Структура и свойства новых материалов, получаемых из отходов рабочего цикла генератора водорода

• Автор: Омаров, Асиф Юсифович
• Шифр специальности: 05.16.09
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 109 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение.

Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1 Выбор материала для получения водорода

1.2 Генераторы водорода

1.3 Общие сведения о гидратах оксида алюминия

1.3.1. Физикохимические особенности получения оксида алюминия по

методу Байера

1.3.2 Технологические аспекты синтеза оксида алюминия

1.4. Возможные области применения оксида алюминия

1.5. Применение нанокристачлического бемита

1.6. Условия для получения тугоплавких соединений
1.7. Технологии технической керамики.
1.8 Выводы из обзора литературы и постановка задачи
ГЛАВА 2. ОПИСАНИЕ ОБОРУДОВАНИЯ И МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ.
2.1 Сканирующий электронный микроскоп
2.2 Изучение фазового состава частиц осадка
2.3 Распределение частиц оксида алюмшия по размерам.
2.4 Реологические свойства порошков гидроксидов алюминия.
2.5 Определение прочностных свойств спеченных керамик
2.6. Рентгеновский фазовый анализ
ГЛАВА 3. СВОЙСТВА ПОРОШКОВ ОКСИДА АЛЮМИНИЯ.
3.1. Тонкая структура порошковых проб 1, 2, 3
3.2. Рентгеновский фазовый анализ
3.3. Петрографический анализ.
3.4. Распределение частиц оксида алюминия по размерам
3.5. Сопоставительный анализ результатов определения размеров частиц гидроксидов алюминия по различным методикам
3.6. Реологические свойства порошков гидроксидов алюминия и ихнасыиной плотности.
3.7. Заключение но изучению свойств оксида алюминия.
ГЛАВА 4. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА СПЕКАНИЯ.
4.1. Обоснование выбранной технологической схемы
4.1.1. Режим термообработки исходного гидроксида алюминия для образования у и а модификаций А0з.
4.1.2. Приготовление шихты и по.тучение опытных образцов методом прессования.
4.1.3. Выжиг органической связки и спекание образцов
4.2. Вид спеченных образцов.
4.3. Заключение по описанию технологической цепочки.
ГЛАВА 5. ОПИСАНИЕ ФИЗИКОМЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ НОВОГО МАТЕРИАЛА.
5.1. Определение усадки, плотности и пористости спеченного алюмооксидного материала
5.2. Растровая электронная микроскопия
5.3 Механические свойства и термостойкость разрабатываемого алюмооксидного материала
5.3.1. Методика определения прочностных свойств.
5.3.2. Методика изучения трещиностойкости.
5.3.3. Методика исследования термостойкости.
5.3.4. Результаты испытаний на термомеханические свойства.
5.4. Сравнительный анализ физикомеханических свойств.
5.5. Заключение о физикомеханических свойств нового материала
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО ДИССЕРТАЦИИ
ЛИТЕРАТУРА


Показано, что меньший (в 2 - 4 раза) размер агломератов порошка, полученного диспергированием силумина, объясняется процессом их диспергирования за счет выделения рентгеноаморфной фазы силиката натрия (МаЮ3) но границам растущих кристаллов. Показано, что в отличие от контрольных образцов одной из структурообразующих фаз в керамиках из диспергированного силумина является нефелин N3^, количество которого может достигать вес %. Присутствие этой фазы обуславливает режим жидкофазного спекания и соответственно повышенный уровень служебных свойств. Предложен альтернативный метод получения порошка гидроксида алюминия с наноразмерными частицами, заключающийся в химическом диспергировании алюминия водным раствором щелочи, не требующий энергетических затрат и простой технологически. Предложен способ получения специальной керамики на основе гидроксида алюминия, заключающийся в химическом диспергировании силумина АК7 и последующем спекании полученного порошка. Способ может быть положен в основу создания целой гаммы новых керамик путем целенаправленного легирования алюминия специально подобранными элементами. Из порошка химически диспергированного силумина получена керамика с % закрытых сферических пор, спеченная при относительно невысокой для корунда температуре (°С) с показателями прочности сопоставимыми для плотной корундовой керамики. Приведенный в первой главе работы обзор литературных данных позволил сделать вывод о том, что задача повышения механических свойств керамик (упругости, твердости, прочности), теплофизических характеристик и сокращения технологической цепочки остается актуальной на современном этапе разви тия техники. Во второй главе работы приводится описание оборудования и методик исследований, проводимых при выполнении данной работы. В третьей главе работы представлены свойства оксидов алюминия, при этом было изучено 3 вида порошковых проб. Проба 1- осадок гидроксида алюминия, полученный при взаимодействии алюминия с едким натром (А1 + NaOH); проба 2 - осадок гидроксида алюминия, полученный при взаимодействии силумина с едким натром (Al/Si + NaOH) - и проба 3 -промышленно производимый гидроксид алюминия, полученный по методу Байера (А0з * ЗН - ГОСТ 1 - , классификация - чда, Донецкий завод хим. В четвертой главе работы представлена технологическая схема изготовления алюмооксидного материала, принятая в данной работе. В пятой главе работы приведены результаты измерения физикомеханических свойства нового материала. Материалы диссертации докладывались и обсуждались: на научных семинарах кафедры «материаловедение и технологии конструкционных материалов» ГОУ МГИУ, международной научно-практической конференции ЮНЕСКО «Участие молодых ученых, инженеров и педагогов в разработке и реализации инновационных технологий» Москва, , экспонировались на Всероссийской выставке НТТМ-. ГЛАВА 1. Экологические последствия выбросов в атмосферу углекислого газа, оксидов азота, а также вредные выбросы, связанные с истощением углеводородного топлива, определяют необходимость в поиске альтернативных видов источников энергии. В Московском Государственном Индустриальном Университете в рамках научно исследовательской работы по заказу Минобрнауки был создан мобильный генератор водорода. Интерес представляло его получение из воды, которая составляет 2/3 нашей планеты. В «Основах химии» Д. И. Менделеева еще в первом издании [6] в главе, где описываются способы получения водорода разложением воды можно найти такую фразу — «разложение воды гораздо проще производится путем замещения, пользуясь сродством тел к кислороду или водороду воды. Если прибавить к воде вещество, отнимающее от нее кислород, т. Выделение из воды водорода производится многими металлами, способными окисляться на воздухе, т. Д.И. Менделеев указывает наиболее активные по отношению к воде металлы - это К, Ыа, Са, Mg, А1, Ре, Ъп, которые, «разлагая воду, выделяют теплоту». Поэтому в данной работе мы ограничимся главным образом рассмотрением получения водорода с помощью алюминия и его сплавов. А1+1,2=А0з. Обычно для активации алюминия используют: индий, галлий, олово, магний, миш-металлы и другие активаторы с малым количеством данных добавок.