Введение к работе
Актуальность уищ.* Интенсивное 'развитие приоритетных направлений современной науки и техника, таких как микроэлектроника, вычислительная техника, приборостроение, технкса и технология высокотемпературных сверхпроводников в решающей степени зависит or появления новых и улучшения свойств известных твердофазных материалов со специальными магнитными и электрическими функциями. Широкие возможности для синтеза таких материалов предоставляет es-куум-сублимационная технология получения ультрадисперсная персиковых систем (УДП), включающая последовательной проведение стадий замораживания (криокристаллиэашя) расгзора походного вещества и удаления из замороженного раствора кристаллов рзстзорктеля путем сублимации. Получаемый продукт представляет собой пороиок, характерный размер частиц которого по порядку величины равен характерному размеру кристаллов растЕорекньк веществ, сформировавшихся кз стадии замораживания. Применение вакуум-сублимационной технолог":: позволило добиться существенного повышения качества большого ч::с-ла перспективных материалов: ферритов, керамических электролитов, оптически прозрачной и пористой керамики, катализаторов, сорС"=м-тов, высокотемпературных сверхпрозодникок и других.
Функциональные характеристики такт: материалов находяї":;: з прямой зависимости от степени смешения компонентов, котора.-, г свою очередь, ограничена размерами твердых частиц. С повышен::^:.: скорости замораживания размер образующихся структурных элем^нтс-з уменьшается, а равномерность пространственного распределения кем-понентов возрастает. Однако механизм формирования структуры твердой фазы в процессе криокристаллиэащш выяснен пока далеке <:.-полностью, что в значительной мере сдерживает темпы внедрения '.>. практику технологии и оборудования для получения материалов : отданными свойствами. В частности, отсутствуют модели. оіеяонл:о::и::-наблюдаемый экспериментально скачкообразный характер зависимее:;: характерного размера частиц твердой фазы от интенсивности тс-::.:.-отвода. Как следствие, открыты/, оста-лея эопрсе, іізкі.'-.г/ ::г н?-
* В научном руководстве принимал участие к.т.н. СМ. Бражников
-веотких способов зачоракивашія следует отдать предпочтение при
репешит задачи получения продута требуемой дисперсности. Перспе-
кнтизной СоиюЛ организации стадии крискрнсталлнзацш представля
ется тонкослойные яемораиганания искоднаго раствора на охлаждаемой
г.еташіческсй поверхности. Однако .многие вопросы, связанные как с
ооодзнием аппаратов для замораживания на поверхности, так и с оп
ределением оптимальных режимов их работы до cm: пор остаются не-
рс:иенніл»к. . *
Работа выполнялась в соответствии с координационным,планом ШіР "Теоретіяеские основы химической технологии" по проблеме 2.27.2.8.
Цехів работы является выяснение закономерностей формирования структуры твердой фазы в зависимости от условий тепло- и кас-ссубмема в процессе крнокриоталлкэацш водносолевых растворов на охлаждаемой поверхности к разработка на этой основе методов расчета к принципов конструирования оборудования для получения удь-грздіюперсішх порсш5Х>вых материалов по вакуум-сублимационной технологии.
Научная кос.ггна определяется следующими результатами:
- получена экспериментальные данные по размера1.!,, ферме и ориента
ции чзстпц сублимированных солевых порошков при ааьїораживаніаі ис
ходного раствора в широком температурном днапозоне;
-дивлен аффект скачкообразного увеличения дисперсности солевых
wт'жов, г.сяучзеиііх путем криокристачлиёацни и последующего суб-
:.-/.мзционкого обезвоживания; ' . ,
- экспериментально установлено суцествованпе порогового интервала
температуры охлаждавши поверхности, при переходе- через который
; е:орс-,у лошиенпя. температуры) рагмер частиц регко уг.'енїЕзегсл
:: ;;p:t дальне йи-а; очн.чс-шш температуры остается практически ненэ-
\
і-::-і:'.іі:і; ПРИ Г<ГЭМ СЇРУКТУРЗ ТЕЄРДОЙ 4'33L! КЗ Д-ЗНДрПТНОЙ Ііреобрззу-
- показано, что процесс формирования структури -гнег-дой Ф-іВ'і кот—
ротируется не старостью продвижения фронта кристаллизации, ?. тем
пом охла«де:-шя погодного растворз;
. - получено приближеннее аналитическое реке-ние задачи о температуре, установившейся на поверхности контакта жидкости о охлачднемой поверхностью.
Практическую значимость работы составляют:
экспериментально определенный интервал температури охлаждаемо:'; поверхности, соответствующий переходу структур1» гамсполенного раствора от дендритной к мелкозернистой, сопрово^дам-емуся ею»-кооС'разным ростом Дисперсности продукта;
конструкция барабанного кркощлюталлигзтора;
рекомендации по'" выбору холодильного оборудования для поверхностных криокристаллираторсв, используемых в вакуум~оуСлпмацн'--л!-ной технологии УДИ;
результаты сравнительного анллига ки.четпкл л экслерпмектатьни-: данные по дисперсности продукта, достигаемой при кспольгоаан;:;* известных способов замораживания исходного раствора.
Апробация panoi'u. Результаты диссертационной работы пскл;-дывались и оСсулдались . на МгкреспуСлнкзнлке-й н.зучно-Т'ШЬ.-гсг.й конференции "Интенсификация'лссцессоБ химической и плдепей технологии "Процессы - 93", Ташкент1, 1ЭЭЗ; XLV научно -технической конференции MJ-CC/, Москва, 1923; Всероссийской изучно-практическс/ конференции "Высшая школа Россия и конверсия", Москва, 1933-, :,' .Меэдународной научной конференции "Методы кибернетики хкуико-токологических процессов",. Москва, 1Й94.
Публикации. Результаты работы опубликованы а трех печзтнь.::
работах.
Структура и рЛгем работы. Диссертация состоит к? г.веден;!л. четырех глав, екеодсз, списка литературы (22 наименован::;:), пг-;:-.л.ис-ний и содержит 4%). стр., в том числе/&?сгр. ссноьнсгс т-.-к;--?л,*,54. рисунков и .%.. таблиц.
- ''с-скс-глкпз организации с?~д::и г?ажрал!:взн;:я сусл:^:ац;:;ич-:й т- ологпн получения солее»: шре-скон в форме р-сг^л^нпл или хон-:-х иного !;ачесен;:л на с;:лавдгемую металлическую псп-р>:;ксті;
метод и количественное соотношение для определения температуры, устанавливающейся на границе «адксстк с охлаждаемой поверхностью;
эффект скачкообразного увеличения дисперсности сублимированных солевых порошков при непрерывном понижении темперутуры криокркс-таллкзации исходного раствора;
физичесісач модель 'формирования структуры твердой фазы в процессе к-рискристаллнзашт зодкосслевых растворов;
конструкция барабанного криокрисладлигатора;
рекомендации по выбору температурного режима холодильного оборудования для позерхнеоткых криокрлсталлизаторов, используемы?: в вакуум-сублимационной технологии УДЯ.