Журналы →  Обогащение руд →  2023 →  №2 →  Назад

ПЕРЕРАБОТКА ВТОРИЧНОГО СЫРЬЯ
Название О механизме интенсификации тонкого помола металлических порошковых материалов
DOI 10.17580/or.2023.02.03
Автор Черкасова М. В., Арсентьев В. А., Устинов И. Д.
Информация об авторе

НПК «Механобр-техника», г. Санкт-Петербург, РФ:

Черкасова М. В., ведущий научный сотрудник, канд. техн. наук, cherkasova_mv@mtspb.com

Арсентьев В. А., главный научный сотрудник, д-р техн. наук, ava@mtspb.com

Устинов И. Д., главный научный сотрудник, д-р хим. наук, ustinov_id@mtspb.com

Реферат

Показано, что процесс тонкого измельчения протекает одновременно с процессом агрегирования частиц. При этом разрушение и агрегация находятся в динамическом равновесии. При многократных деформирующих воздействиях для разрушения металлических частиц требуется предотвращение релаксации микротрещин на поверхности этих частиц в интервалах между механическими воздействиями. Поэтому тонкое измельчение металлических частиц без использования веществ, препятствующих релаксации микротрещин, практически невозможно. Показано, что для интенсификации тонкого измельчения металлов следует использовать два реагента, имеющих различные механизмы воздействия на процесс, — интенсификатор образования дефектов на начальных стадиях воздействия на измельчаемые частицы и диспергаторы для дезагрегации продуктов разрушения этих частиц.

Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда (проект №20-79-10125).

Ключевые слова Металлические порошки, измельчение, микротрещины, интенсификаторы измельчения, поверхностно-активные вещества
Библиографический список

1. Prziwara P., Kwade A. Grinding aids for fine grinding processes. Part I: Mechanism of action and lab-scale grinding. Powder Technology. 2020. Vol. 375. pp. 146–160.
2. Prziwara P., Kwade A. Grinding aids for dry grinding processes. Part II: Continious and industrial grinding. Powder Technology. 2021. Vol. 394. pp. 207–213.
3. Prziwara P., Breitung-Faes S., Kwade A. Comparative study of the grinding aid effects for dry grinding of different materials. Minerals Engineering. 2019. Vol. 144. DOI: 10.1016/j.mineng.2019.106030
4. Ullah M., Eaqub Ali Md., Abd Hamid S. B. Surfactantassisted ball milling: A novel route to novel materials with controlled nanostructure — A review. Reviews on Advanced Materials Science. 2014. Vol. 37, Iss. 1. pp. 1–14.
5. Chipakwe V., Semsari P., Karlkvist T., Rosenkranz J., Chehren Chelgani S. A critical review on the mechanisms of chemical additives used in grinding and their effect on the downstream processes. Journal of Materials Research and Technology. 2020. Vol. 9, Iss. 4. pp. 8148–8162.
6. Chipakwe V., Hulme-Smith C., Karlkvist T., Rosenkranz J., Chehren Chelgani S. Effects of chemical additives on rheological properties of dry ground ore — A comparative study. Mineral Processing and Extractive Metallurgy Review. 2022. Vol. 43, Iss. 3. pp. 380–389.
7. Karagedov G. R., Ryzhikov E. A., Shatskaya S. S. Features of a-Al2O3 and ZrO2 nanogrinding. Khimiya v Interesakh Ustoychivogo Razvitiya. 2002. No. 10. pp. 89–98.
8. Vasiliev L. S., Lomaeva S. F. On the limit of metal grinding by mechanical dispersion. Khimiya v Interesakh Ustoychivogo Razvitiya. 2002. No. 10. pp. 13–22.
9. Morris D. G. Mechanical behaviour of nanostructured materials. Baech (Switzerland): Trans Tech Publications Ltd, 1998. Vol. 2. 86 p.
10. Pachurin G. V. By a matter of conjecture corrosion fatigue destruction of metals and alloys. Fundamentalnye Issledovaniya. 2014. No. 3. pp. 28–33.
11. Betekhtin V. I., Kadomtsev A. G. Evolution of microscopic cracks and pores in loaded solids. Fizika Tverdogo Tela. 2005. Vol. 47, Iss. 5. pp. 801–807.
12. Kochanov A. N. To the question of microcracks and their research basing on the example of rocks. Vestnik Tambovskogo Universiteta. Seriya «Estestvennye i Tekhnicheskie Nauki». 2016. Vol. 21, Iss. 3. pp. 798–801.
13. Gorokhovsky G. A. Surface dispersion of dynamically contacting polymers and metals. Kiev: Naukova Dumka, 1972. 152 p.
14. Avvakumov E. G. Mechanical methods of activation of chemical processes. Novosibirsk: Nauka, 1986. 154 p.
15. Grimes S., Donaldson J., Gomez G. C. Report on the environmental benefits of recycling. London: BIR, 2008. 52 p.
16. Qiu Y., Gao Z. Nitridation reaction of aluminium powder in flowing ammonia. Journal of the European Ceramic
Society. 2003. Vol. 23, Iss. 12. pp. 2015–2022.
17. Alhussian Y., Mise T., Matsuo Y., Kiono H., Nishikiori K., Akashi T. Influence of ammonia gas exposure on microstructure of nanocrystalline titanium nitride powder synthesized from titanium dioxide. Journal of the Ceramic Society of Japan. 2019. Vol. 27, Iss. 11. pp. 824–829.
18. Jiang A., Wang F., Xia D., et al. Aluminium nanoparticles manufactured using a ball-milling method with ammonium chloride as a griding aid: achieving energy release at low temperature. New Journal of Chemistry. 2019. Vol. 4, Iss. 43. pp. 1851–1856.
19. Cherkasova M. V., Gerasimov A. M., Arsentiev V. A., Zhdanov K. E. Intensified grinding of metal shavings in ammonia medium. Tsvetnye Metally. 2023. No. 2. pp. 42–48. DOI: 10.17580/tsm.2023.02.06
20. Malkin A. I. Regularities and mechanisms of the Rehbinder's effect. Kolloidnyi Zhurnal. 2012. Vol. 74, No. 2. pp. 239–256.
21. Lomayeva S. F. Structural and phase transformations, thermal stability, magnetic and corrosive properties of nanocrystalline iron-based alloys obtained by mechanoactivation in organic media. Physics of Metals and Metallography. 2007. Vol. 104, Iss. 4. pp. 388–407.
22. Syugaev A. V., Maratkanova A. N., Shakov A. A., Nelyubov A. V., Lomayeva S. F. Surface modification of iron particles with polystyrene and surfactants under high-energy ball milling. Surface and Coatings Technology. 2013. Vol. 236. pp. 429–437.
23. Lomayeva S. F., Syugaev A. V., Maratkanova A. N., Shakov A. A., Rozanov K. N., Petrov D. A., Stergiou C. A. Structure and microwave properties of Fe powders prepared by surfactant-assisted ball milling in organic media. Journal of Alloys and Compounds. 2017. Vol. 721. pp. 18–27.
24. Nagai Y., Lai G. C. Preparation of fine AlN powders by wet ball-milling and their characterization. Journal of the Ceramic Society of Japan. 1997. Vol. 105, Iss. 1. pp. 6–10.
25. Kuwahara Y., Suzuki K., Azuma N. Increase of impurity during fine grinding. Advanced Powder Technology. 1990. Vol. 1. pp. 51–60.
26. Suzuki K., Kuwahara Y. Effects of fluids on vibration ball mill grinding. Journal of Chemical Engineering of Japan. 1986. Vol. 19. pp. 191–195.
27. Syugaev A. V., Lomayeva S. F., Reshetnikov S. M. Corrosion of finely dispersed systems based on iron and iron – silicon alloys in neutral media. I. Iron-based systems prepared by milling in heptane and heptane with oleic acid. Protection of Metals. 2004. Vol. 40, Iss. 3. pp. 226–231.
28. Lomayeva S. F., Syugaev A. V., Maratkanova A. N., Rozanov K. N., Petrov D. A., Ulyanov A. L., Timoshenkova O. R. Effect of milling environment (paraffin, polyethylene, polystyrene) on phase composition, surface structure and microwave properties of Fe powders. Khimicheskaya Fizika i Mezoskopiya. 2014. Vol. 16, No. 3. pp. 431–442.
29. Yazovskikh K. A., Lomayeva S. F., Shakov A. A., Konygin G. N., Nemtsova O. M., Zagainov A. V. Influence of organic medium of ball milling on structural-phase composition and corrosion resistance of Fe–Si alloys. Khimicheskaya Fizika i Mezoskopiya. 2018. Vol. 20, No. 2. pp. 284–294.
30. Sun J. F., Li X. P. Study on reaction mechanism of reactive ball milling of the Ti with urea to prepare TiN powder. Inorganic Materials. 2009. Vol. 24, Iss. 4. DOI: 10.3724/SP.J.1077.2009.00759
31. Sun J. F., Wang M. Z., et al. Syntheses of titanium nitride powder by reactive ball milling of titanium and urea. Alloys and Compaunds. 2009. Vol. 482, Iss. 1–2. pp. L 29–L 31.
32. Freeman H. Preparation of finely divided metal powders. Patent US 2,726,950. Dec. 13, 1955.
33. Serafin F. G. Method of increasing the grinding efficiencies of minerals and cement. Patent US 2,420,687. Jan. 7, 1969.
34. Valle J. Cement grinding aid composition. Patent US 4,828,624. May 9, 1989.
35. Inventor's certificate 357487 USSR.

Language of full-text русский
Полный текст статьи Получить
Назад