Поверхностная энергия в процессах измельчения твердых тел
https://doi.org/10.21822/2073-6185-2023-50-3-181-189
Аннотация
Цель. Целью исследования является экспериментальное измерение поверхностной энергии твердых тел при их измельчении.
Метод. Исследование основано на прменении методов определения поверхностного натяжения твердых тел. На измельчение материалов в промышленности расходуется не менее 20-25 % всей производимой в мире электроэнергии. При уменьшении получаемых частиц до десятков нанометров вклад поверхностной энергии (sт) в работу измельчения становится столь большим, что его трудно не учитывать. Измерение поверхностного натяжения жидкостей давно отработано. Но измерение (sт) твердых тел вызывает большие трудности. В настоящее время известно более двадцати методов определения (sт).
Результат. На основе явления самопроизвольного изгиба тонких нитевидных структур разработан метод определения (sт). Приводятся примеры, в которых (sт) на границе раздела фаз играет важную роль при получении образцов с микроструктурой методом интенсивной пластической деформации (ИПД). Для получения тонких металлических порошков предложен один из вариантов метода ИПД. Найден способ физической активации алюминиевых гранул, повышающий скорость реакции металла в водной среде примерно в тысячу раз.
Вывод. Новая технология позволяет получать высокочистые не окисленные металлические порошки без токсичных стоков и выбросов и при затратах энергии, ниже, чем во всех известных способах.
Об авторах
В. Т. Федоров
Концерн «Наноиндустрия»
Россия
Россия
Федоров Виктор Тихонович, доктор технических наук, советник,
119334, г. Москва, ул. Бардина, д. 4, корпус 1
М. Н. Кокоев
Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова
Россия
Россия
Кокоев Мухамед Нургалиевич, доктор технических наук, профессор, советник РААСН, академик РАЕН и РИА, профессор кафедры «Строительное производство»,
360004, г.Нальчик, ул. Чернышевского, 173
Список литературы
1. Анциферов В.Н., Бобров Г.В., Дружинин Л.К. и др. Порошковая металлургия и напыленные покрытия. Москва. Металлургия. 1987. 792 с.
2. Ребиндер П. А., Щукин Е. Д. Поверхностные явления в твердых телах в процессах их деформации и разрушения // Успехи физических наук. 1972. Т.108. N 9. С. 3-42.
3. А.с. № 408198 СССР. Прибор для измерения поверхностного натяжения твердых тел / С.Н. Задумкин, Х.Б. Хоконов, И.Г. Шебзухова // Открытия. Изобретения. 1973. Бюллетень № 47. С.121.
4. Николова Э. О поверхностном натяжении твердых тел, определенном эффектом Таммана // Годишник на висшете учебни заведения. Техническа физика. 1981. Т.28. Кн. 1. С.21-26.
5. Cahn J.W., Hanneman R.E. (111) Surface tensions of III-IV Compounds and their relationship to spontaneous bending of thin crystals // Surface science.- 1964, № 1.- P.387-397. [Кан Дж.В., Ханнеман Р.Е. (111) Поверхностные натяжения соединений III-IV и их связь со спонтанным изгибом тонких кристаллов // Науки о поверхности. 1964, № 1. С.387-397.]
6. Федоров В.Т. Явление самопроизвольного изгиба нитевидных структур // Поверхностные явления на границах конденсированных фаз. Нальчик, 1983. С.49-53.
7. Изотов А.Д., Лазарев В.Б., Жаворонков Н.М. Межатомные взаимодействия и ударная стойкость твердых тел при высокоскоростных деформациях//Доклады АН СССР. 1985. Т. 285, № 6. С.1401-1405.
8. Морохов И.Д., Трусов Л.И., Чижик С.П. Ультрадисперсные металлические среды. Москва. Атомиздат. 1977. 264 с.
9. Кокоев М.Н., Федоров В.Т. Высокопрочные металлические материалы для строительства особо ответственных сооружений//Вестник Отделения строительных наук РААСН. 2020. Том 2. С. 299-304.
10. Meyers M.A., Mishra A., Benson D.J. Mechanical properties of nanocrystalline materials // Progr. Mat. Sci. 2006. V. 51. P. 427-556. [Мейерс М.А., Мишра А., Бенсон Д.Дж. Механические свойства нанокристаллических материалов // Прогр. мат. науч. 2006. Т. 51. С. 427-556.]
11. Europaeische Patentschrift EP 2 821 156 B1. Vorrichtung und Verfharen zur Umformung von Bauteilen aus Metallwerkstoffen. Fedorov Viktor (RU), Ivanisenko Julia (DE), Baretzky Brigitte (DE) Hahn Horst (DE). Prioritaet: 04.07.2013. [Европейский патент EP 2 821 156 B1. Устройство и способ формования деталей из металлических заготовок. Приоритет: 04.07.2013]
12. V.T. Fedorov and Kh.B. Khokonov. Phenomenon dispersion of solids with the rapid stress relaxation of hydrostatic compression // Sov. Phys. Dokl. 33(6) (1988) p. 463.
13. Федоров В.Т., Кокоев М.Н., Энергоноситель высокой надежности для резервных источников электро- и теплоснабжения // Вестник РААСН 2016. С. 604-608. 14. Бриджмен П.В. Исследование больших пластических деформаций и разрыва. Москва. Издательство иностранной литературы. 1955. 275 с.
14. Береснев Б.И., Трушин Е.В. Процесс гидроэкструзии. Москва. Наука. 1976. 199 с.
15. R.B. Pond. Metal Progress, 89(1966)77. [Понд Р.Б. Металл Прогресс, 89(1966)77.]
16. K. Mueller. Fundamentals of Extrusion Technology. Giesel Verlag. Isernhagen. Germany. 2004. [К. Мюллер. Основы технологии экструзии. Гизель-издательство. Изернхаген. Германия. 2004.]
17. Булычев Б.М., Стороженко П.А. Молекулярные и ионные гидриды металлов как источники водорода для энергетических установок // Альтернативная энергетика и экология. 2004. № 4. С.5-10.
18. Федоров В.Т., Кокоев М.Н. Геологоразведка арктического шельфа и проблема анаэробной силовой установки // Вестник Российской Академии естественных наук. 2020. N 1. С. 21-24.
19. Передовые порошковые технологии LLC. 2011. Томский политехнический университет. Томск. http://www.nanosized-powders.com/ru/42/ (дата обращения 1.06.2023)
Рецензия
Для цитирования:
Федоров В.Т., Кокоев М.Н. Поверхностная энергия в процессах измельчения твердых тел. Вестник Дагестанского государственного технического университета. Технические науки. 2023;50(3):181-189. https://doi.org/10.21822/2073-6185-2023-50-3-181-189
For citation:
Fedorov V.T., Kokoev M.N. Surface Energy in the Processes of Disintegration of Solids. Herald of Dagestan State Technical University. Technical Sciences. 2023;50(3):181-189. (In Russ.) https://doi.org/10.21822/2073-6185-2023-50-3-181-189
Просмотров:
227
Послать статью по эл. почте 
