Исследование экзотермических механически стимулированных реакций в оксидно-сульфидных системах

• Автор: Шевченко, Вячеслав Сергеевич
• Шифр специальности: 02.00.21
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 143 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение.
Глава 1. Механически стимулированные самораспространиющисся реакции. Литературный обзор.

1.1 Высокоэнергонапряженные аппараты, используемые при

проведении процессов МСР.

1.2 Типы химических реакций в процессе МСР.

1.3 Физикохимические особенности протекания процессов МСР.

1.4 Модель МСР процесса, основанная на температуре зажигания.

1.5 Модели зажигания.

Глава 2. Разработка и применение .модельных представлений механохимии к описанию закономерностей МСР процессов. Роль теплового эффекта реакций при моделировании механохимических
процессов.
Глава 3. Исследование МСР процессов в системе .
3.1 Экспериментальное определение индукционного периода в
зависимости от состава и условий механической обработки
3.2 Определение величины плотностей тепловых источников на ударнофрикционном контакте частиц в системе
3.3 Модель расчета индукционного периода процесса МСР.
Глава 4. МСР с участием минерального и техногенною
Заключение.
Список литературы


Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка цитируемой литературы содержит рисунков, 8 таблиц, библиографический список из 0 наименований всего 3 страницы. Во введении обоснована практическая значимость и актуальность темы диссертации, сформулированы задачи исследования, перечислены новые результаты, представлены положения, выносимые на защиту, описана структура диссертации. В первой главе проведен обзор литературных данных. Рассмотрены экспериментальные методы изучения МСР процессов. Обсуждены преимущества и недостатки механохимических реакторов, которые используются для проведения МСР. Рассмотрены работы, посвященные исследованию систем идущих в режиме МСР. Проанализированы критерии, определяющие возможность протекания процесса МСР. Обсуждены реакции соединения системы металлхалькоген, металлнеметалл, реакции замещения системы оксидметалл, сульфидметалл, галогенидметалл, сложные реакции реакции между двумя оксидами, системы с двумя независимыми реакциями, системы с двумя сопряженными реакциями, а также реакции в системах твердое теложидкость и твердое тело газ. Рассмотрены их физикохимические параметры. Показано, что индукционный период, адиабатическая температура горения и условия МА масса шаров, масса загруженного порошка и отношение этих масс, являются одними из важнейших параметров. Время зажигания МСР может использоваться как маркер, поскольку отражает изменения в условиях МА. Сделан вывод, что зажигание МСР определяется дозой подведенной к порошковой смеси механической энергии. В большинстве случаев зажигание обычно происходит при получении определенного количества суммарной дозы энергии. Если интенсивность МА слишком мала, то время зажигания становится больше или реакция переходит в постепенный режим. МСР не наблюдается, если масса МА смеси меньше некоторой критической величины изза потерь тепла на мелющие тела. В некоторых системах металлхалькоген при смешивании бинарных порошковых смесей наблюдается постепенная реакция, хотя при раздельной активации обе смеси показывают МСР эффект. В одних случаях время зажигания не коррелирует с адиабатической температурой например, системы металлхалькоген, в других коррелирует например, при восстановлении СиО, i, . О титаном, цирконием и гафнием. Таким образом, для объяснения всех этих и других фактов требуются теоретические модели, адекватно описывающие процессы МСР. Сделан обзор существующих моделей. Например в модели Шафера и Мак Кормика . Т и самой высокой температурой на ударнофрикционном контакте Ттач возможны две различные кинетики с горением или постепенная МСР. Проанализированы этапы исследований, необходимые для моделирования МА и зажигания МСР механика работы мельницы, механика отдельных столкновений, химические процессы, структурные изменения и образование дефектов Рассмотрены модели зажигания, предложенные Чакуровым, Такачем и др. Во второй главе рассмотрено применение модельных представлений МЛ для численной оценки роли энтальпии на закономерности протекания МСР. Гак как все МСР характеризуются значительной отрицательной величиной энтальпии АГН 0 кДжмоль, представлялось необходимым оценить, насколько велика роль теплового эффекта самой реакции в механохимических процессах. На примере рассмотрения механохимического разложения оксалата серебра показано, что по порядку величины плотность теплового источника 2 сопоставима с плотностью источника, обусловленного механизмом сухого трения. В третьей главе представлены экспериментальные методы и результаты исследования МСР в модельной системе . МСР изучалась с применением стальных шаров различного диаметра 2 и числа при варьировании отношения навески смеси реагентов шихты к массе шаровой загрузки Мь и стехиометрического параметра у, определяющего содержание компонентов в навеске шихты ш. В таблице суммированы условия МА и приведены значения индукционного времени т зажигания МСР. Проведен анализ МСР в системе , для которой известны кинетические параметры термического синтеза сульфида цинка.