Разработка методов, способов и технологии направленного изменения свойств ультрадисперсных порошков, синтезированных детонационными методами

• Автор: Чиганова, Галина Александровна
• Шифр специальности: 05.16.06
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 272 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ.
1. ПОЛУЧЕНИЕ, ХАРАКТЕРИСТИКИ, МОДИФИЦИРОВАНИЕ И ПРИМЕНЕНИЕ УЛЬТРАДИСПЕРСНИХ ПОРОШКОВ, СИНТЕЗИРОВАННЫХ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ВВ.
1.1. Получение алмазсодержащих порошков при детонации ВВ, их характеристики и применение.

1.2. Извлечение ультрадисперсних алмазов из продуктов детонации

ВВ и их характеристики

1.3. Модифицирование и применение УДА.

1.4. Получение, характеристики и применение УДП оксида алюминия.

1.5. Обоснование выбора исходных систем для направленного воздействия на свойства ультрадисперсних порошков.

2. ФАЗОВЫЙ И ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ПОРОШКОВ,

ПОЛУЧЕННЫХ ПРИ ДЕТОНАЦИИ СМЕСЕЙ ТНТ С ГЕКСОГЕНОМ. МОДИФИЦИРОВАНИЕ УДА В ПРОЦЕССЕ ИХ ОЧИСТКИ.

2.1. Фазовый и химический состав полученных при детонации

ВВ порошков и их подготовка к применению
2.2. Модифицирование УДА в процессе их выделения из продуктов детонации ВВ
2.3. Влияние проведенного модифицирования на основные характеристики УДА
3. ВЛИЯНИЕ ПРОВЕДЕННОГО МОДИФИЦИРОВАНИЯ НА СКОРОСТЬ СТРУКТУРНОГО ФАЗОВОГО ПЕРЕХОДА И ГАЗИФИКАЦИИ УДА. МЕХАНИЗМ ТВЕРДОФАЗНОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ
УДА С ТИТАНОМ
3.1. Исследование влияния проведенного модифицирования на скорость структурного фазового перехода и процессов окисления УДА.
3.2. Взаимодействие ультрадисперсных алмазов с титаном.
4. МОДИФИЦИРОВАНИЕ ПОВЕРХНОСТИ УДА В ПРОЦЕССЕ ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ОБРАБОТКИ.
4.1. Агрегативная и седиментационная устойчивость
водных суспензий УДА.
4.1.1. Влияние концентрации УДА на устойчивость
водных суспензий
4.1.2. Устойчивость и коагуляция водных суспензий УДА
в растворах электролитов
4.2. Модифицирование поверхности УДА соединениями
металлов и бора
5. ПОЛУЧЕНИЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЭНЕРГИИ ВЗРЫВА УЛЬРАДИСПЕРСНОГО ОКСИДА АЛЮМИНИЯ И ЕГО ХАРАКТЕРИСТИКИ.
5.1. Закономерности получения ультрадисперсного оксида алюминия с применением энергии взрыва.
5.2. Основные характеристики ультрадисперсного оксида алюминия взрывного синтеза
5.3. Устойчивость и коагуляция гидрозолей металлов. Сопоставление результатов исследования ультрадисперсных систем.
5.4. Модифицирование поверхности ультрадисперсного
оксида алюминия
6. ЛЕГИРОВАНИЕ УЛЬТРАДИСПЕРСНОГО ОКСИДА АЛЮМИНИЯ ПРИ ВЗАИМОДЕЙСТВИИ С ОКСИДОМ ХРОМА.
6.1. Получение раствора А2хСгхОз в условиях синтеза
оксида алюминия
6.2. Исследование различных фракций синтезированных порошков
6.3. Твердофазное взаимодействие ультрадисперсного
оксида алюминия с оксидом хрома
7. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ КОМПЛЕКСНОГО ПРОЦЕССА МОДИФИЦИРОВАНИЯ И ОЧИСТКИ
УЛЬТРАДИСПЕРСНЫХ АЛМАЗОВ
7Л. Технологические режимы и схема процесса получения
модифицированных соединениями бора УДА
7.2. Техническая документация на модифицированные детонационные
ультрадисперсные алмазы и их применение.
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
СПИСОК АВТОРСКИХ РАБОТ, ОТРАЖАЮЩИХ СОДЕРЖАНИЕ
ДИСЕРТАЦИИ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Содержание несгораемых примесей оксида трехвалентного железа, карбида железа и ажелеза составляет 4,2. По данным порошки содержат Ре4. Удельная поверхность порошков составляет м г, средний размер первичных частиц углерода нм 3, пикнометрическая плотность находится в пределах 2,4. При детонации в водной среде удельная поверхность составляет 4 м2г 4. Механизм эффективного действия ДУ на повышение антифрикционных, противоизносных и противозадирных свойств смазочных композиций подробно приведен в обзорной работе 3, как и сопоставление с другими присадками, выпускаемыми в промышленности. По данным . Согласно интенсивность износа снижается в раза по данным, приведенным в обзоре 3, испытания показывали и отсутствие заметного влияния алмазсодержащей присадки на износ деталей. Применение добавок ДУ в комбинации с другими наполнителями позволяет получать резины, сохраняющие высокоэластические свойства и одновременно стойкие к взрывной декомпрессии . Прочность на разрыв композиционного пластика из стеклонити и связующего на основе эпоксидной смолы при добавке 1 ДУ увеличивается в 1,3 раза, износостойкость композита на основе политетрафторэтилена приближается к бронзе при сохранении антифрикционных свойств полимера . Технология детонационного синтеза позволяет также получать алмазосодержащие продукты, легированные различными веществами в заданном соотношении, сохраняющие при этом преимущества наноструктур . Например, порошки, легированные медью УДАГСи, были получены детонацией смеси из гексогена, тротила и соединения меди. Частицы меди со средним размером 0,1г1,0 мкм равномерно распределены по всему объему и находятся в основном в неокисленном виде. По данным трибологических испытаний свойства масляных дисперсий и пластичных смазок с присадкой УДАГСи 0,1 и 0,2 соответственно превосходят материалы с присадками нелегированных порошков , дополнительно возрастает износостойкость композита на основе политетрафторэтилена . И все же основной объем получаемых на ряде промышленных производств порошков ДУ предназначается для переработки с целью извлечения из них УДА. Сложная структура полученных в результате детонации ВВ алмазсодержащих порошков обусловливает применение химических методов отделения УДА от остальных продуктов взрыва. Анализ литературных данных по извлечению УДА из продуктов детонации показывает, что все способы основаны на избирательной газификации неалмазного углерода и растворении металлических примесей . Среди наиболее распространенных жидкофазных способов окисления неалмазного углерода применяется кипячение в кислотах или смесях кислот в хлорной кислоте в смеси азотной и хлорной кислот , азотной и серной , в азотной кислоте под давлением , в смеси серной и хлорной кислот . Применяют также серноазотные смеси с дополнительным введением катализаторов . Используются и окислительные системы на основе перекиси водорода в реакторах высоких давлений , , применяют и смесь хромовой и серной кислот . Перечисленные методы характеризуются своими достоинствами и недостатками. Так, использование хлорной кислоты ограничено взрывоопасностью смеси кислоты и графита, применение концентрированных кислот в связи с высоким удельным объмом алмазсодержащего материала вызывает необходимость использования значительных избытков высокоагрессивных жидкостей. В случае, если процесс ведут при повышенном давлении, требуется специализированное оборудование и специальные меры безопасности. К преимуществам жидкофазного окисления относят стабильность температуры кипение смеси, полное сохранение алмаза, свободный доступ окислителя к каждой частице твердой фазы, возможность организации непрерывного процесса 4. Реакционные суспензии в жидких окислительных смесях однородны, коллоидностабильны, высокодисперсны, маловязки 3. Первая промышленная технология непрерывного процесса жидкофазной очистки УДА нитроолеумными смесями была разработана и внедрена в НПО ныне ФГУП ФНПЦ Алтай . Установленные закономерности условий отделения УДА от неалмазного углерода в различных окислительных средах приведены в таблице 1. Таблица 1. НО. НгЯО. НСЮ.