Криохимическая технология многокомпонентных материалов со структурночувствительными свойствами

• Автор: Гулевич, Владимир Игоревич
• Шифр специальности: 05.17.08
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 322 с. : ил. + Прил. (189 с.: ил.)

ВВЕДЕНИЕ.
ГЛАВА 1. АНАЛИЗ МЕТОДОВ ПОЛУЧЕНИЯ ФЕРРИТОВЫХ ПОРОШКОВ И ИЗДЕЛИЙ ИЗ НИХ. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1 Анализ существующих методов получения феррнтовых порошков и изделий.

1.2 Криохимичсский метод получения ферритовых порошковых материалов и изде

лии
1.3 Современные тенденции развития процессов, используемых в криохимическом методе синтеза, и их аппаратурное оформление

1.4 Постановка цели и задач исследования

ГЛАВА 2. АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ УСЛОВИЙ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ИСХОДНЫХ

РАСТВОРОВ НА ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ И МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ФЕРРИТОВ В КРИОХИМИЧЕСКОМ МЕТОДЕ СИНТЕЗА МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ МАТЕРИАЛОВ

2.1 Теоретические аспекты процесса приготовления исходного раствора.

2.2 Выбор способа приготовления смеси и исходных солей для синтеза ферритов.

2.3 Анализ влияния различных методов приготовления исходных растворов на свойства ферритовых изделий в криохимическом методе синтеза и разработка оборудования. .
2.4 Результаты экспериментальных исследований но влиянию различных методов приготовления на электромагнитные параметры ферритовых изделий
2.5 Промышленное использование оборудования для приготовления исходных растворов
ГЛАВА 3. АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ УСЛОВИЙ ЗАМОРАЖИВАНИЯ НА СТРУКТУРУ КРИОГРАНУЛ, ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ И МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ФЕРРИТОВ В КРИОХИМИЧЕСКОМ МЕТОДЕ СИНТЕЗА МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ МАТЕРИАЛОВ
3.1 Теоретические основы процесса замораживания исходного раствора
3.2 Экспериментальное исследование кинетики и структурообразования в процессе замораживания растворов ферритообразующих компонентов.
3.3 Метод замораживания исходных растворов в жидком азоте и других органических жидкостях, разработка экспериментального оборудования.
3.4 Метод испарительного замораживания исходных растворов в вакууме. Разработка экспериментального оборудования и исследование работоспособности устройств ввода в вакуум.
3.5 Метод замораживания исходных растворов на охлажденной металлической поверхности и разработка экспериментального оборудования
3.6 Результаты экспериментальных исследований и анализ влияния различных методов замораживания исходных растворов на электромагнитные параметры ферритовых изделий
3.7 Способ повышения дисперсности многокомпонентных порошковых материалов и структурно чувствительных параметров при изготовлении ферритовых изделий криохимическим методом
3.8 Способ определения гранулометрического состава распыливающих устройств
технологических установок.
3.9 Промышленное использование технологий и оборудования для замораживания исходных растворов
ГЛАВА 4. АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ УСЛОВИЙ СУБЛИМАЦИОННОГО ОБЕЗВОЖИВАНИЯ НА ДИСПЕРСНОСТЬ ПОРОШКОВ, ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ И МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ФЕРРИТОВ В КРИОХИМИЧЕСКОМ МЕТОДЕ СИНТЕЗА МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ МАТЕРИАЛОВ
4.1 Классификация способов процесса сублимации при кондуктивном энергоподводе
4.2 Тепло и массообмен в процессе сублимационного обезвоживания криохраиул при кондуктивном энергоподводе на оребренной поверхности. Обоснование постоянства температуры замороженного слоя при сублимации.
4.3 Тепло и массообмен при сублимационном обезвоживании гранулированных кристаллогидратов сернокислых солей
4.4 Результаты экспериментальных исследований по влиянию различных методов сублимационного обезвоживания на дисперсность криогранул и электромагнитные параметры ферритовых изделий
4.5 Конструкции и особенности расчета модульных вакуум, сублимационных установок с вводом исходного раствора в вакуумный объем.
4.6 Опытнопромышленное использование технологии и сублимационных установок модульного типа и непрерывного действия с вводом исходного раствора в вакуумный объем.
ГЛАВА 5. АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ УСЛОВИЙ СПЕЦИФИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ, РАСШИРЯЮЩИХ ВОЗМОЖНОСТИ КРИОХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ, НА ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ И XI1ИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ФЕРРИТОВ
5.1 Специфические процессы криохимического метода синтеза.
5.2 Процесс криоэкстракции замороженных криогратгул.
5.3 Процессы криоосаждения замороженных криогранул
5.4 Процессы дегидратации и остаривания сублимированных порошков
5.5 Поверхностное легирование криопропитка микрокомпонентами как метод повышения структурночувствительных электромагнитных параметров при изготовлении ферритовых изделий криохимическим методом.
5.6 Процессы помола и криодиспергирования.
ГЛАВА 6. АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ УСЛОВИЙ ТЕРМИЧЕСКОГО РАЗЛОЖЕНИЯ II ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ И МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ФЕРРИТОВ В КРИОХИМИЧЕСКОМ МЕТОДЕ СИНТЕЗА МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ МАТЕРИАЛОВ
6.1 Теоретические основы процессов дегидратации, термического разложения сублимированных порошков.
6.2 Разработка технологического оборудования для реализации метода термического разложения в условиях обработки материала в пссвдоожнжснном кипящем слое
6.3 Разработка технологического оборудования для реализации метода термического разложения в условиях обработки материала в тонком слое с целью их промышленного использования в криохимическом методе синтеза
6.4 Результаты экспериментальных исследований по влиянию различных методов термического разложения на дисперсность и электромагнитные параметры ферритовых изделий.
6.5 Разработка промышленного технологического оборудования для термической обработки сублимированных порошков
ГЛАВА 7. АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ УСЛОВИЙ ГОРЯЧЕГО ПРЕССОВАНИЯ НА ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ И МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ФЕРРИТОВ В КРИОХИМИЧЕСКОМ МЕТОДЕ СИНТЕЗА МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ МАТЕРИАЛОВ
7.1 Кинетика и структурообразование в процессе горячего прессования ферропоро
7.2 Разработка оборудования для реализации различных методов горячего прессования ферритовых изделий
7.3 Особенности термообработки марганец цинковых ферритов и вакуумное элек
тротсрмическое оборудование с контролируемыми атмосферами.
Результаты экспериментальных исследований по влияниюразличных методов горячего прессования на дисперсность и электромагнитные параметры ферритовых изделий.
7.5 Промышленное использование оборудования для горячего прессования порошковых материалов и микроизделий.
ГЛАВА 8. .ИЗМЕРЕНИЕ И КОНТРОЛЬ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПАРАМЕТРОВ И МЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ФЕРРИТОВЫХ ИЗДЕЛИЙ, ПОЛУЧАЕМЫХ МЕТОДОМ КРИОХИМИЧЕСКОГО МЕ ТОДА СИН ТЕЗА
8.1 Классификация и краткая характеристика магнетиков.
8.2 Методы и оборудование для измерения электромагнитных параметров ферритовых изделий.
8.3. Краткое описание техники и методики контроля
8.4 Особенности измерения магнитных параметров маргансццинковых ферритов.
8.5 Методы и оборудование для структурных и температурных исследований ферритовых образцов
ГЛАВА 9. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КРИОХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ ДЛЯ ПРОМЫШЛЕННОГО ВЫПУСКА ФЕРРИТОВЫХ ИЗДЕЛИЙ
9.1 Особенности промышленной технологии ферритов
9.2 Оборудование промышленного технологического процесса криохимического метода синтеза ферритов.
9.3 Принципиальные, структурные операционные схемы автоматизированной линии для производства высокоплотных ферритов и планировочные решения технологических участков.
9.4 Техники экономические показатели промышленного технологического процесса криохимического метода синтеза ферритов.
9.5 Итога и перспективы работ по внедрению криохимнчсской технологии в промышленность ферритовых материалов
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИЙ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Возможность сохранения высокой химической однородности определяется различными условиями, в том числе размером замораживаемых капель раствора и его температурой, физикохимической природой и температурой хладагента . Гранулометрическая однородность продукта характеризуется размером самих криогранул и размеров кристаллитов, образующихся в гетерогенной системе водасоль , . Необходимо отметить, что построение полных пространственных диаграмм состояния, даже для бинарных систем, не говоря уже о трех и более компонентных, сопряжено с большими экспериментальными трудностями они существуют для немногих систем. В конденсированных бинарных системах изучение равновесия проводят при постоянном давлении обычно атмосферном, т. Но и они дают представление о протекающих процессах в системе. Рассмотрим в общем виде равновесную диаграмму состояния системы водасоль, характеризующуюся наличием эвтектики рисунок 1. Очевидно, что при охлаждении солевых растворов, состав которых лежит правее эвтектической точки 1 изменение температуры раствора выражается положением точки на линии аЬ. При этом на отрезке ас раствор представляет однофазную систему, а на отрезке сЬ происходит кристаллизация соли состав насыщенного раствора выражается кривой сс вплоть до температуры замерзания. Происходящие в этой части системы изменения способствуют, вопервых, неоднородному росту кристаллитов соли и, во вторых, возможной флуктуации химического состава. Па рисунке 1. Рауля. Изменение давления пара воды происходило бы по кривой аЬ если бы концентрация раствора оставалась неизменной вплоть до температуры замерзания, однако, выпадение твердой фазы в точке с приводит к уменьшению концентрации раствора и, следовательно, давление паров воды будет меняться по кривой сс1. При расположении состава раствора левее эвтектической точки рисунок 1. Л начало выпадения водного льда, к1 кривая увеличения концентрации и относительного уменьшения давления паров см. Следовательно, для растворов с концентраци
ей ниже эвтектической следует ожидать образования кристаллов льда, существенно отличающихся по размеру друг от друга и, кроме того, возможно появление значительных флуктуации химического состава Таким образом, только при эвтектической концентрации реализуются наиболее благоприятные условия перехода от однофазного жидкого раствора к однофазному твердому состоянию системы. Рассмотренная диаграмма, дает представление об особенностях, процесса замораживания, а получение многокомпонентной керамики задача более сложная, т. Рисунок 1. Равновесная диаграмма Рисунок 1. Необходимым условием процесса кристаллизации является переохлаждение жидкости относительно температуры насыщения. Поскольку образование зародышей новой фазы тесно связано с теорией переохлаждения и пересыщения, целесообразно рассмотреть диаграмму, учитывающую кинетику процесса кристаллизации. В работах показано, что в координатах температура концентрация область существования раствора имеет три поля рисунок 1. Ниже кривой растворимости тт расположена область стабильных растворов С, выше кривой Л, характеризующей массовое зародышеобразование область А лабильных растворов. Между ними находится область метастабильиых растворов В, причем кривая показывает зависимость концентрации от температуры, при которой появляются первые зародыши кристаллов. Положение линий кк и зависит от кинетики кристаллизации, и в первую очередь, от скорости замораживания раствора. При этом возможны два предельных случая. Низкая скорость замораживания приводит к сравнительно малым переохлаждениям рисунки 1. В этих условиях при замораживании микрообъема раствора капли наружные слои раствора, соприкасающиеся с хладагентом, быстро замораживаются и в них возникает большое количество центров кристаллизации. В результате этого внешний слой капли представляет собой совокупность мелких кристаллитов, до статочно однородных в химическом и гранулометрическом отношениях. Вместе с тем, кристаллизация в наружном слое сопровождается выделением значительных количеств тепла, препятствующего теплообмену внутреннего объема капли с хладагентом.