Исследование влияния микроволнового излучения на структурные изменения природных алюмосиликатов

Введение 5 1 Влияние микроволнового излучения на алюмосиликаты 6 1.1 Микроволновое излучение как новое средство в технологии по-лучения керамических материалов 6 1.2 Особенности СВЧ - технологии. 9 1.3 Воздействие СВЧ - излучения на алюмосиликаты 11 1.4 Постановка задачи 16 2 Материалы и методы 18 2.1 Технология изготовления объектов исследования 18 2.2 Методы исследования 21 3 Результаты эксперимента и их обсуждение 24 3.1 СВЧ – обработка образцов, содержащих частицы угля 24 3.2 СВЧ – обработка образцов, содержащих частицы карбида кремния 29 3.3 Обработка СВЧ – излучением образцов с частицами угля, содержащих воду………………………………………………. 30 Заключение 33 Список литературы 34 Приложение А 36 Приложение Б 37 Приложение В 38 Приложение Г 39

1) G. Swaminathan, A.B. Datta, L.N. Satapathy, “Microwave sintering of abrasion resistant alumina liner tiles”, pg.5 of the Proceedings of the Fourth World Congress on Microwave and Radio Frequency Applications, Austin, Texas, (7 – 12 November 2004). 2) L. Estel, Ph. Lebaudy, A. Ledoux, C. Bonnet, M. Delmotte, “Microwave assisted blow molding of polyethylene-terephthalate (PET) bottles”, pg.33 of the Proceedings of the Fourth World Congress on Microwave and Radio Frequency Applications, Austin, Texas, (7 – 12 November 2004). 3) M. Mehdizadeh, “Microwave/RF methods for detection and drying of re-sidual waterin polymers”, pg.32 of the Proceedings of the Fourth World Congress on Microwave and Radio Frequency Applications, Austin, Texas, (7 – 12 November 2004). 4) R.D. Gunaratne, R.J. Day, “Microwave and conventional mechanical & thermal analysis of the reactions in epoxy vinyl ester resins”, pg.39 of the Proceedings of the Fourth World Congress on Microwave and Radio Fre-quency Applications, Austin, Texas, (7 – 12 November 2004). 5) O. Alothman, R.J. Day, “A novel microwave-assisted injection moulding of polymers”, pg.40 of the Proceedings of the Fourth World Congress on Microwave and Radio Frequency Applications, Austin, Texas, (7 – 12 November 2004). 6) A.E.S. Clarke, A. Nesbitt, R.J. Day, G.L.A. Sims, Zhipeng Wu, “Micro-wave techniques for the preparation of polymer foams”, pg.45 of the Pro-ceedings of the Fourth World Congress on Microwave and Radio Frequency Applications, Austin, Texas, (7 – 12 November 2004). 7) G. Torgovnikov, P. Vinden, “New microwave technology and equipment for wood modification”, pg.77 of the Proceedings of the Fourth World Congress on Microwave and Radio Frequency Applications, Austin, Texas, (7 – 12 November 2004). 8) Мамонтов А.В. Разработка и исследование СВЧ устройств для термо-обработки диэлектрических материалов. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Москва. 2005. 9) Потапова Т.А. Исследование и разработка СВЧ устройств для форми-рования равномерного температурного поля диэлектрических материалов. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Москва. 2006. 10) Sutton W H. Microwaves processing of ceramic materials // Am. Ceramic. Soc. Bulletin. 1989. - V.68. - №2. - P. 376-386. 11) D. Clark, and W.H. Sutton. Microwave processing of materials// Annu. Rev. Mater. Sci. 1996. - Vol.26. - P. 229-331. 12) Metaxas A. C., Meredith R. J. Industrial microwave heating // London: Peter Peregrinus on behalf of the Institution of Electrical Engineers, 1983. - 357 pp. 13) Bykov Yu. V., Rybakov K. I., Semenov V. E. High-temperature microwave processing of materials (topical review) // J. Phys. D: Appl. Phys. 2001. V. 34, P. R55 – R75. 14) Zhang, X. L.; Hayward, D. O.; Mingos, D. M. P. Catal. Lett. 2003, 88 (1?2), 33. 15) Mingos D.M.P., Baghurst D.R. Application of microwave dielectic heating effects to synthetic problems in chemisry // Chem. Soc. Rev. 1991. V.20. №1. P. 1-47. 16) Lidstrom P., Tierney J., Wathey B., Westman J. Microwave assisted or-ganic synthesis – A review // Tetrahedron. 2001. V. 57, N45. Pp. 9225–9283. 17) Патент РФ 2391117, A61L 27/00, опубл. 10.06.2010. 18) Патент РФ 2050317, С01В 25/32, опубл. 20.12.1995. 19) Влияние СВЧ-излучения в процессе синтеза гидроксиапатита на его свойства // Материалы I Междунар. Рос.-Казах, конф. «Химия и химическая технология», 26-29 апр. 2011. С.140-143 20) DE, 3340440, 1985 г. 21) DE, 4215123, 1992 г. 22) FR, 2496092, 1982 г. 23) Патент РФ 2060238, C04B111/40, опубл. 20.01.2006. 24) Патент РФ 2133718, C04B38/00, опубл. 1999. 25) Патент РФ 2046770, опубл. 19.02.2002. 26) Способ получения функциональной керамики [Электронный ре-сурс] / Каныгина О. Н., Межуева Л. В., Четверикова А. Г., Пискарева Т. И.; па-тентообладатель Федер. гос. бюджет. образоват. учреждение высш. образова-ния "Оренбург. гос. ун-т".- № 2018100996заявл. 10.01.2018опубл. 22.10.2018, Бюл. № 30. - 2018. - 1 с. Изобретение относится к керамическому производству и может быть использовано для получения функциональной керамики. 27) Лотов, В.А. Технология материалов на основе силикатных дисперсных систем / В.А. Лотов. – Томск : Изд-во ТПУ, 2006. – 202 с.

1 Влияние микроволнового излучения на алюмосиликаты 1.1 Микроволновое излучение как новое средство в технологии получения керамических материалов Использование электромагнитного поля сверхвысоких частот для целей термообработки диэлектрических материалов позволяет осуществить интен-сивные, безотходные, энергосберегающие и экологически чистые технологии. Проведенный анализ материалов научных публикаций отечественных и зарубежных изданий показывает, что наибольшее внимание в развитии иссле-дований в области сверхвысокочастотного технологического нагрева уделяется поиску принципиально новых решений для применения микроволновых технологий с целью замещения существующих технологий термообработки, а также для применения СВЧ энергии в производстве новых видов материалов. Наиболее представительным из международных съездов специалистов в области СВЧ технологий является Конгресс по Применению Радиочастоты и Микроволн, проводимый раз в два года. Интересно отметить, что помимо представителей стран, традиционно участвующих в научных съездах такого уровня (США, Великобритания, Германия, Франция, Россия, и т.д.) все более активное участие в них принимают представители науки из стран, до недавнего времени не известных своими научными исследованиями в области СВЧ технологий (Бразилия, Румыния, Турция, Мексика, Чехия, Польша). Представительность научного форума такого рода подтверждает все возрастающий интерес в мире к СВЧ технологиям и отражает наиболее интересные и перспективные направления развития исследований в данной области научной деятельности. На Конгрессах по Применению Радиочастоты и Микроволн рассматривается большой спектр различных направлений развития и применения СВЧ технологий. К таким направлениям относятся в частности: энергетическая эффективность СВЧ технологий; термообработка керамики, полимеров, стекла и минералов; обработка отходов различных производств; полупроводники и микроэлектронное производство; методы измерения диэлектрических свойств материалов; моделирование и взаимодействие материалов с энергией электромагнитного поля сверхвысоких частот и т.д. Показано, что применение СВЧ технологий позволяет значительно улучшить качественные показатели при производстве и обработке многих видов материалов. В целом же оценку эффективности применения СВЧ технологий производят по следующим основным критериям: 1. сокращение выбросов углекислого газа в атмосферу; 2. сравнение с энергетической эффективностью других технологий; 3. СВЧ технологии как часть концепции сокращения энергетических за-трат в обрабатывающих технологиях; 4. эффективность сочетания СВЧ технологий с другими видами обработки материалов; 5. оценка затрат на оборудование для реализации СВЧ процессов; 6. оценка использования производственных площадей; 7. сокращение потребления топлива (угля, мазута) электростанциями при массовом применении СВЧ технологий. Термообработка керамических материалов является на сегодняшний день одним из самых эффективных применений СВЧ технологий. Учитывая малую собственную теплопроводность керамических материалов и необходимость объемного равномерного нагрева керамических заготовок до высоких температур (вплоть до 2000?С), использование СВЧ энергии для этих целей в ряде случаев является наиболее эффективным способом получения изделий надлежащего качества. Кроме того, в этом случае достигается существенный экономический эффект по сравнению с традиционно применяемыми технологиями нагрева.