Введение к работе
Актуальность проблемы. Метод механической обработки твердых тел используется в химии и химической технологии как для измельчения, так и для активации твердофазных химических процессов. Его основное преимущество заключается в том, что он позволяет проводить измельчение, перемешивание и твердофазные реакции непосредственно в измельчите льном барабане. Использование механохимического метода перспективно для создания новых высокоэффективных и экологически чистых технологий получения керамических материалов, однако, его распространение сдерживается отсутствием теоретических и экспериментальных знаний о механизмах физических и химических процессов, происходящих в измельчительных аппаратах: Поэтому, экспериментальное исследование закономерностей процессов, происходящих при механической обработке твердых тел, и изучение взаимосвязи между ними являются актуальной задачей.
Цель работы заключалась в изучении процессов релаксации
упругих напряжений в оксидах металлов при механическом воздействии. В экспериментальном изучении дефектов в оксидах металлов, на которых происходит аккумуляция механической энергии, а также в исследовании реакций механохимического синтеза новых соединений, в частности синего алюмокобальтово-го пигмента.
Научная новизна. Показано, что после механической активации оксида кальция наблюдаются катионы Са+ в изолированных искаженных октаэдрических позициях и ассоциаты анион-радикалов О" на поверхности. Обнаружено, что в результате механической активации СоО на воздухе происходит образование шпинели Со304. Обнаружено, что совместная механическая обработка оксидов кальция и меди приводит к изоморфному замещению ионов Са2+ на Си2* и наблюдению последних в изолированном состоянии в структуре СаО,- а при активации оксида кальция с металлической медью - к появлению изолированных атомов меди в искаженных октаэдрических пустотах. Найдено, что совместная механическая активация оксидов СоО и А1г03 на воздухе ведет к появлению зародышей шпинели Со304, являющейся структурным аналогом шпинели СоА1г04. Предложена модель, описывающая процессы измельчения и агрегирования оксидов в ходе механической
активации и получено удовлетворительное согласие ее с экспериментом. Проведены детальные физико-химические исследования некоторых механически активированных оксидов (оксиды молибдена, вольфрама) и экспериментально установлена последовательность развивающихся во времени процессов: накопление плоскостей спайности -»- образование поверхности -*- появление восстановленных катионов -»- стабилизация аномально сжатых и растянутых связей металл - кислород.
Практическая ценность. На базе выполненных исследований
разработан механохимический, более экологически чистый, способ синтеза алюмокобальтового пигмента, который внедрен на Новосибирском заводе "Химконцентратов".
Апробация работы. Отдельные результаты работы докладывались на Всесоюзной научно-технической конференции "Механохимический синтез", Владивосток, 1990 г., на XI Всесоюзном симпозиуме по механохимии и механоэмиссии твердых тел, Чернигов, 1990 г., на Всесоюзной конференции "Химия метастабильных состояний", Новосибирск, 1991 г., на IV Японско-Советском симпозиуме по механохимии, Нагоя, 1992 г., на Межреспубликанском семинаре "Дефекты в минералах и их роль в направленном изменении технологических свойств", Новосибирск, 1992 г.
Публикации. По результатам диссертации опубликовано 11
печатных работ.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из
