Кремний диоксидінің әртүрлі полиморфты модификациясының жануын зерттеу

КІРІСПЕ 5
1. ӘДЕБИ ШОЛУ 6
1.1 Кремний диоксидінің әр түрлі модификацияларының: құрылымы,
қасиеттері, активтеу ерекшеліктері. 6
1.2 Кремний диоксиді негізінде әр түрлі тотықтырғыштар мен
көпкомпонентті жүйедегі өздігінен таралатын жоғары
температуралы синтездің (ӨЖС) сипаттамасы. 12
1.3 Механохимиялық активтеу әдісі 14

2. ТӘЖІРИБЕЛІК БӨЛІМ 17
2.1 Материалдар 17
2.2 ӨЖС процесін жүргізу режимдері мен жағдайлары 17
2.3 Механохимиялық активтену әдісі 18
2.4 SiO2 + Al жүйесінің негізіндегі, механикалық активтендіру мен
термиялық өңдеу өнімдерін зерттеу әдістері 19

3. НӘТИЖЕЛЕР ЖӘНЕ ОЛАРДЫ ТАЛҚЫЛАУ 21
3.1 Өздігінен таралатын жоғары температуралы синтездің
SiO2 + Al жүйесінде жануын зерттеу 21
3.2 Кремний диоксидінің ӨЖС процесіне дейін
механохимиялық активтенудің әсерін зерттеу 22
3.3 Кремний диоксидінің әр түрлі модификациясы және SiO2 + Al
жүйесіндегі алюмотермиялық жану процесіне Al . дің және
механикалық активтенудің әсер етуін зерттеу 24

ҚОРЫТЫНДЫ 28
ҚОЛДАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР 29
        
        Қазақстан Республикасы Білім және Ғылым Министірлігі
әл-Фараби атындағы Қазақ Ұлттық ... ... ... және ЖМҚ ... ... ... полиморфты модификациясының жануын зерттеу
|Орындаған: | | ... А.Ж. |
| | | ... ... | | ... ... | | ... ... ... | | ... _ » ... 2007 ж | | ... ... | |Мун Г.А. |
| | | ... ... | | |
| | | ... ... | | |
« _ » ... 2007 ... 2007 ж
РЕФЕРАТ
Дипломдық жұмыс 3 кестеден, 9 суреттен, 31 қолданылған әдебиеттен, 30
беттен тұрады.
Негізгі сөздер: ... ... ... ... таралатын жоғары
температуралы синтез (ӨЖС), механохимиялық өңдеу (МХӨ), рентгенофазалық
анализ (РФА), ... ... ... ... ... ... ... планетарлы
диірменнен алдын ала механохимиялық өңдеуден өткен алюминий маркасының және
кремний диоксидінің модификацияларының негізінде ... SiO2+Al ... ... ... ӨЖС ... ... ... тотықсыздану жағдайында SiO2 негізінде
алынған жүйелердің ӨЖС ... ... ... ... ... осылардың негізінде отқатөзімді композициялық материалдар алу.
Зерттеу әдістері: механохимиялық белсендірілу, рентгенофазалық ... ... ... ... әдісі бойынша жану температурасы.
ӨЖС процестерінің термокинетикалық сипаттамаларына және ... ... ... негізінде алынған ӨЖ-синтез
материалдарына механохимиялық белсендірілудің әсері анықталды.
Жақсы беріктік сипаттамалары бар көпқұрамды ... ӨЖС- ... ... ... ... 3, ... 9, используемых источников
литературы 31, количество страниц 30.
Ключевые слова: Кварц, диоксид кремния, ... ... ... механохимическая обработка (МХО),
рентгенофазовый анализ (РФА), ... ... ... ... системы SiO2+Al на основе различных
модификаций диоксида ... и ... ... ... ... в ... ... динамического
действия и продукты СВ-синтеза механоактивированных систем.
Цель работы состоит в изучении влияния ... ... ... СВС- систем на основе SiO2 в ... ... и ... огнеупорных композиционных материалов на их
основе.
Методы ... ... ... ... ... на ... ... температура горения методом пирометрии,
электронная микроскопия.
Установлено влияние ... ... на ... ... на основе различных модификаций диоксида кремния
и на термокинетические характеристики ... ... ... огнеупорный СВС- материал с ... ... ... ... ... ... әр түрлі модификацияларының: құрылымы,
қасиеттері, ... ... ... диоксиді негізінде әр түрлі тотықтырғыштар мен
көпкомпонентті жүйедегі өздігінен таралатын жоғары
температуралы синтездің (ӨЖС) ... ... ... ... ТӘЖІРИБЕЛІК БӨЛІМ
17
2.1 Материалдар
17
2.2 ӨЖС ... ... ... мен жағдайлары
17
2.3 Механохимиялық активтену әдісі
18
2.4 SiO2 + Al жүйесінің негізіндегі, ... ... ... ... өнімдерін зерттеу әдістері
19
3. НӘТИЖЕЛЕР ЖӘНЕ ОЛАРДЫ ТАЛҚЫЛАУ ... ... ... ... температуралы синтездің
SiO2 + Al жүйесінде жануын зерттеу
21
2. Кремний диоксидінің ӨЖС ... ... ... ... ... ... ... ... әр ... ... және SiO2 + ... алюмотермиялық жану процесіне Al - дің және
механикалық активтенудің әсер етуін зерттеу
24
ҚОРЫТЫНДЫ
28
ҚОЛДАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ... ... ие әр ... жаңа материалдарды құру және кең
көлемде таралған шикізаттың, яғни техногенді шикізат ... ... ... ... ... анықталады. Өздігінен таралатын
жоғары температуралы синтез (ӨЖС) ... ... ... ... ... ... ... және құраушы компоненттің
құрылымы жаңа материалдарды құрудың тиімді түрі ... ... ... ... ... ... тек қана ... ғана емес,
сондай-ақ қазіргі материалтану мәселесін шешу үшін де ... ... ... ... ... мен ... оның ... басқаруға тікелей ... ... ... әрекет ететін әр түрлі физикалық әдістердің ішіндегі синтез
процесін басқару мәселесін шешу үшін реакцияның қатысты қарапайымдылығы ... ... ету ... ... ... және ... ... ерекше қарастырады. Дәреже үйлесімділігі мен деформация
түрлерінің, сондай-ақ дайын өнімнің қыздыру ... ... және ... ... ... тиімді әдісі болып
табылады және белгілі қасиетке ие бұйымның алынуының көптеген ... ... ... Осы екі ... ... түрде
қолданылуы технологиялық схеманың біріндегі отқа төзімді ... ... ... ... ... үшін кең ... ... шикізат ретінде кремний диоксиді және оның әр түрлі ... ... ... ... ... ... ... кремний диоксиді,
кварцты шыны) әр түрлі модификациясының ӨЖС ... ... ... және ... дәрежесіне байланысты механоактивтелген
негізіндегі ӨЖС жүйесінің кинетикасы зерттелді. Жанудың соңғы өнімінің
фазалық құрамы және беріктік ... ... ... ШОЛУ
1. Кремний диоксидінің әр ... ... ... активтеу ерекшеліктері
Кремний табиғи қосылыстары-кремний қостотығы (кремнезем)-бұрыннан
белгілі. Ол тау хрусталі, ... және әр ... ... боялған кварц болып
табылатын асыл тастар (аметист, түтінді кварц, халцедон, ... ... және т.б) ... ... Кремний жер қыртысында таралуы бойынша
(27.6 масс.%) оттектен кейін екінші орын алады. Жер қыртысының жарты ... ... және ... ... ... ... ... екі оксид түрін түзеді: кремний (II) оксиді және кремний (IV)
оксиді. ... (II) ... қара ... ... зат. Ол 9000С-қа дейін
изоляциялаушы қасиеттерге ие. Вакуумда металды төсемдерге қабыршақ ... ... (II) ... ... конденсаторлар дайындау үшін
және басқа да мақсаттарда қабыршақты микроэлектроникада қолданылады [2].
Кремний (IV) ... ... ... ... модификацияда
кездеседі және қазіргі кезде тоғыз түрі белгілі. Оларға ең алдымен кварц,
тридимит және кристобалит ... Осы ... ... өзі
бірнеше екінші ретті түрлерге ие: (- және (- кварц, (- , (- және ... (- және (- ... ... г)
1 - сурет. Кремнезем құрылымы (Si02)n: а — ... б — ... в ... г — ... ... (- ... ... тұрақты. 5730С
температураға дейін ... ол ... ... (- ... ауысады. 8760С температурада тридимитке (ромбалы), ал
14700С температурада кристобалитке (кубты) ауысады. ... ... ... (ең ... ... ... қатысуынсыз 1400-14500С-
тан жоғары температурада ... бір ... ... ... ... және кварцты шыныға ауысады. ... (- ... ... ... кремнеземнің кең таралған үш модификациясы мен кварцты ... ... ... ... ... көрсетілген:
Кварц ТридимитКристобалитШыны
Бірнеше формада болатын кремнеземнің үш модификациясы да табиғатта
таралған, сонымен бірге ... ... ... ... ... болады
[3].
Тәжірибеде «кремний диоксидін» оның барлық кристалды, аморфты және
гидратталған немесе гидроксилденген ... ... атау ... ... ... Бұл «кремнезем» термині кремний мөлшері
анализ кезінде формасына тәуелсіз SiO2 – дегі массалық қатынасына ... ... және оның ... ... түрінің негізгі формасына
тәуелсіз болады [3].
Табиғи формалардан басқа ... ... мен ... ... ... ... Осы ... мен олардың қасиеттері
туралы шолуды С.Фрондель [4], Р.Б.Сосман [5] және басқа да ... ... Олар ... ... ... ... ... силикаттардың өзара байланысын анықтады. Жай қысым кезінде
метастабильді жоғарыда аталған үш ... ... ... ғана анықталды.
Китит 1954 ж. жоғары қысымда кристобалит пен ... ... ... ... ... 1953 ж. ... ол аморфты кремнеземнен китит
алынатын температурада, бірақ он дүркінді қысым мен ... ... ... [3]. ... ... лабораториялық жағдайларда 1961
ж. ашылып, метеоритті картада 1962 ж. ... ... ... да ... кристалды формалары болады [6].
Оларға (SiO2 )n модификациясы немесе талшықты ... ие W ... ... бұл ... SiO4– тетраэдрлерінің қосылуы
төбелермен емес, (SiS2 )n ... ... ... ... ... ... силоксанды байланысы бар сызықты полимерлі молекула түрінде
келтіруге болады:
Мұндай молекула ... және ... ... W ... аморфты
полигидроксосилоксанға айналады. Кремнеземнің - ... ... да ... ... кремний атомдары 6 координациялық санына
ие. Стиповерит жоғары температура (1200-13000С) мен қысымда (160-180 ... ... О ... литийлі силикатты шынылардан ... ... ... ... ... ... ... ұқсас кристалды торға ие және мүмкін кварцтың жоғары температуралық
модификациясы болып табылады. Кремнеземнің осы түрін қоспасыз таза ... ... жолы ... нейтронды атқылау болып табылады.
Әдебиетте «аморфты» кремнезем туралы жиі айтыладыды. Соңғы мәліметтер
«аморфты» кремнеземнің болмайтынын айтады [1]. ... ... ... ... ол ... ... ... әдісімен нақты зерттеу
кезінде кристобалит құрылымын көрсететін аз ... ... ... ... ... ... жай ... мұндай материал үшін макроскопиялық кристалдарға қарағанда
мультиплетті шыңдарсыз тек жуан ... ... ...... ... ... метастабильді модификациялары [3].
| Модификациялар | ... ... ... |
| | ... | ... кбар |
| Китит | 400 – 500| 0,8 – ... ... | 300 – 1700| 15 – 40 |
| ... | 1200 - 1400| 160 ... ... үш типке бөлінеді:
1. Кварцты балқыту арқылы дайындалған ... шыны [3]. Шыны ... ... мен ... ... ... ... және
тұтқырлықты біртіндеп арттыру ... ... ... ... ие ... ... аса суыту жолымен алынатын барлық аморфты
денелерді ... ... М ... – кремнеземнің аморфты немесе кристалды түрлерін жылдам
нейтрондармен сәулелендіру арқылы алынатын ... ... Бұл ... аморфты кремнеземнің тығыздығы артады, ал кристалды кремнеземдікі
кемиді. М ... ... және 16 ... бойы 9300С – та ... ауысады. Оның тығыздығы кварцты шыны үшін 2,20 г/см3 ... 2,26 г/см3 ... ... ... Оған негізінен мөлшері бір ... ... ... беті ( 3м2/г – нан ... ... ... зольдер, гельдер, ұнтақтар және кеуекті шынылар кіреді.
Табиғи жағдайларда кремнеземнің микроаморфты типтері вулканның атқылауы
кезінде басталатын бу ... ... ... ... ... ... мен тірі ... кремнеземнің аса қанық ерітінділерінен
тұндыру арқылы түзіледі. ... мен ... ... басқа табиғи текті микроаморфты кремнезем өте ... ... ... ... кремнеземді үш класқа
бөледі:
1. Арнайы жапырақшалар, байламалар және талшықтар формасында алынатын
микроскопиялық ... Беті ... SiO2 – ден ... ... SiOН ... ... 1000 А0 – нен ... элементарлы сфералық бөлшектерден тұратын
қарапайым аморфты формалар. Мұндай бөлшектер жеке немесе ... ... ... ... ... ... ... бөлшектер, зольдерде орын алады;
б) беттесу нүктелерінде силоксанды ... бар ... ... агрегаттар, гельдерде болады;
в) бөлшектердің көлемдік үшөлшемді агрегаттары, ... ... ... және ... ... диспергіленген
ұнтақтарында байқалады.
3. Құрылымында барлық кремний атомдары бір немесе одан да көп гидроксил
тобын ұстайтын гидратталған аморфты кремнезем. Полимерлі ... ... ... қышқылы немесе олигокремний қышқылдары ерітіндіні әлсіз
қышқылдату жағдайында және ... ... ... ... ... және ... жағдайда түзіледі. Концентрацияны
арттырғанда мұндай бөлшектер гельдің ... ... ... аралықтарында су ұсталады. Мұндай аралықтар мөлшерлері
молекулярлыға ... ... суды 600С ... ... ұстауға
қабілетті, бұдан жоғары температурада су десорбциялануы мүмкін [2].
Суда аморфты кремнезем аралық ... ... ...... ... 3350С температурада 840 сағат бойы 1055 кг/см2 қысымда және 18 сағат
бойы 3165 кг/см2 ... ... [3]. ... ... ... ... атмосфералық жағдайларда бұзылуы нәтижесінде
түзіледі, шамалы бөлігі көл жағалаулары құмының еруі ... ... ... ортокремний қышқылы Si(OН)4 кремнеземнің ерігіш
формасы болып табылады. ... ... бұл ... оттектің төрт атомымен
координацияланған. 250С – та судағы Si(OН)4 ... ... ... 0,007% ... SiO2 , ал жұқа ... ... тұратын жоғары
кеуекті аморфты кремнезем үшін ерігіштік жоғары және шамамен 0,010-00,013 %
(масс.). Кристалды кремнезем (кварц) осы ... аз ... ие ... % (масс.).
ОН – иондарымен катализделетін кремнеземнің суда еруі мен тұнуы келесі
сызбанұсқамен өтеді:
(SiO2)Х + 2Н2О ... + ... ... ... ... ... кремнеземді суда еріту
үшін кремнийдің беттік ... ... ... ... және ... арттыратын, басқа кремний атомдарымен оттекті байланыстарын ... одан ... ... және ... ... ... басқа кремний
атомдарымен оттекті байланыстарын әлсірететін, ... ... ... ... ... ... ... бетіне адсорбцияланған ОН – - ионы төрттен жоғары
кремний ... ... ... ... ерітіндіге өтетін
силикат – ион түзу арқылы оттек – кремний байланысының әлсіреуіне әкеледі.
рН 11-ден көп ... ... ...... ерігіш кремнезем Si(OН)4
молекулалары мен ОН – иондарын түзу арқылы гидролизденеді. Бұл процесс SiO2
еруін ... ... ... ... ... ... ... формаларындағы байланыс беріктігінің
сипаттамасы салыстырмалы еру жылдамдығы болып табылады. Осы ... ... үшін 2 – ... ... ... рН 8,5 ... ерітіндіде қосынды беті 10 м2/г ұнтақтарды қолдану кезінде
кремнеземнің түрлі формаларының ... ... ... ... ... , ... ішінде еру процесін де затты
механикалық өңдеу нәтижесінде жылдамдатуға болады. Соңғы кезде ... ... ... ... ... ... зерттеулер
обьектісіне айналды. Оның себебі – мұндай ... ... ... пайдалану, әсіресе жаңа дәстүрлі емес, технологиялық
процестердің көбі экологиялық таза және ... ... ... ... ... – кесте. Кремнеземнің әртүрлі формаларының еру жылдамдығы [3].
|Кремнезем типі |Еру ... 10 -6 ... ... шыны |39,0 ... |2,8 ... |6,0 ... |4,5 ... |0,7 ... |11,0 ... ... механохимиялық түрлендіру тұрғысынан зерттелген
органикалық және бейорганикалық материалдарға, ... ... ... ... ... ... ... процестегі барлық құрылымдық және
радикалды айналымдар зерттелген. Ұсақтау ... ... ... ... ... ... әкеліп, оның түзілу моменті кезінде шекаралық қабатта
орналасқан атомдар қанықпаған валенттілікке ие ... ... ... тұрақсыз және тез ... ... ... ... ... ұзақ уақыт сақталады. Мысалы, кварц бұзылғанда
(Si * - радикалдарға ... ... және ... ... атмосферада
түзілетін Е( - орталықтар түзіледі [8].
Кварцты диірменде инертті ортада бұзу кезіндегі ЭПР ... ... П.Ю. және ... А.А. ... [9]. ... ... ол ... беткі қабатында орналасқан парамагнитті орталықтардың (ПМО)
түзілуімен байланысты деген ... ... ... ... ... ... (SiО * түрінің ПМО–мен байланыстыру керектігін
зерттеулер ... [10-12] ... ... қабілетін оның бетін әр түрлі бейорганикалық
және ... ... ... ... сонымен қатар
механохимиялық әсерге ұшырату ... ... ... Көп ... ... өнім ... модификацияланған кремнезем болып
табылады, себебі оның бетінде жаңа ... ... ... ... модификациялау үшін оны түрлі әдістермен: (- және ... және ... ... ... ... ұсақтау)
түрде активтейді. Бұл тәсілдер кремнеземді полимерлермен ... ... ... Мысалы, кремнеземді сұйық қаныққан көмірсутек
ортасында ұсақтағанда химиялық модификацияланудың ... ... ... жүзеге асады [12].
Кремнеземдерді модификациялау қасиеттері бойынша материалдар, нақтырақ
айтқанда жоғары гидролизді және термиялық ... ... ... физико-химиялық қасиеттері әр түрлі материалдар алуға мүмкіндік
береді.
1.2 Кремний ... ... әр ... тотықтырғыштармен
көпкомпонентті жүйедегі өздігінен таралатын жоғары температуралы синтездің
(ӨЖС) сипаттамасы.
Өздігінен таралатын ... ... ... (ӨЖС) – бұл
автотолқынды процесс, ол жану толқынының таралуына ұқсас. Бұл ... ... ... ... ... ... ... жану зонасында
локализденген. Берілген процесс ... ... ... ... оның ... ұнтақтар, компактілі
материалдар және бұйымдар алып, қорғайтын қаптауыш жасайды және ... ... ... ... синтез тек қана технологияда
ғана емес, ... ... ... мәселесін шешуде де сәтті
қолданылып келеді. Оған мысалы, функционалды-градиентті материал ... ... жаңа ... процесін өңдеуді,
микрогравитация және салмақсыздық шартындағы ... ... ... пен ... механохимиялық өңделуін, электрлі және
магнит өрісіндегі хемотермиялық генерацияны жатқызуға болады. Бұл ... ... ... байланысты. Бөлшектің өлшемін азайту актуальды
мәселе болып табылады, өлшемді эффектілер ӨЖС процесінің өзіне тікелей әсер
етеді, сондай-ақ ... ... ... де әсер ... ... ... әр түрлі бағыттағы керамика алу ... ... ... материалы болып табылады. Керамикалық ... ... ... ... ... ... бірнеше компонентті соңғы өнімге айналдыратын химиялық
реакцияның толық дамуы мен жалғасуы маңызды орын ... ... ... мөлшерде жылу бөле жүретін химико-термиялық реакцияға негізделген. Бұл
негізінде ... ... ... ... рөлі
иондану потенциалы аз металға (Аl, Мg, Nа, K және т.б) ... ... (С, В, N, Si) ... ... ... ... және ... өнеркәсіптерінде таза металды және
синтезделген қосылыстарды ұсақтау кезінде ... ... ... кезде компоненттер арасындағы тура әрекеттесу, сондай-ақ күрделі
сызбанұсқа ... ... ... ... ... ... реакциялық қабілетті бөлшектер болып табылатын маңызы ... ... ... өнім ... ... ... арқылы жүретін жоғары
температуралы реакцияларға жатады [14-16].
Бұл процестердегі ... ... жылу ... ... ... ... ... толық ретін - қыздырғыш құрылғы
қолданусыз жүйенің өзін энергетикалық ресурстарды қолдану арқылы жүргізуге
мүмкіндік береді. Бұл ... ... ... температуралы синтез
(ӨЖС). Синтез температурасы реакцияласатын заттар қасиетіне байланысты өте
үлкен 0,1 ден 15,0 ... ... ... 1500 – 35000С ... ... басқа бұл процесте бір мезгілде C,N,B және ... ... ... [17]. ... ... ... балқығыш
қосылыстар алынады.
Алюминий арқылы (стехеометриялық құрам) SiO2, Fe2O3, ... ... ... шығатын жылу сәйкесінше 0,56 ккал/г, 0,93
ккал/г, 0,85 ккал/г құрайды. Бұл ... ... ... ... ... + 4Al = 2Al2O3 + ... + 2Al = Al2O3 + ... +8Al =4 Al2O3 +9 Fe
реакциялардың соңғы өнімдері Si, Fe, Al2O3 болып ... ... ... және ... жүру шартына байланысты, сондай-ақ ысу
температурасына байланысты реакцияның аралық өнімдері – ... ... және Al2O ... ... ... жұмыста тотықсыздану процесінің басталуы компоненттердің біреуінің
балқу температурасымен байланысты болса, ал ... ...... ... ... Al ... ... байланысты.
Мысалы FeO – ның Al – мен ... FeO ... ... қосылыстарға дейін
ауада қоспаны 7100(983 К) ... ... ... ... Fe – ... тотықсыздану 9000С (1173 К) шамасында басталады.
Тотықсыздандырғыштардың ішінде көміртек ең ... және ... ... ... қатты көміртек арқылы реакцияның өтуі үшін үлкен
энергия шығымы қажет. ... ... ... жылу бөле ... ... ... болып табылады. Көміртегі оксиді күшті тотықсыздандырғыш болып
табылады.
Көміртек оттекке ынтықтығы ... ... да 4000С – дан ... ... және ... ... оксиді қатысады, бұл кезде реакцияның
соңғы өнімі болып тотықсызданған металл, жаңа ... және СО2 ... ... ... ... ... ... кезде келесі
реакциялар орын алады [21]:
FеО + С= Fе + CO
Fе + CO = Fе + CO2
3Fе2O3 + CO = 2Fe2O3 + ... + CO = 3FеО + ... SiO2 – мен ... тек ... 1600 – 18000С
температурада жүруі мүмкін. Реакция жылдамдығына көптеген факторлар ... ... ... адсорбциясы және тотықтар бөлшектерінің
бетіндегі ... ... ... газ тәрізді өнімдерінің
жылдамдығын жою, тотық бөлшектерінің ... ... ... күйі.
Белгілі бір шарт бойынша алынған материалдың көп мөлшерде ... ... ... ӨЖС ... ... ... ... оттек
ағынын азайтуы және реакцияға қатысатын ... да ... ... ... СО2 – нің ... ... көміртектермиялық реакциядағы
міндетті өнімі болып табылады. Сондықтан, ... ... ... ... ... ... ... үшін бірнеше тотықсыздандырғыштар
енгізу артықтық етпейді. Мысалы, бір мезгілде алюминий мен ... ... ... ... ... – алюминийдің мөлшері төмен болуы
мүмкін, сондай-ақ бастапқы ... ... ... төмендеуі мүмкін
[22].
Өздігінен жану процесінің, жану кинетикасының және жылу ... ... ... ... ... ... ... өлшемі маңызды рөл атқарады. Дисперстілік ... ... ... ... көп ... ... саны көбейеді және бөлшектердің беті
маңызды бола түседі, одан кейін барлық әрекеттесу басталады. ... ... ... ... ұсақ ... ... ... және беттің күйі тотықсыздану процесінің барлық параметрлеріне:
өздігінен жану температурасына, ... ... ... ... әсер етуі ... ... активтеу әдісі
Синтезделген материал қасиетінің тұрақтылығы мен сапасы оның ... ... ... ... процесімен басқару әдісі арқылы
мәселені шешу реакцияның термокинетикалық сипаттамасына әсер ететін әр
түрлі ... ... ... ... ... ... мен
механохимиялық синтезге жай ... пен әсер ету ... ... ... ... Дәрежелердің сәйкес келуі және деформация
түрі, сондай-ақ дайын өнімнің ысу температурасы материалдың ... мен ... ... өзгеруімен тиімді әдіске жатады, сондай-
ақ берілген тапсырма бойынша бұйымның алынуының көптеген ... ... ... ... негізгі мақсаты механикалық өңделу шартында
бөлшектің азаюы сияқты және ... ... ... өсуі, сондай-ақ
кристалдық торда ақаулардың жиналуы ... ... Бір ... ... ... ... ... қатты фаза реакциясының жылдамдығы
реакцияласатын қатты фаза бетінің шекарасының ... ... ... реакциялық қабілеттілік сияқты анықталады. Сондықтан толық
механикалық активтенуден кейін химиялық ... ... ... ... ... синтезінің бастапқы температурасының азаюы
жүреді[24].
Механикалық өңделу кезінде барлық оттекті қосылыстардың түрлері ... ... және ... ... [25] бойынша бейстереохимиялық
қосылыстардың түзілуі жүреді.
Механохимиялық құбылыстар химиялық активтілікті қамтамасыз ететін, заттың
механикалық ... ... ... мүмкіндік беретін жылдам
электронды эмиссия болып табылады. Жоғары энергетикалық күйдің себебі
мыналар ... ... ... химиялық байланыстар, зарядталған күйлер және
басқа да факторлар [26]. П.Ю.Бутягин бойынша артық беттік ... ... ... өмір ... активті орталықтар келтірілді [27-28],
ол беттік зонаның деформациясы нәтижесінде және ұсақтау процесінің әрекет
етуімен үгітіледі.
Көптеген ... ... ... мен жарылу болған кезде соңғы
нәтижесінде химиялық құбылыстарға ... және ... ... ... ... ... етуде негізгі әдіс болып табылады. Олар:
электромагнитті толқындарды, соның ішінде дыбыс және ... ... ... ... ... ... ... жылу өндіреді;
электрондар эмиссиясын стимульдейді және потенциалдар айырымын
құрады;
материалдың біркелкілігін ... ... және ... бос ... және пластикалық деформацияны болдырады. Деформация
релаксациясы және қатты ... ... ... ... ... баяу
жүреді және механикалық күшке әрекет етуге айналдыратын зат қандай да ... ... ... қоры бола ... кристалдық торын бұрмалайды, оның себебі «артық» энергия
сәйкес қорын беретін сызықты дислокация және ... ... ... ... біртегістілігін бұзу арқылы заттың
(механализ, механокрекинг және т.б) химиялық байланысын бұзады; ... ... ... ... ... ... бос радикалдар «артық»
энергия қоры бола алады.
ұсақтау кезінде нәтижесінде өлшемі тек ... тор ... ... ... ... Ары ... диспергирлеу өздігінен
барлық термодинамикалық сипаттаманың сәйкес өзгеруімен қайта ... ... ... ... арқылы қатты затқа механикалық әрекет
ету механохимияның ғылыми-методологиялық негізі ... ... ... ... ретін болдырады.
механохимиялық реакциялар соқтығысу және жарылу кезінде пайда болған
электромагнитті толқындармен иницирленеді, ... оның ... ... ... ... ... ... реакциялар соқтығысу немесе жарылу ... ... жылу ... ... ... ... оның ... қарапайым
химиялық реакцияға қатысты түсіндіріледі;
механохимиялық реакциялар қатты денені ұсату кезінде зерттелген
электрон ... ... ... ... ... бос бетінің
ұлғаюына байланысты өседі, сонда оның жылдамдығы ұсату ... ... ... мен кристалдық тор дефектісі
нәтижесінде ... және ақау ... мен ... ... ... күші ... атқарады;
механализ және механокрекинг типтес механохимиялық ... ... ету ... ... ... ... ... бұзу
ретінде қарастыруға болады;
механикалық реакциялар заттың деформациясына негізделген ... ... ... ... ... сонымен қатар кернеу ... ... ... де ... ... олардың табиғаты
деформацияланған қатты реагенттердің энергетикалық күйімен байланысты;
ең соңында, механохимиялық айналулар дисперсті бөлшектер ... ... ал ... зат жеткілікті түрде түзілуі керек [29].
Сонымен, ӨЖС процесінің сезгіштігі жүйенің және режим ... ... сай ӨЖС ... алу ... ... технологиялық
процестерді өңдеудің негізі болып табылады. Әрекет етудің соның ішінде оның
тек дисперстілігін өзгертіп қана ... ... ... күй ... ... өзгертетін басқа да әдістер мен таңдаулар болуы мүмкін.
2. ТӘЖІРИБЕЛІК БӨЛІМ
1. ... ... ... ... ... ... ... кремний диоксиді, кварцты шыны және 1:1массалық қатынаста алынған
кремний диоксидінің кристалды және аморфты қоспалары.
Кварц ақшыл-сұр түсті кристалды ... ... ... тазалығы 98,84%
құрайды. Аморфты SiO2 кремний диоксиді (ГОСТ 9428-73) ақ түсті кеуек ұнтақ,
құрамында 98 % - тен кем емес SiO2 ... ... ПА-4 ... ұнтағы ... ... ... алюминидің ПА-4 мөріне жүргізгенде, ол
алюминийдің монофазасы болып табылатыны белгілі болған.
2. ӨЖС процесін жүргізу режимдері мен ... ... ... сынаманы алдын ала қыздырылған пеште ... ... ... ... ... ... ... аралықты құрады. Үлгі өлшемдері: диаметрі (d)=20 мм және биіктігі
(h)=25-30 мм болатындай, лабораторлық (Carver( маркалы ...... ... ... пресі.
Al + SiO2 қоспасы компоненттері мына теңдеумен:
3SiO2 + 4Al = 3Si + 2Al2O3
стехиометриялық қатынаста (100 г ... 37,5 г Al және 62,5 г ... ... ... ... және әр түрлі
фазалық құрамдарға материалдардың түзілуіне әсерін зерттеу үшін, ... ... ... ... ... де ... ... 2 пайызға жетпейтін, құрамы сұйық шыны мен ... ... ... ... ... ... (Т max (9000C)
3. Механохимиялық активтену әдісі
Қатты денелерді майдалау мен ... ... ... құрылымы, заттарға: соғу, бөлу, қажау, егеу және тағы басқа
механикалық әсер етуі бойынша бөлінеді.
Бұл жұмыста, суретте көрсетілген, екі ... ... ... ... ... ... принципімен жұмыс істейтін,
орталықтан тепкіш- планетарлы диірмен қолданылды.
Планетарлардың айналу жылдамдығы ... 700 ... ал ... минутына- 1200 айналымды құрайды. Орталықтан тепкіш- планетарлы
диірменде өңдеу кезінде үдеудің шамасы- 20 g-ға ... ... ... ... ... ... тиімділігіне әсер ететін параметрлерге: шарлардың алатын
көлемі, ұнтақталатын заттың ... ... ... ... ... және тағы ... ... Шикізатты материалдарды механикалық
өңдеуде жоғарыда аталған параметрлер ескеріліп, тәжірибелік жұмыстар ... 5 ... –40 ... ... ... ... Ұнтақтар
салмағының ұнтақтағыш шарлар салмағына қатынасы 1/2 құрады.
4. SiO2 + Al жүйесінің ... ... ... ... ... ... ... әдістері
Жану температурасы пирометрлік термометрмен өлшенді. IREON ULTIMAX PLUS
UXIOP (2002 жылы ... ... 600 ден 3000оС ке ... ... ... арналған. Температураны өлшеу кезіндегі қателік,
өлшену ... ... ... ... ... ... 1500оС дейінгі температураларды өлшеуде қателік (0,5 ( -ін, 1500-
2000(С-ге дейінгі интервалда, алынған температураның ±1%-ін ... ... ... ... ... алынған температуралардың (2 (-
не дейін жетуі мүмкін. Алынған мәліметтерді, реалды ... ... ... ... прибордың қосымша стандартты PS-232С протоколын
қолданатын порты бар. ... ... ... ... басынан
аяғына дейін жүргізуде, қадағалауға ... ... ... уақыт интервалы- 0,5 с-ті құрайды.
Алынған сынамалардың сығылуға беріктілігі ДОСМ-3-5 ауыспалы түрдегі,
динамометр көмегімен ... ... ... ... талаптар
9500-75 МЕСТна негізделген, ТШ 25,06. 590-76 техникалық шарттарын ... ... және ... ... ... ... интервалында жұмыс істейтін, кобальт СоК(
сәулелермен шағылыстыру арқылы жасалынды. Механикалық ... SiO2 ... ... ... ... ... Мәні
зат кристалдарының өлшемдеріне және кристалдық тордың деформациясына
байланысты, ... ... ... ... ... кіші
жылдамдықпен 1-2 град/мин, 40о тан 80о қа ... ... ... ... ... ... ЖӘНЕ ОЛАРДЫ ТАЛҚЫЛАУ
1. Өздігінен таралатын жоғары температуралы синтездің SiO2 + Al
жүйесінде жануын зерттеу
Алдын ала ... ... ... үлгілерге ӨЖС-ті өткізу
кезінде процесс:өздігінен тұтану мезетінен (5а-сурет), жану ... және ... суу ... ... ... ... ... тұрады. Өздігінен тұтану үлгінің максималды қызу ... оның беті мен ... ... ... ... ... ең ... мәнге жеткенде процесс жылулық жарылыс тудырып, жану
толқыны үлгінің ... ... ... таралады. Артынан процес сөну
периодымен бітіп, синтезделіп жатқан ... ... ... ... (5в. ... ... - ... ӨЖС процесінің жүруі
а) өздігінен тұтану, б) жану толқынының таралуы, в) сөну ... ... ... суытылу процесіне дейін жүретін жылулық
жарылыс моментіне сәйкес келетін өздігінен ... ... ... ... ... ... көмегімен тіркелген жану
процесінің температуралық профилі арқылы ... ... ... ... ... периоды үлгідегі алюминийдің тотығуына
негізделген, ал кейінгілері тұтану және ... ... ... ... ... ... жағдайларына және реакцияның жүргізілуіне
байланысты әр түрлі жылдамдықта температураның төмендеуімен суреттеледі.
6 – сурет. ... және ... ... ... әр
түрлі модификациясының SiO2 + Al жүйесінде жану температуралары профилінің
жалпы түрі. (20 мин ... ... ... 2- кристалды кварц,
3- аморфты SiO2, 4- кварцты ... ... ... ... және 20 мин ... ... әр ... полиморфты модификацияларының максималды
температуралары анықталды, ал ол өз ... жану ... ... бірі ... ... ... кремний диоксидінің әр түрлі полиморфты модификацияларының
максималды температуралары қолданылатын материалдың түріне, ... ... ... ... оларды дайындау ... ... ... түрі мен ... ... ... алдын ала қыздыру температурасына қарай өзгереді. ... ... ... ... ... ... тұтану
температурасы, жанудың жылдамдығы мен максималды температурасы, синтездің
жүру ... ... ... ... ... ӨЖС ... ... механохимиялық активтенудің
әсер етуін зерттеу
Материалдарды орталықтан тепкіш планетарлы диірмендегі динамикалық
әрекет етудегі ... әр ... (5, 10, 20, 30, 40 мин) ... ... ... ... ... анализ әдісімен
сарапатталды, жану нәтижесінде кремний ... әр ... ... жүйелерінде әртүрлі өнімдер түзіледі, олардың
құрамы кестелерде келтірілген. Олардың ішіндегі ... ... AlN, Si ... материалға-отқа төзімділік қасиет көрсетеді.
|Үлгілер ... |
|% ... |
|% ... |
|% ... |
|% ... |
|% |
| ... шыны |
|5 мин акт. ... ... ... ... ... |
| |
|2 Кв шыны ... акт ... ... ... ... ... |
| |
|3 Кв шыны ... мин акт ... ... ... ... ... |
| |
|4 Кв шыны 20 мин акт ... ... ... ... ... |
| |
| |
| |
| |
| ... ... ... |Si |AlN |Al |
| |% |% |% |% |% ... Крист.кварц|7,2 |54,7 |18,5 |- |10,5 ... | | | | | ... |10,7 |62,0 |22,1 |- |5,1 ... | | | | | ... | | | | | ... Крист.кв. |1,0 |57,4 |25,3 |- |4,2 ... | | | | | ... ... |4,7 |56,2 |24,0 |- |4,2 ... | | | | | ... | | | | | |
3- ... РФА ... алынған нәтижелер.
3.3 Кремний диоксидінің әр түрлі модификациясы және SiO2 + ... ... жану ... Al - дің және механикалық
активтенудің әсер ... ... мен ... ... әр түрлі модификациясының активтелген
ұнтағы қоспасының стехеометриялық қоспасында ... (62,5% SiO2 ... ... ... ... ... және биіктігі 20 мм) және ӨЖС
синтезі 9000С температурада муфелді пеште ... ... ... ... ... пирометрлік термометрде (Ircon Ultrimax
Plus UX10P) өлшенді. Өздігінен тұтану температурасы РIII компьютерінде ... ... ... ... өтеу ... арқылы инструменталды
күшейткіш пен термопар белгісінің күшеюі әдісімен ... ... ... ... ... ... ... үлгілердің
фазалық құрамы кобальтты (Со-Кα) сәулеленуді қолдана отырып «Дрон–4М»
дифрактометрінде ... + Al ... жану ... ... ... әсер
етуін зерттеу қызығушылық тудырды, мұнда компонент ретінде Еркен кристалды
кварцы, аморфты кремний диоксиді, кварцты шыны және Al-дің 1:1 ... ...... ... ... әр ... модификациясының SiO2 + Al
жүйесінде жануының максималды температурасының ... ... ... 2-аморфты SiO2, 3- кварцты шыны.
7-суреттен ӨЖС жүйесінің жоғары температурасы активтелген ... ... және бұл ... ... температураның 5 мин және 20
мин ... ... ... ... ... ... кезінде энергияның
жиналу нәтижесінде жеке бөлшектердің бір-біріне бірігуіне ... ... және ... ... ұсақ ... ... ... нәтижесінде беткі қабатында берік қабыршақты қабат пайда
болады. Сондықтан ең басында беткі қабыршақты қабат ... да ... ... Кристалды кварцпен салыстырғанда аморфты кремний
диоксиді мен ... ... ... ... ... ... болады [31].
Кремнеземнің аморфты және кристалды формасын мұқият механикалық өңдеген
кезде уақыттың әсер етуі бекітілген заңдылықта әр түрлі детальда және жалпы
бола ... ... ... ұзақтылығы бойынша активтелген материал
күйінің ... ... ... ол ... ... ... уақыты бойынша жану температурасы бақыланады. Бұл кезде SiO2
кристалдық модификациясының, яғни кварц үшін жану ... ... ... және кварцты шынымен салыстырғанда жоғары болады.
Алынған нәтижелерден механикалық ... ... ... кристалдық
кварцтың аморфизациясына әкелетінін, яғни кварцтық бөлшектердің беттік
қабатында аморфты ... ... мен оның ... ... жану
температурасының ұқсас болатынын көруге болады.
Мұқият өңдеу кезінде ... ... ... ... ол
энергиялық күйдің өзгеруіне әкеледі.. Салдар ретінде – нәтижесінде жану
температурасының ... ... ... ... микрокинетикалық
сипаттамасының өзгеруіне әкеледі.
8 – сурет. Кремний диоксидінің әр ... ... ... ... ... ... ... 2-аморфты SiO2, 3- кварцты шыны.
8 – суретте кварц үлгісінің, аморфты кремний диоксиді және ... ... ... ... ... көргеніміздей механохимиялық активтену үлгінің беріктілік
сипаттамасына әсер етеді. Сығылудағы ... ... ... әр ... модификацияларында бақыланады.
Барлық активтелген жүйенің жоғары беріктілігі оның ... ... Жану ... РФА ... ... ... Si, ... нитриді қатысқанда синтезделген материалға беріктік беретінін көрсетті.
Алынған нәтижелерден кремний диоксидінің әр ... ... ... ... активтелуі өздігінен тұтанудың басталуы мен ... Al) ... ... ... сонымен қатар фазалық құрам және
синтезделген материал қасиетіне әр түрлі әсер ...... ... және ... кремний диоксидінің әр түрлі
модификациясының сығылуға беріктігінің фазалық құрамы.
1-кристалды кварц, 2-аморфты SiO2, 3- кварцты шыны.
Барлық ... ... ... ... оның фазалық құрамына
негізделген. Жану өнімінің РФА нәтижесі бойынша тотықсызданған Si, ... ... ... ... ... ... беретінін көрсетті.
Алынған нәтижелерден кремний диоксидінің әр түрлі модификацияларының,
сондай-ақ ... ... ... ... тұтанудың басталуы мен(SiO2
+ Al) ... ... ... ... қатар фазалық құрам және
синтезделген материал қасиетіне әр түрлі әсер етеді.
ҚОРЫТЫНДЫ
1. ӨЖС ... ... ... ... ... ... ... диоксидінің әр түрлі модификациясы синтездің соңғы
өнімдерінің құрамына және ӨЖС ... ... әсер етуі ... ӨЖС ... SiO2 + Al жүйесіне Al-дің әсері және ... ... ... ... ... әр ... ... жанудың
макрокинетикалық сипаттамаларына әр түрлі әсер етеді.
5. Алынған ... ... ... ... ӘДЕБИЕТТЕР
1. Сиванова О.В. Кремний, его соединения, ... на их ... ... ... ... – 1996. – 60 ... Черкинский Ю.Ч. Химия полимерных неорганических вяжущих веществ //
Ленинград «Химия» . – 1997. – С. 64 – ... ... Р. ... ... М.: Мир. – 1982. – Ч.1, 2. – 416, 610 ... Frondel C. The System of ... of DANA // Silica ... – №7. – Vol.3. – 1962. – С. 416 – 422
5. Sosman R.B. The Phases of Silica. Rutgers ... Press, ... N.J. – 1965. – 215 ... ... В.С., ... В.Г., Федоров Н.Ф. Физическая химия силикатов и
других тугоплавких соединении. М.: Высшая школа. – 1988. – 400 ... ... Е.Г. ... ... ... ... процессов.
Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние. – 1986. – 304 с.
8. Бутягин П.Ю. Физические и химические пути ... ... ... в
твердых телах. Механохимические реакции в двухкомпонентных системах /
В кн. Механохимический ... в ... ... Под ... Е.Г. – ... ... отд. – 1991. – С. 32 – ... Модифицированные кремнеземы в сорбции, катализе и ... / ... ... Г.В. – М.: ... – 1986. – 248 с.
10. +А.Е.Сычев, А.Г.Мержанов ... ... ... ... ... Том 73, №2 РАН 2004 год С ... ... Ю.А., Игнатенко Г.Ф. Восстановление ... ... М.: ... – 1967. – 248 с.
12. Лякишев И.П. и др. Алюмотермия. М.: Металлургия. – 1978. – 424 ... ... О., ... С.Б. ... ... ... – 1982. – 540 ... Волькштейн Ф.Ф. Электронная теория катализа на полупроводниках. М.:
Физматгиз. – 1968. – 205 с.
15. Хауффе К. ... на ... ... и на их ... М.: ИЛ. ... – 178 с.
16. Семенов Н.Н. О некоторых проблемах химической кинетики и реакционной
способности. М.: Наука. – ... ... И.П., ... А.Г. Самораспространяющийся
высокотемпературный синтез тугоплавких неорганических соединений / ... ... ... в химии и металлургии. – Новосибирск:
Наука. – 1971. – С. 58 – ... ... П.Ф. и др. ... ... ... в активных средах.
М.: Наука. – 1972. – 291 с.
19. Кожевников Г.Н., Ефремкин В.В. К ... о роли ... ... ... ... // Изв. АН СССР, Металлы. – 1972. – №3. –
С. 42 – ... ... И.С., ... А.А., ... В.И. ... давления на состав
конденсированных и газообразных продуктов горения в системах ...... ... ... ... ... – 1989. – 58 с.
21. Воронцов Е.В., Корнеева А.Н. ... ... / В ... ... ... ... ... цветных металлов. –
М.: Наука. – 1973. – С. 130 – ... ... Е.В., ... Л.Ф., Лебедева В.А., Розенбланд Л.И.
Воспламеняемость смесей окислов металлов с ... ... ... ... ... ... ... – 46 с.
23. Мержанов А.Г., ... О.Е. ... ... ... и ... ... М.: ... – 1987. – 113 с.
24. Политов А.В., Хлебникова М.Ю. Новый подход к производству силикатных
тампонирующих материалов в ... ...... ... ... № 4 2002, с 46-47.
25. Хренкова Т.М., Хрусталев Ю.А. Эмиссия электронов, сопровождающая
механохимические превращения на ... ... // Сб. ... ... ... симпозиума экзоэлектронная эмиссия и ее применение. ... МГУ. – ... ... В.И., ... Т.С. ... и ... ... тонко-
диспергированных минералов. – М.: Недра 1981, с. 6 – ... ... П.Ю. ... и ... механохимических реакций. – Успехи
химии, 1971, т. XL, вып. 11, с. 1935 – ... ... П.Ю., ... А.В. Об ... химических реакций при
разрушении твердых тел. – В кн.: ... ... ... по ... и ... твердых тел, Таллин, 1975,
с. 63 – 78.
29. Молчанов В.И., ... О.Г., ... Е.Н.. ... ... ... М. ... 1988, с.6-10.
30. Мержанов А.Г., ... И.П. ... ... // ДАН ... Т. 204. №2. 1993. –С. ... ... В.В. О некоторых проблемах механохимии неорганических веществ
// Изд. СО АН СССР. ... хим. ... вып. 3, 1982, №7. с. ... + Al) ... ... ... ... қатар фазалық құрам және
синтезделген материал қасиетіне әр түрлі әсер ...... ... ... әр түрлі модификациясының сығылуға
беріктігінің фазалық құрамы.
-----------------------

Пән: Химия
Жұмыс түрі: Курстық жұмыс
Көлемі: 23 бет
Бұл жұмыстың бағасы: 500 теңге









Ұқсас жұмыстар
Тақырыб Бет саны
"әртүрлі шет елдердегі жұмысшыларды ынталандыру және қызметтерін жетілдіру реформалары"13 бет
Бірқатар кремний органикалық гидрофобизаторлар жөнінде анықтамалық деректер8 бет
Банк клиенттерінің әртүрлі төлемдерді орындауы үшін тіркелудің автоматты жүйесін жасау34 бет
Бидайдың әртүрлі генотиптеріндегі құрғақшылықтың әсерінен пайда болған физиологиялық – биохимиялық өзгерістер32 бет
Биология сабақтарындағы оқыту әдістерінің әртүрлілігі26 бет
Биологиялық әртүрлілік ұғымы және оларды сақтау7 бет
Дене биомеханикасы туралы түсінік. Науқасты тасымалдауда кәсіптік қорғау. Науқастың әртүрлі функциональді қалыптары. Симс қалпы, Фаулер қалпы7 бет
Еліміздің тарихи-құқықтық дамуының жалпы заңдылықтарының көрсеткіші ретіндегі дәстүрлі қазақ қоғамындағы меншік институтының қалыптасу тарихын және әртүрлі кезеңдердегі оның дамуын зерттеу155 бет
Жер бетінде адамның пайда болуы, ол түралы әртүрлі көзқарастар мен ұғымдар21 бет
Кванттық жіпшелі кеуекті кремнийдың фракталдық қасиеттері41 бет


+ тегін презентациялар
Пәндер
Көмек / Помощь
Арайлым
Біз міндетті түрде жауап береміз!
Мы обязательно ответим!
Жіберу / Отправить


Зарабатывайте вместе с нами

Рахмет!
Хабарлама жіберілді. / Сообщение отправлено.

Сіз үшін аптасына 5 күн жұмыс істейміз.
Жұмыс уақыты 09:00 - 18:00

Мы работаем для Вас 5 дней в неделю.
Время работы 09:00 - 18:00

Email: info@stud.kz

Phone: 777 614 50 20
Жабу / Закрыть

Көмек / Помощь