Термины, связанные с цементом. Интенсивной деформации

Главная --> Справочник терминов

Интенсивной деформации Экстракция осуществляется обычно в аппаратах с интенсивным перемешиванием. В качестве перемешивающего устройства используют пропеллерные мешалки [6], насосы-смесители [4] или инжекторы [7].

Другим аспектом теоретической модели, которая рассматривается, является гидродинамическое поведение расплава в камере. Этот аспект связан главным образом с интенсивным перемешиванием. Гидродинамика потока в камере была рассмотрена Добозским [39] и Виманом [35].

Для повышения эффективности поглощения применяют двух-или трехступенчатые противоточные схемы с интенсивным перемешиванием с помощью пропеллерных мешалок, насосов-смесителей или инжекторов. Лучшие результаты получены в реакторах интенсивного перемешивания с герметичным приводом. Каждая ступень поглощения состоит из смесительного насоса, отстойниками холодильника.

Енольнан форма хетнлбензоилацетона. К раствору 0,15 з натрия п 3 ,нл метилового спирта прибавляют 1 з маслянистого метилбенаоилацетояа, тотчас жг, фильтруют трмчо-жгслтый растнор и по каплям прибавляют его к 30 мл 5 н. H2SO4t охлажденной смесью льда с солью. Образующуюся вначале эмульсию тщательно разбивают интенсивным перемешиванием стеклянной палочкой, что способе! гсует кристаллизации основного количества продукта п виде тонкого, хорошо отфильтровывающегося порошка- Если масло собирается и больпще капли, то продукт кристаллизуется с трудом и не выдерживает длительного хранения- Осадок сразу же отфильтровывают, примыппют водой подкисленной, соляной кислотой, небольшим количеством охлажденного льдом этилового стгарта, петролейным эфиром и тотчас же перекристаллизоиыватат из низкокиннщего петролейяого эфира в яяарщшпй посуде. Выход продукта почти количественный; т. ил. 51° С,

Конструкция дрожжегенератора должна удовлетворять следующим основным требованиям: обеспечивать высокую скорость мас-сообмена, что достигается интенсивным перемешиванием сусла во

"Ппдачу газа можно осуществлять из газометра, как при калибровке реометров (см. рис. И, 12), или из баллона с использованием предохранительного гидравлического затвора (см. рис. 6). Способы измерения скорости подачи газа описаны в гл. 2. Необходимая скорость массопередачи для обеспечения кинетической области протекания реакции газа с жидкостью достигается интенсивным перемешиванием в реакторе с мешалкой (см. рис. 37) или достаточно высокой скоростью подачи газа в барботажных колонных реакторах (см. рис. 38, а, б). Реактор, изображенный на рис. 38,6, снабжен дополнительно циркуляционной трубкой W, которая усиливает перемешивание реакционной массы жидкости в колонке и обеспечивает выход реакции в кинетическую область при более низких расходах газа. Барботажные колонки (см. рис. 38, а, 6) снабжены обратными холодильниками 3 и приемниками конденсата 4, и которых можно отделять образующуюся в реакции воду или летучие

В отличие от трубчатых реакторов, в которых время пребывания для всех частиц одинаково, для автоклавных реакторов характерно широкое распределение отдельных частиц по времени пребывания, что обусловлено интенсивным перемешиванием реакционной массы. Это оказывает влияние на полидисперсность и структуру получаемого полиэтилена.

При этом молекулярная масса увеличивается на 30 — 40%, а -щ должительность реакции поликонденсации может быть сокращс до 1 ч. Твердофазную поликсшдепсацию ПЭТ проводят по враща шихся (типа «пьяной бочки») или стационарно установлен!! (с интенсивным перемешиванием гранулята мешалкой или ипс] ным газом) аппаратах, при температурах, близких к рекристалли; ции полимера (200 — 240 °С) в течение 6—10 ч. При использован вращающихся горизонтальных аппаратов процесс обычно провод при глубоком вакууме; в стационарно установленных вер тика. н ых аппаратах чаще применяют гранулят в «кипящем» слое с 1 мощью нагретого до заданной температуры азота. Скорость твер, фазной поликондепсации зависит от температуры продолжите.

При пшохлориропанив хлористого метяллила растпором хлорноватистой кнс^рты в аппарате с интенсивным перемешиванием получается смесь продуктов следующего состава ~(в %):

Осуществлен промышленный непрерывный процесс получения карбоновых кислот по Коху"1 при 20—100" С и 50—100 ат. В качестве исходного сырья испольпугот не только индивидуальные оле-•фины, но и технические продукты — смеси олг.финон. Процесс про-ьодят в автоклаве с интенсивным перемешиванием; в системе циркулирует сильный кислотный катализатор. После удаления ка-

с интенсивным перемешиванием экстракционного объема (кривая 2) и в п"

Располагая полем скоростей и полем пористости, авторы выделили четыре области (рис. 8.13). Область D была названа зоной пробкового движения, а в области В наблюдалось поведение неподвижно закрепленного тела. Область А была названа «зоной разлома» вещества из-за интенсивной деформации, которая происходила в этом месте. И, наконец, область С была названа зоной свободного движения.

Сравнивая уравнения (11.6-19) и (11.6-2), можно прийти к выводу, что при разрушении как агломератов твердых частиц, так и капель жидкости напряжение и размер частиц играют одну и ту же роль. В обоих случаях конструкция смесителя должна включать зоны интенсивной деформации сдвига и обеспечивать многократное прохождение всех частиц смеси через эти зоны.

В загрузочной воронке мы начинаем медленное и в некоторой степени неустойчивое движение вниз, которое сопровождается многократно повторяющимися столкновениями с соседними гранулами и кратковременными зависаниями в своде. Это продолжается до тех пор, пока мы не достигнем зоны сужения — горловины питающего отверстия. Здесь винтовой гребень подхватывает гранулы и толкает их вперед. Он мгновенно догоняет нашу гранулу, и она начинает вращаться (при этом изменяется ее система координат). Теперь мы регистрируем свое движение относительно червяка, и поэтому кажется, что цилиндр вращается в противоположном направлении. Мы находимся в мелком канале, ограниченном гребнями червяка, его сердечником и поверхностью цилиндра, и начинаем медленное движение по каналу, сохраняя свое местоположение относительно ограничивающих канал стенок. По мере передвижения соседние гранулы нажимают на нашу гранулу со все возрастающим усилием, причем пространство между гранулами постепенно уменьшается. Большинство гранул испытывает такое же воздействие, за исключением тех, которые контактируют с цилиндром и червяком. Движущаяся поверхность цилиндра оказывает интенсивное тормозящее воздействие, в то время как трение о поверхность червяка приводит к возникновению силы трения, направленной вдоль винтового канала. Из разд. 8.13 известно, что это торможение о поверхность цилиндра является движущей силой, вызывающей перемещение частиц твердого полимера в канале червяка. Оба эти фрикционных процесса приводят к выделению тепла, возрастанию температуры полимера, и в особенности слоя, расположенного у поверхности цилиндра. В каком-то сечении температура слоя может превысить температуру плавления или размягчения полимера, и фрикционное торможение переходит в вязкое трение, т. е. твердый полимер перемещается по каналу червяка за счет напряжений сдвига, генерируемых в пленке расплава. Однако в более общем случае еще до начала сколько-нибудь значительного фрикционного разогрева экстремальные условия достигаются на тех участках, где цилиндр разогрет до температуры, превышающей температуру плавления, что ускоряет появление пленки расплава. Это означает окончание той части процесса транспортировки гранул, которая происходит в зоне питания, когда в экструдере присутствует только твердый нерасплавленный материал. К этому моменту наша гранула оказывается до некоторой степени деформированной соседними гранулами, с которыми она тесно контактирует, образуя вместе с ними достаточно прочный, хотя и деформируемый твердый блок, движущийся подобно пробке по каналу червяка. Тонкая пленка, отделяющая слой нерасплавленного полимера от цилиндра, подвергается интенсивной деформации сдвига. Разогрев твердой пробки происходит как за счет тепла, генерируе-

Деформация кручением под высоким давлением. Установки, в которых деформация кручением была проведена под высоким давлением, впервые были использованы в работах [20, 21]. Их конструкция является развитием известной идеи наковальни Бриджмена [22]. В первых работах эти установки были использованы для исследования фазовых превращений в условиях интенсивных деформаций [20], а также изучения эволюции структуры и изменения температуры рекристаллизации после больших деформаций [23]. Новым и принципиально важным моментом явились доказательства формирования наноструктур с неравновесными болынеугловыми границами зерен при использовании интенсивной деформации кручением [3, 8, 12], что позволило рассматривать этот метод как новый способ получения наноструктурных материалов.

Рассмотрим вначале механические аспекты интенсивной деформации кручением. При деформации кручением под высоким давлением (рис. 1.1 о) полученные образцы имеют форму дисков.

В чистых металлах ИПД кручением обычно приводит к формированию равноосной структуры, средний размер зерен в которой составляет около 100 нм, а РКУ-прессование обеспечивает размер зерен, равный 200-300 нм. На рис. 1.7а, б показаны типичные микроструктуры Си, подвергнутой ИПД кручением, наблюдаемые в просвечивающем электронном микроскопе в светлополь-ном и темнопольном изображениях, вместе с соответствующей дифракционной картиной [8]. Видно, что интенсивная деформация приводит к формированию в Си однородной ультрамелкозернистой структуры уже при комнатной температуре. Многочисленные рефлексы на электронограмме, расположенные вдоль окружностей, указывают на большеугловые разориентировки соседних зерен. Присутствие преимущественно болыпеугловых границ в структуре металлов после интенсивной деформации было подтверждено также прямыми измерениями разориентировок индивидуальных границ зерен [56], и это является важной особенностью материалов, подвергнутых ИПД [3,8,13,38].

В сплавах, подвергнутых интенсивным деформациям, конечная структура определяется не только условиями обработки, но и исходной микроструктурой, а также фазовым составом. В однофазных твердых растворах формирование наноструктуры происходит аналогично чистым металлам, но получаемый размер зерен может быть значительно меньше. Например, в закаленных А1 сплавах после ИПД кручением средний размер зерен обычно составляет 70-80 нм [63,64]. Добавки в чистый А1 от 1 до 3 вес. %Mg приводит к уменьшению размера зерен в результате ИПД РКУ-прессованием примерно в 3 раза [44]. В многофазных сплавах существенную роль при измельчении структуры играют природа и морфология вторых фаз. Так, при интенсивной деформации двухфазного сплава Zn-22 %A1 наблюдали измельчение обеих фаз и после ИПД кручением (5 оборотов) уже при комнатной температуре сформировалась дуплексная наноструктура с размером зерен обеих а- и /3-фаз менее 100нм [65] (рис. 1.9). При наличии

Еще одной особенностью интенсивной деформации в сплавах является возможность развития двойникования. Например, после ИПД кручением в Mg сплаве МА8 [70] было обнаружено, наряду с сильным измельчением структуры появление большого количества микродвойников.

используя соотношение между интегральными интенсивностями пиков (100) или (110) сверхрешетки и (200) или (220) основной решетки соответственно, была оценена степень упорядочения. Эти измерения показали полное разупорядочение атомной структуры в интерметаллиде №зА1 после интенсивной деформации, однако при нагреве уже при 350°С наблюдали частичное восстановление дальнего порядка (см. также §3.1). В интерметаллиде TiAl после ИПД кручением также было достигнуто разупорядочение со степенью порядка 0,1 [73], но здесь использовали еще более высокое приложенное давление (Р = ЮГПа).

При этом анализ темнопольных изображений показал, что наноструктуры в Ge и Si характеризуются нормальным распределением по размерам зерен со средним размером 24 и 17 нм соответственно. Изучение электронограмм, снятых с площади 2мкм2, выявило концентрические кольца, состоящие из многочисленных точечных рефлексов. В то же время в Ge и Si при интенсивной деформации кручением под давлением 7ГПа, происходили полиморфные превращения. Так, в Ge наблюдали появление тетрагональной фазы с кристаллической решеткой типа P4s2i2[74],a в Si — кубической фазы с кристаллической решеткой типа 1аЗ [75].

Суммируя представленные в данном параграфе результаты, следует подчеркнуть, что многочисленные исследования демонстрируют возможность получения наноструктур методами интенсивной деформации в различных металлических материалах, а также некоторых полупроводниках и композитах. При этом характер формирующейся наноструктуры определяется как самими материалами (исходной микроструктурой, фазовым составом, типом кристаллической решетки), так и условиями интенсивной деформации (температура, скорость, метод деформации и т. д.). В целом, снижение температуры, увеличение приложенного давления, степень легирования способствуют измельчению структуры и достижению наименьшего размера зерен.

Иллюстрации рассмотрим Исходными материалами Исходного альдегида Исходного олигомера Исходного субстрата Искажение валентных Исключает необходимость Исключающих попадание Исключения попадания