Издательство СО РАН

Издательство СО РАН

Адрес Издательства СО РАН: Россия, 630090, а/я 187
Новосибирск, Морской пр., 2

soran2.gif

Baner_Nauka_Sibiri.jpg


Яндекс.Метрика

Rambler's Top100

Rambler's Top100

Поиск по журналу

Химия в интересах устойчивого развития

2005 год, номер 2

1.
Structure Modification and Mechanoluminescence of Quartz

S. Aman1, J. Tomas1 and M. Chaikina2
1Mechanical Process Engineering, Otto-von-Guericke-University of Magdeburg,
Universitätsplatz 2, D-39106 Magdeburg (Germany), E-mail: Sergej.Aman@vst.uni-magdeburg.de
2Institute of Solid State Chemistry and Mechanochemistry,
Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences,
Ul. Kutateladze, 18, Novosibirsk 630128 (Russia), E-mail: chaikina@solid.nsk.su
Страницы: 125-130

Аннотация >>
The impulses of mechanoluminescence caused by stressing of fine quartz particles in the stirred mill were analysed. An obtained distribution of light impulse can be described by means of the powder function with two different exponents, one for low and another one for high impulse amplitude. The critical amplitude in between remains constant for all the investigated process parameters. The observed difference in exponents reflects different behaviour under applied stress for fine and coarse particles. An intensive production of pores and microcracks occurs during the wet treatment of fine particles. The light emission from stressed particle decreases with growth of pores inside of particles. Consequently, the number of counted stress events at a given impulse amplitude is reduced. Also, the frequency of impulse decreases with growth of pores. A ratio of current to starting impulse frequency reflects the extent of development of pore structure. An intensive particle size reduction occurs when this ratio achieves a critical magnitude. Particle size distribution becomes three-modal instead of bimodal at start of grinding. The third mode with maximum at 100 nm appears due to fracture of porous particles.


2.
Correlation Between Ball Milling Parameters and Microstructure Parameters of Nanocopper Using XRD Method

O. Boytsov4, F. Bernard1, E. Gaffet2, Y. Champion3 and A. Ustinov4
1LRRS UMR 5613 CNRS/Université de Bourgogne - BP 47870 21078 Dijon (France),
E-mail: fbernard@u-bourgogne.fr
2Nanomaterials Research Group UMR 5060 CNRS/UTBM - 90010 Belfort (France),
E-mail: eric.gaffet@utbm.fr
3CECM - CNRS, 15 rue Georges Urbain, 94407 Vitry-sur-Seine (France),
E-mail: yannick.champion@glvt-cnrs.fr
4Institute for Metal Physics, Pr. Vernadskogo, 36, Kiev 03142 (Ukraine),
E-mail: ustinov@paton-icebt.kiev.ua
Страницы: 131-136

Аннотация >>
The microstructure evolution of Cu-nanostructured powders versus the ball milling conditions was investigated using X-ray diffraction analysis. The characteristics of as-milled Cu powder microstructure in terms of crystallite size, dislocations and twin boundary densities were determined by fitting the simulated X-ray diffraction peak profiles to the experimental ones in order to establish a correlation between the powder microstructure and the ball milling parameters. It was shown that the simulated X-ray diffraction peak profiles agree satisfactorily with the experimental ones taking into account transmission electronic microscopy observations where twin boundaries and dislocations were observed.


3.
Твердофазный синтез и мартенситные превращения в тонких пленках

Л.Е. Быкова1, В.Г. Мягков1, Г.Н. Бондаренко2
1Институт физики им. Л. В. Киренского Сибирского отделения РАН,
Академгородок, Красноярск 660036 (Россия), E-mail: miagkov@iph.krasn.ru
2Институт химии и химической технологии Сибирского отделения РАН,
ул. К. Маркса, 42, Красноярск 660049 (Россия)
Страницы: 137-148

Аннотация >>
Представлены экспериментальные результаты исследования твердофазного синтеза в двухслойных тонкопленочных системах. Приведено правило образования первой фазы на границе раздела пленочных реагентов с повышением температуры отжига для твердофазных реакций, определяемых мартенситными превращениями. Показано, что температура инициирования синтеза в пленках Ni/Ti, Cd/Au, Al/Ni совпадает с температурой обратного мартенситного перехода в сплавах NiTi, AuCd, AlNi и в продуктах реакции образуются мартенситные фазы. Проверка предложенного правила первой фазы выполнена также для твердофазного синтеза в пленочных системах Cd/Ag, Ni/Mn, FeMn и Au/Mn. Установлено, что в тонких пленках низкоэнергетические процессы определяют инициирование твердофазных реакций, связанных с мартенситными превращениями, а массоперенос реагентов составляет до 200 нм. Рассмотрена мартенситная модель атомного переноса через продукт реакции во время твердофазного синтеза в тонких пленках. Показано, что мартенситные сдвиги могут играть основную роль в массопереносе реагентов через продукт реакции. Предполагается, что образование первой фазы в начальной стадии на границе раздела пленочных реагентов не зависит от способа инициирования твердофазного синтеза.


4.
Mechanochemical Surface Modification of Particles by Polymer Grafting

Wei Wu1, Shouci Lu2 and Jianbo Wang3
1Research Center of the Ministry of Education for High Gravity of Engineering & Technology,
Beijing University of Chemical Technology (China), wwu@uno.edu
2School of Civil and Environmental Engineering, Beijing University of Science and Technology (China)
3Department of chemical engineering, Anhui University of Science and Technology (China)
Страницы: 149-154

Аннотация >>
Mechanical energy released during stirred grinding promotes the polymerization reactions of styrene monomers on calcium carbonate and those of polystyrene on titanium dioxide surfaces and makes the surface modification by polymer grafting more efficient and with less initiating agent. Polymer grafting modification activated by mechanochemical effects improves the compatibility of calcium carbonate filler with the polymer matrix and the fluidity of alkyd varnish with modified titanium dioxide as the paint material. The process of polymer grafting modification activated by mechanochemical action and the changes of application properties of materials filled with modified powders are described, the interactions between the modifying agents and the surface of the powders is discussed.


5.
Механохимический синтез в химии кластерных систем

В.В. Волков, К.Г. Мякишев, М.Н. Соколов, В.П. Федин, А.Л. Гущин, Е.А. Ильинчик
Институт неорганической химии им. А.В. Николаева Сибирского отделения РАН,
проспект Академика Лаврентьева, 3, Новосибирск 630090 (Россия), E-mail: cluster@che.nsk.su
Страницы: 155-164

Аннотация >>
Представлен обзор твердофазных механохимических реакций синтеза кластерных соединений на основе производных высших гидридов бора, карборанов и комплексов переходных металлов с кластерными структурными металлохалькогенидными фрагментами, содержащими [Nb2], [W3], [Mo3]. Эти системы достаточно типичны в кластерной химии. Рассматриваемые реакции осуществлены между кристаллическими "стартовыми" веществами под действием механической активации (МА) их смесей в герметичных шаровых вибрационных мельницах. Кратко рассмотрены основные определения и представления химии кластерных соединений и механохимии. Суммированы результаты исследований по шести типам механохимических реакций на кластерных соединениях. Приведены опубликованные данные об экспериментальной технике для проведения реакций в условиях МА. Показано, что под действием МА могут изменяться состав кластерного ядра или его структура, протекать процессы извлечения кластерных структурных фрагментов из координационных полимеров, замены лигандного окружения образующих ядро кластера атомов, формирования дискретных молекулярных или ионных солеобразных соединений, содержащих кластеры. При формировании гетероатомных производных металлокарборанов возможны твердофазные окислительно-восстановительные процессы на атомах переходных металлов.


6.
Механохимическая конверсия газообразных нефтяных углеводородов в системах газ – твердое тело

О. Е. Гамолин1, А. К. Головко1, О. И. Ломовский2, В. Ф. Камьянов1, С. Г. Мамылов2
1Институт химии нефти Сибирского отделения РАН,
проспект Академический, 3, Томск 634021 (Россия), E-mail: golovko@ipc.tsc.ru
2Институт химии твердого тела и механохимии Сибирского отделения РАН,
ул. Кутателадзе, 18, Новосибирск, 630128 (Россия), E-mail: lomov@solid.nsc.ru
Страницы: 165-172

Аннотация >>
Рассмотрено влияние механической обработки на сложные системы, содержащие твердую фазу и компоненты попутного нефтяного газа. Процесс осуществляется в планетарных шаровых мельницах при ускорении мелющих тел (стальных шаров) до 600 м/с2. Интенсивное механическое воздействие на материал шаров и стенок мельницы приводит к образованию активных центров, инициирующих реакции превращения компонентов газовой фазы. Показана возможность получения водорода и метана из углеводородных газов путем их механохимически инициированной деструкции. Проведение процесса в присутствии твердой фазы кристаллического кварца, активно генерирующей активные центры радикальной природы при механической обработке, повышает степень превращения исходных компонентов.


7.
Mechanical Activation Effect on Self-Sustaining Combustion Reaction in Mo-Si System

Ch. Gras1,2, D. Vrel3, E. Gaffet1 and F. Bernard2
1"Nanomaterials: far from equilibrium phase transition" group UMR 5060 CNRS - UTBM F-90010,
Belfort (France), E-mail: Gaffet@utbm.fr
2"Fine Grained Materials" group LRRS UMR 5613 CNRS-University of Burgundy BP 400 F-21011 Dijon (France),
E-mail: fbernard@u-bourgogne.fr
3LIMHP CNRS Av. J. B. Clement F-93430 Villetaneuse (France), E-mail: vrel@limph.univ-paris13.fr
Страницы: 173-184

Аннотация >>
Nanostructured molybdenum disilicide (MoSi2) compound was synthesized using an alternative route called MASHS (Mechanically Activated Self-propagating High-temperature Synthesis). This original process combines a short-duration ball milling with a self-sustaining combustion. These two steps were investigated in this paper. The microstructure evolution of powder mixture during mechanical activation was monitored using XRD profiles analysis and TEM investigations. Short-duration ball milling of (Mo() powders results in Mo and Si nanocrystallites in micrometric particles. It was demonstrated that a pure -MoSi2 with nanometric structure (DMoSi2 = 88nm) could be produced via a very fast combustion front in contrast with the classical SHS process.


8.
Preparation of Nanocrystalline WO3 and MoO3 by Different Sol-Gel Methods

Y. Dimitriev1, R. Iordanova2, M. Mancheva2 and D. Klissurski2
1University of Chemical Technology and Metallurgy, Kl. Ohridski bl. 8, Sofia 1756 (Bulgaria)
2Institute of General and Inorganic Chemistry, Bulgarian Academy of Sciences,
G. Bonchev str., bl. 11, Sofia 1113 (Bulgaria), E-mail: reni-11@abv.bg
Страницы: 185-189

Аннотация >>
Two sol-gel methods for the preparation of WO3 and MoO3 nanopowders were used in this work: i) an ion-exchange reaction and ii) an oxidizing reaction (M+H2O2). The phase and structural transformations undergone by colloidal solutions of tungsten acid (i) and peroxotungsten and peroxomolybdic acids (ii) as a function of thermal treatment were investigated by X-ray diffraction (XRD) and infrared spectroscopy (IR). Depending on the methods used, different phases were obtained: crystalline hydrates, amorphous and nanocrystalline products. The tungsten trioxide hydrates were prepared by the ion exchange method, crystallization in m-WO3 occurring above 300oC. The tungsten sample being formed in the oxidizing reaction remained amorphous up to 300oC; above 300oC, m-WO3 crystallized. The particle size of m-WO3 was 15nm irrespective of the methods applied. IR analysis showed that amorphous tungsten network was built by distorted WO6 units without participation of peroxo groups (O22-). The preparation of MoO3 nanopowders by an oxidizing reaction was also studied. Crystallization of MoO3 was found to start earlier (200oC), leading to completely crystallized o-MoO3 at 300 oC. The amorphous state of the product was detected at 100oC only. Comparative analysis of the methods applied showed the oxidizing method to be more suitable for obtaining nanoparticles.


9.
Механизмы, кинетика и термодинамика механического сплавления в несмешивающейся системе Fe-Mg

Е. П. Елсуков, Г. А. Дорофеев, А. Л. Ульянов, А. Н. Маратканова
Физико-технический институт Уральского отделения РАН,
ул. Кирова, 132, Ижевск 426001 (Россия), E-mail: Yelsukov@fnms.fti.udm.ru
Страницы: 191-196

Аннотация >>
Методами рентгеновской дифракции, мессбауэровской спектроскопии, Оже-электронной и вторичной ионной масс-спектрометрии, химического анализа состава изучены процессы механического сплавления (МС) смеси нерастворяющихся в равновесии Fe и Mg при атомном соотношении 93:7. На начальном этапе МС наблюдается поверхностное обогащение частиц порошка магнием. Сделан вывод о сегрегировании Mg не только на поверхности частиц, но и в границах зерен aльфа-Fe. С уменьшением размера кристаллитов (до ~10 нм) в частицах aльфа-Fe образуется пересыщенный твердый раствор Mg в aльфа-Fe, что регистрируется увеличением (до 0.288 нм) параметра ОЦК решетки и появлением дополнительных компонентов в мессбауэровском спектре. На основе модельных термодинамических расчетов установлено, что движущей силой образования твердого раствора в системе Fe-Mg может быть запасенная избыточная энергия когерентных межфазных границ нанокомпозита Fe/Mg, образующегося на начальном этапе МС.


10.
Получение композиционного материала МоВ методом силового СВC-компактирования с применением предварительного механического активирования исходной смеси Мо-10%В

Е. Н. Еремина, В. В. Курбаткина, Е. А. Левашов, А. С. Рогачев, Н. А. Кочетов
Научно-учебный центр СВС Московского государственного института стали и сплавов и
Института структурной макрокинетики и проблем материаловедения РАН,
Ленинский проспект, 4, Москва 119049 (Россия), E-mail: vvkurb@mail.ru
Страницы: 197-204

Аннотация >>
Исследована реакционная способность шихты Мо-10%В, изучено влияние параметров механического активирования на тепловыделение, удельную поверхность, структуру порошков, энергию активации процесса горения, скорость тепловыделения, температуру и скорость горения. Показано, что активирование в оптимальных режимах увеличивает реакционную способность низкоэкзотермической смеси Мо-10%В. По технологии силового СВС-компактирования получена многослойная композиционная мишень для магнетронного распыления. Установлено, что плотность и твердость синтезированного материала в случае применения предварительной механической активации увеличиваются.


11.
Solid-State Synthesis of Cost-Efficient Powder Filler Metals for Vacuum Brazing of Titanium Alloys

E. YU. Ivanov and A. E. Shapiro
1Tosoh SMD Inc., 3600 Gantz Rd., Grove City, Ohio (USA), E-mail: eugene.ivanov@tsmd.com
2Titanium Brazing, Inc., Columbus, Ohio (USA)
Страницы: 205-208

Аннотация >>
Titanium alloys are typically brazed in the USA and Russia with two powder filler metals of Ticuni® family having compositions of 70Ti-15Cu-15Ni and 60Ti-15Cu-25Ni, several pre-alloyed filler metals of Ti-Zr-Cu-Ni system such as VPr16 and VPr28 powders, and amorphous foils of Stemet® family. All these brazing materials are characterized by high price that may be attributed to both the cost of the components and atomization process of Ti- and Zr-based alloys or with the production of amorphous tapes.
The technology of producing mechanically-alloyed filler metals from elemental metal powders or hydrides was developed to cut manufacturing expenses by 40-50%. Some of these alloys such as TiBraze®375 (Ti-37.5Zr-15Cu-10Ni), TiBraze®260 (Ti-26Zr-14Cu-14Ni-0.5Mo), and TiBraze®15-15 (Ti-15Cu-15Ni) were successfully tested and accepted by the USA industry. These mechanically-alloyed filler metals are characterized by low erosion of base materials, tensile strength of Ti-6Al-4V brazed joints in the range of 670-740 MPa depending on the brazing gap and temperature, shear strength of joints 520-580 MPa, and by relatively low brazing temperature in the range of 850-890oC that allows to perform the brazing process below -transus temperature of most titanium base alloys. Solid-state synthesis of Ti-Zr-Cu-Ni alloys was investigated by varying the time of high-energy ball milling. The products were studied by DTA, EDS analysis, and scanning electron microscopy. Clear evidences of solid-state reactions obtained in this study confirm that the resulting alloys are partially pre-alloyed and comprise Cu and Ni dispersed throughout the Ti and Zr phases. DTA results displayed a decrease in the liquidus temperature. The notable effect of milling is the induced exothermic effect prior to melting of mechanically-alloyed brazing alloys.


12.
Эволюция структуры и магнитных свойств композиционных порошков Сo-Cu в процессе механосплавления

Р. С. Исхаков1, Л. А. Кузовникова2, С. В. Комогорцев1, Е. А. Денисова1, В. К. Мальцев1, Г. Н. Бондаренко3
1Институт физики им. Л.В. Киренского Сибирского отделения РАН,
Академгородок, Красноярск 660036 (Россия), Е-mail: rauf@iph.krasn.ru
2Красноярский филиал Иркутского государственного университета путей сообщения, ул. Л. Кецховели, 89, Красноярск, 660028 (Россия)
3Институт химии и химических технологий Сибирского отделения РАН, ул. К. Маркса, 42, Красноярск 660049 (Россия)
Страницы: 209-216

Аннотация >>
Проведено сравнительное исследование процесса механохимического получения пересыщенных твердых растворов из композиционных порошков (Co-P)100-x/Cux, представляющих собой высокодисперсные частицы с ядром из аморфного сплава Co88P12 или кристаллического сплава Co95P5, покрытым слоем меди, а также из смеси порошков Со-Р и Cu. Методами электронной микроскопии, рентгеновской дифракции, магнитными измерениями и ЯМР-спектроскопией исследованы изменения структурно-фазового состояния порошков в процессе механосплавления. Показано, что механическое сплавление (МС) порошков композиционных частиц с аморфным ядром протекает гораздо быстрее, чем аналогичных порошков с кристаллическим ядром либо механических смесей порошков Со и Сu. Установлено, что МС в системе Со-Р/Cu с массовой долей меди 20% (тонкая оболочка Сu) проходит через стадию аморфизации. В случае композиционных порошков (Co88P12)50/Cu50 (толщина оболочки Сu увеличена) в начале процесса МС наблюдается кристаллизация Со-Р ядра, затем происходит образование эквимолярного пересыщенного твердого раствора.


13.
Особенности горения механически активированной системы SiO2- Al

Т. А. Кетегенов1, О. А. Тюменцева1, О. С. Байракова1, Ф. Х. Уракаев2,3
1Институт проблем горения Казахского национального университета
им. Аль-Фараби, ул. Богенбай батыра, 172, Алматы 480012 (Казахстан),
E-mail: icp@nursat.kz
2Институт минералогии и петрографии Сибирского отделения РАН,
проспект Академика Коптюга, 3, Новосибирск, 630090 (Россия),
E-mail: urakaev@uiggm.nsc.ru
3Новосибирский государственный университет, ул. Пирогова, 2, Новосибирск 630090 (Россия)
Страницы: 217-223

Аннотация >>
Изучено влияние механической активации кварца (раздельной и совместной с алюминием) и абразивно-реакционного износа материала мелющих тел на индукционный период и температуру термитного процесса получения спеченных материалов на основе кварца.


14.
Mechanochemically Assisted Synthesis of Bi2Mo3O12 Catalysts

D. Klissurski, D. Radev, R. Iordanova and M. Milanova
Institute of General and Inorganic Chemistry, Bulgarian Academy of Sciences,
G. Bonchev str., bl. 11, 1113 Sofia (Bulgaria), E-mail: dklis@igic.bas.bg
Страницы: 225-228

Аннотация >>
The solid phase synthesis of Bi2Mo3O12 is investigated. The mechanochemical activation is used in order to reduce the synthesis times and temperatures. A 5 h mechanical treatment leads to a drastic decrease in the temperature of classical solid state synthesis of Bi2Mo3O12 (from 600 to 350oC). The product obtained is single-phase, consisting of even size distributed submicronic particles. The synthesis of Bi2Mo3O12 was monitored by X-ray diffraction (XRD) and infrared spectroscopy (IR). Shape and size changes of reagent particles after mechanical treatment and morphological peculiarities of the products were studied by SEM.


15.
Synthesis of Cr2(MoO4)3 from Mechanically Activated Precursors

D. Klissurski1, M. Mancheva1, R. Iordanova1 and B. Kunev2
1Institute of General and Inorganic Chemistry, Bulgarian Academy of Sciences,
G. Bonchev str., bl.11, Sofia 1113 (Bulgaria), E-mail: dklis@igic.bas.bg; E-mail: mi720@abv.bg
2Institute of Catalysis, Bulgarian Academy of Sciences, G. Bonchev str., bl.11, Sofia 1113 (Bulgaria)
Страницы: 229-232

Аннотация >>
The effect of mechanical activation on the synthesis of Cr2(MoO4)3 is Studied.
Its formation was monitored by X-ray diffraction (XRD) and infrared spectroscopy (IR). Shape and size of the product particles were studied by scanning electron microscopy (SEM). The compound studied presents a special interest as a catalyst for mild oxidation of alcohols. A stoichiometric mixture of Cr(OH)3 and MoO3 in a 2:3 molar ratio was subjected to intense mechanical treatment in a planetary ball mill (Fritsch-7) for different periods of time, followed by calcination at various temperatures. The 2.5 h milling produced broadening and decrease in the intensity of the MoO3 XRD peaks, while the principle peaks of Cr2O3 appeared. Further milling (5 h) resulted in complete amorphization of the reagent mixture. IR spectroscopic analysis indicated occurrence of structural transformation in the mixture of solid reagents during the mechanical activation. These phase and structural changes are a precondition for a drastic decrease in the temperature of classical solid state synthesis of Cr2(MoO4)3 from 700 to 400oC.


16.
Диффузия по вакансионному механизму в материалах с большим числом внутренних поверхностей

А. Г. Князева
Институт физики прочности и материаловедения Сибирского отделения РАН,
проспект Академический, 2/1, Томск 634021 (Россия), E-mail: anna@ms.tsc.ru
Страницы: 233-242

Аннотация >>
На основе модели среды с дополнительными параметрами, характеризующими особенности структуры наличие вакансий и внутренних поверхностей, выведены соотношения для необратимых потоков массы, вакансий, поверхностей и тепла, учитывающие различные перекрестные эффекты. Получены обобщенные линеаризованные соотношения для скоростей химических реакций, источников вакансий и поверхностей, а также обобщение закона внутреннего трения. Проведен анализ различных вариантов диффузионных потоков для диффузии, протекающей по механизму замещения. Показано, в частности, что коэффициент объемной диффузии в поликристаллическом материале отличен от коэффициента самодиффузии для одиночного кристалла, что необходимо учитывать при интерпретации экспериментальных данных по диффузии в материалах с мелкой структурой.


17.
Влияние механического сплавления магния с неорганическими солями на его реакционную способность по отношению к водороду

И. Г. Констанчук1, Е. Ю. Иванов2, В. В. Болдырев1
1Институт химии твердого тела и механохимии Сибирского отделения РАН,
ул. Кутателадзе, 18, Новосибирск, 630128 (Россия), E-mail: irina@solid.nsc.ru
2Tosoh SMD, Inc., 36000 Gantz Road, Grove City, Ohio (USA)
Страницы: 243-247

Аннотация >>
Исследовано влияние добавок неорганических солей NaF, NaCl, MgF2, CrCl3 и (NH4)2CO3 на процессы гидрирования и дегидрирования механических сплавов магния. Показано, что механическое сплавление магния с рядом неорганических солей не только способствует измельчению металла, но и модифицирует его поверхность, что приводит к ускорению реакций гидрирования и дегидрирования и довольно высокому содержанию водорода в образцах (до 5.5-6мас. % при использовании NaF, NaCl или CrCl3). Обнаружено, что соли различным образом модифицируют поверхность металла, что находит отражение в ходе кинетических кривых, особенно в первом цикле гидрирования.


18.
Mеханоактивированный лекарственный препарат кальция глюконат: рентгеноструктурные, микроскопические и рентгеноэлектронные исследования

Г. Н. Коныгин1, Ф. З. Гильмутдинов1, С. Г. Быстров1, О. В. Карбань1, Г. А. Дорофеев1, Е. П. Елсуков1, А. А. Шаков1, Н. С. Стрелков2, Е. П. Тюлькин2, В. В. Поздеев2, С. Б. Шишкин2, П. Н. Максимов2, А. Н. Филиппов2, В. В. Корепанова2
1Физико-технический институт Уральского отделения РАН,
ул. Кирова, 132, Ижевск 426001 (Россия), E-mail: konygin@fnms.udm.ru
2Ижевская государственная медицинская академия,
ул. Коммунаров, 281, Ижевск 426034 (Россия)
Страницы: 249-252

Аннотация >>
Методом механоактивации официнального лекарственного препарата кальция глюконата получена его модифицированная форма. Рентгеноструктурным и микроскопическими методами исследования установлено, что механоактивированный порошок является рентгеноаморфным и нанодисперсным с размером частиц от 50 до 50 нм. Рентгеноэлектронным спектральным анализом принципиальных изменений химического состава кальция глюконата в процессе механоактивации не обнаружено.


19.
Титанофосфат лития в качестве катода, анода и электролита для литиевых аккумуляторов

Н. В. Косова, Д. И. Осинцев, Н. Ф. Уваров, Е. Т. Девяткина
Институт химии твердого тела и механохимии Сибирского отделения РАН,
ул. Кутателадзе, 18, Новосибирск 630128 (Россия), E-mail: kosova@solid.nsc.ru
Страницы: 253-260

Аннотация >>
Исследованы электрохимические свойства и ионная проводимость LiTi2(PO4)3 (пр. гр. R-3c), синтезированного с применением метода механической активации (МА). Установлено, что МА снижает температуру и уменьшает время синтеза, способствуя получению более однородных по фазовому составу продуктов. Циклируемость образцов изучена с помощью гальваностатической установки в электрохимической ячейке LiTi2(PO4)3 (C)/LiPF6 + ЭК + ДМК/Li. Установлено, что в области значений 2.0-3.5 В емкость образцов, полученных с применением МА, примерно на 20 % выше емкости керамических. Обнаружена обратимая циклируемость LiTi2(PO4)3, а также NaTi2(PO4)3 и KTi2(PO4)3 в области 0.2-1.5 В, что, вероятно, связано с изменением химического состава электрода в результате необратимых окислительно-восстановительных процессов с участием РО4-групп. Показано, что за счет уменьшения сопротивления границ зерен проводимость LiTi2(PO4)3 и Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3, полученных с применением МА, на 2-3 порядка превосходит проводимость керамических образцов.


20.
Получение арабиногалактана, дигидрокверцетина и микрокристаллической целлюлозы с использованием механохимической активации

С. А. Кузнецова, Б. Н. Кузнецов, Н. Б. Александрова, В. Г. Данилов, А. М. Жижаев
Институт химии и химической технологии Сибирского отделения РАН,
ул. К. Маркса, 42, Красноярск 660049 (Россия), E-mail: ksa@icct.ru
Страницы: 261-269

Аннотация >>
Осуществлен подбор условий механохимической активации древесины лиственницы сибирской и водной экстракции, обеспечивающих максимальный выход арабиногалактана (АГ) и дигидрокверцетина (ДКВ). Показана возможность переработки экстрагированной древесины лиственницы в микрокристаллическую целлюлозу (МКЦ) с использованием процесса органосольвентной делигнификации смесью уксусная кислота - вода- пероксид водорода в присутствии сернокислого катализатора. Предложена схема комплексной переработки древесины лиственницы в АГ, ДКВ, МКЦ и низкомолекулярный лигнин.


21.
Модель процессов синтеза в реагирующих порошковых компактах типа Ti-Al, Ti-C при ударном нагружении

В. Н. Лейцин, М. А. Дмитриева
Томский государственный университет, проспект Ленина, 36, Томск 634050 (Россия), E-mail: leitsin@ftf.tsu.ru
Страницы: 271-277

Аннотация >>
Методами компьютерного моделирования исследованы механизмы процессов синтеза и механохимические реакции в динамически нагруженном слое порошковой смеси, способной к безгазовому самораспространяющемуся высокотемпературному синтезу (СВС). В рамках модели реагирующей порошковой среды рассмотрены связанные задачи ударного уплотнения, установления теплового баланса, фильтрации расплава легкоплавкого компонента и макрокинетики химических превращений. Учитывается наличие макроскопической структуры концентрационной неоднородности исходной порошковой смеси, возможность механической активации реагирующих компонентов в процессе ударного сжатия и модификация параметров состояния и структуры на всех этапах синтеза. Пластическая деформация кристаллической структуры и разрушение поверхностных слоев порошковых частиц считаются определяющими факторами механической активации.
Использована модель реакционной ячейки аррениусового типа с переменными макрокинетическими параметрами. Энергия активации реагирующей смеси считается линейной функцией от работ пластической деформации и разрушения поверхностных слоев частиц. Значение предэкспоненциального множителя согласуется со степенным законом реакционной диффузии. Порошковое тело представлено модельной системой порошковых компонентов с заданными структурными параметрами, физическими и химическими характеристиками; структура порошкового слоя - модельной регулярной структурой ячеек концентрационной неоднородности. В вычислительном эксперименте рассмотрены порошковые смеси типа Ti-Al и Ti-C, предварительно спрессованные до заданного значения средней пористости. Исследованы факторы, определяющие изменение реакционной способности реагирующей порошковой среды в процессе механического нагружения, а также эффекты формирования структуры с нанометрическими морфологическими элементами.


22.
Формирование метастабильных фаз при механоактивации сплава Fe-Si в жидких органических средах

С. Ф. Ломаева, Е. П. Елсуков, А. Н. Маратканова, О. М. Немцова, Н. В. Иванов, А. В. Загайнов
Физико-технический институт Уральского отделения РАН,
ул. Кирова, 132, Ижевск 426001 (Россия), Е-mail:uds@pti.udm.ru
Страницы: 279-290

Аннотация >>
Методами рентгеноструктурного анализа, мессбауэровской и Оже-спектроскопии, вторичной ионной масс-спектрометрии, магнитных измерений исследованы дисперсность, структура, фазовый состав и магнитные свойства порошков, полученных измельчением сплава железо-кремний (атомная доля Si 20%) в среде жидких углеводородов (гептан, гептан с добавками олеиновой кислоты) в шаровой планетарной мельнице. Показано, что в процессе измельчения сплавы насыщаются продуктами деструкции органической жидкости (С, О, Н) с образованием метастабильных аморфных и карбидных фаз. C увеличением времени измельчения размер частиц уменьшается до 0.1-0.2 мкм. Изохронный (500оС, 1 ч) отжиг приводит к кристаллизации аморфной фазы с образованием силикокарбида железа Fe8Si2C, Fe3Si и C в случае измельчения в гептане и Fe3C и SiO2 в случае измельчения с добавками олеиновой кислоты. Магнитные характеристики порошков зависят как от времени и среды измельчения, так и от температуры отжигов. Увеличение коэрцитивной силы с 10 до 180 А/см коррелирует с количеством образовавшегося силикокарбида. Полученный силикокарбид состава Fe8Si2C имеет триклинную решетку с параметрами a=6.401, b = 6.434 , c =9.884 , = 83.590о, = 99.343о, = 120.924о и является ферромагнетиком с температурой Кюри TК, равной 788 K, устойчивым до температуры 870 K.


23.
Синтез пероксидов с использованием метода механической активации и золь-гель процедуры

И. А. Массалимов
Институт механики Уфимского научного центра РАН, ул. К. Маркса, 12, Уфа 450000 (Россия)
НИИ РЕАКТИВ Министерства образования РФ, ул. Ульяновых, 75,
Уфа 450029 (Россия), E-mail: ismail@bashnet.ru
Страницы: 291-294

Аннотация >>
Сравнением результатов синтеза пероксидов с использованием методов механической активации исходной смеси реагентов в дезинтеграторе и контролируемого осаждения установлено, что оба способа подготовки исходных реагентов приводят к одинаковому результату - снижению температуры синтеза на 100 оС. Показано, что в случае механической активации причиной, облегчающей прохождение твердофазной реакции, является избыточная энтальпия, внесенная в смесь ударными воздействиями. В случае химической активации золь-гель методом протекание реакции облегчается за счет эффективного перемешивания. Простота и возможность быстрой подготовки исходной смеси к реакции в твердой фазе делают метод механической активации более предпочтительным.


24.
Механохимический синтез железосодержащих литий-марганцевых шпинелей

Ю. Г. Матейшина1,2, Н. Ф. Уваров2, Ю. Т. Павлюхин2
1Новосибирский государственный университет, ул. Пирогова, 2, Новосибирск 630090 (Россия)
2Институт химии твердого тела и механохимии Сибирского отделения РАН,
ул. Кутателадзе, 18, Новосибирск, 630128 (Россия), E-mail: YuliaM@solid.nsc.ru
Страницы: 295-298

Аннотация >>
Синтезированы твердые растворы состава LiFe1-yTi1-xMnx+yO4 (0 x 1; 0 y 1), изучены их физико-химические свойства с помощью рентгеновской дифракции и электрических измерений. Показано, что замещение катионов марганца на титан и железо в структуре шпинели приводит к линейному уменьшению параметра кристаллической решетки. Электрическая проводимость монотонно увеличивается с ростом концентрации марганца. Проводимость электронная, энергия активации уменьшается с ростом (x+y) от 0.50 до 0.33 эВ. Закаленные образцы обладают большей проводимостью и большим параметром кристаллической решетки, что, возможно, связано с нестехиометрией в подрешетке кислорода.


25.
Интенсификация процесса ожижения углей механохимической активацией

Ю.Ф. Патраков, Н.И. Федорова, О.Н. Федяева
Институт угля и углехимии Сибирского отделения РАН,
проспект Советский, 18, Кемерово 650099 (Россия), E-mail: oxana.fedyaeva@mail.ru
Страницы: 299-303

Аннотация >>
Представлены результаты исследования влияния механохимической обработки углей в условиях ударно-сдвиговых нагрузок на процесс их ожижения в водорододонорном растворителе. Для обоснования выбора наиболее легко поддающегося механоактивации и термическому растворению угольного сырья исследование проводили на примере витринитовых концентратов бурого и каменных углей различной степени метаморфизма технологических марок Д, Г, Ж, К (R0 = 0.4–1.25 %). Показано, что при ожижении механохимически активированных углей не только повышается выход жидких продуктов превращения органического вещества углей, но и значительно изменяется их качественный состав.


26.
Применение механохимической активации с последующей термообработкой для утилизации пиритных концентратов

В. Петкова1, Б. Кунев2, Д. Панева2, И. Митов2
1Центральная лаборатория минералогии и кристаллографии,
Болгарская академия наук, София (Болгария), E-mail: vilmap@dir.bg
2Институт катализа, Болгарская академия наук, София (Болгария)
Страницы: 305-311

Аннотация >>
Механохимическими и термическими методами исследованы возможности утилизации пиритных концентратов области Челопеч (Болгария) для получения растворимых железосодержащих соединений и извлечения полезных микроэлементов из полиметаллической руды. Проведены механохимическая активация в планетарной мельнице в течение 10 ч и нагревание полученных твердофазных образцов в изотермических условиях при 573 K в течение 4 ч. Для оценки механо-термохимических эффектов использованы мессбауэровская спектроскопия, рентгенофазовый анализ и термические методы анализа в окислительной газовой среде. С помощью физико-химических методов доказано, что после трибоактивации пиритных образцов возможна фазовая трансформация пирита до FeSO4 и снижение температуры его возгорания на 120 K.


27.
Применение механической активации для твердофазного синтеза бериллиевого индиалита

С. Г. Печерская1, М. А. Михайлов1, Л. А. Богданова1, А. Г. Пройдаков2
1Институт геохимии Сибирского отделения РАН, ул. Фаворского, 1а,
Иркутск 664033 (Россия), E-mail: svelta@igc.irk.ru
2Иркутский государственный университет, ул. Лермонтова, 126, Иркутск 664033 (Россия)
Страницы: 313-316

Аннотация >>
Исследовано влияние способа измельчения на размер частиц компонентов шихты и параметры твердофазного синтеза бериллиевого индиалита из смеси сухих оксидов BeO, MgO, Al2O3, SiO2. Показано, что при использовании механической активации образование промежуточных фаз начинается при температуре 1100 оС, а формирование бериллиевого индиалита - при 1200 оС. Содержание бериллиевого индиалита к моменту достижения 1340 оС в активированной смеси составляет ~90 %, в то время как без применения механоактивации - только ~50 %.


28.
Перспективы применения методов механической активации для получения пигментов на основе диоксида титана из отходов титаномагниевого производства

Ф. Х. Уракаев1,3, Е. С. Орынбеков2, Ш. Н. Назаркулова2, О. А. Тюменцева2, А. П. Чупахин3, В. С. Шевченко1, Т. С. Юсупов1, Т. А. Кетегенов2
1Объединенный институт геологии, геофизики и минералогии Сибирского отделения РАН,
проспект Академика Коптюга, 3, Новосибирск 630090 (Россия), E-mail: urakaev@uiggm.nsc.ru
2Институт проблем горения Казахского национального университета им. Аль-Фараби,
ул. Богенбай батыра, 172, Алматы 480012 (Казахстан), E-mail: icp@nursat.kz
3Новосибирский государственный университет,
ул. Пирогова, 2, Новосибирск 630090 (Россия)
Страницы: 317-323

Аннотация >>
Приведены результаты вскрытия титансодержащего сырья комплексным методом, включающим механохимическую, углетермическую и сернокислотную обработки. Выявлены закономерности, имеющие как теоретическое (развитие работ в области механохимической интенсификации технологических процессов), так и практическое (выбор оптимальных параметров использования сырья и энергии) значение.


29.
Теоретическое и экспериментальное изучение механосинтеза наночастиц методом разбавления конечным продуктом

Ф. Х. Уракаев1,2, В. С. Шевченко1, В. В. Болдырев2,3
1Институт минералогии и петрографии Сибирского отделения РАН,
проспект Академика Коптюга, 3, Новосибирск, 630090 (Россия),
E-mail: urakaev@uiggm.nsc.ru
2Новосибирский государственный университет, ул. Пирогова, 2, Новосибирск 630090 (Россия)
3Институт химии твердого тела и механохимии
Сибирского отделения РАН, ул. Кутателадзе, 18, Новосибирск, 630128 (Россия)
Страницы: 325-341

Аннотация >>
Проведено теоретическое и экспериментальное изучение твердофазного механосинтеза наноразмерного целевого продукта, основанного на методе разбавления исходной порошковой смеси реагентов другим продуктом обменной реакции. На основе трехмодального распределения частиц по размерам рассчитаны оптимальные мольные соотношения компонентов смеси, обеспечивающие наличие ударно-фрикционных контактов частиц реагентов и исключающие агрегацию наноразмерных частиц целевого продукта реакции. Представлен вывод кинетического уравнения для механосинтеза наночастиц методом разбавления, на основе которого рассчитано необходимое время механической активации (МА) для полного протекания обменных реакций. Полученные теоретические результаты согласуются с имеющимися литературными данными и результатами опытного исследования кинетики механосинтеза наноразмерного целевого продукта TlCl по обменной реакции 2NaCl + Tl2SO4 + zNa2SO4 =  (z + 1)Na2SO4 + 2TlCl при оптимальном значении параметра разбавления z = z1* = 11.25. Установлен ряд специфических особенностей протекания этой реакции. На основе сопоставления полученных кинетических параметров механосинтеза TlCl с таковыми для теоретически исследованной модельной обменной реакции KBr + TlCl + zKCl = (z+1)KCl + TlBr при z = z1*= 13.5 впервые экспериментально оценено значение коэффициента массопереноса и установлена динамика изменения размеров наночастиц в зависимости от времени МА в шаровой планетарной мельнице АГО-2.


30.
Режимы соединения материалов с использованием синтеза в твердой фазе

А. А. Чащина, А. Г. Князева
Институт физики прочности и материаловедения Сибирского отделения РАН,
проспект Академический, 2/1, Томск 634021 (Россия), E-mail: anna@ms.tsc.ru
Страницы: 343-350

Аннотация >>
Предложены математические модели соединения материалов с использованием смеси экзотермического состава с инертным наполнителем в режиме теплового взрыва и в режиме горения. Первая задача формулируется как задача о тепловом воспламенении в толстостенном сосуде, вторая - как задача о распространении фронта экзотермической реакции в щели между двумя толстыми пластинами. В целом при добавлении инертного наполнителя в соединительную смесь увеличивается время воспламенения, уменьшаются температура и скорость реакции, что совпадает с известными экспериментальными данными. В некоторой области параметров модели при численном исследовании задачи о воспламенении обнаружены различные режимы превращения: тепловой взрыв и медленное превращение в условиях слабо меняющейся температуры. При исследовании задачи о распространении реакции в щели также обнаружены различные режимы превращения при вариации теплофизических свойств веществ. Найдена область параметров, в которой реализуется самоподдерживающийся режим превращения. Для реальных технологий представляют интерес низкотемпературные режимы синтеза, так как в этом случае уменьшаются термические напряжения.


31.
Структурные преобразования сирийского фосфорита при механохимической активации

В. Янева1, В. Петкова2, И. Домбалов3
1Технический университет, ул. Студентска, 1, 9010 Варна (Болгария)
2Центральная лаборатория минералогии и кристаллографии Болгарской академии наук,
ул. Академика Г. Бончева, бл. 107, 1113 София (Болгария), E-mail: vilmap@dir.bg
3Химико-технологический и металлургический университет,
бульвар Климента Охридски, 8, 1756 София (Болгария)
Страницы: 351-358

Аннотация >>
Исследовано влияние механохимической активации (МХА) на структуру и свойства сирийского фосфорита. С использованием методов рентгенофазового анализа, инфракрасной и электронной спектроскопии и термического анализа изучены характер структурных изменений и их влияние на растворимость активированного сирийского фосфорита. Установлено, что в процессе МХА в исходном фосфорите происходят существенные структурные нарушения, которые приводят к повышению реакционной способности и растворимости механохимически активированных образцов фосфорита.