Моделирование механохимических процессов в неорганических системах

• Автор: Уракаев, Фарит Хисамутдинович
• Шифр специальности: 02.00.21
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 335 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение.

Глава 1. Современное состояние проблемы фрактоэмиссии ФЭ и механической

активации МА твердых тел и твердофазных процессов.

Предисловие.

1.1. Исследование фрактоэмиссионных явлений на фронте трещины при раскалывании монокристаллов в вакууме

. 1.2. Моделирование механической активации и механохимических

процессов в механохимических реакторах МР

Глава 2. Фрактоэмиссия кристаллов в высоком вакууме.

2.1. Комплексное изучение ФЭ кальцита

ф измельчение кристаллов кальцита

раскалывание мопокристаъчов кальцита
2.2. Корреляция интенсивности фрактоэмиссии со структурой и физикохимическими свойствами кристаллов
Глава 3. Моделирование процессов в механохимических реакторах МР
3.1. Кинематика и динамика ударнофрикционных взаимодействий в МР.
расчет Р Тусловий МА в шаровых мельницах
3.2. Описание 1 Р Т механизма фазовых и химических превращений на
примере изучения контактного плавления МА частиц в МР
контактное плавление частиц в МР на примере МА ИаО
кристаллизация и аморфизация на примере МА ИаО
механизм МА реакций на примере системы ИаИОз КО.
3.3. Моделирование кинетики процессов МА в МР
вывод кинетических уравнений
применение уравнения для оценки константы скорости МА в МР
механическая активация веществ на примере ШО
диффузионноконтролируемые реакции МА в МР
кинетически контролируемые реакции МА в МР.
влияние условий механической обработки на кинетику МА в МР
3.4. Заключение
Глава 4. Моделирование процессов горения в механохимических реакторах
4.1. Тепловые источники в процессах МА в МР.
плотности тепловых источников иумеханизма.
плотность теплового источника с механизма
плотность теплового источника а механизма
4.2. Феноменология механически стимулированных реакций горения
МСР на примере изучения системы Ъп Эп Б
эксперимент
обсуждение.
4.3. Моделирование кинетики МСР на примере системы Ъп Б
оценка индукционного периода МСР и заключение
Глава 5. Комплексное изучение абразивнореакционного износа АРИ в МР
5.1. Моделирование АРИ на примере МА кварца в МР.
эксперимент и исходные положения
механизм АРИ стальных мелющих тел МР
кинетика окисления стальных шаров
механическая активация частиц БЮз и их реакция с РеО
5.2. Использование АРИ для получения нанокомпозитов
синтез цементита и пирита в системе абразив графит сера.
численное моделирование АРИ.
АРИ с алмазом в МР получение когенита цементита
5.3. Заключение
Глава 6. Численное моделирование механосинтеза наночастиц в методе разбавления конечным продуктом МРКП.
6.1. Постановка задачи и методы решения
оптимальные параметры футерованного слоя и условий МА в МР
6.2. Оценка кинетики АРИ реагентов в МРКП
6.3. Опытная проверка результатов моделирования МРКП.
обсуждение результатов опытов.
оценка коэффициента массопереноса в МР.
расчеты по данным РФА
6.4. Заключение.
Глава 7. Практическое значение проведенных исследований в виде приложений полученных теоретических и экспериментальных результатов.
7.1. Приложение 1 Дезинтегратор
кинематика и динамика упругих и неупругих взаимодействий.
решение обратной задачи и кинетика МА частиц в дезинтеграторе
осцилляционная кинетика МА кристаллов ВаОг в дезинтеграторе.
заключение.
7.2. Приложение 2 Резонансная вибрационная мельница.
теория колебаний осциллятора с заполнением
консольная резонансная вибромельница прибор для численного
измерения каналов диссипации механической энергии и МА.
изучение методом ЭПР МА ионных кристаллов на вибростенде.
заключение.
7.3. Приложение 3 МСРперсработка минерального и техногенного сырья
СВС геологических и техногенных материалов.
МСР геоматериалов и техногенного сырья
получение пигмента ТЮ2 из ильменита технологией МСР
заключение.
7.4. Приложение 4 ЛРИперсработка минерального и техногенного сырья
АРИперерабютка галенита и тенорита в нанокомпозиты
СВС МСРАРИпереработка кварца в керамический материал.
заключение.
7.5. Приложение 5 Методы исследования процессов МА в МР
механическая активация фторида натрия ЫаР.
МА реакции в системе изомеров МСЛй ЫН.
механохимический синтез в многокомпонентных системах.
дополнения и заключение
7.6. Приложение 6 Влияние формы мелющих тел на МА в МР
Вкладка к Главе 2. Тепловые эффекты при разрушении твердых тел
Заключение выводы.
Список цитированной литературы


В Разделе 2 рассмотрен вопрос о скорости контактного плавления кристаллов под действием тепловых потоков различной интенсивности и ее последствиях на процесс МА. В Разделе 3 моделируется кинетика процессов МА в МР. Численным оценкам констант скоростей механохимических реакций способствовали работы . В Главе 4 проведено моделирование зажигания горения МСР в МР, которые являются одним из частных случаев реализации специфических процессов МА . МА и даны численные оценки влияния энтальпии разложения на величину плотности теплового источника на ударнофрикционном контакте МЛ частиц. В Разделе 2 проведено изучение МСР в МР БРЕХ модельной системы Бп. Полученные результаты позволили в Разделе 3 провести моделирование условий МА системы Ъп. Б Бп и численные оценки как константы скорости постепенной реакции, так и индукционного периода зажигания взрывного синтеза сульфидов металлов в МР . В Главе 5 проведено систематическое с численным моделированием изучение научных аспектов абразивного и абразивнореакционного износа материала мелющих тел и МА веществ в МР ,,0,1. В Разделе 1 на примере механосинтеза в МР АГО2 и БРЕХ целевых соединений в бор содержащих системах нами было обнаружено абразивное свойство бора по отношению к стальной фурнитуре мельниц. Этот эффект был детально исследован при МА природного кварца его абразивные свойства общеизвестны и нашли подтверждение в 2,3 в планетарных мельницах АГО2 и 3барабанной производства Механобр. В Разделе 2 на примере изучения МА систем сера абразив мелющие тела сталь и графитабразив сталь проведена теоретическая оценка параметров абразивного и абразивнореакционного износа материала мелющих тел и МА веществ в МР АГО2. В Главе 6 проведено теоретическое и экспериментальное изучение твердофазного механосинтеза наноразмерного целевого продукта, основанного на методе разбавления исходной порошковой смеси реагентов другим продуктом обменной реакции 7. В Разделе 1 впервые проведено моделирование этого метода на примере МА реакции ЛшА,0 МВкСт гАС гЛтАС 1кВйОт синтеза целевого продукта ВД, г параметр разбавления. В Разделе 2 представлено теоретическое исследование кинетики модельной обменной МА реакции КВг Т1С1 гКС1 г1КС1 Т1Вг. В Разделе 3 проведена опытная проверка полученных результатов на примере реализации реакции 2ЫаС1 ТБО. ЫагБО гЫагБС 2Т1С1 в мельнице АГО2. В Главе 7 показаны научноприкладные аспекты проведенных исследований 5, 6,,5,,,,0,7,8,7,8,1,2,,. ГЛАВА 2. Представим краткую аннотацию к Главе 2 итог полученных результатов по ФЭ. Методом время пролетной массспектрометрии ВПМС исследован состав, кинетика и количество выделяющихся газов при сколе и измельчении МА в МР синтетических и природных монокристаллов кальцита. Показано, что выделяющаяся при этом двуокись углерода является продуктом разложения кальцита, а не окклюдированной кристаллом примесью. Слабая температурная зависимость скорости ФЭ объясняется уменьшением импульса температуры в носке трещины с ростом температуры кристалла. Облучение монокристаллов приводит к увеличению количества выделяющегося СО2. Предложена диффузионнодесорбционная модель, описывающая кинетические закономерности выделения летучих продуктов со свежесколотых поверхностей 4. Теоретическая основа модели представлена автором на основе детального анализа литературных источников, посвященных описанию плоского напряженнодеформированного состояния и оценке импульса температуры в вершине магистральной трещины при динамическом разрушении твердых тел, см. Главе 2 в конце Главы 7. Обобщены экспериментальные данные по количеству выхода летучих продуктов ФЭ при сколе монокристаллов природных и искусственных кристаллов. Показано, что интенсивность выхода летучих продуктов химических реакции пропорциональна скорости трещины и количеству разорванных возбужденных связей по фронту трещины, нормированных на энергию единичной ФЭ. Проведена корреляция выхода летучих продуктов с динамическими и кристаллохимическими параметрами распространения хрупкой трещины и получено эмпирическое выражение для оценки интенсивности ФЭ. Дано сопоставление расчетных и экспериментальных данных выхода летучих продуктов при разрушении монокристаллов 5.