Досліджено процеси впровадження водню в шаруваті кристали, його стан і локалізацію в кристалічній гратці в залежності від кількості впровадженого водню. Встановлено та пояснено концентраційні залежності положення основного екситонного максимуму та напівширини екситонної смуги поглинання водневих, барієвих та йодних інтеркалатів InSe та GaSe. Експериментально показано можливість використання кристалів InSe та GaSe в якості матеріалів для зберігання водню та встановлено концентраційну залежність оборотності впровадження водню у відсотках. Розроблено методику одержання нанорозмірних шаруватих кристалів InSe та GaSe ультразвуковим диспергуванням. Визначено залежність розмірів одержаних наночасток від природи диспергуючого середовища.

  Скачати повний текст

Встановлено, що застосування термосилової обробки рідких сплавів системи Al - Si в магнітодинамічних установках (МДУ) сприяє формуванню дисперсної й однорідної структури твердого металу (втричі зменшуються розміри зерна та часток евтектичного кремнію, у 3,5 раза - первинних кристалів кремнію), в результаті чого відносне видовження Al - Si сплавів збільшується в 2 - 3 рази. Протягом кількох годин зберігається ефект фізичного модифікування силумінів, а охолодження приготованого в МДУ доевтектичного Al-Si сплаву за електромагнітного розливання в кокіль через водоохолоджуваний жолоб сприяє додатковому подрібненню його структури. Показано, що подальша інтенсивна пластична деформація - гідроекструзія та гідроекструзія під високим тиском (здійснювалась у ДонФТІ ім. О.О. Галкіна HAH України) забезпечує диспергування структурних складових сплаву: частинок евтектичного кремнію у доевтектичному силуміні - до 0,6 - 0,8 мкм, а у заевтектичному - до 1 мкм.

  Скачати повний текст

Проведено теоретичні й експериментальні дослідження гідродинаміки, теплових ефектів і явищ диспергування під час обробки гетерогенних систем у роторно-пульсаційному апараті (РПА) циліндричного типу. Встановлено інтенсифікуючу дію робочого елемента методу дискретно-імпульсного введення та трансформації енергії (ДІВЕ) - одиночного вихоря. Проаналізовано області нестійкості течії середовищ різної в'язкості у зазорах РПА циліндричного типу. У результаті одно- та двомірного моделювання динаміки рідини в РПА одержано залежності швидкості та прискорення від часу, а також поля швидкості, прискорення та тиску в робочій зоні РПА. Досліджено вплив в'язкості рідини на витратні характеристики апарата. Розглянуто можливості використання циліндричних РПА різних типів у технологічних процесах гомогенізації широкої гами біологічних дисперсних систем. Встановлено теплофізичні, фізико-хімічні та структурно-механічні властивості соєвої пасти. Наведено оцінку ефективності термовологої обробки та роторно-пульсаційної гомогенізації даної в'язкопластичної системи. Проведено економічний аналіз ефективності та рівня енергозаощадження під час виробництва соєвої пасти.

  Скачати повний текст

Здійснено теоретичні й експериментальні дослідження гідродинаміки потоку, процесів диспергування та теплових ефектів під час обробки гетерогенних систем в роторно-пульсаційних апаратах (РПА) дисково-циліндричного типу. Шляхом тривимірного моделювання течії рідини в РПА одержано динаміку структури потоку в'язкої рідини. Оцінено значення прискорення та імпульсів тиску у різних зонах апарату. Проведено аналіз можливих механізмів подрібнення й оцінку кінцевого розміру дисперсних включень. Експериментально досліджено кінетику процесу диспергування та теплові ефекти за гідродинамічної обробки в РПА гетерогенних рідких систем типу "тверде тіло - рідина" з різними фізико-хімічними властивостями, зокрема наноструктурованих кремнієорганічних систем. Розглянуто можливості використання дисково-циліндричних РПА різних модифікацій у технологічних процесах та запропоновано технології дискретно-імпульсного введення енергії для гомогенізації та диспергування багатокомпонентних суспензійно-емульсійних препаратів, зокрема, кремнієорганічних паст. Установлено теплофізичні, сорбційно-текстурні та структурно-механічні властивості наноструктурованих сорбентів. Запропоновано та впроваджено тепломасообмінне обладнання для продукування м'яких лікарських форм. Проведено економічний аналіз ефективності й оцінку енергоощадження такого обладнання.

  Скачати повний текст

Проведено енерготехнологічне дослідження виробництва залізного порошку з використанням методу диспергування та відновлення. Виконано аналітичні та експериментальні дослідження процесів використання кінетичної енергії струменів стисненого повітря за умов диспергування залізовуглецевого стопу, вивчено процеси масообміну за вуглецем у ході відпалу-декарбонізації. Розраховано тепловий баланс та визначено показники енергетичної ефективності вертикальної та тунельної печей карботермічного відновлення. Експериментально досліджено кінетику відновлення плоского дисперсного шару гематитового концентрату з індійської залізної руди "Blue Dust". За результатами проведених досліджень розроблено технологічні заходи щодо зниження питомих енергетичних витрат у ході виробництва залізного порошку. Модернізовано форсунку диспергування, запропоновано новий спосіб відпалу-декарбонізації розпиленого порошку-сирцю, модернізовано піч для цього процесу. Розроблено та впроваджено альтернативний карботермічному спосіб відновлення гематитового концентрату в атмосфері дисоційованого аміаку.

  Скачати повний текст

На підставі результатів експериментальних і теоретичних досліджень встановлено загальні закономірності впливу температурних параметрів сушіння на характер кінетичних залежностей теплового переносу. Вперше обгрунтовано можливість проведення процесу розпилювального сушіння бакпрепаратів "Лактин-К", "БПС-44р", "Біфацил", "ФГ-5" за підвищених температурних режимів без зниження якості порошкового продукту. Досліджено кінетику зневоднення одиничних крапель біосуспензій у системі біомаса - захисне середовище. Встановлено, що введення у біомасу компонентів захисного середовища обумовлює відсутність періоду кипіння та зниження темпу нагріву краплі в сушильній стадії, що дозволяє проводити розпилювальне сушіння за підвищених температур теплоносія (повітря). Вперше досліджено вплив різних захисних компонентів на інтенсивність випаровування вологи у процесі сушіння препарату "ФГ-5". Розроблено удосконалену математичну модель сушіння окремих крапель бакпрепартів за умов розпилювальної камери з урахуванням кінетичних особливостей і зміни температурних умов в активній зоні. Визначено тривалість і ступінь термічного впливу на продукт під час його перебування у сушильній камері. Експериментально встановлено залежність реологічних параметрів біосуспензії від масового співвідношення її компонентів, які впливають на зміну розміру факела розпилу й обумовлюють адгезійні явища у камері сушарки. Експериментально досліджено вплив на дисперсний склад та якісні показники порошків гідродинамічної обробки біосуспензії перед сушінням і різних методів її диспергування у сушильній камері. Проведено розрахунковий аналіз ефективності роботи циклонних апаратів для розпилювальних сушарок типорозмірів РЦ - 1,2 та СУМ - 1,5.

  Скачати повний текст

Досліджено вплив технологічних параметрів на характер течії плазмового струменя. Ступінь впливу різних чинників процесу розпилення дроту на величину середнього розміру частинок для різних матеріалів за диспергування розплаву дроту плазмовим струменем, а також на КІМ визначено із застосуванням методу планування багатофакторного експерименту. Одержано лінійні регресійні моделі, що показують вплив найбільш істотних параметрів процесу (сили струму, витрати плазмотвірного газу, дистанції напилення, швидкості подачі дроту) на формування струменя частинок напилюваного матеріалу та комплексу характеристик покриттів з W, NiCr і Ti. Визначено швидкості частинок напилюваного матеріалу за мікроплазмового напилення (МПН), які залежать від сили струму та витрати плазмоутворюючого газу й обернено пропорційні питомій вазі розпиленого матеріалу. Проведено дослідження фігури металізації для МПН з використанням NiCr-дроту. Визначено розміри плями напилення та кута розкриття мікроплазмового струменя. Показано, що у зв'язку з можливістю скорочення дистанції напилення за дротового МПН досягається знижений вміст у покриттях оксидних і нітридних фаз.

  Скачати повний текст

Встановлено закономірності формування кристалічної будови зливків титанових і нікелевих сплавів за електронно-променевої плавки з проміжною ємністю (ЕППЄ) з урахуванням швидкостей охолодження розплаву в кристалізаторі. На основі методів математичного моделювання визначено залежності теплофізичних умов твердіння металу зливків титанових сплавів в кристалізаторі від технологічних параметрів ЕППЄ. Встановлено, що зниження потужності електронно-променевого нагрівання і зміщення його максимуму на периферію зливка дозволяє підвищити швидкість охолодження розплаву більш ніж у 10 разів, а швидкість кристалізації - в 30 разів. Експериментально встановлено, що високі швидкості охолодження розплаву за кристалізації дозволяють одержувати в зливках титанового сплаву TI-6Al-4V рівноосну структуру по всьому перетині зливка за гомогенного розподілу легуючих елементів, структурних і фазових складових. Запропоновано новий метод диспергування розплаву з проміжної ємності за допомогою барабана-диспергатора, який обертається з частотою до 2500 об/хв (ЕПДРЄ). Розроблено математичну модель формування зливка з диспергованого розплаву з використанням примусового охолодження зливка. Високі швидкості охолодження, характерні для ЕПДРЄ дозволяють одержувати зливки жароміцних сплавів з ультрадрібною структурою, волокнисті композиційні матеріали з мінімальною товщиною прошарку на границі волокно - матриця, з'єднувати зливки титанових сплавів без плавлення крайок. Розроблено і прийнято у виробництво технологію виплавки методом ЕППЄ зливків-слябів титанового сплаву Ti-6Al-4V з рівноосною структурою й ізотропними механічними властивостями. Встановлено, що така структура є оптимальною для наступної прокатки слябів і одержання листа.

  Скачати повний текст

Мета дослідження - розробка технологій одержання швидкозагартованих сплавів способом диспергування за умов індукційної плавки в секційному кристалізаторі та спінінгування за плазмово-дугової плавки у водоохолоджуваному тиглі. Розглянуто теплофізичні, фізико-хімічні та матеріалознавчі основи досліджуваних процесів. Вивчено тепловий стан плавильних камер установок ІПСК і ПДП, визначено кількісні характеристики теплових втрат в окремих вузлах і коефіцієнти ефективності переплаву. За індукційної плавки в секційному кристалізаторі встановлено технологічні особливості формування ванни розплаву, які забезпечують процес диспергування. Методами математичного моделювання визначено закономірності теплової взаємодії між розплавом і барабаном-охолоджувачем під час спінінгування розплаву. Визначено технологічні параметри одержання швидкозагартованої луски зі сплавів Д16, ЕП 648, Ni-Ti, BT1-0, Nd-Fe-B, RSR товщиною 15 - 50 мкм, і стрічок Ni-Si-B, Cu-P, Fe-Cr-Ni-B товщиною 30 - 100 мкм. На прикладі аморфного сплаву Ni-Si-B вивчено зародження кристалів та формування кристалічної структури в стрічці за умов відпалу. Визначено вплив температури на розмір зерна, кількість аморфної та кристалічної фази та основні сполуки, які утворюються під час відпалу. Створене устаткування та технології дозволяють рекомендувати їх для одержання високореакційних і тугоплавких аморфних і мікрокристалічних сплавів.

  Скачати повний текст

Розроблено методологію оцінки контактної взаємодії пари "інструмент - деталь", яка враховує особливості різних способів фінішної абразивної обробки та дозволяє аналітично визначити вплив складу та властивостей абразивних і мастильно-охолоджувальних середовищ на продуктивність технологічної системи. Запропоновано спосіб абразивної обробки з застосуванням абразивних і мастильно-охолоджувальних технологічних середовищ з кремнієм, які забезпечують утворення поверхневих плівок з модулем зсуву вищим за модуль зсуву оброблюваного матеріалу. Це призводить до формування дислокаційних структур наклепаного та зміцненого металу, а також підвищує експлуатаційні властивості деталей. Одержано аналітичний розв'язок контактної задачі взаємодії двох поверхонь, розділених шаром "мастильно-охолоджувальні технологічні середовища (МОТС) + продукти диспергування" з урахуванням впливу теплових ефектів одночасно на швидкість руху робочого середовища, а також на тиск і силу тертя у зоні пластичної деформації. Установлено, що зі збільшенням тиску робочого середовища зростає шорсткість оброблюваної поверхні. Розроблено нові принципи прогнозування та створено комплекс моделей, які дозволяють на стадії виготовлення обирати раціональний склад і технологію виготовлення абразивного інструменту, паст і МОТС, прогнозувати параметри формування шорсткості поверхні, зняття металу та термін обробки для досягнення її необхідного ступеня у процесі фінішних методів обробки. Теоретично обгрунтовано й експериментально підтверджено доцільність підвищення експлуатаційних властивостей поверхневого шару деталей двигунів внутрішнього згоряння у результаті фінішної обробки , яка передбачає застосування абразивних і мастильно-охолоджувальних середовищ з кремнієм.

  Скачати повний текст

Обгрунтовано можливість підвищення ефективності очищення димових газів від хімічного, теплового й механічного забруднень повітряного басейну за рахунок багатоцільового використання витраченої енергії, об'єднання й удосконалення процесів абсорбції, каталізу й сепарації закручених запилених потоків. Розроблено теоретичні та методологічні засади відцентрової сепарації запилених газових потоків із замкнутими контурами. Показано можливість комплексного використання енергії для переміщення газу, концентрації й коагуляції тонкодисперсного пилу, його повернення до попереднього ступеня газоочищення, диспергування й сепарації рідини, що зрошує. Вперше встановлено, що використання відцентрового тягодуттьового обладнання забезпечує циркуляцію тонкодисперсного пилу та його повернення з ротаційної зони в циклонну, що сприяє підвищенню ефективності очищення газів. Одержано взаємну нейтралізацію газових і рідких викидів підприємства. Створено нові типи каталізаторів для нейтралізації великих об'ємів окису вуглецю в запилених димових газах і розроблено метод покриття внутрішньої поверхні труб каталітичним шаром. Розроблено та реалізовано чисельними методами стохастичну модель еволюції запиленого газового закрученого транзитного потоку із замкнутим контуром. Підтверджено адекватність розробленої математичної моделі реальному очищенню газу в агрегаті із замкнутим контуром, а також розрахункових і дослідницьких даних з результатами виробничих випробувань.

  Скачати повний текст

З метою підвищення працездатності паливної апаратури тепловозних дизелів запропоновано подрібнювати механічні домішки, що входять до складу дизельного палива, до розмірів менших, ніж робочі зазори у парах тертя, що значно покращує протизношувальні властивості палива. Для подрібнення механічних домішок рекомендовано використовувати гідродинамічний диспергатор. Теоретично обгрунтовано доцільність диспергування дизельного палива шляхом встановлення зв'язку між гранулометричним складом забруднень палива та зношенням пар тертя, які змащуються цим паливом. Виявлено позитивний вплив гідродинамічного диспергування на протизношувальні, антифрикційні та антикорозійні властивості дизельного палива. Встановлено, що швидкість зношення пар тертя реальної паливної апаратури під час роботи на диспергованому паливі зменшується у 1,4 рази. Надано практичні рекомендації щодо застосування диспергатора на тепловозах.

  Скачати повний текст

Створено полімерні системи на основі іономірних поліуретанів (ІПУ) і природних сполук (моно-, ди- і полісахаридів), здатних деградувати під впливом факторів довкілля. Запропоновано новий спосіб одержання Кр-вмісних водних дисперсій ІПУ шляхом введення водного розчину Кр у розчин іономірного олігоуретану за суміщення стадії подовження ланцюга та процесу диспергування, що принципово відрізняється від відомого способу одержання механічних сумішей ІПУ + Кр і проявляється у високій агрегативній стабільності дисперсій та здатності утворювати монолітні плівки, на відміну від механічних сумішей. Одержання таких дисперсій не обмежується використанням лише Кр, але й будь-якого іншого полісахариду, що містить гідроксильні групи. Вперше синтезовано нові ІПУ, що містять у своєму складі одночасно фрагменти моно-(ди-) та полісахариду, введених на різних стадіях синтезу. Встановлено, що концентрація природного компонента та його будова відіграють вирішальну роль у формуванні структури та властивостей, а, отже, й здатності до (біо)деградації одержаних матеріалів. Шляхом введення природних сполук різної будови до складу базового ІПУ вдалося не тільки підвищити здатність до деградації за умов довкілля, але і певною мірою покращити фізико-механічні властивості ІПУ, низькі показники яких є його суттєвим недоліком.

  Скачати повний текст

Встановлено механізми та фізико-хімічні характеристики суміщених процесів інтеркаляції (біінтеркаляції) металами та синтезу халькогенідів за участю хімічних транспортних реакцій (транспортувальний агент - йод) під час отримання порошків (монокристалів) інтеркалятів з вихідних елементів, а також з парової фази; впровадження молекулярного, атомарного водню (дейтерію), кисню з газової фази; диспергування до нанокристалічних розмірів з використанням процесів інтеркаляції, активованих ультразвуковою, електрохімічною діями. Вивчено структурні, фізичні та фізико-хімічні властивості нових інтеркальованих, нанокристалічних сполук.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Досліджено способи одержання вуглецевих наноструктур (ВНС) з твердих продуктів коксування вугілля електродуговим синтезом та ультразвуковим диспергуванням. Сформульовано й експериментально підтверджено гіпотезу щодо утворення ВНС у процесі коксування вугілля. Визначено, що початковою стадією зростання вуглецевих відкладень у коксових печах є утворення кластерів наночастинок на поверхні кладки коксових камер. З донецького вугілля та продуктів його коксування виділено ВНС, які розрізняються за типом і розмірами. З'ясовано, що ВНС, що містяться у продуктах коксування вугілля, не присутні первісно у вугіллі, а, отже, утворюються у коксовій камері та розподіляються потім у всіх продуктах коксування. Доведено, що ВНС утворюються переважно у підсклеповому просторі та на поверхні коксу. Встановлено можливість застосування твердих продуктів коксування (доменний і пековий кокс, відкладення піровуглецю) як анодів для одержання ВНС у плазмі електродугового розряду. Розроблено технологічну схему для промислової технології одержання ВНС з продуктів коксування.

  Скачати повний текст

Дисертацію присвячено рішенню задачі отримання свинцевих волокон пресуванням литих гранул з метою використання їх для виробництва пористих фільтруючих елементів при очистці агресивних середовищ. Рішення наукової проблеми отримання волокон з програмуванням якостей кінцевого продукту виконано при комплексному розгляді сукупного впливу вихідного стану литих гранул і режимів пресування. Розглянуто механізм формоутворення гранул у процесі вібраційного диспергування розплаву. Розроблено методи дослідження дискретного середовища в його динаміці, які основані на аналізі контактної взаємодії часток, принципів статистичної механіки та реологічних проявів. Аналітичним шляхом отримано рівняння нерівномірності деформації при пресуванні гранул, яке дозволило керувати процесом отримання волокон заданих розмірів. Розроблено технологію виготовлення фільтруючих елементів із свинцевих волокон і проведено випробування їх при очистці забруднених електролітів. Показано, що волокнисті фільтри за технологічними та експлуатаційними якостями кращі від застосовуваних зараз фільтрів з металокераміки та бусофіду.

  Скачати повний текст

Знайдено способи підвищення ресурсу роботи ефективності у плазмотронах для обробки дисперсних матеріалів завдяки примусовому розподілу катодної й анодної прив'язок дуг, застосування подовженої міжелектродної вставки, а також малоерозійного секціонованого катодного вузла, що дозволило у плазмотроні з порожнім циліндричним катодом за струму дуги 300 А досягти ресурсу понад 70 год, у плазмотроні з подовженої міжелектродною вставкою (МЕВ) за того ж струму - 100 год і у плазмотроні з малосерійним катодониим вузлом за струму дуги 600 А - понад 800 год. Виявлено залежність електричних, теплових й ерозійних характеристик електродів розроблених плазмотронів від принципу примусового розщеплення дуги, характеру плину газу й геометричних розмірів розрядного каналу катода, МЕВ й анода. Розроблено теоретичні засади розрахунку плазмотронів для обробки дисперсних матеріалів з поліпшеними енергетичними характеристиками. Одержано критеріальні залежності й узагальнено графіки для оцінки електричних і теплових характеристик плазмотронів для обробки дисперсних матеріалів у інженерній практиці. Запропоновано математичну модель й алгоритм розрахунку плазмового диспергування кисневих і безкисневих порошків, що дозволило одержувати гранулометричний склад порошку заданої фракції.

  Скачати повний текст

Досліджено сучасні способи гігротермічної обробки натуральної сировини (моркви, гарбуза, сої) для більш повного збереження каротиноїдів. З'ясовано вплив кінетики процесу сушіння на вміст каротиноїдів у каротиновмісній сировині. Доведено найбільшу ефективність конвективно-вакуумного та конвективного з двоступеневим режимом методів сушіння. Визначено ступінь руйнування клітини у порошку у процесі диспергування. Досліджено фізико-хімічні властивості порошкоподібних каротиновмісних матеріалів. Розроблено технологічні процеси одержання каротиновмісних сумішей та пастоподібних продуктів на основі олії та морквяного порошку для виробництва продуктів харчування з імуномодулюючою дією. Основні результати наукового дослідження впроваджено у виробництво.

  Скачати повний текст

Розроблено технологію інжекційної позапічної обробки сталі порошкоподібними твердими шлакотвірними сумішами (ТШС), які мають особливі фізико-хімічні властивості. Опрацьовано технологію їх виробництва та використання. Запропоновано фізико-хімічну модель ковшового рафінування металу за умов інжекції порошкоподібних вапновміщувальних матеріалів. Здійснено оцінку ступеня завершеності дифузійних процесів за комплексної обробки сталі кусковими та порошкоподібними ТШС. З використанням числового моделювання одержано дані стосовно необхідного ступеня диспергування реагенту та параметри інжекції порошкоподібного десульфуратора. Вивчено основні фізико-хімічні властивості порошкоподібних рафінуючих сумішей на основі вапна. Проведено пошук і випробування нових поверхнево-активних речовин, які дозволили запобігти гідратації порошкоподібного вапна протягом 24-х діб. З використанням сучасних методик високотемпературного моделювання проведено лабораторні дослідження десульфуруючої здатності багатокомпонентних шлакових сумішей, одержаних на основі вапна. Визначено фазовий склад шлаку, який сформувався у металі. Розроблено й удосконалено технологічні процеси підготовки порошкоподібних матеріалів на основі вапна й інжекційної обробки сталі.

  Скачати повний текст