CC BY
8ВЛИЯНИЕ ДЛИТЕЛЬНОСТИ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ НА НАСЫПНУЮ ПЛОТНОСТЬ ПОРОШКА
ГЕКСАФЕРРИТА СТРОНЦИЯ
Егоров Николай Яковлевич
канд. техн. наук, доцент Южного федерального университета, Ростов-на-Дону
Егоров Иван Николаевич
канд. техн. наук, доцент Донского государственного технического университета, Ростов-на-Дону THE INFLUENCE OF MIILING DURATION ON STRONTIUM HEXAFERRITE BULK DENSITY
Egorov Nikolay Yakovlevich, cand. of tech.sciences, ass.professor of Southern Federal University, Rostov-on-Don Egorov Ivan Nikolaevich, cand. of tech. sciences, ass. professor of Don State Technical University, Rostov-on-Don
АННОТАЦИЯ
Проведены исследования кинетики изменения насыпной плотности порошков, обработанных в бильной мельнице, от времени измельчения и режимов электромагнитного воздействия. На основании экспериментальных исследований показано, что измельчение в магнитоожиженном слое позволяет интенсифицировать процесс диспергирования. При измельчении в бильной мельнице без электромагнитного воздействия и в магнитоожиженном слое характер зависимости насыпной плотности от времени измельчения одинаков.
ABSTRACT
The studies of bulk density kinetics variations of powder milled in beater mill from milling time and electromagnetic action regimes are carried out. Experimental data show that milling in magnetoliquefied layer allows intensifying the grinding process. During milling in beater mill without electromagnetic action and in the magnetoliquefied layer the time dependency characters of bulk density are the same.
Ключевые слова: магнитоожиженный слой; механическое измельчение; бильная мельница; дисперсный состав; насыпная плотность.
Keywords: magnetoliquefied layer; mechanical milling; beater mill; grain size distribution, bulk density.
Порошки ферромагнитных материалов занимают важное место в порошковой металлургии, их области применения определяются физико-химическими и технологическими свойствами. Одним из самостоятельных методов или дополнительной операцией получения порошка без изменения химического состава является механическое измельчение [1]. Наиболее важным обстоятельством при измельчении является уменьшение размеров частиц порошка, подвергнутого обработке в мельнице, что приводит к изменению физико-технологических свойств. Одной из важнейших технологических характеристик порошков ферромагнитных материалов является насыпная плотность [1]. Насыпная плотность зависит от плотности материала, из которого изготовлен порошок, размера и формы частиц, состояния их поверхности и плотности укладки. Знание насыпной плотности порошка необходимо, прежде всего, при конструировании прессформ, объемном дозировании порошка и т. д.
Целью работы являются исследования изменения насыпной плотности порошков, обработанных в бильной мельнице, от времени измельчения и режимов электромагнитного воздействия.
В бильной мельнице ударными элементами являются била и процесс измельчения осуществляется за счет механической энергии вращающихся бил. Для интенсификации процесса измельчения обработка дисперсного ферромагнитного материала осуществляется в переменном неоднородном и постоянном магнитных полях, силовые линии которых взаимно перпендикулярны и параллельны плоскости вращения бил, вращающихся с частотой 15 тысяч об/мин [2, 3].
В качестве исходного сырья использовали дисперсный материал феррита стронция со средним размером
частиц 1558,5 мкм, дисперсией 497 мкм, медианой 1477 мкм, с насыпной плотностью 2,85 г/см3.
Для образования в области помола магнитоожи-женного слоя в рабочей камере мельницы на дисперсную среду воздействовали переменным неоднородным магнитным полем с индукцией 6,86 мТл, градиентом индукции 150 мТл/м (режим 1) и 210 мТл/м (режим 2) и постоянным магнитным полем с индукцией 15,3 мТл. Динамика изменения дисперсного состава порошка от времени измельчения исследовалась методом сканирующей электронной микроскопии на микроскопе Ziess Supra 25. Насыпную плотность определяли с помощью волюмо-метра Скотта, так как метод определения насыпной плотности с помощью воронки неприменим для порошков ферромагнитных материалов, свободно не вытекающих через отверстие диаметром 5 мм.
Контроль эволюции среднего размера частиц dср и насыпной плотности рнас порошка от времени измельчения осуществляли по зависимостям, представленных на рис. 1 и 2. С целью изучения динамики изменения насыпной плотности порошка на графиках представлены фрагменты зависимостей, соответствующих дисперсному составу порошка, полученному через 2 мин и 25 мин измельчения без электромагнитного воздействия (рис.1), и в магнитоожиженном слое (рис. 2), соответственно.
Из рис. 1 следует, что с уменьшением среднего размера частиц насыпная плотность уменьшается. Через 25 мин помола средний размер частиц уменьшился до 15,6 мкм, насыпная плотность составила 1,82 г/см3. Таким образом, степень измельчения составила 99,8, а насыпная плотность уменьшилась в 1,57 раза. После 40 мин помола степень измельчения увеличилась до 128,8, а насыпная плотность уменьшилась до 1,76 г/см3. При дальнейшем измельчении до 70 мин степень измельчения возросла до 135,7, а насыпная плотность уменьшилась до 1,73 г/см3, т.е. практически не изменилась.
Рисунок 1. Кинетика изменения насыпной плотности и среднего размера частиц порошка гексаферрита стронция
от времени измельчения в бильной мельнице
Рисунок 2. Кинетика изменения насыпной плотности и среднего размера частиц порошка гексаферрита стронция от времени измельчения в бильной мельнице в магнитоожиженном слое в режимах 1(а) и 2(б)
Полученный результат можно объяснить тем, что с увеличением длительности помола содержания более мелких частиц в порошке возрастает, при этом наряду с процессами диспергирования, интенсифицируется и агрегирование.
При измельчении в магнитоожиженном слое в режимах 1 и 2 через 25 мин измельчения степень измельчения составила 250,2 и 214,6, а насыпная плотность уменьшилась до 1,41 и 1,76 г/см3, соответственно. Из приведенных результатов следует, что при одинаковом времени помола без электромагнитного воздействия и в магнитоожиженном слое наблюдается значительная интенсификация процесса измельчения при обработке порошка в переменном неоднородном магнитном поле, насыпная плотность уменьшилась в 2,0 (режим 1) и 1,6 (режим 2) раза. Незначительные изменения насыпной плотности порошка наблюдается при измельчении в режимах 1 и 2 более 70 и 40 мин, соответственно. При измельчении в режиме 1 через 70 и 120 мин степень измельчения возрастает до 1623,0 и 2789,4, а насыпная плотность уменьшается до 1,21 и 1,20 г/см3. Измельчение в переменном магнитном поле с большим градиентом индукции (режим 2) через 70 и 120 мин степень измельчения изменяется от 1889,0 до 2834,2, что свидетельствует об интенсификации процесса диспергирования. При этом насыпная плотность
порошка изменяется от 1,22 до 1,17 г/см3. Полученный результат, по-видимому, можно объяснить более интенсивным движением частиц в переменном неоднородном магнитном поле с большим градиентом индукции, что приводит к возрастанию роли самоизмельчения порошка и появлению мелкой фракции [4].
При измельчении в бильной мельнице без электромагнитного воздействия и в магнитоожиженном слое зависимости насыпной плотности от времени обработки имеют одинаковый характер. Полученный результат можно объяснить тем, что неоднородное переменное магнитное поле со значительным градиентом индукции, и небольшими значениями индукции переменного и постоянного магнитных полей преимущественными являются процессы разрушения вторичных агрегатов.
Список литературы
1. Либенсон Г.А. Процессы порошковой металлургии. В 2-х т. Т.1. Производство металлических порошков / Г.А. Либенсон, В.Ю. Лопатин, Г.В. Комарницкий. -М.: МИСИС, 2001. - 368 с.
2. Способ измельчения магнитных материалов и устройство для его осуществления: пат. 2306180 Рос. Федерация. № 2006103313/03; заявл. 06.02. 2006; опубл. 20.09.2007, Бюл. № 26. 2 с.
3. I.N. Egorov and S. I. Egorova Effect of Electromagnetic Action on Dispersed Composition on Milling Ferromagnetic Materials in a Hammer Mill // Russian Journal of Non_Ferrous Metals, 2014, Vol. 55, No. 4, pp.371-374
4. Роль самоизмельчения порошка в магнитоожиженном слое при диспергировании в бильной мельнице / Н.Я. Егоров, И.Н. Егоров, Крыжановский В.П., А.И. Черный // Международный Научный Институт "EDUCATIO". - 2015, № 2(9). - С. 41 - 44.
ИЗУЧЕНИЕ ЭЛЕКТРЕТНЫХ СВОЙСТВ КОМПОЗИТОВ НА ОСНОВЕ ПОЛИЭТИЛЕНА, ГОССИПОЛА И НАНОРАЗМЕРНЫХ ОРГАНОМОДИФИКАТОРОВ
Надиров Казим Садыкович
докт. х. наук, профессор Южно-Казахстанского государственного университета
Республика Казахстан, г.Шымкент Жантасов Манап Курманбекович, Бимбетова Гульмира Жанкабыловна
канд. т. наук, доценты Южно-Казахстанского государственного университета, Республика Казахстан,
г.Шымкент
Аширбаев Хасымхан Атырханович
канд. х. наук, доцент Южно-Казахстанского государственного университета
Республика Казахстан, г.Шымкент
STUDY ELECTRETPROPERTIES OF COMPOSITES BASED ON POLYETHYLENE GOSSYPOL AND NANOSIZED ORGANOMODIFIKATORS
Nadirov ^zim, Doctor of Chemistry, professor of South Kazakhstan State University, Republic of Kazakhstan, Shymkent Zhantasov Мanap, Candidate of tech. Sciences, associate professor of South Kazakhstan State University, Republic of Kazakhstan, Shymkent
Bimbetova Gulmira, Candidate of tech. Sciences, associate professor of South Kazakhstan State University, Republic of Kazakhstan, Shymkent
Ashyrbayev Hasimhan, Candidate of Chem. Sciences, associate professor of South Kazakhstan State University Republic of Kazakhstan, Shymkent АННОТАЦИЯ
Исследован процесс получения композитов на основе полиэтилена низкой плотности, технического госси-пола и наноразмерных органомодификаторов. Установлено влияние добавок на электретные свойства композита, разработанного для внешнего защитного слоя трехслойного покрытия трубопроводов и оборудования нефтехимической промышленности. ABSTRACT
The process of obtaining composites based on low density polyethylene, technical gossypol and nanoscale organomodifikators. The effect of additives on the electret properties of the composite, developed for outer protective layer of three-layer coating of pipelines and equipment of petrochemical industry.
Ключевые слова: полимерные короноэлектреты, электретнаяразность потенциалов, технический госсипол, полиэтилен, наноразмерные органомодификаторы, волластонит, полимерное трехслойное покрытие.
Keywords: polymer koronoelektrety, electret potential difference, technical gossypol, polyethylene, nanoscale organomodifikators, wollastonite, polymeric three-layer coating.
Наиболее перспективными материалами для получения короноэлектретов и изделий на их основе являются крупнотоннажные полиолефины, причем их недостаток, обусловленный низкой стабильностью электретного состояния, можно компенсировать введением высокодисперсных наполнителей различного рода. Однако на данный момент в литературе имеется мало сведений о влиянии условий получения и методов переработки полимерных композиционных материалов на проявление в них электретного эффекта, а число исследованных наполнителей ограничено узким кругом известных добавок [1].
Целью данного исследование является получение композитов на основе полиэтилена низкой плотности (ПЭНП), технического госсипола и наноразмерных органомодификаторов.
Свойства полимерных композиций резко изменяются в области малых добавок одного из компонентов и значительно меньше при средних составах, к таким добавкам относятся стабилизаторы. Механизм действия каждого вида стабилизаторов (термостабилизаторы или антиоксиданты, антиозонанты, светостабилизаторы, антирады) имеет свои особенности, и поэтому невозможно найти стабилизатор, который одинаково хорошо справлялся бы со всеми факторами, влияющими на старение и деструкцию полимера [2]. Учитывая назначение разрабатываемого композита - защита нефтепроводов от коррозии (в основном, подземной) - нами исследованы термостабилизаторы или антиоксиданты, которые защищают полимер от термической и термоокислительной деструк-ций - наиболее вероятных в условиях эксплуатации защищаемого объекта. В качестве нового стабилизатора ПЭНП
