Модельная и экспериментальная оценка влияния формы частиц и гранулометрического состава порошковых материалов на результаты измерения их свойств.
Оглавление
ВВЕДЕНИЕ 9
1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
1.1.Характеристика морфологии порошков
1.1.1 Методы характеристики форм частиц
1.1.2 Характеристика форм частиц методом Хаузнера
1.2 Удельная поверхность
1.2.1 Общие требования при определении удельной поверхности по изотермам адсорбции методом БЭТ
1.2.2 Методы анализа пористой структуры
1.2.3 Точность определения удельной поверхности по адсорбционным данным
1.2.4 Связь удельной поверхности и среднего размера частиц
1.2.5 Исследование удельной поверхности, размеров и форм частиц
2. ТЕХНИКА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТОВ
2.1 Анализатор удельной поверхности – БЭТ-анализатор Sorbi-М
2.2 Измерение удельной поверхности методом БЭТ
2.3 Подготовка пробы образца
2.4 Моделирование микроструктуры с помощью плотной упаковки сферополиэдров
2.5 Сканирующий электронный микроскоп JSM-7500FA
2.5.1 Принцип работы
2.6 Лазерный анализатор SALD-7101
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
3.1 Результаты и обсуждение
4. СОЦИАЛЬНАЯ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ
4.1 Анализ опасных и вредных факторов
4.2 Микроклимат
4.3 Освещенность
4.3.1 Выбор осветительных приборов
4.4 Виброаккустические факторы
4.5 Электробезопасность
4.6 Расчет защитного заземления
4.7 Статическое электричество
4.8 Техника безопасности работы лаборанта в лаборатории
4.9 Требования безопасности в аварийных ситуациях
4.10 Пожарная безопасность
4.11 Охрана окружающей среды
5. ФИНАНСОВЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ, РЕСУРСОЭФФЕКТИВНОСТЬ И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ
5.1 Предпроектный анализ
5.1.1 Потенциальные потребители результатов исследования
5.1.2 Анализ конкурентных технических решений с позиции ресурсоэффективности и ресурсосбережения
5.1.3 SWOT-анализ
5.1.4 Оценка готовности проекта к коммерциализации
5.2 Инициация проекта
5.3 Планирование управления научно-техническим проектом
5.4 Бюджет научного исследования
5.4.1 Сырье, материалы, покупные изделия (за вычетом отходов)
5.4.2 Амортизация используемых приборов
5.4.3 Реестр рисков проекта
ВЫВОДЫ
СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ СТУДЕНТА
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ
Приложение А
Приложение Б
В процессе исследования проводилось изучение морфологии и размеров частиц исходных порошков цеолита (ЦКЕ-ХМ) и шпинели (S30CR) методом сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) на автоэмиссионном сканирующем электронном микроскопе JSM 7500FА (JEOL, Япония). Был определен гранулометрический состав порошков методом лазерной дифракции на приборе SALD-7101 (Shimadzu, Япония) и гранулометрический состав модели. Смоделирована микроструктура порошков с помощью плотной упаковки сферополиэдров в программном вычислительном комплексе “nanoModel 3.0”. Рассчитана удельная поверхность модели порошков и сопоставлена с результатами удельной поверхности с использованием теории БЭТ по данным об адсорбции и десорбции молекул на приборе Sorbi.
В результате исследования:
– предложен метод оценки качества имитационного моделирования микроструктур на основе сравнительного анализа изображений c экспериментальными данными гранулометрического состава.
– предложен комбинированный подход поиска оптимальной модели гранулометрического состава.
– проведена проверка адекватности в сопоставлении методов моделирования с экспериментальными данными удельной поверхности и гранулометрического состава на примерах реальных порошков цеолита и шпинели.
Область применения: предложенный подход к описанию порошковых материалов возможно использовать для их моделирования с учетом морфологии и фракционного состава. Данный метод может использоваться как в образовательных и обучающих целях, так и на производстве – предприятиях порошковой металлургии.
Экономическая значимость работы. Модельное описание микроструктуры, которое учитывает гранулометрический состав и форму частиц помогает минимизировать затраты на исследования и оптимизацию.
Разработанная методика построения моделей микроструктуры цеолитсодержащих катализаторов, позволила частично заменить натурные исследования имитационными экспериментами, сократив тем самым затраты на разработку процессов получения ценных химических продуктов нефтехимии.
. Бушуев, Ю. Г. Цеолиты. Компьютерное моделирование цеолитных материалов; Иван. гос. хим.-технол. ун-т. – Иваново, 2011. – 104 с
. Ходаков Г.С., Основные методы дисперсионного анализа порошков. Изд Москва 202стр.
. Kulu, P., Tümanok, A., Mikli, V., Käerdi, H., Kohutek, I., and Besterci, M. Possibilities of evaluation of powder particle granulometry and morphology by image analysis. Proc. Estonian Acad. Sci. Eng., 1998, 4, 3–17. 34
. Mikli, V., Kulu, P., Tümanok, A., and Käerdi, H. Comparative investigation of disintegrated WC-Co powders by the methods of sieving and image processing. In Proc. VII International Baltic Conference “Materials Engineering – 98”. Jurmala, Latvia, 1998, 9–13.
. Saltykov, S. A. Stereometric Metallography. Metallurgiya, Moscow, 1976 (in Russian).
. Sasov, A. Y. and Sokolov, V. N. Numerical processing of REM images. Izv. Acad. Nauk SSSR, Fiz., 1984, 184, 2389–2396 (in Russian).
. Wojnar, L. Image Analysis Applications in Materials Engineering. CRC Press, Boca Raton, 1999.
. Stachowiak, G. W. Numerical characterization of wear particle morphology and angularity of particles and surfaces. In New Directions in Tribology. Plenary and Invited Papers of the First World Tribology Congress (Hutchings, I. M., ed.). MEP Publications, London, 1997, 371–389.
. Tadolder, J. Some correlation of the erosion of the technically pure metals. Tallinna Polütehnilise Instituudi Toimetised, 1966, 237A, 15–22 (in Russian).
. Hamblin, M. G. and Stachowiak, G. W. A multi-scale measure of particle abrasivity. Wear,1995, 185, 225–233.
. Stachowiak, G. W. Numerical characterization of wear particle morphology and angularity of particles and surfaces. Tribology Int., 1998, 31, 139–157.
. Stachowiak, G. B. and Stachowiak, G. W. The effects of particle characteristics of three-body abrasive wear. In Proc. 9th Nordic Symposium on Tribology NORDTRIB2000. Porvoo, 2000, 2, 434–443.
. www.bibliofond.ru
. Ходаков Г.С., Основные методы дисперсионного анализа порошков. Изд Москва 202стр.
. IUPAC Manual of Symbols and Terminology // Pure Appl. Chem. – 1972. – Vol.31 – p.578
. Brunauer S., Deming L.S., Deming W.S., Teller E. // J.Amer.Chem.Soc.- 1940.- Vol.62 – p.1723
. Грег С., Синг К. Адсорбция, удельная поверхность, пористость. – 2-е изд. – М.:Мир, 1984.
. А.П.Cафронов, Л.В. Адамова., Оценка параметров пористой структуры и удельной поверхности наноразмерных материалов., Екатеринбурк 2008.
. Dr. Alan Rawle Basic principles of particle size analysis // Malvem Instruments Limited. – 8 c.
. Градус Л.Я. Руководство по дисперсионному анализу методом микроскопии. – М.: Химия, 1979. – 232 с.
. Коузов П.А. Методы определения физико-химических свойств промышленных пылей. – Ленинград: Химия, 1983. – 144 с.
. В.М. Самойлов., Удельная поверхность, размеры и форма частиц тонкодисперсных углеродных наполнителей – Государственный научно-исследовательский институт конструкционных материалов на основе графита, Москва.
. О. В. Альмяшева, Б.А. Федоров, А.В. Смирнов, В.В. Гусаров., Размер, морфология и структура частиц нанопорошка диоксида циркония, полученного в гидротермальных условиях – наносистемы: физика, химия, математика – 2010, том 1, № 1, с. 26–36.
. Олег В. Белоусов, Роман В. Борисов, Владимир А. Парфёнов, Юрий В. Салтыков. Оценка удельной поверхности порошков палладия методом циклической вольтамперометрии – Journal of Siberian Federal University. Chemistry 2 (2008 1) 206-211.
. Белоусов О.В., Дорохова Л.И., Жарков С.М., Соловьев Л.А. Изменение размеров частиц высокодисперсной палладиевой черни в солянокислых растворах при повышенных температурах. Журнал физ. химии. 2007. Т.81. №8. С.1479-1482.
. А.В. Кучко, А.В. Смирнов., Расчет функции распределения объемов наночастиц и удельной поверхности методом статистической регуляризации из индикатрисы рентгеновского малоуглового рассеяния – Наносистемы: Физика, Химия, Математика, 2012, 3 (3), С.76-91.
. Плавник Г.М., Кожевников А.И., Шишкин А.В. Применение метода статистической регуляризации для обработки данных малоуглового рассеяния рентгеновских лучей. Нахождение распределения неоднородностей по размерам// ДАН СССР. — 1976. — Т.226,№3. — C.630-633.
. Плавник Г.М Нахождение распределения по размерам малоанизометрических частиц неодинаковой формы методом малоугловой рентгенографии// Кристаллография. — 1984. — 29,Вып. 2. — C.210-214.
. Свергун Д. И. Фейгин Л. А. Рентгеновское и малоугловое рассеяние. — М: Наука,1986. —280с.
. Arnaud Califice, Frederic Michel, Godefroid Dislaire, Eric Pirard., Influence of particle shape on size distribution measurements by 3D and 2D image analyses and laser diffraction – Powder Technology, SciVerse ScienceDirect.
. Закрытое акционерное общество «МЕТА» 401.00.00.00 РЭ – прибор для измерения удельной поверхности дисперсных и пористых материалов Сорби – М., Руководство по эксплуатации.
. Brunauer S., Emmett P.H., Teller E. // J.Amer.Chem.Soc. – 1938. – Vol.60 – p.309
. M. S. Petrov, V. V. Gaidukov, R. M. Kadushnikov, D. M. Alievskii, I. V. Antonov, and E. Yu. Nurkanov., Numerical method for modelling the microstructure of granular materials, powder metallurgy and metal ceramics, vol. 43, nos. 7-8, 2004.
. JSM-7600. Ultrahigh Resolution Analytical Thermal FE SEM. – JEOL Ltd, USA. –2008.–4с.
. ISO 13320-2009. Particle size analysis – Laser diffraction methods. – SAI GLOBAL –2009. – 40 с.
. ГОСТ Р 8.712-2010. Государственная система обеспечения единства измерений. Дисперсные характеристики аэрозолей и взвесей нанометрового диапазона. Методы измерений. Основные положения. – М.: Стандартинформ, 2011. – 6 с.
. SALD-7101. Nano Particle Size Analyzer. – Shimadzu, Japan. – 16 с.
. Анализатор размеров наночастиц SALD-7101: Руководство пользователя. – Shimadzu. – 2006. – 61 с.
. Пат. 2313487 РФ. МПК 7 С 01В 39/48. Высококремнеземный цеолит и способ его получения [Текст] / Ерофеев В.И., Коваль Л.М.; заявитель и патентообладатель: Ерофеев В.И., Коваль Л.М. (RU). – № 2006113868/15; заявл. 24.04.2006; опубл. 27.12.2007. Бюл. 36
. http://www.baikowski.com/
. Безопасность жизнедеятельности: учебник для высших учебных заведений Министерства образования и науки РФ /В.Н.Азаров, А.И.Ажгиревич, В.А.Грачёв и др.; под общ. ред. В.В.Гутенёва. – М. – Волгоград: ПринТерра, 2009. – 512с.
. Назаренко О.Б. Безопасность жизнедеятельности: учебное пособие.- Томск: Изд – во ТПУ, 2001. – 83с.
. Долин П.А. Основы техники безопасности в электрических установках. – М.: Энергия, 1990. – 312с.
. Захаров Л.Н. Техника безопасности в химической в химических лабораториях. – Л: Химия. – 1985. -98с.
. Кукин П.П., Лапин В.Л. и др. Безопасность жизнедеятельности. Безопасность технологических процессов и производств: учеб. пособие. М.: Высшая школа, 1999. – 318с.
. Белов С.В. Безопасность жизнедеятельности и защита окружающей среды: учебник для вузов. – М.: Изд- во Юрайт, 2013. – 671с.
. Кузьмина Е.А, Кузьмин А.М. Методы поиска новых идей и решений “Методы менеджмента качества” №1 2003 г.
Хочешь уникальную работу?
Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!
4.8 (105 отзывов)
4.8 (40 отзывов)
5 (22 отзыва)
4.9 (826 отзывов)
4.9 (20 отзывов)
4.8 (373 отзыва)
4.9 (298 отзывов)
4.9 (66 отзывов)
4.9 (343 отзыва)
