Главная
База знаний "Allbest"
Производство и технологии
Разработка процесса модификации поверхности наноалмазов детонационного синтеза
Разработка процесса модификации поверхности наноалмазов детонационного синтеза
Химические и физико-химические методы модифицирования поверхности алмазных материалов. Разработка процесса модификации поверхности наноалмазов детонационного синтеза с целью их гидрофобизации и совместимости с индустриальными и автомобильными маслами.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | дипломная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 17.12.2012 |
| Размер файла | 1,6 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Рис.2. Схема аминирования хлорированной поверхности алмаза.
В работе [103] в качестве N-нуклеофила использовали н-бутиламин. Модифицирование проводили при комнатной температуре в атмосфере аргона. Анализ модифицированного образца проводили на основе ИК-спектра, в котором были зарегистрированы полосы поглощения связей СН, в то время как характерных полос поглощения аминогруппы не наблюдалось. Для количественной оценки модифицированный образец подвергли пиролизу (528-1313 К), а полученные вещества анализировали на газовом хроматографе, детектор которого зафиксировал ряд углеводородов. Это позволило авторам сделать вывод о прививке н-бутиламина к поверхности алмаза.
В работе [89] описан способ модифицирования поверхности предварительно аминированной стеклянной пластинки фторированными наноалмазами (рис.3). Реакцию проводили при 130 оС в течение 1-2 дней, в качестве растворителя использовали 1,2-дихлорбензол. Как отмечают авторы, размер пришитых наночастиц (измерен с помощью атомносиловой микроскопии) составлял 10-40 нм.
Наслаивание на полученную систему дополнительных порций фторированного наноалмаза посредством образования новых слоёв с помощью диаминов, по-видимому [89], позволит использовать подобные материалы, например, для создания сенсоров и для получения различных защитных поверхностей.
Рис.3. Схема реакции между 3-аминопропилтриэтоксисиланом, привитым гидроксильными группами к стеклянной подложке, и фторированным УДА [89].
В работах [90, 91] для аминирования поверхности фторированного УДА использовали этилендиамин (реакцию с УДА проводили в атмосфере азота при 130 оС в присутствии небольшого количества пиридина в течение 24 ч) и гидрохлорид глицинэтилового эфира (при 130-140 оС в о-дихлорбензоле в течение 8-12 ч). ИК спектры поглощения промытого и просушенного после аминирования порошка УДА свидетельствуют о прививке указанных веществ к его поверхности.
1.3.3.2 Реакции с С-нуклеофилами
Наиболее используемыми реагентами для проведения этих реакций являются литийорганические соединения. Модифицированию такими соединениями (MeLi, n-BuLi, sec-BuLi, t-BuLi, n-HexLi) подвергали хлорированные микропорошки алмаза [101, 102] и фторированный наноалмаз [89-91]. В общем виде процесс описывается схемой:
Во всех работах модифицирование проводили в инертном растворителе (ТГФ, гексан) при комнатной температуре в атмосфере инертного газа. По данным пиролитического эксперимента, авторам [102] удалось привить бутильные группы к ~6% поверхностных атомов углерода. Контроль за ходом реакции авторы осуществляли, как и в работе [72], с помощью газохроматографического метода: в продуктах пиролиза были обнаружены метан, этан, пропан, пропен, n-бутан, sec-бутан. При аналогичном анализе исходного гидрированного образца не удалось зафиксировать даже метан.
1.3.3.3 Реакции с S-нуклеофилами
Авторы [104] пытались провести модифицирование восстановленной и хлорированной поверхности монокристалла алмаза с помощью сероводорода. Модифицирование проводили при пониженном давлении и УФ-облучении в течение 0,5 ч. В обоих случаях авторы регистрировали появление полос поглощения при 2970 см-1, которые они отнесли к валентным колебаниям S-H. Однако, это вызывает серьезные сомнения, так как обычно полосы поглощения групп S-H находятся существенно ниже, при 2600-2550 см-1. Тем не менее, авторам удалось зарегистрировать пик S 2p в РФЭС для обоих образцов. При этом отмечается, что в случае модифицирования хлорированного алмаза интегральная интенсивность пика S 2p выше, чем в случае восстановленного. Это дало авторам основание полагать, что хлорированная поверхность более реакционно способна по отношению к сероводороду, чем восстановленная.
1.3.4 Радикальные реакции на поверхности алмаза
В данном разделе описан ряд методов получения привитых поверхностных соединений, основанных на радикальных процессах. Разумеется, ранее рассмотренные процессы гидрировании и галогенирования также являются радикальными, однако, они обычно используются для получения промежуточных продуктов, которые далее вовлекаются в процессы модифицирования.
В литературе подробно рассмотрены три радикальных процесса, приводящих к определенным привитым соединениям на алмазе: прививка перфторалкильных групп пиролизом перфторалкилйодидов или азосоединений, прививка ацильных групп и прививка алкенов с образованием С-С связи с поверхностью.
Идея использовать перфторалкилйодиды или перфторазоалканы основывается на их способности образовывать перфторалкильные радикалы в условиях фото - или термохимического инициирования. Образующиеся радикалы взаимодействуют далее с поверхностью алмаза, как представлено на схеме:
Типичный эксперимент включает в себя УФ-облучение суспензии алмаза в перфторированном растворителе в присутствии азосоединения [105-108]. Факт ковалентной прививки перфторалкильных групп был установлен на основе данных РФЭС и ИК-спектров.
Используя фотохимическую реакцию образующихся из C4F9I и СF3I перфторалкильных радикалов с восстановленной поверхностью кристалла алмаза, авторы [108-111] получили поверхность с привитыми перфторалкильными группами.
Стоит отметить, что похожая стратегия была применена и в [112], где для модифицирования кристалла алмаза использовали и монофторалканы и, даже, предельные углеводороды.
Авторы [112-115] реализовали ещё один способ модифицирования восстановленной поверхности алмаза (алмазной плёнки). Используя в качестве модификатора N-трифторацетил-10-аминодецен-1, они получили на поверхности алмазного материала щ-аминодецильные группы (рис.4), что в дальнейшем позволило им через гетеробифункциональный кросс-линкер прикрепить к нему молекулу ДНК.
Рис.4. Схема прививки к алмазной плёнке молекул ДНК с помощью гетеробифункционального кросс-линкера.
В серии работ T. Цубота с сотр. показано [64, 65, 67, 69, 75], что при обработке гидрированной поверхности алмаза ароматическими и алифатическими карбоновыми кислотами в присутствии перекисных инициаторов происходит их прививка к поверхности за счет образования сложноэфирной связи. Схема процесса модифицирования поверхности алмаза уксусной кислотой в присутствии перекиси бензоила приведена на рис.5. Авторы отмечают, что при использовании перекисных инициаторов происходит прививка инициатора на поверхность. Этого можно избежать, если применять в качестве инициатора 2,2ґ-азобисизобутиронитрил. Было установлено, что реакция гидрированной поверхности алмаза с толуолом возможна лишь при её фотохимической активации (при термовозбуждении реакция не идёт) или использовании в качестве радикального инициатора бензоилпероксида (при использовании же, например, 2,2ґ - азобисизобутиронитрила привить к поверхности толуол не получилось).
Рис.5. Схема модифицирования поверхности алмаза уксусной кислотой.
Реакцию проводили в различных растворителях (толуол, ацетонитрил, ТГФ, ДМФ, циклогексан, n-гексан), а контроль за её ходом осуществляли с помощью методов ИК спектроскопии. Помимо самой прививки, для радикальных реакций с карбоновыми кислотами [69] (СH3 (CH2) nCOOH, где 0 ? n ? 16), были рассчитаны константы скоростей реакций. Использование в качестве модификатора муравьиной кислоты не привело к удовлетворительным результатам.
Дж. Ванг с сотр. [73] провели электрохимическую обработку поверхности нанокристаллической плёнки алмаза солями арилдиазония. Для этого изготовленный из восстановленной в водородной плазме алмазной плёнки электрод (второй электрод был стеклянным) погружали в растворы 3,5-дихлорфенилдиазониевой и 4-нитрофенилдиазониевой солей. Факт протекания реакции был установлен методами РФЭС и циклической вольтамперометрии.
1.3.5 Реакции [2+2] и [2+4] циклоприсоединения на реконструированной поверхности алмаза
Термодесорбция водорода при 1037 оС с полностью гидрированной поверхности алмаза позволяет получить, как указывают авторы [116, 77], чистую реконструированную поверхность алмаза. Авторы полагают, что реконструкция поверхности в данных условиях позволяет получить на кубической грани алмаза двойные углерод-углеродные связи, аналогично тому, как это имеет место на поверхности кремния и германия [117]. Экспериментально показано, что бутадиен-1,3 вступает в поверхностные реакции Дильса - Альдера и [2+2] циклоприсоединения. Причем первое направление является доминирующими. К подобным выводам пришли и авторы работы [118], в которой было проведено квантово-химическое моделирование указанных процессов.
В работах [116, 77] описаны реакции циклоприсоединения на практически идеальной поверхности монокристалла алмаза (рис.6). В качестве реагентов были использованы бутадиен-1,3 (реакция [2+4] - циклоприсоединения) и циклопентен (реакция [2+2] - циклоприсоединения).
Рис.6. Реакции циклоприсоединения на поверхности алмаза [77].
Контроль за ходом реакции авторы ввели с помощью ИК спектроскопии диффузного отражения. Судя по приведённым в работе спектрам (рис.7), можно сделать вывод о действительном протекании этих реакций. Для того чтобы описанные реакции могли реализоваться, поверхностные атомы углерода должны быть связаны двойными связями, что исключает наличие на поверхности функционального покрова
Рис.7. ИК-спектры продуктов реакций циклоприсоединения на поверхности алмаза [116]. а - Физически адсорбированный бутадиен-1,3; b - продукт реакции поверхности с бутадиеном-1,3; c - физически адсорбированный циклогексен
1.4 Сорбционные свойства наноалмазов
Большой интерес к использованию наноалмазов в качестве адсорбентов обусловлен:
- высокоразвитой поверхностью, которая изменяется в интервале 150-450 м2/г, вследствие чего наноалмазы обладают большой сорбционной емкостью;
- набором уникальных механических свойств, таких как жесткость и высокая прочность матрицы, отсутствие набухания в растворителях, а также высокая термостабильность;
- высокой гидролитической стабильностью во всем интервале рН;
- возможностью модифицирования поверхности.
Сорбционные свойства любого сорбента определяются в первую очередь природой функциональных групп, находящихся на его поверхности. Исследования поверхностных свойств наноалмазов [121, 124] показали, что они обладают выраженными катионообменными свойствами, проявляющимися при их контакте с водными растворами. Отмечено некоторое увеличение взаимодействия поверхностных групп наноалмаза с гидроксидами металлов от калия к литию, несмотря на увеличение радиуса гидратированного иона металла. Следовательно, происходит обращение лиотропного ряда селективности катионов, принимающего для наноалмаза следующий вид: К+ < Na+ < Li+. Полученный ряд совпадает с данными для окисленных синтетических алмазов [123].
Обменная емкость наноалмазов по отношению к ионам тяжелых металлов (Fe2+, Ni2+, Cr6+) существенно зависит от способа очистки и химического модифицирования, т.е. от гидрофильно-гидрофобных свойств их поверхности, а также от концентрации катионов в растворе [123].
Сорбционные свойства наноалмазов в суспензиях зависят от наличия заряда на поверхности агрегатов [125]. Возникновение последнего обусловлено присутствием на поверхности кислородсодержащих групп, обладающих кислотными свойствами. Знак и величина заряда зависят от концентрации и константы диссоциации этих групп, рН раствора и концентрации фонового электролита.
Сорбционные свойства наноалмазов определяются не только химией поверхности, но и природой сорбата: при взаимодействии с различными сорбатами один и тот же образец проявляет разные сорбционные свойства [41]. Так, сорбционная емкость сухого порошка УДА-СТП (табл.4) составляет по бензолу 9 моль/кг, а по хлороформу - 10,5 моль/кг; различается и емкость разных фракций одной партии наноалмазов. При этом порошки, полученные разными производителями, обладают разной сорбционной емкостью. Большая сорбционная емкость по отношению к хлороформу, по-видимому, обусловлена гидрофильностью поверхности алмазных частиц, которая создается в процессах очистки наноалмазов.
Таблица 4.
Сорбционные свойства наноалмазов [41]
|
Образец наноалмаза (производитель) |
Сорбционная емкость по парам, моль/кг |
Сорбция, в %, за первые двое суток |
||
|
бензола |
хлороформа |
|||
|
УДА - СТП (СКТБ "Технолог") |
9,0 |
10,5 |
90-95 |
|
|
Фракции УДА - ТАН (СКТБ "Технолог") |
8 |
8,5 |
95-100 |
|
|
УДА (РФЯЦ - ВНИИТФ) |
10-16 |
12-19 |
55-65 |
Авторы работы [126] изучили сорбционную емкость по иону цезия для наноалмазов, полученных в разных условиях и очищенных различными способами. Установлено, что сорбционная емкость наноалмазов, синтезированных в одинаковых условиях, но очищенных с использованием различных окислителей и режимов очистки, колеблется в диапазоне от 0,01 до 0,5 моль/кг. Это указывает на ее зависимость от природы окислителя и условий выделения (время, температура) наноалмазов из продуктов синтеза. Наибольшей сорбционной емкостью (0,4-0,5 моль/кг) обладают образцы, полученные очисткой алмазной шихты озоном. Найденное значение превышает сорбционную емкость известных природных сорбентов (0,01-0,15 моль/кг по цезию) и сравнимо с сорбционной емкостью смолы КУ-8-2 (0,8 моль/кг) - широко используемого сульфокатионообменника. Поэтому предложено использовать наноалмазы в качестве сорбента радионуклидов.
Установлено также, что наноалмазы представляют собой сорбенты с высокой активностью по газам [133].
Частицы наноалмаза способны адсорбировать биологические молекулы и взаимодействовать с ними, а следовательно, и воздействовать на живые организмы. В литературе сообщается [128], что наноалмазы могут быть использованы в качестве сорбента для хроматографического разделения и очистки биологических жидкостей. Так, установлено, что из множества белков клетки наноалмазы адсорбируют на своей поверхности только рекомбинантный белок апообелин [129]. Из грубых экстрактов E. Coli с помощью наноалмаза были выделены рекомбинантный апообелин и рекомбинантная бактериальная люцифераза (этот метод является экспрессным (30-40 мин) и не требует специального оборудования).
1.4.1 Наноалмазы как новый вид сорбентов для хроматографии
Расширение применения хроматографии в значительной мере связано с созданием новых поколений сорбентов с хорошими кинетическими характеристиками и разнообразными термодинамическими свойствами. В различных вариантах хроматографии широкое распространение получили сорбенты на основе химически модифицированных кремнеземов. Это обусловлено большим набором как самих кремнеземов, так и методов, позволяющих направленно модифицировать их поверхность, создавая мономолекулярный слой привитого вещества с заданными сорбционными характеристиками [1]. Однако для всех этих сорбентов связь между якорной группой модификатора и поверхностью осуществляется за счёт системы связей Si-O-Si, которая характеризуется невысокой гидролитической стойкостью, что не позволяет проводить анализ в сильно щелочных или кислых средах. Обычный диапазон работы этих сорбентов в единицах pH составляет от ~2 до 9. Ряд октадецилсилан-сорбентов способен к рутинному использованию при высоких значениях pH (pH = 9-11) [130]. Полимерные сорбенты, несмотря на то, что позволяют преодолеть эту трудность, не удовлетворяют другим важным требованиям (по прочности частиц, ненабухаемости в различных растворителях), предъявляемым к сорбентам для ВЭЖХ. В связи с этим, задача поиска и разработки сорбентов с гидролитически стойкой системой связей между поверхностными группами и якорной группой модификатора и одновременно удовлетворяющих требованиям, предъявляемым к сорбентам для ВЭЖХ, является актуальной.
Перспективными материалами для создания подобных сорбентов могут быть дисперсные алмазы, поскольку в них связь якорной группы с поверхностью может быть осуществлена за счёт С-С связи. В работе [131] было предложено использование синтетических алмазов для разделения агрессивных газов. Однако применение синтетических алмазов в ВЭЖХ сдерживалось, очевидно, доступностью алмазных материалов с хорошо развитой поверхностью. Если учесть, что алмаз является непористым материалом, то очевидно, что высокая удельная поверхность может быть достигнута лишь за счёт увеличения его дисперсности. В последние десятилетия стали широко доступны синтетические алмазы детонационного синтеза - ультрадисперсные алмазы, или наноалмазы (см. раздел 1.1.2), удельная поверхность которых достигает 300 - 400 м2/г [125]. Однако алмазные наночастицы, как было сказано выше, обычно образуют агрегаты, размер которых меняется от 0,1 до нескольких десятков и даже сотен микрон. Причем крупные агрегаты - механически непрочные и разрушаются, например под действием ультразвука, до субмикронных (~0,2 мкм), более прочных агрегатов. Очевидно, что из-за размера таких агрегатов и их механической непрочности, сами ультрадисперсные алмазы малопригодны в качестве сорбента для ВЭЖХ.
Очень малые размеры алмазных частиц значительно ограничивают возможности и непосредственного применения ультрадисперсных алмазов для изготовления каких-либо инструментов или приборов. Практический интерес для изготовления, например, режущего инструмента могут представлять технические алмазы с размерами частиц на два-три порядка больше размера наноалмазов. Поэтому промышленное использование детонационных алмазов потребовало разработки технологии их укрупнения (компактирования).
Компания АЛИТ (Украина) разработала методику получения алмазных спеков или поликристаллических дисперсных алмазных порошков (PDD) [132]. Путём "спекания", осуществляемого при давлении 4-12 ГПа и температуре 1000 - 3000 єC, и последующего дробления компактов получены различные узкие фракции PDD, которые обладают всеми положительными свойствами классического алмаза (высокой термической и химической стабильностью) и в то же время имеют развитую поверхность (до 200 м2/г) с узким распределением нанопор (1-7,5 нм) по радиусам. Следует отметить существенную механическую прочность частиц PDD (твёрдость по Виккерсу (HV) ~10 GPa). Такие PDD представляют собой перспективный сорбент для ВЭЖХ.
В литературе имеются сведения об исследовании физико-химических свойств наноалмазов методами жидкостной и газовой хроматографии. Так, в работах [133, 134] изучено удерживание ряда ароматических соединений в обращено-фазовом (ОФ) варианте ВЭЖХ на PDD фирмы "АЛИТ". При использовании воды в качестве элюента наблюдали следующий порядок элюирования для колонки размером 100Ч4,6 мм при объемной скорости 1 мл/мин: бензол (1,99 мин) < метилбензоат (3,1 мин) < анилин (3,27 мин) < фенол (5,90 мин). В этих условиях бензойная кислота не элюировалась из хроматографической колонки. Авторы обнаружили корреляцию между диэлектрической проницаемостью и временем удерживания этих соединений. Однако авторы не приводят каких-либо хроматограмм в ОФ ВЭЖХ, а единственное разделение веществ получено в варианте НФ ВЭЖХ для о - и п - ксилолов, но пики при этом не разрешены и задний фронт хроматограммы размыт. Вероятно, отсутствие других хроматограмм в работе связано с низкой эффективностью хроматографической колонки и неудачным выбором условий разделения.
В работе группы авторов ИФХЭ им.А.Н. Фрумкина [135] для образцов наноалмазов, предварительно очищенных двумя различными способами, изучено удерживание производных бензола на колонке (80Ч2 мм) с использованием изооктана в качестве подвижной фазы при объемной скорости 0,15 мл/мин. Порядок удерживания веществ одинаков для всех обарзцов (в порядке увеличения времен удерживания): толуол < бромбензол < о-дихлорбензол < бензофенон < анизол. Показано, что на УДА, обработанном хромовой смесью (УДА-Хр), сорбаты удерживаются слабее, чем на УДА, подвергнутом жидкофазной очистке с последующей обработкой в газообразном озоне (УДА-О). Газохроматографическим методом определены времена удерживания девяти тестовых соединений различной природы при разных температурах, что позволило рассчитать удельные удерживаемые объемы и термодинамические характеристики адсорбции изученных соединений на УДА-О и УДА-Хр [136]. Показано, что теплоты адсорбции исследованных n-углеводородов на ультрадисперсных порошках алмаза, особенно на УДА-О, близки к теплотам адсорбции на графитированной термической саже. Для бензола и полярных соединений определены вклады специфического взаимодействия в общую энергию адсорбции. Показано, что эти вклады больше для УДА-О, чем для УДА-Хр, т.е. образец УДА?О содержит большее количество активных функциональных групп.
Итак, анализ литературных данных показывает, что собственно синтезу привитых соединений на поверхности наноалмазных материалов посвящено лишь несколько работ, не представляющих собой результаты систематических исследований. Кроме того, даже для наиболее исследованных алмазных микропорошков и пленок число предложенных и тщательно изученных методов модифицирования крайне мало. Следует отметить, что одной из основных проблем при синтезе привитых поверхностных соединений на алмазе является количественная оценка этого процесса. Только в редких случаях авторам удавалось определить концентрацию привитых функциональных групп. В основном это было сделано только для атомов галогенов по данным РФЭС. Кроме того, интерпретация ИК спектров, которая во многих работах является основным критерием прививки, зачастую вызывает серьезные сомнения, особенно в случае микропорошоков алмаза, что не позволяет однозначно судить об эффективности предложенного метода модифицирования. К тому же во многих работах, особенно это касается методов галогенирования, используются экзотические экспериментальные приемы (например, фторирование в плазме тлеющего разряда или использование фторида хлора), которые вряд ли могут представлять практический интерес.
В этой связи, важной и актуальной задачей является разработка химических и физико-химических методов направленного химического модифицирования поверхности алмазных материалов, что позволит создать новый класс перспективных материалов, так как в них будут сочетаться уникальные свойства алмаза и специфические свойства привитого химического соединения.
1.5 Роль наноалмазных присадок к смазочным маслам
1.5.1 Ультрадисперсные алмазные частицы как основа многофункциональной алмазосодержащей присадки
Начиная с 20-х годов ХХ века, для повышения качества моторных масел проводятся разработки и применение индивидуальных присадок (антифрикционных, противозадирных, антикоррозионных, моющих и т.д.). В настоящее время моторные масла представляют компаундированное масло, содержащее пакет присадок. В пакет присадок (достигает до 25 %) входят как маслорастворимые ингредиенты, так и частицы, находящиеся в мелкодисперсном коллоидном состоянии. Современные масла содержат частицы карбонатов металлов (моюще-диспергирующий компонент), дисперсии твердых смазок - графит, дисульфид молибдена, соединения бора и др. (антифрикционный компонент).
В настоящее время в технических областях находят применение три углерод содержащих продукта, полученных взрывным синтезом. Первый продукт - ультрадисперсный алмазографит или шихта получается при подрыве литьевых зарядов тротил - гексоген. Шихта является смесью "не сгоревшей" органики взрывчатых веществ, не алмазного углерода (графит, сажа), наноалмазов и примесей металлов. Второй продукт - кластерный наноалмаз, выделяемый из шихты, полученной при подрыве зарядов тротил - гексоген. Третий продукт - поликристаллический наноалмаз, выделяемый из шихты, которая образуется при подрыве прессованных зарядов из смеси гексогена с графитом.
Шихта находит основное применение в качестве антифрикционной добавки в маслах и консистентных смазках. Наноалмазы, в зависимости от размеров, используются в качестве абразивов. На последнем технологическом этапе при выделении наноалмазов из шихты производится удаление используемых реагентов промывкой наночастиц водой. Основным недостатком общеизвестных наноалмазов является их свойство к агрегированию после высушивания и трудности в повторном получении гидрозолей. Поэтому, как правило, наноалмазы хранятся и транспортируются в виде золей с содержанием наночастиц 5-10масс. %. С одной стороны, это является экономически не выгодным (перевозится до 90 - 95 % воды). С другой стороны, в суровом климате России транспортировка в зимнее время может привести к замерзанию золей. При этом наблюдается эффект аналогичный высушиванию, т.е. агрегирование наночастиц, потеря ими коллоидной устойчивости и выпадение в осадок.
В настоящее время существуют и используются модифицированные наноалмазы с принципиально новыми свойствами. Такие наноалмазы позволяют производить продукты в виде сухих порошков с сохранением размерных характеристик и получением коллоидных систем с высокой устойчивостью наночастиц. Первоначально модифицированные наноалмазы были разработаны для биологических применений. Однако оказалось, что они с успехом могут применяться и в технических направлениях.
Наличие частиц в коммерческих маслах легко проверяемо разными способами.
Способы обнаружения частиц, требующие специального оборудования: 1 - проведение анализа на специализированных приборах; 2 - уменьшение вязкости масла путем введения растворителя (чистый бензин, ацетон, петролейный эфир) и осаждение частиц центрифугированием.
Способы - легко реализуемые в бытовых условиях: пропускание луча лазерной указки (лазера) через масло - виден след от частиц, рассеивающих свет; и, наконец, обнаружение осадка частиц на дне канистр, при длительном хранении масла.
Поэтому предпринимаемые попытки введения в масла шихты или наноалмазов лежат в русле развития технологий, направленных на улучшение эксплуатационных свойств масел.
Анализ доступных патентов показывает, что введение в масла шихты, получаемой в процессе взрывного синтеза, дает положительный антифрикционный эффект. В настоящее время, например, в России, Украине, Китае выпускаются добавки к моторным маслам, содержащие шихту. Только согласно одного патента в масло вводится порошок ультрадисперсного алмаза dср = 0,005 мкм в количестве 0,7-1,0 масс. %. При этом в состав так же входит ультрадисперсное железо dср = 0,07 мкм в количестве 3,0-4,0 масс. %. Однако даже при таких соотношениях размеров и масс введенных частиц представляется возможным определить коллоидную устойчивость частиц наноалмаза и оценить его вклад в происходящие процессы трения.
Современные масла и смазки представляют композиции, в которые входят собственно масляные основы и набор функциональных присадок, придающий им улучшенные характеристики, которые должны приводить к сохранности агрегатов, имеющих узлы трения. В связи с этим, наноалмазы детонационного синтеза можно рассматривать как еще один новый компонент, способствующий улучшению эксплуатационных характеристик масел и смазок, который не только позволяет сохранить агрегат, за счет снижения коэффициента трения, но и обладает "моющим" и восстанавливающим эффектами.
Наблюдающиеся положительные эффекты с большой долей вероятности позволяют предположить, что использование масел с наноалмазами может быть полезно уже на стадии обкатки двигателей при их производстве. Улучшение характеристик выпускаемых двигателей, связанное с уменьшением токсичности отработанных газов, снижением уровня шума, расхода топлива и т.д., может явиться тем элементом, который наравне с другими (оснащение системами нейтрализации отработавших газов, улавливания паров топлива и пр.) позволит перевести продукцию завода изготавливающего двигатели на более высокий экологический стандарт.
Данная работа посвящена модификации поверхности наноалмазов, чтобы сделать их совместимыми с серийными моторными маслами.
В работе были использованы ультрадисперсные алмазы, разработанные и производимые НПО ЗАО "Синта" по оригинальной промышленной технологии.
Ультрадисперсные алмазы (зарегистрированная торговая марка "УльтраАлмазы”) выпускаются по ТУ РБ 28619110.001-95 и 28619110.002-96. УльтраАлмазы применяются в гальванических производствах для повышения твердости, износостойкости и коррозионной стойкости покрытий.
Разработанный в НПО "Синта" технологический процесс получения металл-алмазных покрытий выгодно отличается от известных аналогов экономным расходованием алмазной добавки, простотой приготовления и эксплуатации электролита при высоком качестве хромирования инструмента и деталей.
Покрытие характеризуется высокой химической стойкостью в атмосфере сернистых соединений, в растворах органических и неорганических кислот, в условиях тропического климата. Так же отличается термостойкостью и склонностью к пассивированию на воздухе. Покрытие повышает поверхностную твердость и износоустойчивость деталей, хорошо выдерживает равномерно распределенную нагрузку.
Наличие в электролите заряженных наноразмерных частиц алмаза, осаждающихся совместно с хромом, увеличивают на 2-3 порядка количество центров кристаллизации, что, соответственно, уменьшает размер зерна, снижает пористость и уровень внутренних напряжений, увеличивает адгезию и твердость покрытия и как следствие перечисленного выше в 2-3 раза и более увеличивает абразивную стойкость и срок службы хромированного покрытия.
Металл-алмазное покрытие имеет уникальные характеристики по адгезии, коэффициенту трения, повышенной коррозионной и эрозионной стойкости, износостойкости и стойкости к истиранию.
Применение УДА в покрытии магнитных головок (аудио, видео, дисководов, стримеров и т.д.) повышает их износостойкость в 6 раз.
Покрытия на основе кадмия и кластерных алмазов используют для защиты от коррозии деталей и изделий и придания поверхностям притирочных свойств. Покрытие характеризуется прочным сцеплением с основным металлом, хорошей притираемостью, высокой пластичностью и эластичностью при развальцовке; обладает способностью к пайке и устойчивостью в среде морских испарений, туманов и морской воды.
Покрытия на основе палладия и кластерных алмазов используют для защитно-декоративной отделки, повышения отражательной способности, повышения твердости и износостойкости деталей и изделий. Покрытие характеризуется высокой химической стойкостью в атмосферных условиях, не тускнеет под действием влаги, сероводорода и атмосферы, загрязненной парами йода, не окисляется при нагревании до 300°С, хорошо поддается механической обработке.
Пакет технических предложений по металл-алмазным покрытиям включает:
1. УльтраАлмазы как компонент электролита хромирования в виде водной суспензии с гарантией поставок необходимого количества в течение всего периода эксплуатации процесса;
2. Промышленно апробированную технологию нанесения металл-алмазных покрытий на детали; и инструмент;
3. Инженерное сопровождение внедрения и эксплуатации техпроцесса в объеме, согласованном с Заказчиком;
4. Технологические рекомендации и частные технические решения ("ноу-хау”) по нанесению покрытий на отдельные виды инструмента.
Уникальные свойства металл-алмазных покрытий позволяют с успехом применять технологию для повышения износостойкости режущего инструмента и штамповой оснастки, повышения срока службы деталей машин и оборудования, таких как валы печатных машин, запорная арматура, нефтяные насосы изделий, работающих в условиях эрозионного воздействия.
НП ЗАО "Синта" специализируется на производстве ультрадисперсных алмазов (УДА), алмазосодержащих композиционных материалов и покрытий, научных исследованиях и опытно-технологических разработках в области наноматериалов.
Существующие производственные мощности "Синты" позволяют выпускать 2 тонны УДА в год, до 8 тонн алмазосодержащей шихты, 150-200 тонн алмазосодержащей антифрикционной присадки к смазочным маслам и до 10 тыс. м2 композиционных металл-алмазных покрытий с использованием УДА. Соответствующие технологии защищены патентами и заявками на патенты РБ, апробированы на ряде промышленных предприятий РБ, РФ, Украины, Китая.
Ультрадисперсные алмазные частицы (УДА) размером не более 10 нм (0,01 мкм) составляют основу многофункциональной алмазосодержащей присадки.
После специальной обработки и диспергирования в масляной основе такие частицы обеспечивают снижение момента и коэффициента трения, улучшение качества поверхностей трения, уменьшение зазоров в сопряжённых деталях. В результате возрастает компрессия в цилиндрах, срок службы масла, фиксируется заметная экономия горюче-смазочных материалов, упрощается обслуживание и увеличивается ресурс работы машин и механизмов. Эффективность алмазосодержащей присадки подтверждена испытаниями как на машинах трения и специальных стендах, так и в условиях эксплуатации легковых автомобилей, сельскохозяйственной техники и некоторых механизмов.
Присадка экологически безопасна, так как не содержит тяжелых металлов и галогенов. Отличительной особенностью присадки, является использование высококачественной алмазосодержащей шихты сухого синтеза, модифицирование ультрадисперсных частиц, а также технологическая цепочка обработки, включающая интенсивные процессы диспергирования, дезинтегрирования и гомогенизации углеродно-масляной смеси. Технология обеспечивает стабильное воспроизводимое качество присадки.
Эффект от введения присадки для автомобилей появляется уже через 500-600 км пробега, а через 1-2 тыс. км работа двигателя стабилизируется полностью: уровень компрессии, расход топлива и масла достигают паспортных значений, даже для автомобилей 7-10-летнего "возраста”. Отмечено увеличение компрессии до 60%, снижение расхода топлива на 5-15%. Устойчивый эффект алмазосодержащей присадки наблюдается на протяжении 40-50 тыс. км.
1.5.2 Механизм действия присадки
Алмазные частицы проникают в кристаллическую решетку укрепляя ее и обеспечивают идеальную подгонку трущихся поверхностей. Частицы УльтраАлмазов, имея малые размеры, насыщают поверхности трения, заполняя неоднородности на них. Таким образом, создаются новые поверхности с уменьшенным граничным трением и износом, что особенно важно при больших нагрузках и дефиците смазочного материала. При этом УльтраАлмазы не разрушаются, препятствуют слому микрорельефа, исключают схватывание и образование задиров на поверхности трения.
Мелкодисперсные алмазные частицы собирают вокруг себя масляные глобулы размером до 6 мкм и обуславливают повышение вязкости смазочной композиции в тонких пленках на поверхностях трения. При этом возрастает динамическая прочность пленки, исключается ее разрушение при высоких скоростях деформирования, уменьшаются потери масла от утечек через зазоры и уплотнения.
При низких температурах присадка обеспечивает снижение вязкости смазочной композиции за счет снижения порога загустевания масла на 5-10°С. Следует отметить, что вышеописанный процесс чрезвычайно устойчив и объясняется прочным механическим адсорбционным и диффузионным закреплением частиц УльтраАлмазов на поверхностях трения.
Устойчивый эффект от внесения присадки наступает через 1000 - 2000 км пробега. УльтраАлмазы создают сверхустойчивое к высокой температуре и активной среде противоизносное противозадирное покрытие с высокими адгезионными свойствами, обеспеченными на уровне молекулярных связей.
УльтраАлмазы - экологически безопасная добавка к смазочным материалам, устойчивая к воздействию агрессивных сред.
Присадка предназначена для применения в смазочных композициях, используемых в автомобильных, тракторных, судовых и авиационных двигателях, тепловозах, дизелях речного флота, металлообрабатывающих станках и других механизмах.
1.5.3 Перспективные направления применения присадки
Присадка эффективно используется при эксплуатации двигателей внутреннего сгорания, при этом имеют место: снижение износа и трения, экономия горюче-смазочных материалов, повышение (восстановление) мощности и ресурса работы, увеличение межремонтного периода, снижение токсичности отходящих газов за счет более полного и правильного сгорания топлива.
В сочетании с обкаточными маслами присадка эффективно работает при обкатке новых двигателей после сборки или после капитального ремонта. В процессе обкатки происходит постепенное и мягкое выглаживание микронеровностей без их слома, в результате чего обеспечивается высокоточная подгонка сопрягаемых поверхностей при минимальных износах, а время обкатки сокращается в 2-3 раза. Отмечено, что при такой обработке двигателей внутреннего сгорания компрессия в цилиндрах стремится к расчетной и одинакова во всех цилиндрах, что существенно улучшает эксплуатационные параметры. [125]
Аналогично имеет место улучшение эксплуатационных свойств при использовании присадки для смазки различного промышленного оборудования (компрессоры, гидро- и пневмоприводы редуктора и подшипники, и др.), в том числе направляющих высокоточных станков, а также в качестве добавки в масляные и эмульсионные СОЖ при обработке металлов резанием обеспечивают увеличение стойкости инструмента, улучшение качества обрабатываемых поверхностей.
Бурильные установки нефтедобывающих и газодобывающих компаний как правило расположены в труднодоступных местах, в сложных и суровых климатических условиях, где требуется высокая надежность работы и затруднен ремонт. Каждая установка оснащена не менее чем 5 дизелями. Часовой расход масла одного дизеля составляет от 1 до 1,5 кг/час. Если принять среднюю временную загрузку каждого дизеля 50% годовой, то расход масла на 1 буровой установке составит 20 тонн масла, что соответствует 4 000 г алмазного концентрата.
Потребитель может рассчитывать на увеличение межремонтного срока службы в 2-3 раза, облегченный запуск в холодное время, выравнивание компрессии во всех цилиндрах и вследствие этого снижение расхода топлива на 5-15% и снижение расхода масла на 10-15%.
Для стационарных компрессорных тепловых электростанций и промышленных предприятий потребитель может рассчитывать на восстановление технических характеристик компрессоров до паспортных данных и, соответственно, сокращение времени работы для обеспечения давления внутризаводской сети.
Присадка на основе ультрадисперсных алмазов представляет собой смесь твердого модификатора трения и масла. В качестве модификатора трения используется ультрадисперсный порошок синтезированного в детонационной волне алмазографита ("ноу-хау") с размером частиц 4 - 8 нм (менее 0,01 мкм). Размеры УльтраАлмазов, синтезированных в детонационной волне, в 1000 раз меньше неоднородностей микрорельефа трущихся поверхностей, что категорически исключает абразивные свойства алмаза в смазочных композициях.
Микродобавка УльтраАлмазов в масла и смазки обеспечивает:
снижение момента трения на 20-40%;
снижение износа трущихся поверхностей в 1,5-3 раза;
уплотнение сальниковых узлов;
снижение расхода масел и топлива до 20%;
увеличение срока службы смазок в 1,5-2 и более раз (в зависимости от условий работы) раза
легкий запуск двигателя в зимнее время.
Присадка к маслам увеличивает безремонтный ресурс двигателя не менее чем в 2 раза и обеспечивает защиту трущихся деталей двигателя от износа до 20000 км без повторного внесения (таким образом гарантирован эффект действия присадки после смены масла), а также защищает двигатель в случае возникновения экстремальных ситуаций (броски мощности, отсутствие охлаждения, отсутствие смазки). [125]
Использование присадки для двигателей с предремонтным состоянием дает дополнительно эффекты:
повышает компрессию на 20-60%;
повышает давление масла на 15-50%;
уплотняет сальниковые узлы;
снижает расход горюче-смазочных материалов;
снижает шум и вибрацию при работе двигателя;
восстанавливает мощность двигателя.
Таким образом присадка предназначена для применения в смазочных композициях, используемых в автомобильных, тракторных, судовых и авиационных двигателях, тепловозах, дизелях речного флота, металлообрабатывающих станках и других механизмах.
Глава 2. Экспериментальная часть
2.1 Методика проведения эксперимента
В настоящее время в технических областях находят применение три углеродсодержащих продукта, полученных взрывным синтезом. Первый продукт - ультрадисперсный алмазографит или шихта получается при подрыве литьевых зарядов тротил - гексоген. Шихта является смесью "не сгоревшей" органики взрывчатых веществ, не алмазного углерода (графит, сажа), наноалмазов и примесей металлов. Второй продукт - кластерный наноалмаз, выделяемый из шихты, полученной при подрыве зарядов тротил - гексоген. Третий продукт - поликристаллический наноалмаз, выделяемый из шихты, которая образуется при подрыве прессованных зарядов из смеси гексогена с графитом.
1. Для проведения эксперимента использовались наноалмазы и масло
И-20А индустриальное без каких-либо добавок. (рис.1)
Рис.1 - Микрофотографии использованных образцов НА по данным просвечивающей
(а) и сканирующей (б) электронной микроскопии, предоставленных фирмой "Синта".
Как известно из анализа литературного обзора на поверхности наноалмазов находятся остаточные группы:
карбоксильная (-СООH)
гидроксильная (-ОН)
кетонная (=О).
При хранении образцов масла с диспергированными в них наноалмазами происходит их оседание. По данным ГОС стандарта оседание не должно происходить в течении года.
При попадании в масла необработанных наноалмазов просходит их оседание.
Наша задача состояла в такой обработке, чтобы связать остаточную ОН группу, находящуюся на поверхности наноалмазов.
Обработка поверхности наноалмазов осуществлялась хлорсиланами:
триметилхлорсиланом (СH) SiCL
диметилхлорсиланом (СH) SiCL
октилтрис (этокси) силан (СH) Si (OEt)
2.1.1 Основная реакция для проведения эксперимента
Реакция взаимодействия триметилхлорсилана с ОH группой на поверхности наноалмаза, представлена следующей схемой:
2.1.2 Характеристика используемого оборудования
Для исследования готовились 4 пробы:
а) В начале эксперимента проводилась обработка поверхности наноалмазов в эксикаторе, емкостью 2 литра, закрывающемся стеклянной крышкой. Внутрь эксикатора снизу помещали фарфоровую чашку с хлорсиланами, а сверху наноалмазы. (рис.2)
Рис.2 - Эксикатор для обработки образцов: б) Затем помещали эксикатор с наноалмазами (без смазки) в сушильный шкаф на 10-12 часов.
Сушильный шкаф представляет собой прямоугольный корпус из тонколистовой стали, в котором размещены камера нагрева и блок управления. Камера нагрева герметически закрывается дверкой.
Камера нагрева выполнена из тонколистовой стали, имеет патрубок отсоса газов, гнездо для ввода регулирующей термопары, уплотнитель дверки и трубку водяного охлаждения уплотнителя.
Внутри камеры нагрева размещены съемные полки. Пространство между корпусом и камерой нагрева заполнено теплоизоляционным материалом.
Блок управления шкафом служит для автоматического поддержания заданной температуры с точностью, указанной в технической характеристике.
Далее производилась подготовка наноалмазов к обработке.
Для исследования готовились 4 пробы в чашечках Петри.
К первой и второй пробе добавляли - по 1 грамму наноалмазов, обработанных кремнийорганикой - силанами.
К третьей и четвертой пробе - по 1 грамму наноалмазов без обработки.
в) В ходе эксперимента использовался дициклодиметикон - смачиватель BASF
Ко второй и четвертой пробе добавляли по 1 капле смачивателя - силиконовое масло 0,2% от веса.
Первую и третью оставляли неизменными.
г) Следующим этапом проводили взвешивание бюксов с приготовленными наноалмазами.
Вес бюкса со второй пробой до внесения смачивателя составлял m=69,75г
после внесения смачивателя - m=69,77г
Четвертая проба: до внесения самчивателя - m=16.8743г
после внесения самчивателя - m=16,8943
2. Вторым этапом были приготовлены 4 колбы с индустриальным маслом
И-20А без каких либо добавок.
В каждую из них добавили приготовленные пробы.
Таким образом к дальнейшим испытаниям были готовы 4 колбы, две из которых содержали навеску наноалмазов обработанных хлорсиланами и две не подвергавшиеся обработке.
3. Определение установки и режим наблюдения (не центрифугировали)
Полученные и приготовленные колбы с маслом и наноалмазами подвергали озвучиванию на УЗДН-1.
Ультразвуковое эмульгирование основано на кавитационном действии ультразвука, приводящего к микровзрывам, а также способствующему энергичному растягиванию капель дисперсной фазы до неустойчивых жидких цилиндров критической длины и инициирующему распад образующихся жидких цилиндров на ряд мелких капель, которые и создают стойкие эмульсии. Стойкость эмульсии, полученной ультразвуком, значительно превышает стойкость систем полученных другим путём, например, с помощью ротационного дезинтегратора. Диспергирование жидкости в жидкости и твёрдого компонента в жидкости, широко используется в различных технологических процессах пищевой промышленности, например, при эмульгировании, смешивании компонентов, гомогенизации в процессе изготовления майонеза, маргарина, всевозможных жировых эмульсий в мясной, кондитерской и хлебопекарной промышленностях.
Подготовка ультразвукового диспергатора:
· включить сетевой шнур в розетку, включить УЗДН-1 сетевым тумблером;
· включить воду, убедиться в срабатывании гидрореле, по световому индикатору;
· поместить стакан со смесью внутрь, под активный элемент УЗДН, таким образом, чтобы он (элемент) был практически полностью погружен в стакан с жидкостью, во избежание перегорания его же, в активной части эксперимента;
· проверить срабатывание вентилятора по световому индикатору;
· нажать кнопку "излучение";
· установить мощность на уровне 20 Вт, повернув ручку с одноименной надписью "мощность";
· установить максимальную частоту, повернув ручку "частота" на 45 градусов, таким образом, чтобы стрелка показывала строго вверх, появится характерный свист (звуковой край ультразвукового сигнала);
Озвучиванию подвергали каждую пробу, опуская в стакан излучатель, в течении 15 минут.
4. После проведения ряда экспериментов мы поставили полученные колбы и наблюдали время просветления (оптическая плотность на длине волны 650 нм становится меньше, чем 0,3 ед оптической плотности на 1 см). Результаты испытаний приведены в табл.1.
2.1.3 Результаты эксперимента
Результаты испытаний приведены в табл.5
Таблица 5.
Время оседания наноалмазной шихты, диспергированной в масле при различных условиях приготовления и диспергирования
|
Тип образца |
В индустриальном масле И20А безо всяких добавок |
В индустриальном масле И20А с добавлением смачивателя фирмы BASF (дициклодиметикона) |
В коммерческ. автомобильном масле |
|
|
Образцы без обработки силанами |
1 день |
1 день |
7 дней |
|
|
Образцы, обработанные триметилхлорсиланами и диметилхлорсиланами |
10 дней |
10 дней |
70 дней |
|
|
Образцы, обработанные октилтриc (этокси) силаном |
60 дней |
Не осело до сих пор |
Не осело до сих пор |
2.1.4 Обсуждение результатов
Как видно из таблицы, обработанные силанами наноалмазы существенно медленнее оседают в масле. Влияние смачивателя фирмы BASF (дициклодиметикона) на время оседания наноалмазов отсутствует. Особенно сильные изменения происходят при обработке наноалмазов октилтриc (этокси) силаном. Время, отведенное на дипломную работу, недостаточно, чтобы решить, соответствуют ли созданные композиции требованиям ГОСТ (время оседания не менее 1 года). Время оседания в коммерческом автомобильном масле больше. Возможно, за счет присутствия поверхностноактивных веществ в самом автомобильном масле. Разработанная модификация поверхности наноалмазов привели к повышению смазочных композиций на их основе. Обработанные хлорсиланами наноалмазы по крайней мере в десятки раз медленнее осаждаются после диспергирования в масле.
2.2 Выводы
1) Предложена методика модификации наноалмазов детонационного синтеза хлорсиланами и октилтриоксиэтилсиланом, основанная на использовании остаточных ОН-групп на поверхности наноалмазов;
2) Установленно, что предложенная обработка приводит к существенной гидрофобизации поверхности алмазов детонационного синтеза. Для этого предложена простая процедура оценки эффективности гидрофобности;
3) Произведено пробное диспергирование модификацированных и исходных наноалмазов в реальном индустриальном и моторном масле. Установлено, что время оседания наноалмазов после модификации возрастает по крайней мере в 10 раз;
4) Обсуждается механизм влияния модификации поверхности наноалмазов на скорость оседания.
Глава 3. Экономическая часть
3.1 Введение
Начиная с 20-х годов ХХ века, для повышения качества моторных масел проводятся разработки и применение индивидуальных присадок (антифрикционных, противозадирных, антикоррозионных, моющих и т.д.). В настоящее время моторные масла представляют компаундированное масло, содержащее пакет присадок. В пакет присадок (достигает до 25 %) входят как маслорастворимые ингредиенты, так и частицы, находящиеся в мелкодисперсном коллоидном состоянии. Современные масла содержат частицы карбонатов металлов (моюще-диспергирующий компонент), дисперсии твердых смазок - графит, дисульфид молибдена, соединения бора и др. (антифрикционный компонент).
Наличие частиц в коммерческих маслах легко проверяемо разными способами.
Способы обнаружения частиц, требующие специального оборудования: 1 - проведение анализа на специализированных приборах; 2 - уменьшение вязкости масла путем введения растворителя (чистый бензин, ацетон, петролейный эфир) и осаждение частиц центрифугированием.
Способы - легко реализуемые в бытовых условиях: пропускание луча лазерной указки (лазера) через масло - виден след от частиц, рассеивающих свет; и, наконец, обнаружение осадка частиц на дне канистр, при длительном хранении масла.
Поэтому предпринимаемые попытки введения в масла шихты или наноалмазов лежат в русле развития технологий, направленных на улучшение эксплуатационных свойств масел.
Данная работа посвящена разработке методики модификации поверхности наноалмазов.
В работе использовалась многофункциональная алмазосодержащая присадка к моторным маслам, разработанная и выпускаемая по оригинальной технологии ЗАО "Синта".
Используемая присадка экологически безопасна, так как не содержит тяжелых металлов и галогенов.
Подобные документы
Получение наноалмазов, элементный состав, примеси в них. Образование двойного электрического слоя на поверхности частиц. Факторы агрегативной устойчивости золей детонационных наноалмазов, модифицированных катионами хрома в процессе очистки от углерода.
дипломная работа [839,4 K], добавлен 28.03.2016Показатели качества, физико-механические и химические свойства поверхностного слоя деталей машин. Обзор методов оценки фрактальной размерности профиля инженерной поверхности. Моделирование поверхности при решении контактных задач с учетом шероховатости.
контрольная работа [3,6 M], добавлен 23.12.2015Анализ конструкции детали "кронштейн 01", определение типа станков для ее обработки. Физико-химические свойства материала. Выбор способа изготовления заготовки, расчёт припусков на две поверхности. Разработка маршрутного технологического процесса.
дипломная работа [1,2 M], добавлен 22.12.2013Основные виды присадок - веществ, добавляемых к жидким топливам и смазочным материалам с целью улучшения их эксплуатационных свойств. Физико-химические основы синтеза биметальной присадки. Схема и описание лабораторной установки для осуществления синтеза.
дипломная работа [1,7 M], добавлен 15.04.2015Исследование технологии обработки поверхности металлических изделий с использованием концентрированных потоков энергии. Теория плазменно-детонационного формирования высокоэнергетических плазменных струй. Экспериментальные исследования импульсной плазмы.
учебное пособие [22,5 M], добавлен 03.02.2010Сущность "псевдоравновесного синтеза". Синтез веществ конгруэнтно растворимых с учетом диаграммы состояния тройных систем. Метод осаждения из газовой фазы. Окислительно-восстановительные реакции в растворах. Физико-химические методы очистки веществ.
контрольная работа [62,9 K], добавлен 07.01.2014Оборудование для хранения битумов, виды нагревательных устройств. Физико-химические основы процесса горения. Принципиальная схема битумохранилища. Расчет потерь тепла через стенки и днище в почву, площади поверхности жаровой трубы, расхода теплоносителя.
курсовая работа [2,6 M], добавлен 19.09.2013Разработки по созданию трехмерных измерительных систем на основе профилографа-профилометра. Методы расчета параметров шероховатости на основе трехмерного измерения микротопографии поверхности. Методика преобразования трехмерного отображения поверхности.
контрольная работа [629,0 K], добавлен 23.12.2015Анализ служебного назначения детали, физико-механических характеристик материала. Выбор типа производства, формы организации технологического процесса изготовления детали. Разработка технологического маршрута обработки поверхности и изготовления детали.
курсовая работа [76,5 K], добавлен 22.10.2009Понятие фрактала как грубой или фрагментированной геометрической формы. Математические структуры, являющиеся фракталами. Инженерия поверхности, методы изменения физико-химических свойств в ее основе. Топография поверхности, основы триботехнологии.
контрольная работа [1,2 M], добавлен 23.12.2015
