разработка материалов, обладающих высоким уровнем поглощения электромагнитной энергии и обеспечивающих защиту от излучения [1].

Известно, что для поглощения электромагнитных волн в диапазоне частот менее 1 ГГц используются радиопоглощающие пластины на основе NiZn ферритов [2]. Важнейшим параметром радиопоглощающих ферритовых пластин является коэффициент ослабления отраженного электромагнитного излучения. Этот коэффициент в значительной степени зависит от интерференционных явлений при отражении электромагнитных волн, а также от процессов поглощения электромагнитного излучения в результате резонансных явлений в феррите. Интерференционный минимум отражения соответствует толщине пластины, равной четверти длины электромагнитной волны в феррите:

	d =	λ	=	λ0		(1)
		4
				4 εµ

где λ0 – длина волны в вакууме, ε и µ – диэлектрическая и магнитная проницаемости феррита. С учетом

λ0 = с/ν (2)

где с – скорость света, ν - частота волны, выражение (1) принимает вид:

215

Актуальные проблемы науки – 2014 г.

		с
d =					(3)
	4ν		εµ

Увеличение магнитной и диэлектрической проницаемостей феррита снижает длину электромагнитной волны в феррите и позволяет уменьшить толщину ферритовых пластин, что особенно важно при низких частотах. Как правило, увеличение среднего размера зерна ферритов приводит к увеличению магнитной и диэлектрической проницаемостей ферритов. Однако, значения магнитной и диэлектрической проницаемостей ферритов зависят от длины электромагнитной волны, что усложняет картину интерференции.

Для проверки влияния микроструктуры зерна на значения магнитной и диэлектрической проницаемостей были изготовлены экспериментальные партии ферритовых радиопоглощающих материалов по составу соответствующие марке 1000НН. Ферриты изготавливали по стандартной керамической технологии, включающей следующие основные технологические операции: смешение исходных оксидов в заданных пропорциях, измельчение смеси в вибромельнице (1 измельчение), синтез ферритовой шихты при температуре 9200С, измельчение синтезированной шихты в вибромельнице (2 измельчение), введение связки, прессование колец, спекание. С целью получения образцов с различным размером зерна температуру спекания изменяли при 13000С.

Образцы Ni-Zn ферритов опытных партий были выполнены в форме колец с наружным диаметром 16 мм и внутренним диаметром 7 мм и высотой 6,5 мм. Для проведения микроструктурного и рентгеноструктурного анализов на сканирующем микроскопе фирмы «Карл Цейс Йена» и установке «Дрон-3» из каждой партии было отобрано по 5 образцов. Результаты анализов подтвердили наличие только шпинельной фазы в образцах.

Для определения электромагнитных свойств из каждой партии было отобрано по 5 образцов. Разброс экспериментальных данных внутри выборки не превышал 5%.

Измерения магнитной и диэлектрической проницаемостей, коэффициентов отражения в режиме короткого замыкания от образцов на металлической пластине в диапазоне частот 0,3 МГц 1300 МГц проводились на лабораторном стенде, созданном на базе измерителя комплексных коэффициентов передачи «Обзор-103», сопряженного с компьютерной системой регистрации и обработки сигнала. Образцы помещались в коаксиальную измерительную ячейку с рабочим сечением в области размещения образца 16/7 мм, согласованную с коаксиальным измерительным трактом.

На рисунках 1 и 2 приведены спектры комплексной диэлектрической и магнитной проницаемостей феррита. Как видно из данных на рисунке 1, диэлектрическая проницаемость сильно зависит от частоты в интервале частот от 10 до 100 МГц. Эту зависимость в интервале частот от 1 до 20 МГц можно представить в виде формулы

ε =εн −аlnν (4)

216

Актуальные проблемы науки – 2014 г.

где εн – магнитная проницаемость при частоте 1 МГц (равна 800), а = 190, ν - частота в МГц.

ε ' ε "

800

ε ' ε "

600

400

200

0

1

10

100

Частота, МГц

Рисунок 1 – Спектр комплексной диэлектрической проницаемости Ni- Zn-феррита 1000НН

Магнитная проницаемость также сильно зависит от частоты электромагнитного поля. Эту зависимость в интервале частот от 1 до 20 МГц можно представить в виде формулы

µ = µн −blnν (5)

где µн – магнитная проницаемость при частоте 1 МГц (равна 940), b = 280, ν - частота в МГц.

Рисунок 2 – Спектр комплексной магнитной проницаемости образцов NiZn феррита 1000НН

217

Актуальные проблемы науки – 2014 г.

С учетом выражения (4) выражение (3) принимает вид:

	d =	300			=		0,75		(5)
		4ν (800−190lnν )(940− 280lnν )					(8 −1.9lnν )(9,4 − 2.8lnν )
					ν

где ν - частота в МГц.

С помощью выражения (5) можно рассчитать частотную зависимость оптимальной толщины ферритовой пластины в интервале частот от 1 до 20 МГц, обеспечивающей интерференционный минимум отражения электромагнитного излучения, которая приведена на рисунке 3. Значения оптимальной толщины в интервале частот от 20 до 100 МГц получены непосредственной подстановкой экспериментальных значений магнитной и диэлектрической проницаемостей. Как видно из данных, в интервале частот от 10 до 100 МГц оптимальная толщина пластин, соответствующая интерференционному минимуму отражения, практически не зависит от частоты и составляет примерно 22 мм. Это обусловлено особенностями частотных зависимостей диэлектрической и магнитной проницаемостей феррита и обеспечивает существенный вклад в снижении отражения электромагнитного излучения явлений интерференции в этом интервале частот. В интервале частот менее 10 МГц необходимо увеличение толщины ферритовых пластин. Однако, сильная зависимость оптимальной толщины от частоты не позволяет использовать явление интерференционного минимума для уменьшения отражения излучения в широком частотном интервале.

d, мм

80

60

40

20

0

1

10

100

Частота, МГц

218

Актуальные проблемы науки – 2014 г.

Рисунок 3 – Частотная зависимость оптимальной толщины пластин Ni- Zn-феррита 1000НН, обеспечивающих условие интерференционного ми- нимума отражения электромагнитного излучения

Заключение

По результатам выполненных исследований можно сформулировать следующие выводы:

1. В интервале частот от 10 до 100 МГц оптимальная толщина ферритовых пластин марки 1000НН, соответствующая интерференционному минимуму отражения, практически не зависит от частоты и составляет примерно 22 мм. Это обусловлено особенностями частотных зависимостей диэлектрической и магнитной проницаемостей феррита и обеспечивает существенный вклад в снижении отражения электромагнитного излучения явлений интерференции в этом интервале частот.

2. В интервале частот менее 10 МГц необходимо увеличение толщины ферритовых пластин. Однако, сильная зависимость оптимальной толщины от частоты не позволяет использовать явление интерференционного минимума для уменьшения отражения излучения в этом частотном интервале.

Список источников:

1. Kostishin, V.G., Vergazov, R.M., Andreev, V.G., Bibikov, S.B. Influence of Technological Factors on Dielectric Permeability and Radio-Wave Absorbing Characteristics of Nick-

el-Zinc Ferrites.// Russian Microelectronics. – 2012. - Vol.41. - Nо.8. - P.469-473.

2. Покусин Д.Н., Чухлебов Э.А., Залесский М.Ю. Комплексная магнитная проницаемость ферритов в области естественного ферромагнитного резонанса. // Радиотехни-

ка и электроника, 1991, т. 36, №11. С. 2085-2091.

219

Актуальные проблемы науки – 2014 г.

УДК 621.376.9

В.B. Глуховской, А.А.Жуковский (г. Ярославль, ЯГУ им. П.Г.Демидова)

АЛГОРИТМ ФОРМИРОВАНИЯ ASK-СИГНАЛОВ

E-mail: [e-mail]>

Вданной статье рассматривается алгоритм формирования ASK- сигналов на основе вейвлет-преобразования. Предложенный алгоритм обла-

дает представительностью распознаваемых видов цифровой амплитудной модуляции и может быть полезен для формирования библиотеки радиосиг- налов. Приведены результаты алгоритма распознавания цифровой модуля- ции (манипуляции) радиосигналов.

Ключевые слова и фразы: распознавание цифровой модуляции (манипуляции) радиосигналов, ASK-сигналы, вейвлет-преобразование, спектральная плот- ность мощности, формы импульсов модулирующего сигнала.

Входе разработки алгоритма распознавания цифровой модуляции (манипуляции) радиосигналов на основе вейвлет-преобразования, для его реализации на большом количестве схем модуляции, был разработан алгоритм формирования ASK-сигналов. Процесс формирования радиосигналов может быть полезен во всех сферах производственной деятельности, в том числе и в создание информационных систем.

Амплитудная манипуляция является наиболее простым видом манипуляции сигнала.

Модулированный сигнал имеет вид:

где

– информационный цифровой

сигнал,

и

постоянные,

– несущая частота.

Пусть множество возможных значений

,

. В этом случае

модулированный сигнал имеет вид

, его ампли-

туда принимает значение 0 при нулевом значении информационного сигнала и A при единичном (рис.1). Такой тип манипуляции называется OOK (On-Off Keying, Включено-Выключено) и часто используется в системах сигнализации и охранных системах.

Рисунок 1. Модуляция OOK: а – информационное сообщение; б – модулирующий цифровой сигнал; в – модулированный радиосигнал

220