Процессы получения нанодисперсных тугоплавких неметаллических соединений и металлов методом электрического взрыва проводников

• Автор: Назаренко, Ольга Брониславовна
• Шифр специальности: 05.17.08, 05.17.11
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 289 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Список используемых сокращений ВВЕДЕНИЕ

Методы получения и свойства веществ в нанодисперсном состоянии

1.1. Параметры структуры и свойства нанопорошков

1.2. Традиционные методы получения нанопорошков

1.3. Электрический взрыв проводников как способ получения нанопорошков

1.3.1. Развитие исследований явления электрического взрыва проводников

1.3.2. Общее описание явления электрического взрыва проводников

1.3.3. Особенности физикохимических свойств нанопорошков, полученных с помощью электрического взрыва проводников
1.4. Реализованные возможности управления свойствами нанопорошков при электрическом взрыве проводников

1.5. Постановка задач исследований

Основные закономерности формирования дисперсного и фазового состава продуктов электрического взрыва проводников
2.1. Влияние энергетических характеристик взрыва на дисперсность нанопорошков
2.1.1. Методики экспериментов по получению нанопорошков при электрическом взрыве проводников и исследованию их свойств
2.1.2. Зависимость дисперсности нанопорошков от введенной в проводник энергии
2.1.3. Влияние скорости ввода энергии на дисперсность электровзрывных нанопорошков
2.1.4. Влияние дуговой стадии
2.2. Зависимость дисперсности нанопорошков от природы газасреды и добавок химически реагирующих газов
2.3. Исследование влияния дефектности структуры материала проводника на однородность нагрева и дисперсность продуктов электрического взрыва
2.4. Особенности фазового состава нанопорошков металлов
2.5. Дисперсность и фазовый состав продуктов электрического взрыва проводников из сплавов, синтез интерметаллидов
2.6. Выводы по главе
Состав и характеристики нанопорошков оксидов и гидроксидов, синтезируемых при электрическом взрыве проводников в кислородсодержащих средах
3.1. Получение нанопорошков оксидов металлов при электрическом взрыве проводников в инертном газе с добавками воздуха
3.1.1. Состав оксидногидроксидного слоя на частицах электровзрывных нанопорошков алюминия
3.1.2. Получение нанопорошков оксидов меди при электрическом взрыве проводников в инертном газе с добавками воздуха
3.2. Состав нанопорошков, полученных при электрическом взрыве различных металлов в воде
3.2.1. Состав продуктов электрического взрыва алюминиевых проводников в жидкой воде
3.2.2. Особенности химического состава продуктов электрического взрыва металлов, имеющих несколько степеней окисления
3.2.3. Особенности фазового состава продуктов электрического взрыва алюминиевых проводников во льду
3.3. Применение продуктов электрического взрыва проводников для очистки воды
3.4. Выводы по главе
4. Синтез нанопорошков карбидов при электрическом взрыве проводников в углеродсодержащих средах
4.1. Фазовый и химический состав продуктов электрического взрыва проводников в газообразных углеводородах
4.2. Особенности синтеза карбидов при электрическом взрыве проводников в конденсированных углеводородах
4.2.1. Свойства нанопорошков карбидов вольфрама, полученных при электрическом взрыве проводников в декане
4.2.2. Образование карбида титана при электрическом взрыве проводников в декане
4.2.3. Продукты электрического взрыва алюминиевых проводников в декане
4.3. Влияние химического состава углеводородов на характеристики нанопорошков карбидов металлов
4.4. Улучшение триботехнических характеристик смазочных материалов продуктами электрического взрыва медных проводников
4.5. Выводы по главе
5. Физикохимические основы формирования свойств
нанопорошков при электрическом взрыве проводников
5.1. Анализ физических моделей электрического взрыва проводников
5.2. Физические процессы, протекающие при взаимодействии
энергии высокой плотности мощности с металлами
5.2.1. Структурноэнергетические процессы на стадиях ввода энергии и релаксации первичных продуктов диспергирования металла
5.2.2. Динамика формирования частиц нанопорошков металлов при электрическом взрыве проводников в
инертных газовых средах
5.3. Термодинамический анализ химических реакций при электрическом взрыве проводников
5.4. Выводы по главе 5
6. Разработка электровзрывного модуля для снижения
агломерации нанопорошков и разделения их на фракции
6.1. Проблема агломерации нанопорошков при их получении и характеристика установки УДП4Г
6.2. Анализ процесса расширения продуктов взрыва и движения
частиц
6.3. Конструктивные особенности установки УДП5
6.4. Выводы по главе 6
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


Я. Возможности и перспективы развития элсктровзрывного метода получения порошков Физикохимия ультрадисперсных систем Тр. V Всеросс. Москва, . С. . О., iv . Ii . V. vi i i vii i ii i i xi . I. . V. 1. Ii , iv . V. v xiv . I. . V . Ii , iv . V. i i i i i i xi i . I. . V. 1. Назаренко О. Б. Регулирование характеристик электровзрывных ультрадисперсных порошков Физикохимия ультрадисперсных нано систем Тр. VI Всеросс. М. МИФИ, . С. 5. Назаренко О. Б., Астанкова А. В. Об использовании электровзрывных ультрадисперсных порошков для очистки жидкостей от примесей Энергетика экология, надежность, безопасность Тр. Всеросс. Томск Издво ТПУ, . С. . Ильин А. П., Назаренко О. Тр. Всеросс. С. . О.В. I. . V. 1. Ii , iv . V., Ii 5 i i i xi . I. . V. 1. Назаренко О. Энергетика экология, надежность, безопасность Тр. Всеросс. Томск, Издво ТПУ, . С. . Назаренко О. Энергетика экология, надежность, безопасность Тр. Всеросс. С. . Ii А. Р., iv . I. . Ii , iv . I. . Ii , i xi i i i i ii i i x ii . I. . Глава 1. Развитие техники и технологий постоянно требует разработки новых материалов с высокими эксплуатационными свойствами. К настоящему времени пути улучшения свойств и характеристик веществ в стабильном компактном состоянии практически исчерпаны. Одним из способов придания веществу качественно новых свойств является снижение размеров структурных элементов до нанометрового диапазона 0 нм. Малый размер частиц нанопорошков обуславливает их особые электрические, теплофизические, магнитные и другие свойства, благодаря которым НП находят все большее применение при производстве керамических и композиционных материалов, катализаторов, сорбентов, присадок к смазочным маслам, магнитных носителей для записи информации, носителей лекарственных форм и т. По оценке международного Центра изучения технологических тенденций 1 нанотехнологии, зародившиеся в СССР в х годах и в США и Японии только в г. XXI века стали одним из ключевых технологических направлений, которые определяют уровень всего научнотехнического прогресса в мире. Почти во всех странах НАТО, а также в Японии, Китае, Республике Корея созданы национальные программы по этому экономически и стратегически важному направлению. Благодаря большому объему поисковых работ по получению, исследованию свойств и поиску областей применения НП, выполненных в е гг. Советском Союзе, Россия сохраняет ряд приоритетных позиций в практическом изготовлении и использовании наноразмерных материалов, несмотря на значительное снижение уровня финансирования научных и опытноконструкторских работ. Обзоры работ, посвященных изучению особенностей состояния веществ в ультрадисперсном нано состоянии , показали, что физические свойства малых частиц отличаются от свойств материала в массивном состоянии. При уменьшении частиц до 0 нм и менее их размер становится сравним с масштабами многих физических процессов в веществе с характерной длиной переноса вакансий, размером электрического или магнитного домена, длиной свободного пробега электронов или фононов, протяженностью дислокаций или дисклинаций и др. Системы, имеющие морфологические элементы кристаллиты, частицы, зерна размерного диапазона 0 нм, в работе названы ультрадисперсными системами УДС. К ультрадисперсным нанодисперсным системам относят нитевидные кристаллы одномерные УДС, сверхтонкие островковые пленки двумерные УДС и малые частицы порошков вместе с газами, удерживаемыми поверхностью частиц и их капиллярной системой трехмерные УДС или нанопорошки. Принципиально важно, что доля поверхностных и приповерхностных атомов в ультрадисперсных системах может достигать нескольких десятков процентов. Это оказывает существенное влияние как на атомную решеточную, так и на электронную подсистемы, что и влечет изменение физических и химических свойств малых частиц. Уменьшение размера частиц в жидком состоянии сопровождается увеличением давления внутри частицы в соответствии с формулой Лапласа, уменьшением температуры плавления, ростом удельной площади поверхности, энергии поверхности, химической и каталитической активности.