Наноразмерные исследования материалов лазерной агломерации ультрадисперсных включений в минеральном и техногенном сырье

• Автор: Храпов, Игорь Валерьевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Курск
• Количество страниц: 152 с. : ил.

Оглавление

Список сокращений и обозначений

Введение
Глава 1. Физико-химические методы извлечения ультрадисперсних и коллоидно-ионных благородных и редкоземельных металлов из минерального сырья и техногенных продуктов
1.1 Обоснование проблемы комплексной переработки минерального сырья и техногенных продуктов, содержащих трудно извлекаемые благородные включения
1.2 Физико-химические особенности благородных включений в минеральных и техногенных образованиях месторождений Курской магнитной аномалии

1.3 Методы излечения мелко-, ультрадисперсных и наноразмерных благородных металлов

1.4 Лазерная обработка материалов

1.5 Физико-химические процессы в дисперсных гетерогенных и гетерофазных материалах, инициируемых лазерным излучением
Глава 2 Режимы и способы лазерной обработки, методы подготовки и исследования образцов

2.1 Источники лазерного излучения

2.2 Выбор и подготовка образцов
2.3 Лазерная обработка дисперсных гетерогенных и гетерофазных материалов
2.4 Аналитические методы исследования образцов до - и после лазерного воздействия
2.4.1 Метод порошковой рентгеновской дифрактометрии
2.4.2 Метод сканирующей (растровой) электронной микроскопии и
энергодисперсионного элементного анализа
2.4.3 Метод ИК-Фурье спектроскопии
2.4.4 Конфокальная микроскопия и комбинационное рассеяние света
2.4.5 Метод атомно-силовой микроскопии
Глава 3 Лазерная дефрагментация, термокапиллярное извлечение и агломерация ультрадисперсного золота из минерального сырья и техногенных продуктов
3.1 Дефрагментация минерального сырья и техногенных продуктов
3.2 Процессы, инициируемые лазерным излучением в гетерогенных и гетерофазных материалах
3.3 Лазерная агломерация (коалесценция) мелко — и ультрадисперсных включений благородных металлов
3.4 Качественная физическая модель термокапиллярного извлечения
Глава 4. Лазерная агломерация и извлечение переходных и редкоземельных металлов
4.1 Лазерная агломерация минерального сырья месторождений Курской области
4.2 Способ и установка для практической реализации лазерной дефрагментации, термокапиллярного извлечения и агломерации минеральных и техногенных продуктов
Заключение
Список литературы

Список сокращений и обозначений Список сокращений
СВЧ-излучение - сверхвысокочастотное излучение БМиП - благородные металлы и платиноиды ЛИ - лазерное излучение ЭАА - экстракционно-атомно-абсорбционный ПАА - пробирно-атомно-абсорбционный
MC ИСП - масс-спектрометрический с индуктивно связанной плазмой
РСА - рентгеноструктурный анализ
РФА - рентгенофазовый анализ (XRD - X-ray Diffraction)
РСМА/ЭДА — рентгеноспектральный микроанализ/энергодисперсионный анализ с волновой дисперсией (EDX/WDX - Energy/Wave Dispersive X-ray Microanalysis)
РЭМ/СЭМ - растровая/сканирующая электронная микроскопия (SEM -Scanning Electron Microscopy)
СЭМ ОРЭ - сканирующая электронная микроскопия от обратно -рассеянных электронов
СЭМ ВРЭ - сканирующая электронная микроскопия от вторичных электронов
SEI - Second Electron Irradiation (детектора вторичных электронов)
BES - Back Electron Scattering (детектор обратно рассеянных электронов) СЗМ - сканирующая зондовая микроскопия СТМ - сканирующая туннельная микроскопия
ACM - атомно-силовая микроскопия (AFM - Atomic Force Microscopy)
MCM - магнитно-силовая микроскопия (MFM - Magnetic Force Microscopy)
ИКС - инфракрасная Фурье спектроскопия
КРС - комбинационное рассеяние света
МУРР - малоугловое рентгеновское рассеяние
КМ - конфокальная микроскопия

лазерных пучков, периодизацию поверхности в виде поверхностных акустических волн, капиллярных волн, волнообразных структур, которые, в частности, обусловлены преимущественно процессами кристаллизации в тонких поверхностных слоях [72]. Теоретически изучаются гидродинамические процессы при обработке ЛИ гетерогенных сред, в которых учитываются движения несмешивающихся компонент в вихревых течениях расплава под действием центробежных сил, что сопровождается их расслоением [73].
Явление капиллярной термоконцентрационной неустойчивости [74], наблюдаемое в гетерогенных и гетерофазных системах при обработке ЛИ изучено методом приближенного решения обратной тепловой задачи, что позволило рассчитывать оптимальные режимы, которые описываются следующими соотношениями между глубиной закалки (г) и требуемым радиусом лазерного пучка (В) [75]:
Я = (УАРог/(иХтС(Гпл. - Тобр.))т (1.16)
Здесь Р0 - мощность ЛИ, А - поглощательная способность материала, Хт -теплопроводность, у - поправочный коэффициент определяющий долю тепла, распространяющегося в глубь материала вдоль оси г. Скорость перемещения ЛИ (у) относительно материала определяется выражением: у = 2Д//0бр.. Параметр б описывает степень несимметричности (вытянутости) теплового источника.