- •Раздел 1
- •1.1 Химический состав сплавов
- •Эталон для сравнения – фса 25 - Fe - 10, Si - 65, Al - 25 .
- •1.2 Технология получения и физические свойства
- •Дисперсный состав порошка сплава фса 25
- •Физические свойства порошков кристаллических сплавов
- •1.3 Методика проведения опытов
- •1.4 Результаты кинетических исследований
- •Термодинамические и кинетические данные реакций взаимодействия
- •1.5 Математическое описание процесса выделения водорода из воды
- •Зависимость полноты реакции от температуры, давления, концентрации едкого натра и содержания алюминия в сплавах фса
- •Раздел 2
- •Опытные и расчетные данные по теплоотдаче одиночной неподвижной сферической частицы сплава фс 90 Ба4
- •Раздел 3
- •3.1 Результаты испытаний кинетического реактора
- •3.2 Исследование процесса получения водорода в газогенераторе авг-45
- •Результаты испытаний газогенератора авг-45 на сплавах ферросилиция с добавками бария фс 75 Ба1 и фс 75 Ба4 и сплавах фса 15, фса 30 и фса 30 Мн1
- •Термодинамические и кинетические данные реакций взаимодействия сплавов с водным раствором едкого натра (авг-45)
- •Характеристики баллонных водородных реакторов
- •Опытные и расчетные данные по теплоотдаче от частиц сплавов к раствору едкого натра в газогенераторе авг-45
- •Термодинамические данные реакций взаимодействия сплавов с водой и водным раствором едкого натра с учетом влияния давления, рассчитанные на полупериод реакции τ0,5 (авг-45)
- •3.3 Методика расчета реакторов баллонного типа
Дисперсный состав порошка сплава фса 25
Размер ячейки сита, δ∙10–3, м |
4,0 |
2,0 |
1,6 |
0,8 |
0,63 |
0,315 |
0,25 |
0,2 |
0,1 |
0,05 |
0,04 |
<0,04 |
Остаток на сите, % масс. |
0,9 |
36,1 |
8 |
18,1 |
4,8 |
12 |
2,6 |
1,8 |
6,7 |
4,5 |
1,6 |
2,8 |
Основной морфологической характеристикой порошка является форма составляющих его частиц, практически всецело предопределяемая условиями его формирования.
Форма частиц представляется одной из самых простых и доступных определению характеристик порошкового материала. Классификация происходит по принципу сходства с макротелами непорошковой природы.
сферические осколочные пластинчатые
каплевидные чешуйчатые многогранные
вытянутые игольчатые дендритные
иррегулярные
Таблица 1.2
Физические свойства порошков кристаллических сплавов
Сплав |
Плотность, кг/м3 |
Зерновой состав, d∙106, м |
Удельная поверхность, fуд, м2/кг | |
удельная ρуд |
насыпная ρн | |||
ФС 90 |
2710,2 |
1081 1106 1131,6 |
50-250 50-630 250-1600 |
64,5 51,5 31 |
ФС 90 Ба4 |
2679 |
1060,8 1140 |
50-630 250-1600 |
50,6 31 |
ФС 75 Ба 1 |
3550,8 |
1418 1470 1518 |
50-630 50-800 250-1600 |
56,8 42,1 31,8 |
ФС 75 Ба 4 |
3535,7 |
1410,7 1435 |
50-630 250-1600 |
56,8 31,2 |
ФСА 4 |
2665,3 |
1217,6 1309,2 |
50-630 50-4000 |
50,1 55,8 |
ФСА 15 |
2905,1 |
1160 1249,5 1482 |
50-630 250-1600 50-4000 |
56 30,4 59 |
ФСА 25 |
3086 |
990 1274 |
50-630 50-4000 |
54 57,3 |
ФСА 30 |
3112,1 |
1239,2 1543,4 |
50-630 50-4000 |
54 57,8 |
ФСА 30 Мн1 |
3177,2 |
1269 1334,5 1444,5 1540 |
50-630 50-800 50-1600 50-4000 |
53 51 33,6 58 |
ФСА 32 |
2753,8 |
1235,6 1341,5 1477,1 |
50-630 50-800 50-4000 |
51,8 48,4 36,3 |
АВ 86 |
3100,5 |
1238 |
50-630 |
114,4 |
А-98КаМг |
2683 |
1023,7 |
150-400 |
154,7 |
Кроме этого, дисперсные тела образуют огромное число морфологических типов и, например Британский институт стандартов предлагает иной перечень [88]:
некруглые хлопьевидные кристаллические
угловатые иррегулярные сферические
зернистые почкообразные нитевидные
дендритные или скелетные.
Основными приборами микроструктурно-морфологического анализа порошков являются микроскопы – световые, электронные, ионные и эмиссионные. Выбор микроскопа определяется размерами исследуемых частиц и разрешающей способностью прибора. Для анализа порошков 1 - 1000 мкм рекомендуют использовать оптические микроскопы.
В настоящей работе применяли стереобинокулярный микроскоп МБС-9 со специальным измерительным окуляром, снабженным линейной шкалой. Микроскопы данного типа наиболее удобны для отбора проб, оценки качества дезагрегирования и манипуляции с отдельными частицами. Они обладают значительными рабочими расстояниями и большой глубиной резкости, обеспечивают увеличение до 100 крат (МБС – от 9 до 56 крат).
Микроскопический анализ фракций порошков основан на принципе статистического набора данных по размерам частиц.
Ниже дано описание выбранных порошков сплавов.
ФС 90. Форма частиц осколочная. Рельеф поверхности изрезанный с небольшими впадинами. Частицы обладают хорошей отражающей способностью. Размер частиц от 5 мкм до 1 мм.
ФС 90 Ба4. Частицы поверхности многогранной формы, обладают хорошей отражающей способностью. Размер частиц 0,1 - 2 мм.
ФС 75 Ба1. Частицы имеют осколочную структуру. В некоторых местах частицы расположены углубления. Поверхность сплава имеет черный оттенок. Размер частиц 0,63 - 1 мм.
ФС 75 Ба4. Частицы многогранной формы с небольшими впадинами. На отдельных поверхностях имеются фрагменты практически ровных плоскостей. Размер частиц 0,1 - 1 мм.
ФСА 4. Частицы круглой формы, темно-серого цвета с небольшими треугольными гранями. В определенных местах расположены небольшие рытвины. Размер частиц 0,1 - 0,5 мм.
ФСА 15 (гранулированный). Частицы шаровидной формы. По всей поверхности сплава расположены углубления. Частицы светло-серого цвета. Размер частиц 0,63 - 1 мм.
ФСА 30. Частицы шаровидной формы. Тип рельефа поверхности изрезанный с рытвинами. Поверхности частиц обладают хорошей отражающей способностью. Размер частиц 0,1 - 0,5 мм.
ФСА 30 Мн1. Частицы каплевидных и шаровидных форм темно-серого цвета. На отдельных поверхностях имеются выпуклости. Размер частиц 0,5 - 0,63 мм. Присутствуют отдельные частицы размером от 5 до 60 мкм.
ФСА 32. Частицы круглой формы, темно-серого цвета. Вся поверхность покрыта углублениями. Размер частиц 0,63 - 1 мм.
А-98КаМг. Частицы имеют шаровидную форму светло-серого цвета с небольшими впадинами на поверхности. Размер частиц 0,1 мм.
АВ-86. Частицы имеют каплевидную форму светло-серого цвета. Поверхность сглажена. Размер частиц 0,63 - 1 мм.