Исследование процесса ультразвукового диспергирования керамических материалов в жидких средах тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.09.10, кандидат технических наук Новик, Алексей Александрович

• Новик, Алексей Александрович
• кандидат технических наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат технических наук Новик, Алексей Александрович

ОГЛАВЛЕНИЕ

стр.

ВВЕДЕНИЕ

1. СУЩЕСТВУЮЩИЕ МЕТОДЫ И НАУЧНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ В ОБЛАСТИ ПОЛУЧЕНИЯ УЛЬТРАДИСПЕРСНЫХ ЧАСТИЦ И МАТЕРИАЛОВ НА ИХ ОСНОВЕ

1.1. Конденсационные методы

1.1.1. Золь-гель метод получения УДЧ

1.1.2. Гидротермальный и сольвотермальный синтез

1.1.3. Биохимический синтез УДЧ

1.1.4. Газофазный синтез (СУТ))

1.1.5. Метод криоконденсации

1.1.6. Плазмохимический синтез керамических соединений

1.1.7. Плазмохимический синтез углеродных нанотрубок (УНТ) и фуллеренов

1.2. Диспергационное направление

1.2.1. Метод электрического взрыва проволоки (ЭВП)

1.2.2. Вакуумно-дуговой синтез с интегрально-холодным катодом (ДРС с ИХК)

1.2.3. Электроэрозионный метод

1.2.4. Механическое дробление

1.2.5. Механохимический синтез

1.2.6. Ультразвуковое диспергирование

1.3. Пьезокерамические преобразователи

1.4. Магнитострикционные преобразователи

1.5. Анализ существующий ультразвуковых генераторов

1.6. Обзор волноводов-излучателей

1.7. Анализ существующих способов оценки интенсивности ультразвука в жидкости

1.8. Выводы по первой главе

2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА УЛЬТРАЗВУКОВОГО ДИСПЕРГИРОВАНИЯ

2.1. Разработка экспериментальной установки

2.1.1. Моделирование волновода-излучателя

2.1.2. Стенд для измерения АЧХ

2.1.3. Измерения АЧХ акустической системы

2.1.4. Конструкция экспериментальной установки

2.2. Комплекс для измерения звукового давления

2.2.1. Датчик давления

2.2.2. Измерительный прибор

2.3. Экспериментальное измерение акустического давления

2.3.1. Методика проведения экспериментов

2.3.2. Результаты экспериментов

2.3.3. Анализ экспериментальный данных

2.4. Выводы по второй главе

3. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ДИСПЕРГИРОВАНИЯ КЕРАМИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

3.1. Диспергирование в воде

3.2. Диспергирование в спирте

3.3. Выводы по третьей главе

4. РЕШЕНИЕ ПРОБЛЕМЫ АГЛОМЕРАЦИИ ПОЛУЧАЕМЫХ ЧАСТИЦ

4.1. Диспергирование в легколетучих жидкостях

4.2. Исследования возможностей предотвращения агломерации наносимых на подложки частиц при осаждения из паровой фазы

4.3. Диспергирование ЦТСНВ-1 в растворе ТЭОС

4.4. Диспергирование ЦТСНВ-1 в растворе полимера

4.5. Выводы по проделанной работе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЯ

1. Распределение акустического давления при разной концентрации обрабатываемых материалов

2. Таблица количества частиц на подложке и их размер

3. Акты о внедрении результатов диссертационной работы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование процесса ультразвукового диспергирования керамических материалов в жидких средах»

ВВЕДЕНИЕ

На протяжении всей своей истории человечество испытывало необходимость в измельчении различных материалов. С древнейших времен до настоящего времени развитие цивилизации непрерывно связано с минимальным размером частиц различных веществ, которые люди могут применять в своей жизни. В качестве иллюстрации подходит употребление в пищу различных злаковых культур. Изначально, человек употреблял в пищу зерно как таковое -готовил кашу. С развитием технологий: деревянная ступка, ручные жернова, ветряные и водяные мельницы дисперсность продукта, муки, непрерывно уменьшалась. С каждой новой ступенью измельчения происходило появление новых продуктов: из грубого помола можно испечь только хлеб. Более мелкий помол дает возможность приготовить печенье, бисквиты, сдобу.

Та же ситуация наблюдается, например, с дымным порохом. Чем более мелкое зерно, тем лучше сгорал пороховой заряд, тем больше образовывалось пороховых газов, тем дальше и с большей энергией летела пуля. На пике своего развития для уменьшения дисперсности пороха даже начали варить. История знает множество подобных примеров, когда переход на более мелкую дисперсность приводил к появлению новых товаров и продуктов и, как следствие, двигал вперед прогресс. В настоящее время развитие цивилизации ставит необходимость в еще более измельченных веществах. Один из способов подобного измельчения - это измельчение в жидкости. В связи с этим в науке и технике появилось специальное понятие - диспергирование.

На текущий момент развитие технологии подошло к пределу, когда для улучшения свойств используемых материалов требуется переход на более высокую дисперсность частиц, составляющих эти материалы. Свойства материалов, прежде всего, зависят от их состава. Когда стало возможным получение ультрадисперсных материалов с размером частиц хотя бы в одном из

направлений 300 нм и меньше [1, 2], выяснилось [3], что линейный размер частиц, из которых состоит материал, является не менее важным параметром. Этим объясняется научный и практический интерес к нахождению относительно недорогого, технологичного способа производства ультрадисперсных частиц (УДЧ), с использованием которых в дальнейшем будут изготавливаться ультрадисперсные материалы. Перспективным способом получения УДЧ и материалов на их основе является ультразвуковое диспергирование.

Получение ультрадисперсных частиц различных керамических веществ является наиболее востребованным на сегодняшний день. Доля керамики в мировом обороте УДЧ на 2009 год составляет более 80%. Однако увеличению объёмов производства УДЧ препятствует малая изученность свойств ультрадисперсных частиц и отсутствие относительно дешевого способа их производства. Кроме того, синтезированные в результате большинства способов частицы под действием сил Ван-дер-Вальса образуют агломераты. Данное явление существенно препятствует использованию свойств ультрадисперсных частиц для их дальнейшего применения.

Разработка технологии и оборудования для ультразвукового диспергирования керамических материалов и решение проблемы агломерации получаемых частиц приведут к существенному снижению стоимости производства УДЧ и материалов на их основе. Этим объясняется актуальность темы диссертации.

Рассмотрим конкретные примеры использования ультрадисперсных частиц.

В Белгородском университете налажено опытное производство наноструктурированного титана, [4].

Данный материал примерно на треть дороже импортных аналогов, однако, как показали испытания, в полтора раза прочнее. Титановую заготовку-пруток используют как основу для зубных протезов и костей. При протезировании существует необходимость в надежных и компактных материалах. Обычный титан не всегда подходит по данным критериям. Существуют технологии легирования титана для улучшения его конструкционных свойств, однако они

практически не применяются в медицине, так как легирующие добавки, например ванадий, могут вызвать осложнения. В Белгородском университете предложили другое решение: улучшение конструкционных свойств протезов за счет использования чистого наноструктурированного титана.

Введение ультрадисперсных частиц (УДЧ) различных металлов улучшают смазочные свойства применяемых масел, [5].

При сравнении обычных масел и смазочных сред с добавками УДЧ различных металлов (медь, латунь, цинк), последние обеспечивают лучшие противоизносные свойства в условиях высокой нагрузки. Введение УДЧ в товарные масла также приводит к улучшению антифрикционных свойств. Снижение величины износа и коэффициента трения зависят от используемого масла, типа УДЧ и твердости смазываемых деталей.

Введение ультрадисперсных частиц положительно влияет на свойства эпоксидных смол, [6]. В данном случае следует особо подчеркнуть, что наибольший эффект дают неагломерированные частицы.

Выше представленные материалы дают представление, что сфера применения ультрадисперсных материалов огромна. Однако их внедрение в повседневную жизнь ограничивается вследствие малой изученности свойств ультрадисперсных частиц и отсутствия дешевого способа их производства. Таким образом, исследование применения технологического ультразвука для производства ультрадисперсных частиц является актуальным на сегодняшний день [7].

Объект исследования. Процесс измельчения (диспергирования) растворенных в жидкости частиц под действием интенсивных ультразвуковых колебаний.

Предмет исследования. Дисперсность и свойства получаемых при ультразвуковом диспергировании частиц в зависимости от интенсивности воздействия, времени воздействия, свойств рабочей жидкости и внешних условий.

Методы исследования: натурный эксперимент и математическое моделирование.

Задачи исследования:

• Определить параметры и создать экспериментальную технологическую установку для реализации разработанной технологии;

• Разработать и создать специальный измерительный комплекс для контроля интенсивности кавитационных процессов при различных условиях диспергирования;

• Отработать режимы процесса ультразвукового диспергирования различных материалов;

• Разработать методику определения оптимальной концентрации диспергируемых керамических материалов;

• Разработать метод, который позволит получать плёночные покрытия с включением неагломерированных УДЧ.

Целью работы является разработка технологии и оборудования для получения плёнок, содержащих неагломерированные ультрадисперсные частицы.

1. СУЩЕСТВУЮЩИЕ МЕТОДЫ И НАУЧНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ В ОБЛАСТИ ПОЛУЧЕНИЯ УЛЬТРАДИСПЕРСНЫХ ЧАСТИЦ И МАТЕРИАЛОВ

НА ИХ ОСНОВЕ

В настоящее время известно несколько способов получения УДЧ. Все применяемые методы условно можно разделить на два типа: диспергационные и конденсационные. В диспергационных методах макрообразец измельчается до наноразмеров. В конденсационных методах к процессу подходят с другой стороны и выращивают необходимых размеров частицы из отдельных атомов.

Рассмотрим некоторые методы получения УДЧ. На текущий момент наиболее распространенными методами получения ультрадисперсных частиц являются конденсационные методы.

1.1. Конденсационные методы

1.1.1. Золь-гель метод получения УДЧ

Золь-гель технология предполагает проведение процесса синтеза УДЧ или тонких плёнок неорганических материалов из коллоидных растворов оксидов или сульфидов металлов. Данное направление получило собирательное название «золь-гель синтез» или «золь-гель технология». Название отражает суть происходящих процессов: переход от коллоидного раствора (золя) к коллоидному осадку (гелю).

Коллоидные системы имеют ряд особенностей, которые позволяют их успешно использовать при производстве УДЧ сложного состава:

1) В коллоидных системах можно получать вещества (элементы), которые не сосуществуют в истинном растворе (например, кремний и бор в виде силикатов и боратов соответственно).

2) Коллоидный раствор допускает более свободное изменение соотношения компонентов золя, так как низкая растворимость не является препятствием (понятие «растворимость» к коллоидными системам не применимо в строгом смысле).

Дисперсность коллоидных систем мала: размер частиц обычно не превышает 100 нм [8, 9, 10, 11]. После высушивания возможно получение самых разных по свойствам материалов. В частности, в работе [8, с. 34] показано, что «высушивание коллоидного раствора дает мелкие, очень реакционно-способные порошки с большой площадью удельной поверхности, что используется для приготовления катализаторов или получения плотных (иногда даже прозрачных) керамических изделий или стекол».

Прекурсор, в общем случае, - это химическое вещество, исходный компонент или участник промежуточных реакций при синтезе какого-либо вещества, [12]. В данном случае под прекурсором понимаются исходные компоненты золя. Гелеобразование - превращение жидкого коллоидного раствора в гель. В общем случае, гели - это дисперсные системы с жидкой средой, в которой частицы дисперсной фазы образуют пространственную сетку, т.е. в геле УДЧ тем или иным образом относительно гомогенно распределяются в объеме. Следующая за гелеобразованием процедура сушки подразумевает удаление жидкости из геля. Процедура спекания завершает процесс получения У ДМ. В зависимости от пространственной структуры, полученной в золе, и от условий сушки, свойства получаемого УДМ также отличаются.

Существует различные варианты золь-гель технологий получения УДЧ и УДМ [13, 14, 15, 16], отличающиеся исходными компонентами, технологиями сушки и спекания.

и

Одним из наиболее распространенных на сегодняшний день прекурсоров в золь-гель технологии является этиловый эфир ортокремнеевой кислоты, ТЭОС (тетраэтилоксисилан).

ТЭОС - бесцветная прозрачная жидкость, обладает специфическим запахом, легкорастворима во многих органических жидкостях. В воде не растворяется, происходит медленный процесс гидролизации. Смешивание ТЭОС с водой проходит легче в присутствии органических растворителей, которые создают более гомогенную среду. Часто в качестве органического растворителя выступает этиловый спирт.

ТЭОС является основой большинства современных способов получения стекловидных пленок/покрытий для микро- и наноэлектроники. Вследствие более медленной гидролизации по сравнению с аналогами с помощью ТЭОС получают более устойчивые по времени пленкообразующие золи.

Особенностью применения ТЭОС в микроэлектронике является то, что гидролизированные в кислой среде золи на основе ТЭОС могут быть «допированы» алкооксидами различных металлов/неорганическими кислотами/солям металлов.

Под допированием понимается процесс легирования кремниевой матрицы указанными соединениями.

Всем этим методам золь-гель синтеза присущи следующие недостатки:

1. сложность обеспечения повторяемости результатов;

2. в большинстве случаев частицы получаемых порошков образуют агломераты, слипаются, под действием сил Ван-дер-Вальса. Получаемые агломераты много больше размеров отдельных частиц. Как следствие, у материалов созданных на их основе отсутствуют свойства, присущие УДМ.

В результате - применение золь-гель технологии в основном ограничивается лабораторными исследованиями.

Помимо золь-гель технологии, существуют еще две технологии синтеза УДЧ, основанные на получении коллоидных систем. Данные направления получили названия гидротермального и сольвотермального синтеза. Сохраняя

некоторые принципы, присущие золь-гель технологии, данные направления, тем не менее, являются самостоятельными для исследований и научного поиска.

1.1.2. Гидротермальный и сольвотермальный синтез

В основе гидротермального синтеза лежит высокая растворимость некоторых неорганических веществ в воде при повышенных температуре и давлении [17, 18]. Полученные частицы кристаллизуются из жидкой фазы [19, 20, 21]. Высокая температура воды играет важную роль при проведении реакции. Помимо этого, изменяются свойства реагентов, участвующих в синтезе, их растворимость, реакционная способность, скорость диффузии. Контролируя температуру время и другие параметры реакции, данным методом получают самые разнообразные УДЧ. Например, подобным методом может быть получен ультрадисперсный оксид цинка [22, 23]. Минимальный размер получаемых частиц данным методом может быть 1 нм, [24].

В качестве растворителя можно использовать не только воду, но и другие полярные и неполярные растворители (бензол, толуол, некоторые спирты). Данный вид синтеза называют сольвотермальным [25, 26, 27]. На практике, реагенты, вместе с необходимым растворителем, нагревают в автоклаве до нужной температуры. Гидротермальный синтез обычно проводится при температуре до 500°С [28]. При сольвотермальном - значение температуры может

г

достигать больших значений. Размеры получаемых частиц те же, что и при гидротермальном синтезе.

К достоинствам данных методов относят широкий спектр веществ получаемых ультрадисперсных частиц: как простых веществ и оксидов (ве, 81, 8Юг, ZnO), так и сложных наноструктур (мезопористый дисоксид кремния, диоксид титана и другие). К недостаткам можно отнести довольно широкий диапазон размеров получаемых УДЧ и проблемы с повторяемостью результатов.

Так же, данные методы синтеза не позволяют уйти от проблемы агломерации полученных частиц [29, 30].

1.1.3. Биохимический синтез УДЧ

Данный метод используется для получения УДЧ различных металлов [31, 32, 33]. В основе лежит процесс восстановления ионов металлов в обратных мицеллах. При этом с помощью поверхностно-активного вещества водный раствор соли металла стабилизируется в неполярном растворителе. Восстановление металла происходит в обратных мицеллах, на их внутренней полости [34]. Мицелла в данном случае - это нерастворимая в коллоидной системе частица, состоящая из нерастворимого в данной среде ядра, окруженного стабилизирующей оболочкой из адсорбированных ионов и молекул растворителя. Обратная мицелла - структура, содержащая ядро с полярными группами и гидрофобными радикалами, обращенными во внешнюю фазу.

Полученные частицы используют в виде водного раствора (либо мицелярного) для создания жидко- или твердофазных УДМ. Модификация может происходить в виде малой добавки в лакокрасочные материалы, растворы полимеров и др. При модификации твердых веществ УДЧ наносятся путем адсорбции к материалу используемой подложки.

Достоинством данного метода являются малый размер получаемых частиц, до 10 нм, [35, 36]. Однако, промышленное производство УДМ данным методом затруднено его малой производительностью и трудностями с повторяемостью результатов.

Перечисленные методы синтеза УДЧ (золь-гель, сольвотермальный, биохимический), несмотря на их научную проработанность, не позволяют удовлетворить потребности производства УДЧ и УДМ в полном объёме. Необходимы методы синтеза, которые бы при переходе от лабораторных

исследований к промышленному производству, давали бы более дешевый и повторяемый результат. Одним из подобных методов является газофазный синтез.

1.1.4. Газофазный синтез (СУБ)

Ультрадисперсные частицы можно получать путем испарения соединений различных металлов (в основном карбонилы) при контролируемой температуре в среде инертного газа низкого давления с последующей конденсацией полученных частиц на холодной поверхности, [37, 38, 39]. Это один из самых простых способов получения ультрадисперсных порошков вследствие довольно высокой производительности [40]. Размер получаемых частиц обычно не превышает 100 нм, а по некоторым данным может быть до 6 нм, [41, 42]. Среда инертного газа необходима для быстрой потери частицами кинетической энергии, полученной при испарении.

Установки для газофазного синтеза в основном различают по:

1) способу подвода энергии,

2) принципу подвода испаряемого материала,

3) рабочей среде,

4) методу конденсации,

5) организации процесса сбора полученного порошка.

Испаряемое вещество может поступать в зону нагрева в различном виде: в проволоке; в струе жидкости; в впрыскиваемом порошке; в металлической проволоке.

Энергия также может подводиться различными способами: непосредственный нагрев, электродуговой разряд в плазме, лазерное излучение, индукционный нагрев токами высокой частоты, электронно-лучевой нагрев.

Температура парогазовой смеси может достигать тысяч Кельвинов [43]. Рабочая камера, заполненная холодным инертным газом, должна иметь достаточный объем и сечение для быстрого охлаждения. Также существуют

установки, в которых для охлаждения, помимо непосредственного контакта с холодной средой, используется принцип адиабатического расширения. Создаваемый при этом процессе высокий градиент температур приводит к очень быстрой конденсации. Кроме того, в рабочую камеру могут коаксиально подаваться две струи: испаряемого материала и холодной инертной атмосферы. Обе струи турбулентно смешиваются, температура падает, пересыщение увеличивается и происходит быстрая конденсация.

Отдельной задачей при газофазном синтезе является сбор полученного порошка. Вследствие малого размера частицы остаются взвешенными в газе и не осаждаются под действием силы тяжести. Для решения этой задачи используют центробежное осаждение, специальные фильтры. Также возможно осаждение частиц в жидкую пленку.

Процесс синтеза УДЧ газофазным методом сопровождается некоторым закономерностями:

1) УДЧ образуются при охлаждении полученного при нагреве пара в конденсационной зоне, размер которой обратно пропорционален давлению газа.

2) При увеличении давления средний размер получаемых частиц сначала резко увеличивается, затем более медленно приближается к предельному при значении давления порядка 2500 Па, [40].

3) При замене инертного газа с менее плотного на более плотный, при одинаковом давлении, происходит рост среднего размера частиц.

В зависимости от условий проведения синтеза конденсация порошка происходит либо в объеме, либо на поверхности реакционной камеры.

К достоинствам метода можно отнести уже упоминавшуюся ранее высокую производительность (до 20 г/час, [44]) и достаточно стабильный результат. Недостатками метода являются относительная дороговизна оборудования, а также необходимость наличия в ряде случаев специальных систем по сбору полученных УДЧ. Порошки получаются сильно агломерированными.

Развитие газофазных методов получения УДЧ привело к появлению криоконденсационного направления.

1.1.5. Метод криоконденсации

Криохимическая конденсация - метод получения УДЧ, при котором испаренные частицы различных материалов конденсируют при низких температурах в инертной матрице, [47]. Данная технология применяется для получения УДЧ металлов. Размер получаемых частиц примерно тот же, что и при газофазном синтезе. Основное отличие методов состоит в наличие криогенной камеры, заполненной жидким азотом или аргоном. Исследуемые образцы быстро нагреваются, вследствие чего происходит испарение с достаточно высоким давлением паров металла. Испарительный реактор соединен с криокамерой, заполненной криожидкостью. Попав в криокамеру, пересыщенные пары металла формируют твердые УДЧ вследствие быстрого охлаждения. Высокая скорость охлаждения частиц (температура в криокамере может достигать 4-10К, [48]) приводит к быстрому зародышеобразованию и формированию УДЧ.

К достоинствам данного метода относят более высокую дисперсность получаемых частиц в отличие от газофазного метода. Недостатком, помимо присущих особенностей газофазного синтеза, является еще большая дороговизна оборудования и расходных материалов. Также, полученные порошки при нагреве до нормальной температуры образуют агломераты, что затрудняет их дальнейшее использование.

Конденсация из газовой фазы, как при обычных условиях, так и криоконденсация, обеспечивает большую стабильность результата и объёмы производства в отличие от группы золь-гель синтеза (золь-гель, сольвотермальный, биохимический). Однако, вследствие присущих данному методу недостатков, данное направление не является всеобъемлющим решением проблемы производства УДЧ и УДМ. Газофазный синтез получил достаточно широкое распространение в виду вышеуказанных достоинств. Однако, на текущий момент, не менее распространенным является метод плазмохимического синтеза.

1.1.6. Плазмохимический синтез керамических соединений

Данный метод применяется для получения ультрадисперсных частиц карбидов, боридов, нитридов, оксидов и других материалов, [49, 50, 51, 52, 53]. Возможно также получение чистых металлов путем восстановления их соединений водородом. Реакция должна протекать вдали от состояния равновесия, скорость образования зародышей новой фазы должна быть высокой (при малой скорости их роста). В условиях плазмохимического синтеза скорость охлаждения потока плазмы, в котором происходит конденсация из газовой фазы, также должна быть достаточно высокой. Это необходимо для уменьшения размера получаемых частиц, а также подавления механизма роста частиц при столкновениях. Для плазмохимического синтеза применяется низкотемпературная плазма, 4000-8000К (аргоновая, азотная и другие), [54]. Характеристики получаемых УДЧ зависят от конструкции плазмотрона, технологии синтеза и свойств используемого сырья. В качестве сырья выступают элементы, их галогениды и другие соединения. Данный метод позволяет получать частицы до 200 нм, [55, 56].

Плазмохимический синтез можно условно поделить на этапы:

1) образование активных частиц в факеле плазмы,

2) взаимодействие частиц в факеле плазмы,

3) конденсация полученных частиц.

Высокая температура плазмы обуславливает наличие в ней электронов, ионов, радикалов и нейтральных частиц в возбужденном состоянии. Как следствие, скорости взаимодействия и протекания химических реакций высоки.

Наибольшую мощность и КПД удается получить в дуговых плазмотронах. Однако, при их использовании полученные ультрадисперсные порошки загрязняются продуктами эрозии электродов. Исходя из данной ситуации, высокочастотные и СВЧ-плазмотроны имеют некоторые преимущества применительно к плазмохимическому синтезу.

К достоинствам данного метода является возможность получения многокомпонентных ультрадисперсных порошков, состоящих из смеси различных материалов, например, карбида и борида. Также плазмохимическому методу присуще высокая производительность.

Главным недостатком плазмохимического синтеза является низкая селективность процесса: вместе с УДЧ в полученных порошках присутствуют частицы более крупных размеров. Также, данный метод не решает проблемы агломерации полученных порошков ультрадисперсных частиц. Помимо синтеза керамических соединений, существует плазмохимический синтез углеродных нанотрубок и фуллеренов.

1.1.7. Плазмохимический синтез углеродных нанотрубок

(УНТ) и фуллеренов

Производство данных аллотропных модификаций углерода представляет собой известный научный и практический интерес, [57, 58, 59].

На сегодняшний день наиболее распространенным методом синтеза фулеренов является метод В. Кретчмера, [60, 61]. Суть метода заключается в прохождении электрической дуги между графитовыми электродами в гелиевой атмосфере при пониженном давлении (в установке В. Кретчмера давление составляло 100 Тор). В полученном подобным образом угольном конденсате содержится порядка 10% [58] фуллереновой смеси.

Трудности при производстве фуллеренов состоят не только в низком проценте выхода, но и сложность выделения готового продукта из углеродной сажи. Чаще всего сажу, полученную при плазмохимическом синтезе, смешивают с толуолом или другим растворителем, способным растворять фуллерены. Затем смесь фильтруют или обрабатывают в центрифуге. После фильтрования раствор выпаривают и получают мелкокристаллический осадок, фуллерит. В данном веществе содержатся молекулы Сбо, С7о и другие молекулы фуллеренов более

высокого порядка. Разделение смеси различных модификаций производят методом жидкостной хромотографии или хромотографии высокого давления.

Одним из наиболее распространенных направлений получения УНТ является метод сублимации исходного углесодержащего вещества в плазменном факеле, [62, 63]. Наиболее часто для этой цели применяют электродуговые ВЧ-плазмотроны. Высокочастотные установки имеют ряд преимуществ перед обычными электродуговыми в силу своих конструкционных особенностей (получаемый продукт не содержит примесей металлов электродов). Получаемая сажа содержит около 50% УНТ, [62].

Помимо дороговизны оборудования и высокой цены получаемых фуллеренов и УНТ, остается нерешенной проблема агломерации получаемых углеродных трубок, их спутывание между собой. Решение данной проблемы представляет собой известный научный интерес.

Перечисленные конденсационные методы в настоящее время являются достаточно апробированными и научно описанными. В ряде случаев, данные технологии частично решают вопрос получения УДЧ и УДМ (частично т.к. ни одно из вышеописанных направлений не решает проблему агломерации получаемых УДЧ). Существующие недостатки не позволяют полностью решить проблему синтеза УДЧ и УДМ в необходимом объеме и качестве. Поэтому, наряду с конденсационным направлением, существует диспергационное направление.

1.2. Диспергационное направление

1.2.1. Метод электрического взрыва проволоки (ЭВП)

Данный метод является одним из наиболее распространенных методов, позволяющих производить УДЧ в промышленных масштабах. Суть метода состоит в прохождении через диспергируемую проволоку импульса тока высокой плотности, до 106-109 А/см2, [64, 65]. Проволока быстро нагревается до температуры плавления и расплавляется. После расплавления происходит процесс взрывообразного разрушения. УДЧ образовываются при расширении продуктов разрушения в газовую атмосферу, [66, 67, 68]. Получаемые частицы могут иметь размер до 100 нм [69]. Однако производители обычно пишут среднеарифметический размер частиц в порошке, т.к. получаемые частицы довольно сильно различаются по размеру [70]. Производительность установок достигает десятков грамм порошка в час.

У разных исследовательских и производственных групп конструкция установок для ЭВП может иметь свои нюансы [71]. Однако по принципу работы они идентичны и включают в себя элементы, представленные на рисунке 2.

Р Ь К1

ОСК^Ц}

]

вп

вк

1

К2 V

КЗ

Рисунок 1 - Принципиальная схема установки ЭВП.

Высоковольтный источник питания (ИП) заряжает батарею конденсаторов (С). Заряд может происходить до разного уровня напряжения, его величина контролируется киловольтметром (кУ). Взрываемая проволока (ВП) расположена в высоковольтном реакторе (ВК). При помощи коммутатора (Р) батарея (С) разряжается на взрываемой проволоке. Высоковольтный реактор предварительно просто вакуумизируется, либо вакуумируется с последующим заполнением рабочим газом (аргон, ксенон и другие). После взрыва полученный порошок удаляется из камеры потоком рабочего газа. Импульсы тока (I), проходящего через взрываемую проволоку, регистрируются резистором (114); напряжение и на ВП регистрируется через делитель напряжения (112 и ЯЗ). На рисунке Ь и Ю - собственные индуктивность и активное сопротивление контура соответственно.

Данный метод успешно применяется для промышленного производства УДЧ, [70]. ввиду своей относительной простоты и дешевизны, как необходимого оборудования, так и расходных материалов. Из недостатков стоит отметить:

1) существенный разброс размеров получаемых частиц;

2) данный метод позволяет получать частицы только хорошо проводящих материалов.

3) исходя из опубликованных в различных источниках изображений частиц, полученные методом ЭВП, получаемые порошки состоят из агломератов, что затрудняет их дальнейшее использование [64].

Метод ЭВП на текущий момент является, возможно, самым распространенным в диспергационном направлении. Однако, указанные недостатки не позволяют использовать данную технологию повсеместно.

Другим диспергационным направлением, получившим достаточно широкое распространение, является вакуумно-дуговой синтез с интегрально-холодным катодом.

1.2.2. Вакуумно-дуговой синтез с интегрально-холодным

катодом (ДРС с ИХК)

ДРС с ИХК является эффективным методом получения УДЧ, получившим на настоящее время довольно широкое распространение. Суть метода заключатся в расплавлении металла катода и переводе его в плазменный поток с помощью вакуумно-дугового разряда, работающего в режиме с интегрально-холодным катодом. Испаренный из катодных пятен металл конденсируется на массивную водоохлаждаемую подложку. Расплавленный материал катода охлаждается на подложке и осыпается в специальный поддон. В случае, когда материал сцепляется с подложкой, применяются устройства счистки.

Одна из возможных конструкция установки для ДРС с ИХК представлена на рисунке 1, [45]. Диаметр катода 60мм.

1 3 2 7 8 9

Рисунок 2 - Схема установки ВДС с ИХК. 1 - анод; 2 - катод; 3 -поджигающий электрод; 4 - экран; 5,6- стабилизирующий и фокусирующие соленоиды; 7 - рабочий объем; 8 - планетарный механизм вращения; 9 - место для осаждения порошка; 10 - источник питания дугового разряда; 11 - источник

модулирования.

Установка ДРС с ИХК, представленная на рисунке, состоит из анода (1) цилиндрической формы с развитой поверхностью. Катод (2) выполнен из материала, образующего металлическую плазму. Поджигающий электрод (3) упирается в боковую поверхность катода. Для предотвращения ухода катодных пятен на нерабочую поверхность катода в конструкцию внесен экран (4). С внешней стороны анода расположена магнитная система, состоящая из стабилизирующего соленоида (5) и фокусирующего соленоида (6). Анод плотно соединяется с рабочим объемом (7), в котором на оси системы располагается массивная водоохлаждаемая подложка (8). Поддон (9) служит для сбора получаемого порошка. Вращение подложки 8 обеспечивается электродвигателем. Все элементы конструкционные элементы источника плазмы выполнены из немагнитного материала. На подложку (8) предусмотрена подача отрицательного напряжения от источника смещения. В цепь питания дуги (10) подключен модулирующий источник питания (11).

ДРС с ИХК позволяет получать порошки размером до 1 мкм, при производительности установки 1-2г/час, [46].

К достоинствам технологии относят хорошую повторяемость результатов и, как следствие, распространенность промышленных установок для производства порошков по данной технологии. К недостаткам ДРС с ИХК относят трудность получения порошков ультрадисперсной фракции и их сильную агломерированность.

Как следствие, для синтеза УДЧ применяются и другие диспергационные методы, такие как, например, электроэрозионный метод.

1.2.3. Электроэрозионный метод

Данный метод позволяет получать ультрадисперсные частицы чистых металлов и сплавов. Чаще всего процесс происходит в среде диэлектрической жидкости. Получение частиц происходит вследствие разрушение материала

проволочного электрода в искровом разряде при прохождении по нему импульсного тока. Электроэрозионный способ позволяет получать частицы с достаточно узким распределением по размерам, 2.5-20 нм при наличии отдельных частиц до 100 нм [72]. Данным методом возможно получение ультрадисперсных частиц сложных по составу постоянных магнитов [73].

К недостаткам метода относится взаимодействие образовавшихся частиц со средой, в которой производится диспергирование. В работе [74] показано образование частицами сульфидов при обработке в расплавленной сере и науглероживание частиц при проведении диспергирования в среде органических растворителей.

Также производительность данного метода не позволяет на текущий момент использовать при промышленном производстве УДЧ или УДМ.

1.2.4. Механическое дробление

Достаточно традиционный метод получения порошков твердых материалов нашел свое применение при синтезе УДЧ, [75, 76, 77]. Для помола используются различные по конструкции мельницы, такие как: вибрационные, шаровые, планетарные и другие. Данный метод позволяет получать частицы размером до 100 нм, [78].

Размер получаемых частиц обратно пропорционально зависит от времени обработки. Чем больше время обработки, тем меньший средний размер получаемых частиц. Также следует отметить, что данный метод может быть реализован в среде жидкого азота или аргона («криопомол»), [41, 79, 80, 81]. Использование жидкого азота или аргона, помимо других положительных эффектов, приводит к образованию у частиц оксидно-нитридной пленки, которая препятствует спеканию частиц при повышенной температуре.

Большая энергоемкость и длительность обработки являются недостатками данного метода. Также, наблюдается эффект, обратный эффекту шаржирования,

когда в измельченном материале присутствуют частицы измельчительных инструментов. Кроме того, проблема агломерирования получаемых частиц также присуща данному методу.

В процессе иследований процессов, происходящих при механическом дроблении, возникло направление механохимического синтеза, которое необходимо рассматривать как достаточно самостоятельную технологию.

1.2.5. Механохимический синтез

Механохимический синтез - это способ получения УДЧ в котором механическое измельчение сопровождается химическими реакциями между диспергируемыми материалами, [82, 83, 84, 85, 86, 87]. Чаще всего, химические реакции между твердыми телами затруднены вследствие отсутствия диффузии участников реакции друг в друга и диффузии продуктов реакции. Механохимический синтез основан на эффекте протекания химических реакций в твердом теле вследствие приложенной деформации сдвига, [88, 89, 90, 91]. Данное воздействие удобно осуществлять в измельчительном оборудовании: шаровых, планетарных, молотковых и других типах мельниц.

Эффективность процесса измельчения и протекающих при этом химических реакций зависят от конструкции измельчительно оборудования и от свойств измельчаемого вещества, его кристаллической решетки и типа химической связи. Например, механохимическим синтезом возможно получение ультрадисперсных сплавов Бе-М и Ре-А1 с размеров частиц 5-15 нм в шаровой мельнице при длительности воздействия в 300 часов, [92].

Данному методу присуще те же недостатки и достоинства, что и методу механического дробления.

Научный поиск в области диспергационных способов получения УДЧ и УДМ привёл к появлению ультразвукового диспергирования, как направления синтеза УДЧ и УДМ.

1.2.6. Ультразвуковое диспергирование

Применение технологического ультразвука для получения УДЧ и УДМ в жидкой среде имеет ряд существенных преимуществ по сравнению с другими способами:

1. низкая энергоемкость,

2. высокая производительность в случае сонохимических реакторов: до нескольких сотен граммов порошка с размером 5-60нм за время около 5 минут, [93],

3. возможность получать ультрадисперсные частицы с повторяемым результатом, [94, 95, 96].

Отличительной особенностью этого метода получения УДЧ является высокая однородность получаемого порошка, а также его высокая чистота по сравнению с другими методами (механическими, взрыва проволоки и т.д), неизбежно дающими паразитные примеси, [97].

Главный механизм ультразвукового диспергирования порошковых материалов - возникновение эффекта кавитации при прохождении плоской акустической волны в жидкой среде, [98, 99, 100, 101].

Рассмотрим подробнее данное явление.

Под кавитацией в жидкости понимают образование полостей или пузырьков при локальном понижении давления в жидкости до давления насыщенных паров, [102]. Соотношение содержания газа и пара в полости может быть различным (теоретически от нуля до единицы).

Различают гидродинамическую кавитацию, возникающую за счет местного понижения давления в потоке жидкости при обтекании твердого тела, и акустическую кавитацию, возникающую при прохождении через жидкость акустических колебаний. Кавитационная каверна, заполненная паром и газом в различных источниках, называется полостью, пузырем, пузырьком, сферой и т.п.», [103].

Акустическая кавитация представляет собой эффективное средство измельчения различных веществ в жидкости вследствие схлопывания кавитационных пузырей, [104]. В ударной волне, распространяющейся от места захлопывания, максимальная амплитуда давления может достигать 100 МПа [103], а температура 5000-25000К, [91, 105]. Следующая за ударной волна с отрицательным давлением, вследствие растягивающего воздействия, приводит к разрушению частиц. На Рисунок 3 (А) представлен механизм образования и схлопывания кавитационной каверны. На Рисунок 3 (Б) представлен механизм кавитационного разрушения частиц керамики [91]: разрушение происходит при нахождении частицы измельчаемого материала в непосредственной близости от схлопнувшейся кавитационной полости. При нахождении частицы на относительном расстоянии от места схлопывания измельчения не происходит.

А

мкм

Рисунок 3 - Механизм образования кавитационной полости (А) и механизм

кавитационного разрушения (Б)

мкм

Общая картина образования кавитационного пузырька представляется в следующем виде: «В фазе разрежения акустической волны (А-Б) в жидкости образуется разрыв в виде полости, которая заполняется насыщенным паром данной жидкости. В фазе сжатия (В-С) под действием повышенного давления и сил поверхностного натяжения полость захлопывается, а пар конденсируется на границе раздела фаз. Через стенки полости в нее диффундирует растворенный в жидкости газ, который затем подвергается сильному адиабатическому сжатию. После схлопывания полости (Э) в окружающей жидкости распространяется сферическая ударная волна», [103].

Для возбуждения кавитации в жидкости следует создать акустические колебания необходимой интенсивности, [106, 107]. Интенсивность ультразвуковых колебаний напрямую связана с таким параметром как акустическое давление. Связь между интенсивностью и акустическим давлением определяется как:

г А Ър'С (О

где: р - плотность среды; с - скорость звука в среде (с=1500 м/с для воды)

Для расчета акустического реактора с необходимой интенсивностью ультразвуковых колебаний нужно найти решение волнового уравнения с некоторыми граничными условиями (геометрия реактора, амплитуда колебаний волновода, среда линейная).

В общем виде волновое уравнение без учета поглощения средой колебаний выглядит следующим образом:

;; ЧЗя:1 ду2 дх1)-

где: \дхг ду2 дх2}- оператор Лапласа, который в зависимости от физической постановки задачи записывается в декартовых, цилиндрических, сферических и других координатах; и - смещение среды; I - время.

Данное волновое уравнение можно переписать через акустическое давление:

л 1 д*Р л

= 0 (3)

Обе величины, смещение среды и акустическое давление, связаны между собой через понятие колебательной скорости V, которое определяется как производная по времени от смещения:

аи

V =

Ж

(4)

Вместе с тем, колебательная скорость может быть найдена как отношение акустической интенсивности и переменного звукового давления:

Таким образом, интенсивность I, смещение среды V и переменное звуковое давление р напрямую зависят друг от друга. Найдя один из указанных параметров можно говорить о решении задачи расчета акустической системы.

Интенсивность акустических колебаний может различаться в разных точках внутри реактора. Внутри камеры возникают многократные отражения волны от стенок, что приводит к возникновению интерференции и появлению стоячих волн. Поэтому при расчете акустического реактора представляет интерес картина распределения стоячих волн. Также необходимо учитывать затухание и рассеяние энергии ультразвуковой волны. Так как смещение/изменение звукового давления происходит по синусоидальному закону, то преобразуем волновое уравнение в уравнение Гельмгольца:

/

и =

(5)

Р

Д/? + £2/? = 0

В уравнении (6) комплексное волновое число Нравно:

к -

со

где: со - круговая частота; Ь - диссипативный коэффициент; ] - комплексная

единица.

Коэффициент вязкости определяется как:

Заключение диссертации по теме «Электротехнология», Новик, Алексей Александрович

4.5. Выводы по проделанной работе

Проведена серия экспериментов по диспергированию керамики в легколетучих жидкостях: этиловый спирт, ацетон. Предполагалось, что увеличение скорости испарения среды решит проблему образования агломератов на подложке. С этой же целью подложки с нанесенными образцами подвергали прокаливанию (при этом помимо спирта и ацетон использоваласт дистиллированная вода). Полученные результаты позволяют с уверенностью утверждать, что скорость испарения рабочей среды не влияет на процесс образования агломератов.

Исследовалась возможность осаждения измельченных частиц из паровой фазы. Диспергированию подвергался оксид железа и оксид циркония. Полученные результаты говорят о неэффективности данного способа борьбы с агломерацией. Частицы, осажденные на подложку, сильно агломерированны.

Ультразвуковое диспергирование в растворе ТЭОС со спиртом является эффективным средством решения проблемы агломерации частиц. Полученные результаты свидетельствуют о том, что создаваемая вокруг частиц кремнеорганическая матрица препятствует их слипанию.

Аналогичных результатов удалось добиться при проведении ультразвукового диспергирования в среде мономера с последующей полимеризацией. Данные, полученные при исследовании результатов экспериментов, позволяют заключить, что формирование полимерной матрицы вокруг измельченных ультразвуком частиц также является эффективным способом решения проблемы агломерации частиц. Полученные тонкие пористые пленки на основе технологии полимерной матрицы имеют существенно более высокую диэлектрическую проницаемость по сравнению с поленками, полученными после механического перемешивания. Данный результат позволяет использовать полученные в результате ультразвукового диспергирования плёнки при производстве миниатюрных сверхвысокочастотных конденсаторов.

Полученные результаты ультразвуковой обработки в растворе ТЭОС и в полимерном растворе позволяют сделать вывод о том, что проблему образования агломератов на этапе нанесения УДЧ на подложки, удаётся решить, проводя технологический процесс в средах, которые при нанесении образуют вокруг частиц кремнеорганическую или полимерную матрицы.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе выполнения диссертационной работы были получены следующие основные результаты:

1. Разработана установка, предназначенная для ультразвукового диспергирования керамических материалов.

2. Предложена методика определения границы эффективной работы ультразвуковой технологической системы на основе измерений АЧХ электроакустической системы.

3. Предложена методика оценки эффективности ультразвукового диспергирования.

4. Разработан измерительный комплекс для оценки уровня возбуждаемого акустического давления.

5. Разработана технология получения плёнок, содержащих неагломерированные ультрадисперсные частицы, полученные с помощью технологического ультразвука.

6. Полученные результаты разработки экспериментального стенда и измерительного комплекса использованы при внедрении в производство серийного оборудования (см. приложение 3 к диссертации).

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Новик, Алексей Александрович, 2013 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Губин С. П., Кокшаров Ю. А., Хомутов Г. Б., Юрков Г. Ю. Магнитные наночастицы: методы получения, строение и свойства // Успехи Химии. - 2005. - Т. 74. - №6. - С. 539-574.

2. Цветков Ю.В., Самохин A.B., Алексеев Н.В., Благовещенский Ю.В. Физикохимия и технология плазмохимического синтеза нанопорошков элементов и соединений. П-й международный форум по нанотехнологиям, Москва, 6-8 октября, 2009 г., С. 498-500.

3. Сергеев Б. Г. Размерные эффекты в нанохимии // Российский химический журнал. - 2002. - Т. XLVI. - № 5. - С. 22 - 30.

4. Нанотитан для зубов и костей: легкий, прочный, человечный // Российский электронный наножурнал [Электронный ресурс]. - Электрон, дан. -Режим доступа: http://www.nanorf.ru/ science.aspx?cat_id=394&d_no=1289 (дата обращения: 13.07.2012).

5. Беляев С. А, Тарасов С. Ю., Колубаев А. В., Лернер М. И. Повышение эффективности смазочного действия путем добавления нанопорошков металлов в масло // Труды международной научно-технической конференции, посвященной памяти Генерального конструктора аэрокосмической техники академика

Н. Д. Кузнецова. - Самара: РИО Самарского научного центра РАН, 2001. -Ч. 2.-С.204-210.

6. Модификация эпоксидных клеев [Электронный ресурс]. - Электрон, дан. - Режим доступа: http://www.nanosized-powders.com/fields_of_application/modification_of_epoxy_adhesives.php (дата обращения : 01.07. 2012).

7. Петракова О. В. Ультрадисперсные материалы на основе рения (синтез предшественников, свойства и применение материалов : Автореф. дис. ... кан. хим. наук: 05.17.02 / Петракова Ольга Викторовна; ГОУ ВПО «Московская государственная академия тонкой химической технологии имени М.В. Ломоносова». - М., 2010. - 24 с.

8. Толбанова О.Л. Методы получения наноматериалов :Курс лекций. -Томск: Национальный исследовательский Томский политехнический университет, 2010.-79с.

9. Золь-гель технология получения кислородно-ионопроводящих твердых растворов диоксида циркония / И. К. Горновая, А. В. Устюгов, H. Н. Лаптев, Л. А. Чебурина, М. А. Мокрушина // Сборник ФГУП РФЯЦ - ВНИИТФ им. академ. Е.И. Забабахина по ТОТЭ [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://toc.vniitf.ru/01ru/papers/20.htm.

10. Chen, Dong-Hwang Synthesis of nickel ferrite nanoparticles by sol-gel method // Materials Research Bulletin. - 2001. - Vol. 36. - P. 1369-1377.

11. Shakeel A. Synthesis of Fe2o3 nanoparticles by new sol-gel method and their structural and magnetic characterizations [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://arxiv.org/ftp/cond-mat/papers/0408/0408480.pdf.

12. Ismail Ab. Rahman. Synthesis of silica nanoparticles by sol-gel: size-dependent properties, surface modification, and applications in silica-polymer nanocomposites // Journal of Nanomaterials. - 2012. - Vol. 2012 - 15 c.

13. Подденежный E. H., Бойко А. А., Стоцкая О. А., Чижик С. А. Новые люминисцентные материалы на основе силикатных систем содержащие наночастицы оксидов переходных и редкоземельных элементов // Доклад на международной конференции «Актуальные проблемы физики твердого тела».

— Минск, 2005. - С. 358-360.

14. Калинников В. Т., Локшин Э. П., Иваненко В. И., Громов О. Г. Исследование и разработка методов получения порошков редких элементов IV

- V групп и щелочных или щелочноземельных элементов заданного

гранулометрического состава // Статьи трудов конференции к 75-летию КНЦ «Формирование основ современной стратеги природопользования в Евро-Артическом регионе». — Апатиты, 2008.

15. Цветкова И. Н., Шилова О. А., Гомза Ю. П., Сухой К. М. Золь -гель синтез и исследование силикофосфатных и гибридных протонопроводящих нанокомпозитов // Международный научный журнал "Альтернативная энергетика и экология". - 2007. - №1(45). - С. 137- 138.

16. Способ получения титаната алюминия и изделие, изготовленное из него [Текст] : пат. 2250886 Рос. Фед. : С04В35/462, С04В35/624 / Каблов E.H., Саркисов П. Д., Солнцев С. С., Севастьянов В. Г., Орлова JI. А., Гращенков Д. В., Авдюшина Н. Н. Патентообладатель: Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") - 2004103274/03, 05.02.2004.

17. Hiromichi Hayashi. Hydrothermal synthesis of metal oxide nanoparticles in supercritical water // Materials. - 2010. - № 3— P. 3794-3817.

18. Gabriele Aksomaityte, Martyn Poliakoff. Continuous hydrothermal synthesis of co3o4 nanoparticles in supercritical water

[Электронный ресурс]. - Электрон, дан. - Режим доступа: http://www.isasf.net/fileadmin/files/docs/barcelona/isasf%202008/pdf/posters/prproc e%20&%20reactions/p_pr_53 .pdf

19. Функциональные наноматериалы / А. В.Лукашин, А. А. Елисеев; Ю. Д. Третьякова. — М.: ФИЗМАТЛИТ, 2007. ~ 456 с.

20. Somiya Shigeyuki. Hydrothermal synthesis of fine oxide powders // Bull, mater, sei. - Dec. 2000. - Vol. 23. - No. 6. - P. 453^60.

21. A.I.Y. Tok, F.Y.C. Boey. Hydrothermal synthesis of ceo2 nano-particles // Journal of materials processing technology. - 2007. - №190 - P. 217-222.

22. Шапорев А. С. Гидро - и сольвотермальный синтез и функциональные свойства нанокристаллического оксида цинка: Дис. ... к.х.н.:

02.00.01 / Шапорев Алексей Сергеевич; Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН - М., 2009. — 180 с.

23. Doungporn Yiamsawas. Preparation of ZnO Nanostructures by Solvothermal Method // Journal Of Microscopy Society Of Thailand. - 2009.- № 23 (1), 2009. —P. 75-78.

24. Потапов В. В., Камашев Д. В., Синтез благородного опала в гидротермальном растворе // Физика и химия стекла. - 2006. - Т. 32. - № 1.

25. M.S. Meor Yusoff Synthesis of alumina using the solvothermal method // Malaysian Journal of Analytical Sciences. - 2007. - №11 (1) - pp. 262-268.

26. Basavaraja S. Solvothermal synthesis and characterization of acicular A-Fe2o3 nanoparticles//Bull. Mater. Sci. - Dec. 2011. - № 7. — pp. 1313-1317.

27. Meng Wang, Jin-Ling Liu. Two-phase solvothermal synthesis of rare-earth doped nayf4 upconversion fluorescent nanocrystals // Materials Letters. - 2009.

-№63.-pp. 325-327.

28. Химическая энциклопедия: гидротермальные процессы / под ред. д. х. н. Кнунянца. - М.: Советская Энциклопедия, 1988 - Т. 1. — С. 567.

29. Альмяшева О. В., Корыткова Э. Н., Малков А. А., Гусаров В. В. Размер, морфология и структура частиц нанопорошка диоксида циркония, полученного в гидротермальных условиях // Наносистемы: физика, химия, математика. - 2010.- Т. 1, - № 1, С. 26-36.

30. Синтез и свойства нанокристаллических порошков и нанокерамики на основе диоксида циркония / Альмяшева О. В., Корыткова Э. Н., Малков А. А., Гусаров В.В.: Сборник научных трудов «Химия поверхности и синтез низкоразмерных систем». Санкт-Петербург, 2002. — С. 13-20.

31. Егорова Е. М. Наночастицы металлов в растворах: биохимический синтез, свойства и применения // Автореф. дисс.. д.х.н.: 03.01.06. / Егорова Елена Михайловна; Институт электрохимии им. А.Н.Фрумкина РАН.- М., 2011. —с. 28.

32. Kannan Badri Narayanan, Biological snthesis of metal nanoparticles by microbes // Advances in colloid and interface science, - 2010. - Vol. 156. - pp. 1-13.

33. Diva Biradar, K. Lingappa. Isolation and screening of gold nanoparticles by microbes // World journal of science and technology. - 2012. - № 2 (2). — p. 2022.

34. Танасюк Д. А., Горностаева С. В., Ревина А. А. О форме линий оптических спектров поглощения наночастиц серебра, полученных в обратных мицеллах радиационно-химическим методом // Электронный научный журнал «Исследовано в России» [Электронный журнал]. - Режим доступа: http://zhurnal.ape.relarn.ru/articles/ 2006/21 l.pdf, 2012.

35. Миргород Ю. А., Ефимова Н. А. Получение наночастиц в прямых и обратных мицеллах и исследование их свойств, химия твердого тела и современные микро и нанотехнологии // VIII Международная Конференция. — Кисловодск - Ставрополь, 2008.- 458 с.

36. Гак В. Ю., Николенко Д. Ю., Бричкин С.Б. Синтез наночастиц селенида кадмия [Электронный ресурс].- http://www.edu-cons.net/ atlas_last/doc/ 365/2(28).pdf

37. F.Einar Kruisa, Heinz Fissan. Synthesis of nanoparticles in the gas phase for electronic, optical and magnetic applications // Journal of Aerosol Science.-1998. - Vol. 29(6).- pp. 511 - 535.

38. A. Gutsch, M. Krämer, G. Michael. Gas-Phase Production Of Nanoparticles [Электронный ресурс].- Электрон, дан. - Режим доступа: http://www.kona.or.jp/search/20_024.pdf

39. Wegner, К. Gas-Phase Synthesis Of Nanostructured Particulate Films// Kona. - 2002. - No. 20. - P. 24-37.

40. Князев А. В., Кузнецова H. Ю. Нанохимия, электронное учебное пособие. - Нижний Новгород: Нижегородский Госуниверситет, 2010.- 102 с.

41. M.I. Martín, L.S. Gómez. Nanostructured aumina particles synthesized by the spray pyrolysis method: microstructural and morphological analysis // Ceramics International. - 2010. - № 36 (2). - pp. 767-772.

42. Толочко О. В., Гюлиханданов Е. Л., Васильева Е. С. Нанопорошковые материалы: газофазный синтез и применение, IX Международная Научная Конференция. Кисловодск - Ставрополь: Севкавгту, 2009-427 с.

43. Кудашов А. Г., Окотруб А. В. Газофазный синтез азотосодержаших нанотрубок и их электронные свойства // Физика твердого тела. - 2002. - Т. 44. -№ 4. -С. 626 -630.

44. Рябов А. В., Окишев К. Ю. Новые металлические материалы и способы их производства: Учебное пособие. - Челябинск: Изд-во Юургу, 2007. — 64 с.

45. Способ получения мелкодисперсных порошков [Текст]: пат. 2395369 Рос. Федерация : МПК B22F9/12 / Лисенков А. А., Барченко В. Т., Гончаров В. Д., Гончаров С. В., Скачек И. Г. Патентообладатель(и): Институт проблем машиноведения российской академии наук. -№ 2008138362/02, заявл.18.09.2008

46. Лисенков А. А., Барченко В. Т. Вакуумный метод получения порошков «Вакуумная техника и технология». - СПб, 2009. - Т. 19, № 3 -

С. 77-80.

47. Гусева А. Ф. Методы получения наноразмерных материалов: Учеб. пособие для вузов / А. Ф. Гусева, А. Я. Нейман, С. С. Нохрин. — Екатеринбург : Изд-во Урал, ун-та, 2008. - 90 с.

48. Сергеев, Г. Б. Нанохимия металлов Текст. / Г. Б. Сергеев // Успехи химии. —2001. —Т. 70, №10.—с. 915—933.

49. База данных учебных модулей "Индустрия наносистем и материалы": CD-ROM / С.П. Буякова, С.Н. Кульков, И.Ю. Смолин. — Томск, 2007.

50. Wenzhong Lai, Jie Zhengl, Rong Yangl, Lei Xiel and Xingguo Li. Synthesis of nanostructured materials by hot and cold plasma [Электронный ресурс]. - Электрон. дан. - Режим доступа: http://www.ispc-conference. org/ispcproc/papers/8 2 .pdf

51. Cornelis schreuders, marc leparoux, quenching design for plasma synthesis of nanoparticles [Электронный ресурс]. - Электрон, дан. - Режим доступа: http://www.gtv-mbh.de/cms/upload/publikat/siegmann/english/2005_05_eng_ siegmann.pdf.

52. Suzuki К., Kijima К. Synthesis and characterization of barium titanate nanoparticles by plasma chemical vapor deposition // Journal of the ceramic society of Japan. - 2004. - Vol.112. - No.1305. - P. 916-923.

53. Chazelas C., Coudert J. F. Synthesis of ultra fine particles by plasma transferred arc: Influence of anode material on particle properties // Journal of the european ceramic society. - 2006. - № 16 —pp. 3499-3507.

54. Карюков E. В. Современные Методы Получения Нано-Пьезоматериалов: Учебно-Методическое Пособие. — Ростов-На-Дону, 2008. — с. 48.

55. Пушкарев А. И., Ремнев Г. Е., Пономарев Д. В. Неравновесный плазмохимический синтез нанодисперсных оксидов металлов // Известия Томского Политехнического Университета. - 2006. - Т. 309. - № 2. -С. 52- 59.

56. Куркин Е. Н., Шульга Ю. М., Домашнев И.А. Плазмохимический синтез и свойства наноразмерных частиц из системы Сг2оЗ - А12оЗ // Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология». -2007. - №8(52). - С. 25- 30.

57. Чурилов Г.Н. К вопросу о переходе углеродной плазмы в фуллереновое состояние углерода: Препринт № 81 ОФ. □ Красноярск: Институт физики СО РАН, 2000. - 18 с.

58. Чурилов Г.Н. Управляемый плазмохимический синтез фуллеренов и фуллереновых производных. // Тезисы девятой Всероссийской научной конференции студентов-физиков и молодых ученых, Россия, Красноярск,

2003. - с.484-486.

59. Чеховский А.А. Влияние параметров плазмы аргона, водорода, кислорода и воздуха на свойства углеродных волокон и композитов на их основе// Современные проблемы физического материаловедения, Труды ИПМ НАН Украины. — с. 58-70.

60. Kratschmer W., Lamb L. D., Fostiropoulos К., Huffman D. R. Solid C60: a new form of carbon // Nature (London), 1990. - V.347 — c. 354 -359.

61. Чурилов Г.Н. Плазменный синтез фуллеренов // Приборы и техника эксперимента. - 2000. - №1. - С. 5 - 15.

62. Осипова И. В. Получение и свойства нанодисперсных форм углерода в плазме ВЧ дуги с НЧ модуляцией: Дисс. ... к. ф - м. н.: 01.04.01 / Осипова Ирина Владимировна; Ин-т физики им. JT.B. Киренского СО РАН] -Красноярск, 2009 - 102 с.

63. Залогин Г.Н., Залогин Г.Н., Красильников А.В., Пластинин Ю.А., Рудин Н.Ф. Получение углеродных нанотрубок в плазме высокочастотного газового разряда и их идентификация // Физико-химическая кинетика в газовой динамике [Электронный ресурс]. - Электрон, журнал. - 2012.- Т. 12. -Режим доступа: www.chemphys.edu.ru/pdf/2012-02-02-001.pdf

64. Лернер М. И., Сваровская Н. В., Псахье С. Г., Бакина О. В. Технология получения, характеристики и некоторые области применения электровзрывных нанопорошков металлов // Российские нанотехнологии. -2009. - Т. 4. - №9.

65. Eun Ju Park, Seung Won Lee, In Cheol Bang, Hyung Wook Park. Optimal synthesis and characterization of Ag nanofluids by electrical explosion of wires in liquids // Nanoscale Research Letters [Электронный ресурс]. -

Электронный журнал. - 15 March 2011. - Режим доступа: http://www.nanoscalereslett.eom/content/6/l/223.

66. L.H. Вас, J.S. Kim And J.C. Kim Size,Optical AndStability Properties Of Gold // Rev.Adv.Mater. Sci. - 2011. - № 28. - pp.117-121.

67. P Sen, Joyee Ghosh, Alqudami Abdullah, Prashant Kumar And Vandana Preparation of Cu, Ag, Fe and Al. Nanoparticles by the exploding wire technique // Proc. Indian Acad. Sci. (Chem. Sci.). - 2003. - Vol. 115. - pp. 499-508.

68. Wonbaek Kim, Je-Shin Park, Chang-Yul Suh, Sung-Wook Cho, Sujeong Lee And In-Jin Shon. Synthesis of tin nanoparticles by explosion of ti wire in nitrogen gas // Materials transactions. - 2009. - Vol. 12 (50). - pp. 2897 - 2899.

69. Котов Ю. А., Багазеев E. В., Бекетов И. В. Характеристики порошков оксида никеля, полученных электрическим взрывом проволоки // Журнал технической физики. - 2005. - Т. 75. - № 10. - С. 39- 43.

70. Сайт российского производителя ультрадисперсных материалов методом ЭВП [Электронный ресурс]. - Электр, дан. - Режим доступа: http://www.nanosized-powders.com/about.

71. Лернер М. И., Савельев Г. Г., Сваровская Н. В., Галанов А. И. Низкотемпературное спекание электровзрывных нанопорошков // Изв. Томского Политех, ун-та. - 2006. - Т. 309. - №4.

72. Berkowitz А. Е., Walter J. L. // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. - 1983. - № 39. -75p.

73. Hansen M. F., Vecchio K. S., Parker F. Т., Spada F. E., Berkowitz A. E.// Applied Physics Letters. - 2003. - №82. - 1574.

74. Асанов У. А., Сулайманкулова С. К., Сакавов И. Е.,.Адылов С. А. Сульфидообразование в условиях электроэрозии металлов. - Илим, Фрунзе, 1989.

75. Shigehiro Kawamori, Terufumi Machida, Silicon carbide dispersion strengthening of magnesium using mechanical alloying method // Materials transactions. - 2008. - №2 — pp. 304-309.

76. Van Tich Nguyen, Dinh Phuong Doan. Micro structural evolution and some mechanical properties of nanosized yttrium oxide dispersion strengthened 13cr Steel // Advances In Natural Sciences: Nanoscience And Nanotechnology. - 2011. -Vol. 2 - № 1.

77. Mitkov M. Characterization of dispersion strengthened copper with 3wt% A12o3 by mechanical alloying // Science of sintering. - 2004. - № 36. — pp. 205-211.

78. Черник Г. Г., Фокина Е. Л., Будим Н. И. Разработка технологий измельчения и механического легирования на основе планетарных мельниц. [Электронный ресурс]. - Электрон, дан. - Режим доступа: http://www.edu-cons.net/atlas_last/doc/483/ чepник_paзpaбoткaтexнoлoгийизмeльчeния.pdf

79. Aixia Yang, Huijun Wang Synthesis of lithium metasilicate powders at low temperature via mechanical milling // Journal of the american ceramic society. -2012.-№6.—pp. 1818-1821.

80. Juhnke, M., Weichert, R. Tnanoparticles of soft materials by high-energy milling at low temperatures, institut fur mechanische verfahrenstechnik, clausthal university of technology. [Электронный ресурс]. - Электрон.дан. - Режим доступа: http://www.mvt.tuclausthal.de/fileadmin/user_upload/files/paper-7thwcce.pdf

81. Yadav Т. P., Mukhopadhyay N. К. Low-temperature synthesis of nanocrystalline spinel by mechanical milling and annealing of al-ni-fe decagonal quasicrystals // Philosophical Magazine .- 2008. - №5. - pp.2227-2236.

82. Саниева Д. В.,. Половняк В. К, Дебердеев Р. Я. Механохимический синтез сульфидов // Вестник Удмуртского Университета.- 2005. - № 8. — с. 117.

83. Stojanovic В. D., Simoes A. Z., Paiva-Santos С. О., Jovalekic С., Mitic V. V., Varela J. A. Mechanochemical synthesis of barium titanate // Journal of the european ceramic society. - 2005. - №25. - pp. 1985-1989.

84. С. Miclea, С. Tanasoiu, I. Spanulescu, С. F. Miclea, A. Gheorgiu, L. Amarande, M. Cioangher, С. T. Miclea Microstructure and properties of barium titanate ceramics prepared by mechanochemical synthesis // Romanian journal of information science and technology. - 2007.- № 4 (10). - pp. 335-345.

85. "P. Balaz, R. Jardin, M. Fabian Mechanochemical Synthesis and Characterization of II-VI Nanocrystals: Challenge for Cytotoxicity Issues // ACTA PHYSICA POLONICA. - 2012. - №1 (122). - pp. 224-229.

86. P.B. Joshi, V. J. Rao, B.R. Rehani & Arun Pratap, Silver-zinc oxide electrical contact matherials by mechanochemical synthesis route // Indian Journal of Pure & Applied Physics. - 2007 . - № 45. - pp. 9-15.

87. Yutaka Sawada, Kiyokata Iizumi, Junichi Matsushita Mechanochemical Synthesis of Zinc Ferrite, ZnFe204 // Materials Science Forum. - 2007. - pp. 201204.

88. Jan L. Nowinski, Pablo Pineda Vadillo, Jerzy E. Garbarczyk, Marek Mechanochemical synthesis of silver vanadate and silver chromate amorphous superionic conductors // Rev. Adv. Mater. Sci.- 2008. - №18. - p. 725-733.

89. M Salari, M Rezaee, S M M Koie, P Marashi, H Aboutalebi, Effect of milling time on mechanochemical synthesis of Tio 2 nanopartikles // International Journal Of Modern Physics B. - 2008. - №22. - p. 2955-2961.

90. Yutaka Sawada, Kiyokata Iizumi, Tomokazu Kuramochi, Mei Han Wang, Li Xian Sun. Shigeru Okada, Kunio Kudou, Toetsu Shishido, Junichi Matsushita Mechanochemical synthesis of zinc ferrite, Znfe2o4 // Materials Science Forum. - 2007. - pp. 201-204.

91. Аганин А.А. Кумулятивное сжатие кавитационных пузырьков в жидкости, XI Всероссийская молодежная школа-конференция «Лобачевские Чтения 2012». Казань , 2012. [Электронный ресурс].- Электрон, дан. - Режим доступа: http://kpfu.ru/docs/f606019019/aganin.pdf.

92. Гусев А. И. Наноматериалы, наноструктуры, нанотехнологии. изд. 2-Е, исправленное и доп. - М.: Наука-Физматлит, 2007. - 416 с.

93. High Power Ultrasonic Reactor For Sonochemical Applications. United States Patent. № Us 7,157,058 B2.

94. Новик A.A. Ультразвуковой диспергатор для диспергирования наноматериалов / В. Д. Гончаров, А.А. Новик // XIII международная конференция по мягким вычислениям и измерениям, 23 - 25 июня Санкт-Петербург, 2010 г.

95. Birgit Bittmann, Frank Haupert Ultrasonic dispersion of inorganic nanoparticles in epoxy resin // Ultrasonics sonochemistry. - 2009. - № 5 , - pp. 622628.

96. O. Manna, Enhanced thermal conductivity of nano-sic dispersed water based nanofluid // Bull. Mater. Sci. - 2012.- №35. — pp. 707-712.

97. Pechacek, F., 7th International Daaam Baltic Conference "Industrial Engineering" // Finish frinding of ceramics materials by ultrasound. — Tallinn, Estonia, 2010.

98. Новик А. А. Применение ультразвука при производстве наноматериалов [Электронный ресурс]. - Электрон, дан. - Режим доступа: http://utinlab.ru/articles/artl5.html

99. Jie Lana, Yong Yang, Micro structure And Microhardness Of Sic Nanoparticles Reinforced Magnesium Composites Fabricated By Ultrasonic Method // Materials Science And Engineering. - 2004. -№ 386.- pp. 284-290.

100. Приходько B.M. Моделирование процессов ультразвуковой очистки: Мади (Ту). -М., 1998. - 132с.

101. Shenmin Zhua, Jingjing Guo, Sonochemical fabrication of Fe3o4 nanoparticles on reduced graphene oxide for biosensors // Ultrasonics Sonochemistry. - 2013. - № 20. — pp. 872-880.

102. Шутилов B.A. Основы физики ультразвука. — Д.: Изд-во Ленингр. ун-та, 1980 — 280 с.

103. Промтов М. А. Кавитация. [Электронный ресурс]. Электрон, дан. -Режим доступа: http://www.tstu.ru/structure/kafedra/doc/ maxp/eito 14.doc

104. Хасанов O.J1. Эффекты мощного ультразвукового воздействия на структуру и свойства наноматериалов: Учебное Пособие / О.Л. Хасанов, Э.С. Двилис, В.В. Полисадова, А.П. Зыкова - Томск: Изд-Во Томского Политехнического Университета, 2008. - 149 с.

105. Geganken, A., "Using Sonochemistry For The Fabrication Of Nanomaterials // Ultrasonics Sonochemistry. - 2004. - Vol. 11.

106. Приходько B.M., Физические основы ультразвуковой технологии при ремонте автотракторной техники. - М.: Изд-Во «Брандес», 1996. -127с.

107. Розенберг Л. Д., Физика и техника мощного ультразвука. — Москва, 1967, Том 1-3. 379 с.

108. Агранат Б. А. Ультразвуковая технология. — Москва, 1974. — 501с.

109. Воробьев В. А. Теория ультразвуковых колебаний как основа построения и применения технических средств получения информации: Учебное пособие. - СПб.: СПбГУАП. - 2002. - 54 с.

110. Шестаков С. Д. Основы теории кавитационного реактора. -Вологда, 2007. - 67 с.

111. Kyuichi Yasui, Teruyuki Kozuka, Fern Calculation Of An Acoustic Field In A Sonochemical Reactor // Ultrasonics Sonochemistry. - 2007. - Vol. 4. — pp. 605-614.

112. Jure Jelenc, Joze Jelenc. Ultrasound Pressure In Sonoporation Experimental System: Modeling And Measurements. [Электронный ресурс].-Электрон. дан. - Режим доступа: http://www.laserandhealthacademy.com/media/objave/academy/priponke/sl8_sl8_k kcbm.pdf

113. V. L. Lanin, V. S. Tomal, V. I. Zakharevich, Acoustic Fields And Microstreams Simulation In Ultrasonic Clearing Baths // Electronics And Electrical Engineering. - 2009. - № 2(90). - pp. 107- 110.

114. Carmen Torres-Sanchez, Jonathan R. Corney The Comsol Conference // Simulation of the acoustic environment for the manufacture of graded porosity. Materials By Sonication. — Hannover, 2008.

115. Хмелев В. H. Аппарат Ультразвуковой Проточный Серии «Булава-П». [Электронный ресурс]. - Электрон, дан. - Режим доступа: http://u-sonic.ru/devices/bulava__psl.

116. Сайт немецкого производителя ультразвукового оборудования [Электронный ресурс]. - Электр. дан. - Режим доступа: http ://www .hielscher. com/ru/i500_p .htm.

117. Хмелев В. H., Сливин А. Н., Барсуков Р. В., Цыганок С. Н., Шалунов A.B. Применение ультразвука в промышленности. — Бийск: БТИ АлтГТУ, 2010.

118. Хмелев В.Н. Метод расчёта оптимальных интенсивностей ультразвукового кавитационного воздействия на вязкие и высокодисперсные жидкие среды: XII Международная Конференция - семинар молодых специалистов по микро- и нанотехнологиям и электронным устройствам. Новосибирск. 1-3 июля 2011.

119. Бронин Ф. А. Исследование кавитационного разрушения и диспергирования твердых тел в ультразвуковом поле высокой интенсивности; Дис. На Соиск. Уч. Ст. К.Т.Н. — Москва, 1967. — 299 с.

120. Бергман Л.Д. Ультразвук и его применение в науке и технике / Л.Д., Бергман. — Москва: Изд-Во Иностр. Литературы, 1957. - 726 с.

121. Панич А. А., Мараховский М. А., Мотин Д. В. Кристаллические и керамические пьезоэлектрики [Электронный ресурс]. - Электрон, дан. - Режим доступа: http://www.ivdon.ru/magazine/latest/ nly2011/325/.

122. Гершгал Д. А., Фридман В. М., Ультразвуковая аппаратура, М. - Л.,

1961.

123. Коломеец Н. П., Новик А. А. Ультразвуковые устройства для интесификации и модификации [Электронный ресурс]. - Электрон, дан. -Режим доступа: http://www.utinlab.ru/articles/ artl l.html.

124. Вьюгинова A.A. Исследование и разработка методов проектирования одно- и двумерных ультразвуковых технологических волноводов сложной формы с оптимальными характеристиками: Автореф. дис. ... к.т.н. 01.04.06 / Вьюгинова Алена Александровна; ФГБОУ ВПО Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет ЛЭТИ имени В. И .Ульянова (Ленина). - СПб., 2012. - 16 с.

125. Устройство для ультразвуковой обработки древесины [Текст] : пат. 2419537 Рос. Федерация : МПК В27М 1/00, F26D 5/02 / Иванов В. А., Новик А. А., Новик А. А., Новик А. А. заявитель и патентообладатель Общество с ограниченной ответственностью «Ультразвуковая техника - инлаб». - заявл. 09.12.2009.

126. Ультразвуковой нож [Текст]: пат. 78724 Рос. Федерация : МПК В26В27/00 / Коломеец Н. П., Новик А. А., Новик А. А. заявитель и патентообладатель Общество с ограниченной ответственностью «Ультразвуковая техника - инлаб». — № 2008122762/22; заявл. 05.05.2008.

127. Боббер Р. Дж., Гидроакустические измерения. — Москва: Издательство МИР, 1974. - 360 с.

ПРИЛОЖЕНИЯ 1. Распределение акустического давления при разной концентрации обрабатываемых материалов

К см 120

100

80

60

40

20

10 20

30

А

, Р, кПа

Р, кПа

90

120 Б

h, см

В

h, см

Г

Рисунок П 1 - Распределение акустического давления при концентрации 1 г на 1л: А - 5мин обработки; Б - ЗОмин обработки; В -бОмин обработки; Г - 120мин обработки;

А

h, см

120 т-

0 10 20 30 40 SO 60 70 80

Б

h, см

В

И, см

Г

Рисунок П 2 - Распределение акустического давления при концентрации Юг на 1л: А - 5мин обработки; Б - ЗОмин обработки; В -бОмин обработки; Г - 120мин обработки;

h, см

A

h, см

Б

В

О 10 20 30 40 50 60

Г

Рисунок П 3 - Распределение акустического давления при концентрации 20г на 1л: А - 5мин обработки; Б - ЗОмин обработки; В -бОмин обработки; Г - 120мин обработки;

2. Таблица количества частиц на подложке и их размер.

Таблица П1

' grains parameters

Table о

Area, цт*ц m Vol u me, цт*ц m*nm Z Range , nm Max Z,nm Mean Z,nm Perim etr, цт Diam eter, ЦШ Lengt h, цт Mean width, цт X Size, цт Y Size, цт Aspec t Ratio, цт/ц m X, цт

Mean 0,003 0,024 0,927 7,880 7,300 0,200 0,041 0,071 0,018 0,053 0,047 0,010 0,700

SD 0,006 0,022 1,275 0,927 -0,232 0,324 0,047 0,094 0,018 0,065 0,065 0,005 0,441

1 0,000 0,001 0,695 7,648 7,300 0,024 0,012 0,024 0,006 0,012 0,018 0,018 0,006

2 0,010 0,081 3,708 10,66 8,343 0,459 0,112 0,182 0,053 0,153 0,100 0,008 0,188

3 0,005 0,041 4,172 11,12 8,343 0,371 0,076 0,141 0,035 0,112 0,088 0,009 0,706

4 0,001 0,005 1,159 8,112 7,532 0,112 0,029 0,059 0,012 0,059 0,018 0,004 0,847

5 0,006 0,051 3,129 10,08 8,227 0,324 0,088 0,129 0,047 0,100 0,082 0,010 0,953

6 0,000 0,002 0,464 7,416 7,185 0,035 0,018 0,035 0,006 0,035 0,006 0,002 1,206

7 0,013 0,095 1,622 8,575 7,416 0,965 0,129 0,265 0,047 0,176 0,194 0,013 1,318

8 0,000 0,002 0,116 7,069 6,953 0,041 0,018 0,024 0,012 0,018 0,018 0,012 1,453

9 0,000 0,000 0,000 6,953 6,953 0,006 0,006 0,006 0,006 0,006 0,006 0,012 0,900

10 0,003 0,023 1,622 8,575 7,532 0,235 0,065 0,094 0,035 0,065 0,065 0,012 0,341

11 0,002 0,016 1,391 8,343 7,416 0,241 0,053 0,100 0,024 0,082 0,053 0,008 1,006

12 0,000 0,000 0,000 6,953 6,953 0,006 0,006 0,006 0,006 0,006 0,006 0,012 1,047

13 0,000 0,001 0,116 7,069 7,069 0,018 0,012 0,018 0,006 0,018 0,006 0,004 0,124

14 0,012 0,092 2,665 9,618 7,996 0,524 0,124 0,194 0,059 0,141 0,129 0,011 0,165

15 0,000 0,001 0,116 7,069 6,953 0,018 0,012 0,018 0,006 0,018 0,006 0,004 1,071

16 0,000 0,001 0,116 7,069 7,069 0,024 0,012 0,024 0,006 0,024 0,006 0,003 0,894

17 0,004 0,034 1,738 8,691 7,648 0,312 0,076 0,112 0,041 0,082 0,076 0,011 1,141

18 0,000 0,001 0,232 7,185 7,069 0,029 0,018 0,029 0,006 0,029 0,006 0,002 0,547

19 0,000 0,001 0,232 7,185 7,069 0,029 0,018 0,029 0,006 0,029 0,006 0,002 0,553

20 0,000 0,000 0,000 6,953 6,953 0,006 0,006 0,006 0,006 0,006 0,006 0,012 1,324

21 0,000 0,000 0,116 7,069 7,069 0,006 0,006 0,006 0,006 0,006 0,006 0,012 0,553

22 0,016 0,122 2,549 9,502 7,764 1,024 0,141 0,300 0,053 0,153 0,259 0,020 0,900

23 0,002 0,016 1,043 7,996 7,416 0,194 0,053 0,076 0,029 0,053 0,059 0,013 0,765

24 0,000 0,002 0,232 7,185 7,069 0,053 0,018 0,035 0,012 0,024 0,029 0,015 1,424

25 0,000 0,001 0,232 7,185 7,069 0,018 0,012 0,018 0,006 0,018 0,006 0,004 0,924

26 0,000 0,000 0,116 7,069 6,953 0,012 0,012 0,012 0,006 0,006 0,012 0,024 1,465

27 0,002 0,017 1,043 7,996 7,300 0,224 0,053 0,094 0,024 0,082 0,047 0,007 1,029

28 0,000 0,000 0,116 7,069 7,069 0,006 0,006 0,006 0,006 0,006 0,006 0,012 0,088

29 0,019 0,142 2,665 9,618 7,648 1,229 0,153 0,318 0,059 0,135 0,288 0,025 1,400

30 0,001 0,005 0,464 7,416 7,069 0,118 0,029 0,071 0,012 0,041 0,059 0,017 0,247

31 0,000 0,003 0,927 7,880 7,416 0,071 0,024 0,035 0,012 0,024 0,029 0,015 1,494

32 0,001 0,006 0,811 7,764 7,185 0,135 0,029 0,082 0,012 0,082 0,012 0,002 0,671

33 0,010 0,089 4,056 11,00 8,691 0,488 0,112 0,176 0,059 0,124 0,124 0,012 0,782

34 0,000 0,000 0,000 6,953 6,953 0,006 0,006 0,006 0,006 0,006 0,006 0,012 0,624

35 0,000 0,003 0,232 7,185 7,069 0,082 0,024 0,041 0,012 0,018 0,035 0,024 0,206

36 0,000 0,000 0,000 6,953 6,953 0,006 0,006 0,006 0,006 0,006 0,006 0,012 0,218

37 0,000 0,000 0,000 6,953 6,953 0,006 0,006 0,006 0,006 0,006 0,006 0,012 1,324

38 0,000 0,001 0,000 6,953 6,953 0,024 0,012 0,024 0,006 0,012 0,024 0,024 0,041

39 0,004 0,032 1,043 7,996 7,416 0,318 0,076 0,124 0,035 0,076 0,094 0,014 0,135

40 0,011 0,087 1,854 8,807 7,648 0,735 0,118 0,294 0,041 0,265 0,124 0,005 0,359

41 0,002 0,016 0,579 7,532 7,185 0,288 0.053 0,094 0,024 0,059 0,071 0.O14 0,076

42 0,000 0,000 0,116 7,069 7,069 0,012 0,012 0,012 0,006 0,012 0,006 0,006 1,394

43 0,013 0,101 1,622 8,575 7,532 0,782 0,129 0.235 0,059 0,176 0,159 0,011 1,076

44 0,000 0,000 0,000 6,953 6,953 0,006 0,006 0,006 0,006 0,006 0,006 0,012 1,165

45 0,000 0,002 0,811 7,764 7,416 0,035 0,018 0,024 0,012 0,024 0,012 0,006 1,365

46 0,000 0,000 0,232 7,185 7,185 0,012 0,012 0,012 0,006 0,012 0,006 0,006 1,347

47 0,000 0,000 0,000 6,953 6,953 0,006 0,006 0,006 0,006 0,006 0,006 0,012 0,818

48 0,003 0,026 1,738 8,691 7,532 0,265 0,065 0,106 0,035 0,082 0,071 0,010 0,135

49 0,000 0,003 0,695 7,648 7,185 0,065 0,024 0,041 0,012 0,041 0,012 0,003 0,429

50 0,002 0,011 0,579 7,532 7,185 0,194 0,047 0,082 0,018 0,071 0,047 0,008 0,706

51 0,000 0,001 0,464 7,416 7,300 0,018 0,012 0,018 0,006 0,018 0,006 0,004 0,400

52 0,000 0,000 0,000 6,953 6,953 0,006 0,006 0,006 0,006 0,006 0,006 0,012 0,982

53 0,000 0,001 0,116 7,069 6,953 0,018 0,012 0,024 0,006 0,018 0,012 0,008 0,312

54 0,011 0,085 1,854 8,807 7,648 0,553 0,118 0,235 0,047 0,224 0,082 0,004 0,324

55 0,003 0,024 1,970 8,923 7,880 0,224 0,065 0,094 0,035 0,071 0,059 0,010 1,294

56 0,000 0,000 0,000 6,953 6,953 0,006 0,006 0,006 0,006 0,006 0,006 0,012 0,206

57 0,003 0,019 0,927 7,880 7,300 0,318 0,059 0,129 0,018 0,124 0,041 0,004 0,718

58 0,030 0,258 4,519 11,47 8,575 1,300 0,194 0,435 0,071 0,176 0,400 0,027 1,418

59 0,011 0,101 5,446 12,39 9,502 0,441 0,118 0,171 0,065 0,141 0,100 0,008 0,959

60 0,008 0,061 2,318 9,270 7,880 0,606 0,100 0,176 0,047 0,082 0,153 0,022 0,041

61 0,000 0,000 0,000 6,953 6,953 0,006 0,006 0,006 0,006 0,006 0,006 0,012 0,065

62 0,000 0,000 0,000 6,953 6,953 0,006 0,006 0,006 0,006 0,006 0,006 0,012 0,624

63 0,000 0,000 0,000 6,953 6,953 0,012 0,012 0,012 0,006 0,012 0,006 0,006 0,694

64 0,000 0,001 0,232 7,185 7,069 0,035 0,018 0,029 0,006 0,029 0,012 0,005 0,506

65 0,000 0,000 0,000 6,953 6,953 0,012 0,012 0,012 0,006 0,012 0,006 0,006 0,653

66 0,000 0,000 0,000 6,953 6,953 0,006 0,006 0,006 0,006 0,006 0,006 0,012 0,688

67 0,000 0,001 0,116 7,069 7,069 0,018 0,012 0,018 0,006 0,018 0,006 0,004 0,712

68 0,000 0,000 0,000 6,953 6,953 0,012 0,012 0,018 0,006 0,012 0,012 0,012 0,665

69 0,000 0,001 0,232 7,185 7,069 0,029 0,018 0,024 0,006 0,024 0,012 0,006 0,624

70 0,000 0,000 0,116 7,069 6,953 0,012 0,012 0,012 0,006 0,012 0,006 0,006 0,653

71 0,000 0,001 0,116 7,069 7,069 0,018 0,012 0,018 0,006 0,018 0,006 0,004 0,694

72 0,003 0,025 1,159 8,112 7,416 0,447 0,065 0,182 0,018 0,171 0,059 0,004 0,659

73 0,000 0,001 0,232 7,185 7,069 0,029 0,018 0,029 0,006 0,029 0,006 0,002 0,329

74 0,028 0,222 3,245 10,19 7,880 1,388 0,188 0,359 0,076 0,271 0,235 0,010 0,518

75 0,000 0,001 0,695 7,648 7,300 0,024 0,012 0,024 0,006 0,024 0,006 0,003 0,524

76 0,004 0,031 1,159 8,112 7,300 0,465 0,071 0,153 0,029 0,135 0,071 0,006 0,329

77 0,000 0,000 0,116 7,069 6,953 0,012 0,012 0,012 0,006 0,012 0,006 0,006 0,518

78 0,000 0,000 0,000 6,953 6,953 0,006 0,006 0,006 0,006 0,006 0,006 0,012 1,029

79 0,002 0,015 1,391 8,343 7,416 0,224 0,053 0,088 0,024 0,076 0,041 0,006 1,200

80 0,000 0,000 0,348 7,300 7,185 0,012 0,012 0,012 0,006 0,012 0,006 0,006 0,312

81 0,019 0,180 6,837 13,79 9,618 0,835 0,153 0,253 0,076 0,176 0,182 0,012 1,065

82 0,000 0,000 0,116 7,069 6,953 0,012 0,012 0,012 0,006 0,012 0,006 0,006 0,465

83 0,000 0,000 0,000 6,953 6,953 0,006 0,006 0,006 0,006 0,006 0,006 0,012 1,006

84 0,000 0,000 0,116 7,069 6,953 0,012 0,012 0,012 0,006 0,006 0,012 0,024 0,000

85 0,000 0,001 0,348 7,300 7,069 0,024 0,012 0,018 0,006 0,012 0,012 0,012 0,076

86 0,018 0,142 3,129 10,08 7,880 0,812 0,153 0,271 0,065 0,106 0,247 0,027 0,053

87 0,000 0,000 0,116 7,069 7,069 0,006 0,006 0,006 0,006 0,006 0,006 0,012 0,229

88 0,000 0,001 0,116 7,069 6,953 0,024 0,012 0,024 0,006 0,024 0,006 0,003 0,282

89 0,030 0,266 6,605 13,55 8,691 1,535 0,194 0,388 0,076 0,271 0,276 0,012 0,859

90 0,013 0,103 3,592 10,54 7,764 0,982 0,129 0,253 0,053 0,118 0,224 0,022 1,276

91 0,000 0,000 0,000 6,953 6,953 0,006 0,006 0,006 0,006 0,006 0,006 0,012 0,606

92 0,000 0,000 0,000 6,953 6,953 0,006 0,006 0,006 0,006 0,006 0,006 0,012 0,971

93 0,001 0,007 1,159 8,112 7,648 0,147 0,035 0,076 0,012 0,071 0,024 0,004 0,747

94 0,000 0,002 0,348 7,300 7,069 0,041 0,018 0,029 0,006 0,029 0,012 0,005 0,553

95 0,000 0,003 0,579 7,532 7,300 0,071 0,024 0,041 0,012 0,035 0,018 0,006 0,994

96 0,000 0,001 0,116 7,069 6,953 0,018 0,012 0,018 0,006 0,018 0,006 0,004 0,535

97 0,001 0,010 0,464 7,416 7,185 0,159 0,041 0,082 0,018 0,076 0,029 0,005 0,547

98 0,000 0,000 0,116 7,069 6,953 0,012 0,012 0,012 0,006 0,012 0,006 0,006 0,388

99 0,000 0,000 0,000 6,953 6,953 0,012 0,012 0,012 0,006 0,012 0,006 0,006 0,371

100 0,000 0,000 0,000 6,953 6,953 0,006 0,006 0,006 0,006 0,006 0,006 0,012 1,218

101 0,000 0,000 0,000 6,953 6,953 0,006 0,006 0,006 0,006 0,006 0,006 0,012 1,229

102 0,012 0,110 4,288 11,24 9,270 0,482 0,124 0,176 0,071 0,118 0,135 0,014 0,206

103 0,000 0,000 0,232 7,185 7,185 0,006 0,006 0,006 0,006 0,006 0,006 0,012 0,141

104 0,000 0,000 0,464 7,416 7,416 0,006 0,006 0,006 0,006 0,006 0,006 0,012 0,141

105 0,000 0,001 0,464 7,416 7,185 0,018 0,012 0,018 0,006 0,018 0,006 0,004 1,053

106 0,002 0,016 0,927 7,880 7,300 0,224 0,053 0,094 0,024 0,076 0,053 0,008 1,071

107 0,000 0,002 0,927 7,880 7,416 0,053 0,018 0,029 0,012 0,029 0,012 0,005 1,488

108 0,000 0,000 0,000 6,953 6,953 0,012 0,012 0,012 0,006 0,012 0,006 0,006 1,071

109 0,000 0,001 0,232 7,185 7,069 0,024 0,012 0,024 0,006 0,018 0,012 0,008 1,288

110 0,000 0,001 0,116 7,069 6,953 0,029 0,018 0,024 0,006 0,018 0,012 0,008 0,629

111 0,001 0,011 0,695 7,648 7,185 0,194 0,041 0,071 0,024 0,059 0,041 0,008 0,994

112 0,003 0,028 2,549 9,502 7,996 0,229 0,065 0,094 0,035 0,071 0,065 0,011 0,088

113 0,004 0,031 2,433 9,386 7,880 0,276 0,071 0,112 0,035 0,088 0,065 0,009 0,441

114 0,000 0,000 0,000 6,953 6,953 0,006 0,006 0,006 0,006 0,006 0,006 0,012 0,329

115 0,007 0,057 1,738 8,691 7,764 0,412 0,094 0,159 0,047 0,141 0,076 0,006 1,194

116 0,003 0,022 2,086 9,039 7,648 0,241 0,059 0,094 0,029 0,076 0,059 0,009 0,565

117 0,000 0,001 0,116 7,069 7,069 0,018 0,012 0,018 0,006 0,012 0,012 0,012 0,806

118 0,000 0,000 0,000 6,953 6,953 0,012 0,012 0,012 0,006 0,012 0,006 0,006 0,794

119 0,005 0,038 2.US6 9,039 7,880 0,282 0,076 0,118 0,041 0,088 0,076 0,010 0,300

120 0,000 0,000 0,116 7,069 6,953 0,012 0,012 0,012 0,006 0,012 0,006 0,006 0,794

121 0,000 0,000 0,000 6,953 6,953 0,012 0,012 0,018 0,006 0,012 0,012 0,012 0,124

122 0,005 0,035 1,159 8,112 7,300 0,412 0,076 0,141 0,035 0,124 0,071 0,007 1,059

123 0,002 0,012 0,579 7,532 7,185 0,229 0,047 0,082 0,018 0,071 0,047 0,008 1,394

124 0,001 0,008 1,854 8,807 7,648 0,135 0,035 0,065 0,018 0,029 0,059 0,024 0,012

125 0,001 0,007 1,159 8,112 7,300 0,147 0,035 0,071 0,012 0,065 0,024 0,004 0,176

126 0,004 0,032 1,622 8,575 7,648 0,306 0,071 0,112 0,035 0,094 0,065 0,008 0,624

127 0,019 0,157 3,708 10,66 8,343 0,982 0,153 0,265 0,071 0,200 0,176 0,010 0,794

128 0,000 0,000 0,116 7,069 7,069 0,006 0,006 0,006 0,006 0,006 0,006 0,012 1,353

129 0,010 0,081 3,361 10,31 8,343 0,588 0,112 0,200 0,047 0,094 0,176 0,022 1,459

130 0,004 0,027 0,811 7,764 7,300 0,371 0,071 0,135 0,029 0,129 0,047 0,004 1,259

131 0,000 0,001 0,116 7,069 6,953 0,018 0,012 0,018 0,006 0,018 0,006 0,004 0,453

132 0,019 0,147 2,665 9,618 7,880 0,941 0,153 0,282 0,065 0,212 0,188 0,010 0,300

133 0,002 0,017 0,695 7,648 7,185 0,212 0,053 0,094 0,024 0,071 0,065 0,011 0,082

134 0,019 0,145 2,086 9,039 7,532 1,300 0,159 0,406 0,047 0,347 0,206 0,007 1,065

135 0,000 0,000 0,116 7,069 7,069 0,006 0,006 0,006 0,006 0,006 0,006 0,012 1,188

136 0,000 0,000 0,000 6,953 6,953 0,012 0,012 0,012 0,006 0,012 0,006 0,006 0,424

137 0,000 0,001 0,000 6,953 6,953 0,024 0,012 0,018 0,006 0,012 0,012 0,012 0,006

138 0,000 0,000 0,116 7,069 6,953 0,012 0,012 0,012 0,006 0,012 0,006 0,006 0,082

139 0,000 0,000 0,000 6,953 6,953 0,006 0,006 0,006 0,006 0,006 0,006 0,012 0,053

140 0,000 0,001 0,116 7,069 6,953 0,018 0,012 0,018 0,006 0,018 0,006 0,004 0,318

141 0,016 0,119 2,665 9,618 7,648 1,406 0,141 0,288 0,053 0,235 0,165 0,008 1,224

142 0,000 0,001 0,000 6,953 6,953 0,018 0,012 0,018 0,006 0,018 0,006 0,004 0,435

143 0,000 0,000 0,000 6,953 6,953 0,006 0,006 0,006 0,006 0,006 0,006 0,012 0,400

144 0,000 0,001 0,000 6,953 6,953 0,018 0,012 0,018 0,006 0,012 0,012 0,012 0,324

145 0,000 0,001 0,116 7,069 6,953 0,018 0,012 0,024 0,006 0,018 0,012 0,008 0,312

146 0,003 0,024 1,159 8,112 7,300 0,312 0,065 0,100 0,035 0,082 0,053 0,008 0,388

147 0,001 0,006 0,695 7,648 7,185 0,094 0,029 0,047 0,018 0,041 0,024 0,007 0,576

148 0,000 0,000 0,000 6,953 6,953 0,012 0,012 0,012 0,006 0,006 0,012 0,024 1,176

149 0,000 0,000 0,116 7,069 7,069 0,006 0,006 0,006 0,006 0,006 0,006 0,012 1,188

150 0,000 0,000 0,000 6,953 6,953 0,006 0,006 0,006 0,006 0,006 0,006 0,012 0,547

151 0,000 0,001 0,116 7,069 6,953 0,018 0,012 0,018 0,006 0,018 0,006 0,004 0,341

152 0,001 0,008 0,464 7,416 7,185 0,141 0,035 0,071 0,018 0,059 0,035 0,007 0,129

153 0,016 0,121 1,970 8,923 7,648 1,112 0,141 0,253 0,065 0,206 0,147 0,008 0,282

154 0,000 0,003 0,464 7,416 7,069 0,059 0,024 0,035 0,012 0,029 0,018 0,007 1,024

155 0,001 0,004 0,232 7,185 7,069 0,094 0,029 0,053 0,012 0,047 0,018 0,004 0,453

156 0,000 0,000 0,000 6,953 6,953 0,006 0,006 0,006 0,006 0,006 0,006 0,012 1,318

157 0,000 0,001 0,116 7,069 7,069 0,018 0,012 0,018 0,006 0,012 0,012 0,012 1,335

158 0,001 0,007 0,579 7,532 7,185 0,141 0,035 0,053 0,018 0,041 0,035 0,010 0,612

159 0,002 0,013 1,159 8,112 7,300 0,188 0,047 0,082 0,024 0,041 0,071 0,020 1,329

160 0,004 0,028 1,738 8,691 7,764 0,253 0,071 0,100 0,035 0,065 0,076 0,014 0,747

161 0,000 0,000 0,116 7,069 7,069 0,012 0,012 0,012 0,006 0,012 0,006 0,006 1,253

162 0,000 0,000 0,000 6,953 6,953 0,006 0,006 0,006 0,006 0,006 0,006 0,012 1,288

163 0,000 0,001 0,116 7,069 6,953 0,018 0,012 0,018 0,006 0,018 0,006 0,004 0,053

164 0,000 0,000 0,116 7,069 7,069 0,012 0,012 0,012 0,006 0,006 0,012 0,024 1,288

165 0,000 0,000 0,116 7,069 7,069 0,006 0,006 0,006 0,006 0,006 0,006 0,012 0,200

166 0,002 0,018 0,927 7,880 7,300 0,200 0,053 0,088 0,029 0,065 0,059 0,011 0,035

167 0,000 0,001 0,116 7,069 6,953 0,018 0,012 0,018 0,006 0,018 0,006 0,004 0,906

168 0,003 0,022 0,927 7,880 7,300 0,288 0,065 0,106 0,029 0,088 0,059 0,008 0,924

169 0,001 0,008 0,464 7,416 7,069 0,159 0,035 0,065 0,018 0,041 0,047 0,013 0,441

170 0,000 0,000 0,000 6,953 6,953 0,006 0,006 0,006 0,006 0,006 0,006 0,012 1,282

171 0,000 0,001 0,116 7,069 7,069 0,035 0,018 0,029 0,006 0,029 0,012 0,005 0,965

172 0,000 0,001 0,000 6,953 6,953 0,018 0,012 0,018 0,006 0,012 0,012 0,012 1,441

173 0,000 0,001 0,116 7,069 6,953 0,024 0,012 0,024 0,006 0,024 0,006 0,003 0,565

Акты о внедрении результатов диссертационной работы

/0 б!<2>

УТВЕРЖДАЮ Зам. Директора по науке ООО «Ультразвуковая'техника - ИНЛАБ»

АКТ

о внедрении результатов диссертационной работы Новика A.A. «Исследование процесса ультразвукового диспергирования керамических материалов в жидких средах»

Результаты диссертационной работы Новика Алексея Александровича были использованы при разработке и внедрении в серийное производство ультразвуковой лабораторной установки ИЛ100-6/10.

Начальник лаборатории электроники Омяи&К ^ -^бов А-А.

ООО «Ультразвуковая техника -.ИНЛАБ»

6 j/

Цел мЮбПЗ

УТВЕРЖДАЮ Зам. Директора по науке ООО «Ультразвуковая техника - ИНЛАБ»

АКТ

о внедрении результатов диссертационной работы Новика A.A. «Исследование процесса ультразвукового диспергирования керамических материалов в жидких средах»

Результаты диссертационной работы Новика Алексея Александровича были использованы при разработке и внедрении в серийное производство комплекса для измерения звукового давления ИЛ 100-33.

Начальник лаборатории электроники Лбов А.А.

ООО* «Ультразвуковая техника - ИНЛАБ»