Московский государственный технический университет имени Н. Э. Баумана, Москва, Россия:
Г. Н. Фадеев, проф. каф. химии, канд. хим. наук, докт. педагог. наук. эл. почта: gerfad@mail.ru
В. С. Болдырев, доцент каф. химии, канд. техн. наук
Российский химико-технологический университет имени Д. И. Менделеева, Москва, Россия:
Ю. М. Аверина, доцент каф. инновационных материалов и защиты от коррозии, канд. техн. наук
Московский государственный технический университет имени Н. Э. Баумана, Москва, Россия:
Н. А. Богатов, аспирант каф. химии
Известно, что низкочастотные акустические колебания влияют на многие свойства металлов. Конечный результат воздействия объединяется общим термином «усталость металла». Проведены исследования для решения проблемы стойкости металлов к коррозии в поле акустических низкочастотных воздействий. Внимание сосредоточено на процессах, меняющих свойства поверхности металлов. Установлено, что воздействия низкочастотных акустических колебаний как дозвукового (2–17 Гц), так и начала звукового диапазонов (20–60 Гц) определенным образом влияют на процессы поверхностной обработки металлов. Изучено действие низкочастотных акустических колебаний в диапазоне частот 2–100 Гц на физико-химические системы, содержащие цветные металлы, как компоненты звукохимических процессов и превращений. Экспериментально установлены оптимальные частоты, при которых эффект воздействия акустических колебаний становится максимальным, и условия проведения процессов в поле низкочастотного акустического воздействия для практически важных систем: HCl – H2O2 – Cu; FeCl3 – Cu; KI – I2 – Cu; HCl – H2O2 – Al; KI – I2 – Fe. Применение метода низкочастотного акустического воздействия позволяет увеличить скорость процессов обработки поверхности металлов от 2 до 5 раз. Исследование взаимодействия растворов электролитов с металлами в поле низкочастотных воздействий позволяет выяснить механизм этих взаимодействий и использовать полученные сведения для разработки мер защиты металлов и сплавов от коррозии, а также предложить новые технологические схемы процессов обработки поверхности конструкционных материалов.
1. Маргулис М. А., Маргулис И. М. Механизм звукохимических реакций и сонолюминесценции // Химия высоких энергий. 2004. Т. 38, № 5. С. 323–333.
2. Fadeev G. N., Kuznetsov N. N., Beloborodova E. F., Matakova S. A. The influence of the acoustic resonance frequency on chemical reactions in solution // Russian journal of physical chemistry A. 2010. Vol. 84, No. 13. P. 2254–2258. DOI: 10.1134/S003602441013008X
3. Фадеев Г. Н., Болдырев В. С., Кузнецов Н. Н. Акустическая резонансная частота химических реакций // Инженерный журнал: наука и инновации. 2013. № 6. С. 57.
4. Liu Y., Yu W. Effect of ultrasound on dissolution of Al in Sn // Ultrasonics sonochemistry. 2019. Vol. 50. P. 67–73. DOI: 10.1016/j.ultsonch.2018.08.029
5. Wang M., Zhou Y. Numerical investigation of the inertial cavitation threshold by dual-frequency excitation in the fluid and tissue // Ultrasonics sonochemistry. 2018. Vol. 42. P. 327–338. DOI: 10.1016/j.ultsonch.2017.11.045
6. Lee H. B., Choi P. K. Water-molecular emission from cavitation bubbles affected by electric fields // Ultrasonics sonochemistry. 2018. Vol. 42. P. 551–555. DOI: 10.1016/j.ultsonch.2017.12.018
7. Thiemann A., Cairos C., Mettin R., Holsteyns F. Sonoluminescence and dynamics of cavitation bubbles populations in sulfuric acid // Ultrasonics sonochemistry. 2017. Vol. 34. P. 663–676. DOI: 10.1016/j.ultsonch.2016.06.013
8. Ковалёв А. А., Кузнецов Н. Н. Исследование кавитационного разрушения типовых материалов, применяемых в гидромашинах и гидроагрегатах // Технология металлов. 2017. № 6. С. 42–48.
9. Лоскутова Ю. В., Юдина Н. В., Данекер В. А. Влияние низкочастотного акустического поля и полимерной присадки на структурно-механические параметры нефти // Известия вузов. Химия и химическая технология. 2019. Т. 62, № 1. С. 70–77. DOI: 10.6060/ivkkt.20196201.5766
10. Волкова Г. И., Ануфриев Р. В., Юдина Н. В., Чайковская О. Н. Исследование депрессорной способности полиалкилакрилатных присадок после ультразвукового воздействия // Известия вузов. Физика. 2016. Т. 59, № 8. С. 148–152.
11. Shneider M. N., Pekker M. Liquid dielectrics in an inhomogeneous pulsed electric field. — New York : IOP Publishing Ltd, 2016. — 156 p. DOI: 10.1088/978-0-7503-1245-5
12. Aparicio Alcalde M., Quevedo H., Svaiter N. F. Singlebubble sonoluminescence as dicke superradiance at finite temperature // Physica A: Statistical mechanics and its applications. 2014. Vol. 416. P. 142–148. DOI: 10.1016/j.physa.2014.08.044