ivdon3@bk.ru
В настоящей работе представлен обзор использования коллоидных растворов при получении неорганических композитов и керамики. Золь-гель направление в технологии керамики и неорганических композитов, представляющее собой формование материалов из растворов с использованием золь-гель процессов получило интенсивное развитие в последние годы. Одним из основных видов сырья в этих процессах являются коллоидные растворы - золи оксидов различных металлов. Наиболее важными факторами, характеризующими совершенство процесса синтеза золей, служат: агрегативная устойчивость, максимально достигаемая концентрация, монодисперсность золя. В представленном обзоре рассмотрены методы получения золей оксидов металлов. Наиболее распространенными способами получения золей являются: диализ и электроанализ, ионный обмен, пептизация гелей, гидролиз, электролиз соединений металлов. Рассмотрено влияние различных факторов на устойчивость золей. Наиболее важными характеристиками золей, определяющими их поведение, являются: химический состав, размер частиц, их распределение по размерам, концентрация, значение pH, вязкость. На основе анализа различных литературных данных показаны возможности применения золей для получения неорганических композитов и керамики.
Ключевые слова: коллоидные растворы, золи оксидов металлов, устойчивость золей, неорганические композиты, керамика
01.04.15 - Физика и технология наноструктур, атомная и молекулярная физика
Установка для приготовления эмульсий и суспензий относится к устройствам, предназначенным для получения дисперсных систем. Она может использоваться при синтезе многоатомных спиртов и других органических и металлоорганических соединений, где осуществляется взаимодействуют несмешивающиеся друг с другом жидкости. Установка содержит гидравлический струйный насос-смеситель, соединенный с выходом гидромеханического насоса - диспергатора. Установка содержит одну или несколько систем дозирования компонентов, каждая из которых состоит из расходной емкости и дозатора. Технический результат работы созданной установки состоит в интенсификации процесса смешения компонентов и улучшении качества конечных продуктов.
Ключевые слова: технологическая установка; эмульсия; суспензия; приготовление эмульсий и суспензий; интенсификация гетерофазных процессов
01.04.15 - Физика и технология наноструктур, атомная и молекулярная физика
Рассмотрены примеры получения кремнезолей ионообменным способом. Проанализированы факторы данного способа, влияющие на свойства получаемых золей. Рассмотрена принципиальная технологическая схема промышленной установки по получению кремнезолей ионообменным способом. Приведены результаты исследований золь-гель перехода в кремнезолях, полученных ионообменным способом. Исследована кинетика роста коллоидных частиц кремнезолей, полученных из растворов поликремневой кислоты. Показана зависимость кинетики роста коллоидных частиц из растворов поликремневой кислоты от температуры и от начального значения pH золя. Показана зависимость времени гелеобразования от размеров коллоидных частиц в золе, от температуры, концентрации и pH. Установлено влияние состава жидкой фазы на устойчивость кремнезолей. Проанализировано влияние характеристик кремнезоля на свойства получаемых ксерогелей. Проведен анализ возможностей практического применение кремнезоля в качестве связующего при получении термостойких теплозащитных композиционных материалов.
Ключевые слова: кремнезоль, ионный обмен, золь-гель технология, устойчивость золей, ксерогели, композиционные материалы
01.04.15 - Физика и технология наноструктур, атомная и молекулярная физика
Рассмотрены примеры получения кремнезолей ионообменным способом. Проанализированы факторы данного способа, влияющие на свойства получаемых золей. Рассмотрена принципиальная технологическая схема промышленной установки по получению кремнезолей ионообменным способом. Приведены результаты исследований золь-гель перехода в кремнезолях, полученных ионообменным способом. Исследована кинетика роста коллоидных частиц кремнезолей, полученных из растворов поликремневой кислоты. Показана зависимость кинетики роста коллоидных частиц из растворов поликремневой кислоты от температуры и от начального значения pH золя. Показана зависимость времени гелеобразования от размеров коллоидных частиц в золе, от температуры, концентрации и pH. Установлено влияние состава жидкой фазы на устойчивость кремнезолей. Проанализировано влияние характеристик кремнезоля на свойства получаемых ксерогелей. Проведен анализ возможностей практического применение кремнезоля в качестве связующего при получении термостойких теплозащитных композиционных материалов.
Ключевые слова: кремнезоль, ионный обмен, золь-гель технология, устойчивость золей, ксерогели, композиционные материалы
01.04.15 - Физика и технология наноструктур, атомная и молекулярная физика
В статье представлены результаты исследований процесса гомогенного осаждения гидратированного оксида алюминия. Рассмотрены варианты осуществления этого процесса. В качестве наиболее удобного варианта реализации этого процесса предложено осаждение гидратированного оксида алюминия из его солей с использованием вспомогательных вещества. В качестве таких вспомогательных веществ предложено использовать мочевину - карбамид. Гидролиз карбамида протекает медленно даже при нагревании, что позволяет проводить процесс гомогенного осаждения в наиболее мягких условиях. Показано, что процесс гидролитического осаждения в системе соль алюминия - карбамид протекает по диссоциативному механизму SN1. Для SN1 характерен двухступенчатый механизм, в котором первой ступенью является медленная мономолекулярная гидролитическая диссоциация, а за ней следует быстрая реакция координации со вторым реагентом. Для определения характера взаимодействия соли алюминия со щелочными агентами были проведены эксперименты по потенциометрическому титрованию соли алюминия растворами аммиака и едкого натра в присутствии различного количества хлорида аммония и мочевины. При титровании раствором едкого натра процесс идет до образования алюмината натрия, при титровании раствором аммиака образуется осадок гидратированного оксида алюминия. Добавление солей аммония смещает равновесие реакции гидролиза в сторону образования гидроксида алюминия. Наличие мочевины практически не влияет на протекание процесса осаждения. Для определения однородности сформировавшегося осадка применяли метод рассеяния лазерного излучения. Для этих целей была создана специальная установка, позволяющая просканировать капилляр через сфокусированный лазерный луч. Показана однородность формирующегося осадка гидратированного оксида алюминия. Были проведены исследования по применению гомогенно осажденного гидроксида алюминия в качестве связующего в легковесных волокнистых огнеупорных материалах. Процесс осаждения частиц гидроксида алюминия протекает, прежде всего, на волокнах наполнителя, покрывая их тонкой пленкой. Получающаяся пленка выступает в роли склеивающего агента. После сушки и прокалки осажденный тонкой пленкой гель становится твердым веществом, связывающим волокна в единый монолит. Получаемые материалы имеют развитую удельную поверхность и пористость.
Ключевые слова: гомогенное осаждение, гидратированный оксид алюминия, композиционные материалы, карбамид
01.04.15 - Физика и технология наноструктур, атомная и молекулярная физика
Настоящая работа посвящена описанию новой технологии, которое относится к способу изготовления трековых мембран путем проникновения рабочего вещества внутрь матрицы, и его прохождения сквозь матрицу полимерного материала. Рабочее вещество взаимодействует с матрицей в виде высокоскоростного потока твердых частиц. Предложен способ обработки тонкопленочных материалов с потоком электрически заряжаться твердых частиц. Твердые частицы заряжаются в электрическом поле, создаваемом между двумя противоположно заряженными электродами. Один из электродов выполнен в виде сетки, которая является проницаемой для твердых частиц. Этот электрод использовали для ускорения частиц, проходящих в направлении тонкопленочного материала, расположенный над этим электродом. Другой электрод имеет непрерывную поверхность и используется в качестве зарядного электрода. Напряженность электрического поля регулируется до величины, необходимой для выполнения условий обработки. Частицы либо могут быть импрегнированы в обрабатываемый материал или могут проходить через него, образуя таким образом фильтры, трековые мембраны для газов, жидкостей и тому подобного.
Ключевые слова: изготовление мембран; трековые мембраны; электрически заряженные твердые частицы; электрическое поле
В этой статье приводятся сведения об устройстве для измерения физических величин ферромагнитных материалов. Подробно разобрана и наглядно показана конструкция этого устройства.
Ключевые слова: ферромагнитные материалы, параметры, измерения, устройство, конструкция, объемное напряженное состояние
В настоящей работе предложентопливный цикл и принципиальная схема реактора для проведения процесса термоядерного синтеза с использованием потока дейтронов и газообразной мишени из дейтерированного диборана (B2D6). Рассмотрено два режима работы реактора. Проведенные расчеты показали принципиальную возможность для предложенного топливногоцикла, в котором также возможно использование других летучих боранов. Данный тип реактора и использованных процессов имеют положительный энергетический баланс - 9.26 МэВ на один дейтрон потока. Также в этом процессе генерируется изотоп гелия (3He), который является ценным продуктом и может использоваться в других типах термоядерных реакторов. Для поглощения избыточных нейтронов предложено использовать раствор борной кислоты, содержащей природную смесь изотопов бора. При этом будет происходить образование бората лития.
Ключевые слова: термоядерный синтез, поток дейтронов, газообразная мишень, дейтерированные бораны
В статье описана методика получения композиционного материала на основе металлорганической каркасной (МОК) структуры, содержащей магнитные частицы. Приведен анализ физико-химических свойств, а также оценена электрокаталитическая активность композита в реакции восстановления кислорода.
Ключевые слова: магнитные частицы, металлорганичекие каркасные структуры, бесплатиновые катализаторы, топливные элементы, реакция восстановления кислорода
05.23.17 - Строительная механика , 08.00.05 - Экономика и управление народным хозяйством (по отраслям и сферам деятельности)
В этой статье мы рассматривали возможности применения квазигомогенного приближение для описания свойств дисперсных систем. Мы использовали статистический полимерный метод на основе рассмотрения усредненных структур всех возможных макромолекул одинакового веса. Выведены уравнения, позволяющие оценить многие аддитивные параметры макромолекул и, содержащих их систем. Статистический полимерный метод позволяет моделировать разветвленные, сшитые макромолекулы и, содержащие их системы, находящиеся в состоянии равновесия или в неравновесном состоянии. Фрактальное рассмотрение статистического полимера позволяет моделировать различные виды случайного фрактала и других объектов, изучаемых методами фрактальной теории. Способ статистического полимера применим не только к полимерам, но также и к композитам, гелям, ассоциатам в полярных жидкостях и другим агрегативным системам. В данной работе было описано состояние коллоидных растворов оксида кремния с точки зрения статистической физики. Такой подход основан на идее, состоящей в том, что коллоидный раствор диоксида кремния - золь диоксида кремния, состоит из очень большого числа взаимодействующих друг с другом частиц, находящихся в непрерывном движении. Она посвящена изучению идеализированной системы сталкивающихся, но не взаимодействующих частиц золя. Был проведен анализ поведения золя кремнезема, с точки зрения распределения Максвелла-Больцмана и была рассчитана средняя длина свободного пробега коллоидных частиц. На основании этих данных было рассчитано, количество частиц, способных преодолеть потенциальный барьер при столкновении. Для моделирования кинетики золь-гель перехода, были рассмотрены различные подходы.
Ключевые слова: квазигомогенное приближение, дисперсные системы, статистический полимерный метод, образование сшивок, фрактальный метод, коллоидный раствор, кремнезоль, золь-гель переход, длина свободного пробега
Приведены результаты исследования растворимости поликомпонентных водно-органических систем, содержащих неопентилгликоль, формиат натрия и органические растворители. На основании полученных диаграмм растворимости определены температурно-концентрационные параметры процессов экстракции и кристаллизации неопентилгликоля и формиата натрия, теоретически обоснованы технологические схемы процессов и проведен укрупненный лабораторный эксперимент.
Ключевые слова: неопентилгликоль, водно-органические системы, диаграммы растворимости, экстракция, кристаллизация
02.00.04 - Физическая химия , 05.17.01 - Технология неорганических веществ
В этой статье мы рассматривали возможности применения квазигомогенного приближение для описания свойств дисперсных систем. Мы использовали статистический полимерный метод на основе рассмотрения усредненных структур всех возможных макромолекул одинакового веса. Выведены уравнения, позволяющие оценить многие аддитивные параметры макромолекул и, содержащих их систем. Статистический полимерный метод позволяет моделировать разветвленные, сшитые макромолекулы и, содержащие их системы, находящиеся в состоянии равновесия или в неравновесном состоянии. Фрактальное рассмотрение статистического полимера позволяет моделировать различные виды случайного фрактала и других объектов, изучаемых методами фрактальной теории. Способ статистического полимера применим не только к полимерам, но также и к композитам, гелям, ассоциатам в полярных жидкостях и другим агрегативным системам. В данной работе было описано состояние коллоидных растворов оксида кремния с точки зрения статистической физики. Такой подход основан на идее, состоящей в том, что коллоидный раствор диоксида кремния - золь диоксида кремния, состоит из очень большого числа взаимодействующих друг с другом частиц, находящихся в непрерывном движении. Она посвящена изучению идеализированной системы сталкивающихся, но не взаимодействующих частиц золя. Был проведен анализ поведения золя кремнезема, с точки зрения распределения Максвелла-Больцмана и была рассчитана средняя длина свободного пробега коллоидных частиц. На основании этих данных было рассчитано, количество частиц, способных преодолеть потенциальный барьер при столкновении. Для моделирования кинетики золь-гель перехода, были рассмотрены различные подходы.
Ключевые слова: квазигомогенное приближение, дисперсные системы, статистический полимерный метод, образование сшивок, фрактальный метод, коллоидный раствор, кремнезоль, золь-гель переход, длина свободного пробега
01.04.07 - Физика конденсированного состояния , 05.17.01 - Технология неорганических веществ
Настоящая работа посвящена разработке методов синтеза алкоксидов щелочных металлов. Основными факторами, определяющим скорость взаимодействия натрия со спиртами, является площадь поверхности контакта твердой и жидкой фаз и сила соответствующего спирта, как кислоты. Была изучена зависимость скорости взаимодействия металлического натрия с различными спиртами от их константы кислотной диссоциации pKa. Для замедления скорости взаимодействия натрия и калия со спиртами, были использованы их амальгамы. Амальгамы получали методом электролиза раствора гидроксида натрия и калия. Процесс взаимодействия амальгамы щелочных металлов, протекает достаточно спокойно, даже в случае использования метилового спирта и амальгамы калия. Технологическая схема включает три стадии: электролиз раствора гидроксида на обычном электролизере с проточным ртутным катодом; анодное растворение амальгамы в спиртовом растворе и выделение алкоксидов натрия или калия. Предложенный метод позволяет осуществлять синтез алкоксидов натрия и калия в мягких, регулируемых условиях.
Ключевые слова: синтез алкоксидов, алкоксиды натрия, алкоксиды калия, электрохимический метод синтеза
В этой статье мы рассматривали возможности применения квазигомогенного приближение для описания свойств дисперсных систем. Мы использовали статистический полимерный метод на основе рассмотрения усредненных структур всех возможных макромолекул одинакового веса. Выведены уравнения, позволяющие оценить многие аддитивные параметры макромолекул и, содержащих их систем. Статистический полимерный метод позволяет моделировать разветвленные, сшитые макромолекулы и, содержащие их системы, находящиеся в состоянии равновесия или в неравновесном состоянии. Фрактальное рассмотрение статистического полимера позволяет моделировать различные виды случайного фрактала и других объектов, изучаемых методами фрактальной теории. Способ статистического полимера применим не только к полимерам, но также и к композитам, гелям, ассоциатам в полярных жидкостях и другим агрегативным системам. В данной работе было описано состояние коллоидных растворов оксида кремния с точки зрения статистической физики. Такой подход основан на идее, состоящей в том, что коллоидный раствор диоксида кремния - золь диоксида кремния, состоит из очень большого числа взаимодействующих друг с другом частиц, находящихся в непрерывном движении. Она посвящена изучению идеализированной системы сталкивающихся, но не взаимодействующих частиц золя. Был проведен анализ поведения золя кремнезема, с точки зрения распределения Максвелла-Больцмана и была рассчитана средняя длина свободного пробега коллоидных частиц. На основании этих данных было рассчитано, количество частиц, способных преодолеть потенциальный барьер при столкновении. Для моделирования кинетики золь-гель перехода, были рассмотрены различные подходы.
Ключевые слова: квазигомогенное приближение, дисперсные системы, статистический полимерный метод, образование сшивок, фрактальный метод, коллоидный раствор, кремнезоль, золь-гель переход, длина свободного пробега
01.04.07 - Физика конденсированного состояния , 05.17.01 - Технология неорганических веществ
Приведены результаты исследования растворимости поликомпонентных водно-органических систем, содержащих неопентилгликоль, формиат натрия и органические растворители. На основании полученных диаграмм растворимости определены температурно-концентрационные параметры процессов экстракции и кристаллизации неопентилгликоля и формиата натрия, теоретически обоснованы технологические схемы процессов и проведен укрупненный лабораторный эксперимент.
Ключевые слова: неопентилгликоль, водно-органические системы, диаграммы растворимости, экстракция, кристаллизация
02.00.04 - Физическая химия , 05.17.01 - Технология неорганических веществ