Влияние режима осаждения
на полупроводниковые свойства
порфириновых пленок
Ю. А. Филимонова, С. А. Чуловская, С. М. Кузьмин,
В. И. Парфенюк
Получены пленки на основе цинкового комплекса 5,10,15,20-тетракис(4-гидроксифенил)порфирина (ZnT(4-OHPh)P) методом электрохимического осаждения в потенциодинамических условиях из водных растворов 0,1 M NaOH. Методом кварцевого микробаланса и циклической вольтамперометрии определены стадии формирования пленки: I — существенный прирост массы пленки в течение первого цикла; II — снижение эффективности роста пленки (несколько циклов); III — возрастание эффективности формирования пленки и выход наклона зависимости Δm(Q) на стационарное значение. В течение первого цикла осаждается приблизительно 3,6 мкг/см2 полипорфирина и происходит существенное изменение вида вольтамперограмм, что позволяет предположить существенный вклад электрохимических процессов, протекающих на поверхности сформировавшегося полипорфиринового слоя в дальнейшее осаждение пленки. Методом спектрального анализа показано, что в процессе формирования пленки порфириновая платформа не разрушается. Методом Мотта – Шоттки определено, что полученные пленки обладают проводимостью р-типа. Продемонстрировано влияние режима осаждения на полупроводниковые свойства полученного материала.
Ключевые слова: порфирины, электрополимеризация, органические полупроводниковые материалы.
DOI: 10.30791/1028-978X-2019-6-5-12
Филимонова Юлия Александровна — Институт химии растворов
им. Г.А. Крестова РАН (153045, Иваново, ул. Академическая, 1), аспирант, специалист в области материаловедения, электрохимии органических соединений. E-mail: yaf@isc-ras.ru.
Чуловская Светлана Альбертовна — Институт химии растворов
им. Г.А. Крестова РАН (153045, Иваново, ул. Академическая, 1), кандидат химических наук, научный сотрудник, специалист в области электрохимии, материаловедения. E-mail: chulovskaya@yandex.ru.
Кузьмин Сергей Михайлович — Институт химии растворов
им. Г.А. Крестова РАН (153045, Иваново, ул. Академическая, 1), кандидат химических наук, старший научный сотрудник, специалист в области электрохимии и материаловедения. E-mail: smk@isc-ras.ru.
Парфенюк Владимир Иванович — Институт химии растворов
им. Г.А. Крестова РАН (153045, Иваново, ул. Академическая, 1), доктор химических наук, профессор, главный научный сотрудник, специалист в области химии материалов. E-mail: vip@isc-ras.ru.
Ссылка на статью:
Филимонова Ю. А., Чуловская С. А., Кузьмин С. М., Парфенюк В. И. Влияние режима осаждения на полупроводниковые свойства порфириновых пленок. Перспективные материалы, 2019, № 6, c. 5 – 12. DOI: 10.30791/1028-978X-2019-6-5-12
Особенности распада β-фазы в порошковом
сплаве Ti – 22 Nb – 6 Zr
С. Н. Юдин, А. В. Касимцев, Н. Ю. Табачкова,
Т. А. Свиридова, Г. В. Маркова, С. С. Володько,
И. А. Алимов, А. В. Алпатов, Д. Д. Титов
Получен компактный порошковый сплав Ti – 22 Nb – 6 Zr методами порошковой металлургии. Исходный порошок сплава синтезировали гидридно-кальциевым методом. Показано, что после консолидации в ходе вакуумного спекания и последующего горячего изостатического прессования остаточная пористость консолидированного материала не превышает 1 %. Исследованы физико-механические свойства и особенности структурообразования полученного порошкового сплава. Установлено, что после горячего изостатического прессования в структуре β-Ti сплава отсутствуют выделения хрупкой ω-фазы. В интервале температур нагрева 550 – 700 К β-фаза склонна к распаду с образованием α-фазы пластинчатой морфологии и небольшого количества ω-фазы. Появление продуктов распада сопровождается дилатометрическими эффектами и возрастанием модуля Юнга. Показано, что независимо от способа консолидации порошка полученный сплав проявляет элинварность (малое изменение модуля Юнга с ростом температуры) в интервале температур 200 – 500 К. Установлено, что изменение пористости — эффективный способ изменения модуля Юнга сплава Ti – 22 Nb – 6 Zr. Определено, что при комнатной температуре образцы, имеющие ~ 8 % пор, обладали модулем Юнга около 64 ГПа, когда уровень пористости был доведён до < 1 %, модуль Юнга возрастал до 73,5 ГПа.
Ключевые слова: β-титановые сплавы, Ti – 22 Nb – 6 Zr, модуль Юнга, фазовые превращения, микроскопия, порошковая металлургия, свойства.
DOI: 10.30791/1028-978X-2019-6-13-24
Юдин Сергей Николаевич — ООО “Метсинтез” (300041, Россия, г. Тула, Красноармейский пр., д. 25, литера А, офис 206), кандидат технических наук, начальник технологического бюро, специалист в области порошковой металлургии. E-mail: Sergey-USN@mail.ru.
Касимцев Анатолий Владимирович — ООО “Метсинтез” (300041, Россия,
г. Тула, Красноармейский пр., д. 25, литера А, офис 206), доктор технических наук, директор, специалист в области порошковой металлургии. E-mail: metsintez@yandex.ru.
Табачкова Наталия Юрьевна — Московский институт стали и сплавов (119991, Россия, г. Москва, Ленинский проспект, д. 4), кандидат физико-математических наук, доцент, специалист в области электронно-микроскопических исследований материалов. E-mail: ntabachkova@gmail.com.
Свиридова Татьяна Александровна — Московский институт стали и сплавов (119991, Россия, г. Москва, Ленинский проспект, д. 4), кандидат физико-математических наук, научный сотрудник, специалист в области рентгенографических методов исследований материалов. E-mail:
tim-17@yandex.ru.
Маркова Галина Викторовна — Тульский государственный университет (300012, Россия, г. Тула, Проспект Ленина, д. 92), доктор технических наук, заведующий кафедрой, специалист в области исследования фазовых переходов. E-mail: ya.gal-markova2012@yandex.ru.
Володько Сергей Сергеевич — Тульский государственный университет (300012, Россия, г. Тула, Проспект Ленина, д. 92), аспирант, специалист в области порошковой металлургии. E-mail: volodko.sv@yandex.ru.
Алимов Иван Александрович — Тульский государственный университет (300012, Россия, г. Тула, Проспект Ленина, д. 92), магистрант, специалист в области порошковой металлургии. E-mail: alimov.iwann@mail.ru.
Алпатов Александр Владимирович — Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН (119334, Россия, г. Москва, Ленинский пр., д. 49), кандидат технических наук, старший научный сотрудник, специалист в области газового анализа материалов. E-mail: alpat72@mail.ru.
Титов Дмитрий Дмитриевич — Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН (119334, Россия, г. Москва, Ленинский пр., д. 49), кандидат технических наук, старший научный сотрудник, специалист в области получения и исследования свойств керамических и металлических материалов. E-mail: mitytitov@gmail.com.
Ссылка на статью
Юдин С. Н., Касимцев А. В., Табачкова Н. Ю., Свиридова Т. А., Маркова Г. В., Володько С. С., Алимов И. А., Алпатов А. В., Титов Д. Д. Особенности распада b-фазы в порошковом сплаве Ti – 22 Nb – 6 Zr. Перспективные материалы, 2019, № 6, c. 13 – 24. DOI: 10.30791/1028-978X-2019-6-13-24
Вяжущие композиты для бетонов повышенной ударной выносливости
Р. С. Федюк, А. В. Мочалов, Д. Н. Пезин, Ю. Л. Лисейцев
Предложены химико-технологические принципы оптимизации физико-механических свойств и эксплуатационных характеристик дисперсно-армированных композиционных материалов, заключающиеся в комплексном влиянии композиционного вяжущего (состоящего из совместно измельченных портландцемента, золы рисовой шелухи, комплекса инертных наполнителей и гиперпластификатора) на процессы структурообразования цементного камня. При этом эффект увеличения ударной выносливости возрастает до 6 раз. Выявлено, что наилучшим сопротивлением динамическому воздействию обладают дисперсно-армированные бетоны с повышенным отношением статической прочности на растяжение к статической прочности на сжатие Rр/Rсж и пластичностью. Доказано, что это отношение можно повысить, в случае применения дисперсного армирования бетонов (так называемые, фибробетоны). В экспериментальных исследованиях по пробитию, как неармированных, так и фибробетонных плит отмечено, что образцы неармированного бетона полностью разрушались на крупные и мелкие куски, в то время как образцы фибробетона разрушались не полностью, а происходило только сквозное их пробитие в месте воздействия ударника; то есть фибробетон обладает лучшей ударной стойкостью. Данные результаты могут быть использованы при проектировании различных специальных сооружений, таких как защитные сооружения ГО и ЧС, фортификационные сооружения МО РФ, бетонные конструкции атомных электростанций и т.д.
Ключевые слова: вяжущее, цемент, зола рисовой шелухи, известняк, гиперпластификатор, кварцевый песок, фибробетон, ударная выносливость.
DOI: 10.30791/1028-978X-2019-6-25-35
Федюк Роман Сергеевич — Учебный военный центр при Дальневосточном федеральном университете (г. Владивосток, 690950, ул. Суханова, 8), подполковник, кандидат технических наук, доцент, специалист в области разработки композиционных вяжущих для строительного материаловедения. E-mail: roman44@yandex.ru.
Мочалов Александр Викторович — Учебный военный центр при Дальневосточном федеральном университете (г. Владивосток, 690950,
ул. Суханова, 8), полковник, начальник учебной части – заместитель начальника, специалист в области динамических испытаний строительных материалов. E-mail: captainvmf@yandex.ru.
Пезин Дмитрий Николаевич — Учебный военный центр при Дальневосточном федеральном университете (г. Владивосток, 690950, ул. Суханова, 8), подполковник, соискатель, специалист в области динамических испытаний строительных материалов. E-mail: gera210307@yandex.ru.
Лисейцев Юрий Леонидович — Факультет военного обучения при Дальневосточном федеральном университете (г. Владивосток, 690950,
ул. Суханова, 8), подполковник запаса, преподаватель, специалист в области динамических испытаний строительных материалов. E-mail:
captainvmf@yandex.ru.
Ссылка на статью:
Федюк Р. С., Мочалов А. В., Пезин Д. Н., Лисейцев Ю. Л. Вяжущие композиты для бетонов повышенной ударной выносливости. Перспективные материалы, 2019, № 6, c. 25 – 35. DOI: 10.30791/1028-978X-2019-6-25-35
Перспективные материалы для циклических адсорбционных процессов разделения и очистки газовых смесей
Н. В. Постернак, Ю. А. Ферапонтов, Л. Л. Ферапонтова,
Е. И. Акулинин, С. И. Дворецкий
Проведены экспериментальные исследования по изготовлению перспективного наноструктурированного композитного адсорбента на основе кристаллического цеолита NaX с улучшенными физико-механическими и адсорбционными характеристиками для целевого использования в процессах короткоцикловой безнагревной адсорбции. Установлено, что в качестве матрицы для изготовления блочного композиционного адсорбирующего материала наиболее перспективно применение фторпроизводных этилена, обеспечивающих высокие значения адгезии импрегнируемого адсорбента к матрице и механической прочности. Исследовано влияние типов, соотношения исходных компонентов, условий формования на механические и адсорбционные характеристики композитного адсорбента. Научно обоснован выбор композиции “адсорбент – наполнитель – полимерная матрица” при синтезе блочных композиционных сорбционно-активных материалов. Анализ результатов исследования адсорбционных характеристик контрольных образцов полученных материалов позволяет утверждать, что пленка полимерной матрицы из фторопласта, используемая в качестве основы блочного адсорбента, не обладает сплошностью, что обеспечивает свободный доступ молекул адсорбата в объем адсорбента. В ходе сравнительного анализа установлено, что динамическая активность по парам воды у контрольных образцов на 20 – 40 % выше по сравнению с традиционными промышленными адсорбентами типа NaX-В-1Г.
Ключевые слова: композиционные сорбционно-активные материалы, короткоцикловая безнагревная адсорбция, газовая смесь, разделение, полимерная матрица, цеолит, предел прочности, динамическая активность.
DOI: 10.30791/1028-978X-2019-6-36-44
Постернак Николай Владимирович — Открытое акционерное общество “Корпорация “Росхимзащита” (392000, Россия, г. Тамбов, Моршанское шоссе, д. 19), начальник лаборатории, специалист в области процессов адсорбционного разделения газовых смесей. E-mail: mail@roshimzaschita.
Ферапонтов Юрий Анатольевич — Открытое акционерное общество “Корпорация “Росхимзащита” (392000, Россия, г. Тамбов, Моршанское шоссе, д. 19), начальник отдела химии и новых химических технологий, специалист в области процессов хемосорбции и адсорбционных материалов. E-mail:
mail@roshimzaschita.ru.
Ферапонтова Людмила Леонидовна — Открытое акционерное общество “Корпорация “Росхимзащита” (392000, Россия, г. Тамбов, Моршанское шоссе,
д. 19), научный сотрудник отдела химии и новых химических технологий, специалист в области адсорбционных материалов. E-mail: mail@roshimzaschita.ru.
Акулинин Евгений Игоревич — Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования “Тамбовский Государственный Технический Университет” (392000, г. Тамбов, ул. Советская, д. 106), доцент, специалист в области процессов адсорбционного разделения газовых смесей. E-mail: akulinin-2006@yandex.ru.
Дворецкий Станислав Иванович — Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования “Тамбовский Государственный Технический Университет” (392000, г. Тамбов, ул. Советская, д. 106), профессор, специалист в области математического моделирования процессов адсорбционного разделения газовых смесей. E-mail: sdvoretsky@mail.tstu.ru.
Ссылка на статью:
Постернак Н. В., Ферапонтов Ю. А., Ферапонтова Л. Л., Акулинин Е. И., Дворецкий С. И. Перспективные материалы для циклических адсорбционных процессов разделения и очистки газовых смесей. Перспективные материалы, 2019, № 6, c. 36 – 44. DOI: 10.30791/1028-978X-2019-6-36-44
Исследование процессов формирования
покрытий на основе сплавов системы
титан – медь при аргонодуговой наплавке
кремнистой бронзы на титан
А. И. Ковтунов, Т. В. Семистенова, А. М. Острянко,
А. Г. Бочкарев
Предложена технология автоматической аргонодуговой наплавки проволоки из кремнистой бронзы на титановые изделия, обеспечивающая получение жаростойких и износостойких покрытий на основе интерметаллидных сплавов системы титан – медь. Исследование процессов автоматической аргонодуговой наплавки проводили с применением присадочной проволоки сплошного сечения на медной основе, содержащей до 3 масс. % кремния, и образцов из титана марки ВТ1-0. В процессе наплавки в исследуемом диапазоне режимов на поверхности образцов были получены покрытия на основе сплава титана с медью, легированного кремнием. Содержание меди при этом составляло 9 – 40 масс. %, кремния — 0,3 – 1,5 масс. %. В ходе исследований было установлено влияние режимов наплавки на параметры и качество формирования наплавленных покрытий, а также на их химический, фазовый состав, структуру и свойства. Исследована твердость и стойкость к абразивному изнашиванию полученных образцов. Испытана жаростойкость наплавленных покрытий при температуре 800 °С в течение 250 и 500 ч. Установлены зависимости между химическим составом формируемого покрытия и показателями его износостойкости и жаростойкости.
Ключевые слова: куприды титана, аргонодуговая наплавка, крменистая бронза, медь, титан, жаростойкость, износостойкость.
DOI: 10.30791/1028-978X-2019-6-45-50
Ковтунов Александр Иванович — ФГБОУ ВО “Тольяттинский государственный университет” (445020, г. Тольятти, ул. Белорусская, 14), доктор технических наук, профессор, специалист в области металлургических процессов сварки и наплавки.
Семистенова Татьяна Владимировна — ФГБОУ ВО “Тольяттинский государственный университет” (445020, г. Тольятти, ул. Белорусская, 14), кандидат технических наук, доцент, специалист в области наплавки покрытий на основе интерметаллидных сплавов. E-mail: tatyana_717@mail.ru.
Острянко Алексей Михайлович — ФГБОУ ВО “Тольяттинский государственный университет” (445020, г. Тольятти, ул. Белорусская, 14), магистрант, специализируется в области наплавки покрытий на основе интерметаллидных сплавов.
Бочкарев Александр Геннадьевич — ФГБОУ ВО “Тольяттинский государственный университет” (445020, г. Тольятти, ул. Белорусская, 14), специалист в области наплавки покрытий на основе алюминидов титана.
Ссылка на статью:
Ковтунов А. И., Семистенова Т. В., Острянко А. М., Бочкарев А. Г. Исследование процессов формирования покрытий на основе сплавов системы титан – медь при аргонодуговой наплавке кремнистой бронзы на титан. Перспективные материалы, 2019, № 6, c. 45 – 50. DOI: 10.30791/1028-978X-2019-6-45-50
Синтез магнитотвердого материала системы
Fe – Cr – Co из сферического порошка
В. А. Зеленский, А. Б. Анкудинов, И. М. Миляев, М. И. Алымов
Предложен рациональный способ синтеза магнитотвердого материала из сферического порошка сплава 25ХК15ЮБ (25 Cr – 15 Co – Al – Nb), полученного распылением расплава струей газа. Экспериментально установлено, что одноосное прессование порошка в состоянии поставки не дает возможности получать прессовки без дефектов, несмотря на применение разъемной матрицы и давления прессования вплоть до 600 МПа. Применение отжига порошка в водороде при температуре 800 °С понижает твердость материала частиц порошка. Однако при компактировании наблюдается такое же расслоение прессовок, как и на исходном порошке. Применение пластификатора для улучшения прессуемости дает положительный эффект, однако понижает значения магнитных гистерезисных характеристик. Показано, что механоактивация сферического порошка в планетарной мельнице позволяет получать качественные прессовки и спеченные образцы с высокими значениями магнитных характеристик. Выявлены изменения морфологии частиц порошка при обработке в мельнице. Происходит укрупнение порошков вследствие холодной сварки, кардинально меняется форма частиц по сравнению с исходным порошком. Разброс частиц по размеру становится существенно меньше в сравнении с исходными сферами, появляется разноосность. Применение при помоле шаров большего диаметра приводит к лучшим результатам. Магнитные гистерезисные характеристики магнитотвердого материала, синтезированного из механоактивированного в течение 80 мин порошка сплава, находятся на высоком уровне, обеспечивающем его техническое применение: остаточная индукция — 1,18 Тл; коэрцитивная сила — 43,1 кА/м; максимальное энергетическое произведение — 31,8 кДж/м3.
Ключевые слова: магнитотвёрдые материалы, магнитные гистерезисные характеристики, прессование, спекание, механоактивация шихты, форма частиц, микротвердость.
DOI: 10.30791/1028-978X-2019-6-51-57
Зеленский Виктор Александрович — Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской Академии наук (119334, г. Москва, Ленинский проспект, д. 49, ИМЕТ РАН), кандидат физико-математических наук, ведущий научный сотрудник, специалист в области порошковой металлургии и технологии синтеза нанопорошковых материалов. E-mail: zelensky55@bk.ru.
Анкудинов Алексей Борисович — Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской Академии наук (119334, г. Москва, Ленинский проспект, д. 49, ИМЕТ РАН), старший научный сотрудник, специалист в области материаловедения и порошковой металлургии. E-mail: a-58@bk.ru.
Миляев Игорь Матвеевич — Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской Академии наук (119334, г. Москва, Ленинский проспект, д. 49, ИМЕТ РАН), доктор технических наук, главный научный сотрудник, специалист в области физики магнитных материалов. E-mail: imilyaev@mail.ru.
Алымов Михаил Иванович — Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской Академии наук (119334, Россия, г. Москва, Ленинский проспект, д. 49, ИМЕТ РАН), доктор технических наук, заведующий лабораторией, ведущий специалист в области материаловедения и порошковой металлургии. E-mail: alymov.mi@gmail.com.
Ссылка на статью:
Зеленский В. А., Анкудинов А. Б., Миляев И. М., Алымов М. И. Синтез магнитотвердого материала системы Fe – Cr – Co из сферического порошка. Перспективные материалы, 2019, № 6, c. 51 – 57. DOI: 10.30791/1028-978X-2019-6-51-57
Технологические особенности литья
под давлением динамических эластопластов
на основе термопластичных
полиолефинов и бутилкаучука
Н. Т. Кахраманов, З. Н. Гусейнова, В. С. Осипчик,
Р. В. Курбанова
Рассмотрено влияние концентрации бутилкаучука и технологического режима литья под давлением на комплекс основных свойств эластопластов на основе бутилкаучука и термопластичных полиолефинов — полиэтилена низкой плотности и полипропилена. Первоначально было исследовано влияние концентрации бутилкаучука на разрушающее напряжение, предел текучести при растяжении и относительное удлинение полимерных смесей на основе полиэтилена низкой плотности и полипропилена. Найдено, что при концентрации бутилкаучука в составе композиций на основе полиэтилена низкой плотности, равной 20 масс. % и выше, а в составе полипропилена, равной 40 масс. % и выше, композиции изменяют механизм деформации, то есть осуществляется переход пластической деформации в высокоэластическую, характерную для резин. Использование пероксида дикумила и серы в качестве сшивающих агентов позволили в процессе “монотрем” технологии получить динамически вулканизованные эластопласты с улучшенными физико-механическими и технологическими свойствами. Оригинальная конструкция червячного шнека на литьевой машины марки ДЕ3132.250Ц1 позволяет осуществлять на ней “монотрем” технологию получения эластопластов и динамических вулканизатов на их основе. Эта технология позволяет в одном цикле литья осуществлять в материальном цилиндре одновременно смешение термопластичного и эластомерного компонентов в расплаве с последующей их вулканизацией пероксидом дикумила или серой с образованием динамически вулканизованных эластопластов. При исследовании технологии механо-химического синтеза исходных полимерных смесей и динамических эластопластов установлено влияние температурного режима литья по зонам цилиндра, давления литья, температуры прессформы и времени выдержки под давлением на их разрушающее напряжение, относительное удлинение и объемную усадку. Дана подробная интерпретация обнаруженным закономерностям в изменении свойств композиционных материалов.
Ключевые слова: разрушающее напряжение, модификация, динамические эластопласты, относительное удлинение.
DOI: 10.30791/1028-978X-2019-6-58-67
Кахраманов Наджаф Тофик оглы — Институт полимерных материалов национальной Академии наук Азербайджана (Азербайджан, AZ5004,
г. Сумгайыт, улица С. Вургуна 124), доктор химических наук, профессор, заведующий лабораторией, специалист в области химической и механо-химической модификации и переработки полимеров, получения и исследования структуры и свойств композитных материалов. E-mail: najaf1946@rambler.ru.
Гусейнова Зульфира Неймат гызы — Институт полимерных материалов национальной Академии наук Азербайджана (Азербайджан, AZ5004,
г. Сумгайыт, улица С. Вургуна 124), кандидат химических наук, доцент, ведущий научный сотрудник, специалист в области модификации полимеров и исследования структуры и свойств полимерных композитов.
Осипчик Вдадимир Семенович — Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева (Россия, 125047, г. Москва, Миусская площадь, д. 9), доктор химических наук, профессор, заведующий кафедрой, специалист широкого профиля в области модификации и технологии переработки полимеров, изучения структуры и свойств композитов.
Курбанова Рена Вагиф гызы — Институт полимерных материалов национальной Академии наук Азербайджана (Азербайджан, AZ5004, г. Сумгайыт, улица С. Вургуна 124), диссертант; Азербайджанский Государственный университета нефти и п ромышленности (Азербайджан, AZ1010, г. Баку, проспект Азадлыг 20), доцент, специалист в области модификации структуры и свойств полимерных композиционных систем, установлению взаимосвязи структуры полимеров со свойствами.
Ссылка на статью:
Кахраманов Н. Т., Гусейнова З. Н., Осипчик В. С., Курбанова Р. В. Технологические особенности литья под давлением динамических эластопластов на основе термопластичных полиолефинов и бутилкаучука. Перспективные материалы, 2019, № 6, c. 58 – 67. DOI: 10.30791/1028-978X-2019-6-58-67
Гранулированный сорбционный материал
на основе целлюлозы для извлечения серебра
из тиоцианатных растворов
Я. Б. Ковальская, Л. Д. Агеева, В. В. Гузеев,
Е. А. Зеличенко, О. А. Гурова
Обоснована возможность применения гранулированных материалов, содержащих целлюлозу, в качестве сорбентов для извлечения серебра из тиоцианатных растворов в промышленных технологических схемах. Изучены образцы материалов, полученных из сульфитной небеленой целлюлозы из хвойных пород древесины путем предварительной активации, растворения, химической модификации и экструдирования с последующим отверждением образовавшихся гранул. Показано, что поверхность полученных гранул обладает развитой системой пор, имеющих диаметр 2 – 5 мкм. Установлено, что оптимальная длительность процесса сорбции серебра из раствора тиоцианата калия целлюлозосодержащим сорбентом массой 500 ± 2 мг составляет 120 мин, при этом анионные комплексы серебра практически полностью можно извлечь из тиоцианатных растворов с содержанием серебра не более 1 г/л. Экспериментально определенная сорбционная емкость целлюлозосодержащего материала по отношению к серебру составляет 20 мг/г.
Ключевые слова: гранулированный сорбционный материал, сорбционная емкость, серебро, целлюлоза, тиоцианатный раствор, рентгенофлуоресцентный анализ.
DOI: 10.30791/1028-978X-2019-6-68-74
Ковальская Яна Борисовна — Национальный исследовательский ядерный университет “МИФИ” (115409, г. Москва, Каширское шоссе, 31), младший научный сотрудник, специалист в области материалов современной энергетики. E-mail: yana-sti@bk.ru.
Агеева Людмила Дмитриевна — Национальный исследовательский ядерный университет “МИФИ” (115409, г. Москва, Каширское шоссе, 31), кандидат химических наук, доцент, специалист в области сорбционного концентрирования благородных металлов и рентгенофлуоресцентного метода анализа. E-mail: ald55@mail.ru.
Гузеев Виталий Васильевич — Национальный исследовательский ядерный университет “МИФИ” (115409, г. Москва, Каширское шоссе, 31), доктор технических наук, профессор, специалист в области химии и технологии материалов современной энергетики, а так же в области керамических и композиционных материалов. E-mail: guzeev@mail.tomsknet.ru.
Зеличенко Елена Алексеевна — Национальный исследовательский ядерный университет “МИФИ” (115409, г. Москва, Каширское шоссе, 31), кандидат технических наук, доцент, специалист в области исследования процессов формирования и анализа свойств керамических и полимерных композиционных материалов. E-mail: zelichenko65@mail.ru.
Гурова Оксана Александровна — Национальный исследовательский ядерный университет “МИФИ” (115409, г. Москва, Каширское шоссе, 31), младший научный сотрудник, специалист в области материалов современной энергетики. E-mail: oksana87@sibmail.com.
Ссылка на статью:
Ковальская Я. Б., Агеева Л. Д., Гузеев В. В., Зеличенко Е. А., Гурова О. А. Гранулированный сорбционный материал на основе целлюлозы для извлечения серебра из тиоцианатных растворов. Перспективные материалы, 2019, № 6, c. 68 – 74. DOI: 10.30791/1028-978X-2019-6-68-74
Хлорирование оксида алюминия,
полученного при переработке нефелинового концентрата и сравнительная оценка полного цикла производства алюминия
Т. Н. Ветчинкина, Б. Г. Балмаев
Выполнены укрупненные испытания хлорирования оксида алюминия в условиях кипящего слоя. Реализация хлорной технологии возможна при использовании оксида алюминия, имеющего высокую реакционную способность к хлору. Предложена измененная технология переработки нефелинов в результате которой можно получить такой оксид: необескремненные алюминатные растворы подвергаются карбонизации с последующим выделением гидроксида алюминия с гидроалюмосиликатом натрия и прокалкой его при 600 – 800 °С. Предлагаемая модернизация процесса, по сравнению с существующим способом, является менее энергоёмкой. Устраняется двухстадийное обескремнивание, создаются более благоприятные условия для проведения низкотемпературного выщелачивания спека, что снижает вторичные потери глинозема и щелочи. Отработаны технологические параметры хлорирования шихты, как порошкообразной, так и в виде окатышей, на укрупненной установке в условия кипящего слоя. Проведена оценка операционных и капитальных затрат полного производственного цикла получения алюминия по хлорной технологии по сравнению с традиционной технологией получения глинозема по способу Байера и последующим электролизом криолито-глиноземных расплавов. Сравнительный анализ затрат показал преимущества хлорного способа на стадии электролиза хлорида алюминия (до 30 %) и наличие дополнительных затрат на стадии получения промпродукта для хлорирования. Хлорный способ получения алюминия в современных условиях имеет пока перспективы развития не в качестве массовой технологии, а как эффективный процесс по производству алюминия высокой чистоты (АВЧ) в небольших цехах.
Ключевые слова: нефелиновый концентрат, оксид алюминия, хлор, процесс хлорирования, установка кипящего слоя, сравнительная экономическая оценка
DOI: 10.30791/1028-978X-2019-6-75-82
Ветчинкина Татьяна Николаевна — Институт металлургии и материаловедения им А.А. Байкова РАН (г. Москва,119334, Ленинский проспект, 49), кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник, специалист в области физикохимии и технологии алюминия. E-mail: tvetchinkina@yandex.ru.
Балмаев Борис Григорьевич — Институт металлургии и материаловедения им А.А. Байкова РАН (г. Москва,119334, Ленинский проспект, 49), кандидат экономических наук, ведущий научный сотрудник, специалист в области физикохимии и технологии алюминия. E-mail: bb-blm@yandex.ru.
Ссылка на статью:
Ветчинкина Т. Н., Балмаев Б. Г. Хлорирование оксида алюминия, полученного при переработке нефелинового концентрата и сравнительная оценка полного цикла производства алюминия. Перспективные материалы, 2019, № 6, c. 75 – 82. DOI: 10.30791/1028-978X-2019-6-75-82
