Технология получения пористых проницаемых материалов с использованием природных минералов методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза

• Автор: Юсупов, Рашит Анварбекович
• Шифр специальности: 05.17.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 170 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.
1. ПОЛУЧЕНИЕ ПОРИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ С ПОМОЩЬЮ САМОР АСПРОСТРАНЯЮЩЕГОСЯ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОГО СИНТЕЗА

ЛИТЕРАТУРЫЙ ОБЗОР.

1.1. Физические основы самораспространяющегося высокотемпературного синтеза

1.2. Свойства пористых проницаемых материалов.

1.3. СВСфильтры

1.4. Выводы по обзору литературы

1.5. Постановка задачи .

2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1. Характеристика исходных порошков и приготовление реакционной смеси .

2.2. Методика синтеза ППМ.
2.3. Методика измерения скорости горения
2.4. Измерение температуры горения
2.5. Измерение газопроницаемости пористых материалов
2.6. Исследование химической стойкости ППМ .
2.7. Рентгенографический анализ
2.8. Металлографические исследования .
2.9. Микрорентгеноспектральный анализ.
2 Определение пористости ППМ .
3. ЗАКОНОМЕРНОСТИ ГОРЕНИЯ, ФОРМИРОВАНИЯ СТРУКТУРЫ И ФАЗОВОГО СОСТАВА ППМ I ОСНОВЕ ПРИРОДНЫХ МИНЕРАЛОВ.
3.1.Термодинамический анализ исследованных систем
3.2. Закономерности горения порошковых систем на основе ильменита при получении ППМ.
3.3. Формирование структуры и фазового состава ППМ на
основе ильменита
3.4. Выводы к главе.
4. СИНТЕЗ ПОРИСТЫХ ИЗДЕЛИЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ГОРЕНИЯ И АТТЕСТАЦИЯ ИХ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ СВОЙСТВ .
4.1. Технология получения пористых изделий
4.2. Эксплуатационные свойства ППМ
4.3. Выводы к главе.
5. ПРОМЫШЛЕННОЕ ПРИМЕНЕНИЕ ПОРИСТЫХ СВС МАТЕРИАЛОВ.
5.1. Фильтры очистки питьевой воды
5.2. Фильтры очистки и аэрации сточных вод
5.3. Фильтры для очистки нефтепродуктов
5.4. Пористые материалы для теплообменных аппаратов
5.5. Электропроводные пористые носители катализатора
ВЫВОДЫ ПО ДИССЕРТАЦИИ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Результаты диссертации отражены в работах [1-], опубликованных в российских и зарубежных журналах, сборниках, трудах и материалах симпозиумов, международных и всероссийских конференций. Получено 3 патента. Материалы диссертации докладывались на 3rd International Symposium on Self-Propagation High-Temperature Synthesis, (Wuhan, China ), IV областной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых учёных (Томск г. V International Symposium on SHS, (Moscow, Russia, ), Международной конференции «Техника и технология очистки и контроля воды» (Томск г. Проблемы и пути эффективного освоения минерально-сырьевых ресурсов Сибири и Дальнего Востока» (Томск ), III Международной научно-технической конференции «Проблемы промышленных СВС-технологий» (Барнаул г. International Symposium ECOLOGY, (Bourgas, ), VI International Symposium on Self-Propagating High-Temperature Synthesis (Haifa, Israel ), III Всероссийской научной конференции «Фундаментальные и прикладные проблемы современной механики» (Томск, ), II International symposium “Combustion and plasmochemistry”. Almaty, Kazakhstan, г. IV Всероссийской научной конференции «Фундаментальные и прикладные проблемы современной механики» (Томск г. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, общих выводов, перечня использованной литературы и приложения. Объём диссертации составляет 7 страниц текста, рисунков, таблиц, 5 библиографических названий, страниц приложения. В первой главе приводится обзор известных литературных данных о процессе самораспространяющегося высокотемпературного синтеза. Представлен обзор литературы по пористым материалам и способам их получения. Вторая глава посвящена методикам исследования процессов горения и получаемых материалов. В третьей главе представлены результаты термодинамического анализа, исследования закономерностей и механизма СВС, формирование структуры и фазового состава ППМ на основе ильменита. Четвёртая глава посвящена технологии получения пористых материалов с использованием технологического горения и аттестация их эксплуатационных свойств. СВС материалов в качестве фильтров очистки жидкостей и газов, аэраторов, носителей катализаторов и т. Обнаруженное в г. А.Г. Мержановым,В. М. Шкиро и И. При достижении в ней температуры активной химической реакции порошки реагируют с выделением большого количества тепла. Оно прогревает следующий слой и процесс повторяется. После прохождения волны реакции происходит остывание синтезированного продукта. Наиболее известные полученные соединения приведены в таблице 1. Типичная термограмма СВС-процесса приведена на рисунке 1. На представленном рисунке точками обозначены характерные значения температур: Tad - адиабатическая температура горения, T€ff - эффективная температура, Тт — максимальная температура волны горения и Tlgn - температура инициирования реакции. Для горения гетерогенных конденсированных систем, обычных для СВС, характерна высокая чувствительность к изменению исходных параметров, таких как соотношение реагентов, их дисперсность, наличие примесей, плотность образцов, их размеры, начальная температура, состав и давление газовой среды и др. Указанные факторы влияют на условия процесса, характер и скорость распространения фронта горения, структуру волны горения, механизм химических и структурных превращений в волне, максимальную температуру, постпроцессы в продуктах горения. В результате конечный продукт может иметь совершенно другие химические и физико-механические свойства. Рисунок 1. Типичная термоірамма СВС-процесса І - исходные реагенты, 2 - зона предпламени (интенсивный теплообмен, 3 -зона протекания основных реакций горения, 4 - зона побочных химических реакций и структурных преобразований, 5 - зона продуктов горения и охлаждения, 6 - зона СВС-продуктов[ ]. Таблица 1. Оксиды ВаТЮ3, РЬТЮ3, ВагЮ3, УАЮ3, МеА4, УТа, КТа, Ва2ЫаТа, ВУц, ВРе3, ВТ2, ВТ1ЫЬ, ВТ1Та, ВаВЫЪ9, РЬВТа9, В1Си|2, ВМо, ЫЫб(Мо)2, РЬМо, 1Л(Мо)2, Сб2Мо, У3А2, У3РеО,2. Сб3Са, ВаТЮ3, Вагг, РЬТЮ3, РЬ2Т, 1лЫЬ, ЫаЫЬ, КЫЬ, Ва2ЫаЫЬ, Ва2КЫЬ, ВаЫЬ6, Ва5ЫЬ)з, УВа2Си7. Ы.х.