Главная – Журналы – Поиск по журналам

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.

Синтезированы твердые растворы состава LiFe_1-yTi_1-xMn_x+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.

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.

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.

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 %.

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.

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.

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.

Представлены новые данные о криолитологическом строении типичной для севера Западной Сибири гряды пучения, расположенной в нижнем течении р. Надым. Данные получены в результате бурения двух скважин, на вершине гряды и в межгрядовом понижении, и последующего анализа керна. Определены гранулометрический состав, форма и характер поверхности песчаных кварцевых зерен, ботанический состав и радиоуглеродный возраст органогенных отложений. Установлено трехслойное торфяно-песчано-суглинистое строение гряды. Пучению подвержен нижний суглинистый горизонт с объемной льдистостью около 60 %, ниже которого залегают слои чистого льда. Гряда пучения имеет преимущественно миграционный генезис при дополняющем влиянии инъекций льда и относится к торфяно-минеральному типу. В формировании гряды пучения выделены этапы накопления суглинистых и песчаных отложений в конце позднего плейстоцена, заболачивание произошло в начале голоцена (10.6-9.8 тыс. лет назад), активное пучение - в суббореальную стадию (5.5-5.0 тыс. лет назад). В настоящее время наблюдается уменьшение верхнего органического горизонта и развитие процессов эрозии. Предложено рассматривать торфяно-минеральные и минеральные формы пучения (бугры и гряды) как отдельный тип криогенного рельефа.

Приведены новые данные о геохимии воды термального источника Сытыган-Сылба, расположенного в зоне вечной мерзлоты на северо-востоке Якутии. Впервые получены сведения о содержании в этих водах редких и рассеянных элементов, элементов редкоземельной группы, изотопов кислорода и водорода. Подземные воды источника относятся к слабоминерализованным кремнистым термам глубинного происхождения, имеющим сезонное питание за счет поступления более минерализованных надмерзлотных вод. Круглогодичное функционирование термального источника в зоне сплошной многолетней мерзлоты мощностью 300-500 м связано с высоким тепловым потоком в области подъема аномальной мантии. Геохимические характеристики термальных вод источника (повышенная концентрация сульфатов, аномальное содержание Ge, Mo, W, As и других элементов) могут быть признаками ореольных вод, близкого присутствия рудных скоплений.