AnaStankovic-MT.pdf - Institut tehniÄkih nauka SANU
AnaStankovic-MT.pdf - Institut tehniÄkih nauka SANU AnaStankovic-MT.pdf - Institut tehniÄkih nauka SANU
Univerzitet u Beogradu, Fakultet za fizičku hemijuAna StankovićOdnos masa kuglica prema masi reaktanataOdnos masa kuglica prema masi praha (BRP ili CR), je veoma bitan parametar za tokprocesa mehaničkog tretiranja. Ovaj odnos može da varira od veoma malih vrednosti kao štoje 1:1 55 pa sve do velikih vrednosti kao 220:1. 56 Uopšteno govoreći, odnos 10:1 je najčešćekorišćen u procesima mehaničkog tretiranja koji se vrše u mlinovima malog kapaciteta, kaošto je npr. vibracioni mlin. U slučajevima kada se mehaničko tretiranje odvija u mlinu velikogkapaciteta, kao što je npr. atritor, moraju se koristiti veće vrednosti BPR do 50:1 ili čak100:1.Ova veličina direktno je povezana sa vremenom koje je potrebno za nastajanjeodređene faze u sistemu koji se tretira. Što je veća vrednost BPR, utoliko je kraće vremepotrebno za sintezu. Takođe je moguće da se zahvaljujući visokoj energiji koja se oslobađa ureakcionom sistemu razvije mnogo više toplote što može dovesti do promena u strukturinastalog proizvoda. Formirane amorfne faze mogu čak kristalisati pri značajnom porastutemperature u sistemu.Stepen ispunjenosti posudePošto se usitnjavanje i reakcija među česticama reaktanata javljaju kao posledicadelovanja sila sudara, neophodno je da u posudi za mlevenje postoji dovoljno prostora zaslobodno kretanje i interakciju kuglica i čestica praha. Zato je od izuzetnog značaja utvrditistepen ispunjenosti posude reakcionim prahom i kuglicama. Ukoliko je količina kuglica ipraha veoma mala tada je i brzina nastajanja produkta veoma mala. Nasuprot tome, ukoliko jeta količina velika, tada u posudi nema dovoljno prostora za slobodno kretanje kuglica pa jeshodno tome i energija koja se oslobađa pri sudarima veoma mala. Upravo zato veoma jevažno voditi računa da se posuda u kojoj se vrši mlevenje ne prepuni pa je optimalnoobezbediti da oko 50% zapremine posude bude slobodno.Atmosfera u kojoj se odigrava sintezaNajznačajniji uticaj atmosfere u kojoj se vrši mehanohemijska sinteza odnosi se nakontaminaciju uzorka. Poželjno je da se prahovi tretiraju u posudama koje su ili evakuisane(vakumirane) ili ispunjene nekim od inertnih gasova. U te svrhe najčešće se koristi argon, zasprečavanje oksidacije i/ili kontaminacije praha, ili helijum. Pošto je za azot utvrđeno da20
Univerzitet u Beogradu, Fakultet za fizičku hemijuAna Stankovićreaguje sa metalnim prahovima nije poželjna njegova upotreba u prevenciji onečišćenjauzorka tokom procesa mlevenja, osim kada se radi dobijanje metalnih nitrida. 33 Oksidacija semože u potpunosti sprečiti ili minimalizovati u prisustvu azota. Prisustvo azota u slučajusinteza sa reaktivnim prahovima kao što su titanijum ili njegova jedinjenja nije se pokazalokao dobar izbor.Unošenje i iznošenje prahova iz posude vrši se u uslovima kontrolisane atmosfere uposudi. Zatvorene posude se zato često prazne i iznova pune gasom argona. Neki odistraživača su obezbedili da se čak i sam proces mlevenja vršili unutar mlinova koji susmešteni u posebno evakuisanim boksevima.Izbor inertnog gasa takođe direktno utiče na prirodu finalnog proizvoda. Pokazalo seda kada se Cr-Fe prah mehanički tretira u različitim tipovima atmosfere, sastav i strukturafinalnog proizvoda potpuno se razlikuju. 57 Kada je prah tretiran u atmosferi argona, nije došlodo formiranja amorfne faze, pikovi koji potiču od Cr atoma pojavljuju se na rendgenskomdifraktogramu. Sa druge strane, kada je prah tretiran u prisustvu vazduha sa argonom ili uatmosferi azota, dobijena je dominantna amorfna faza.Vrsta reagensa za kontrolu procesa sinteze (PCA)Čestice reakcionog praha se međusobno slepljuju naročito ukoliko su elastične, usledvelikih plastičnih deformacija do kojih dolazi tokom procesa mlevenja. Reagens kojikontroliše mehaničko procesiranje PCA (surfaktant, lubrikant) dodaje se na samom početkuili tokom procesa mlevenja da bi se sprečilo slepljivanje čestica (aglomeracija). PCA mogubiti čvrste supstance, rastvori ili gasovi. Oni su najčešće, ali ne i obavezno, organskajedinjenja, koja deluju na principu površinski aktivnih materija. PCA se adsorbuje na površiničestica ometajući njihovo međusobno slepljivanje. PCA jedinjenja adsorbovana na površiničestica uzrokuju i smanjenje površinskog napona čvrstih materijala.Energija neophodna za fizički proces redukcije veličine čestica, E, data je jednačinom:E = γ ⋅∆S(1.1)gde γ predstavlja specifičnu površinsku energiju, a ∆S porast površine. Smanjenje površinskeenergije rezultira kraćim vremenima tretiranja prahova i/ili dobijanjem finijih prahova.Veoma je širok spektar jedinjenja koja se mogu koristiti kao PCA. Količina koja jedovoljna da se obezbedi kontrola aglomeracije čestica nastalog prizvoda sinteze kreće se uopsegu 1-5 wt% ukupnog reakcionog praha. 33 Najčešće korišćena i najviše ispitivanajedinjenja su: stearinska kiselina, heksan, metanol, etanol.21
- Page 1 and 2: U N I V E R Z I T E T U B E O G R A
- Page 3 and 4: Univerzitet u Beogradu, Fakultet za
- Page 5 and 6: Univerzitet u Beogradu, Fakultet za
- Page 7 and 8: Univerzitet u Beogradu, Fakultet za
- Page 9 and 10: Univerzitet u Beogradu, Fakultet za
- Page 11 and 12: Univerzitet u Beogradu, Fakultet za
- Page 13 and 14: Univerzitet u Beogradu, Fakultet za
- Page 15 and 16: Univerzitet u Beogradu, Fakultet za
- Page 17 and 18: Univerzitet u Beogradu, Fakultet za
- Page 19: Univerzitet u Beogradu, Fakultet za
- Page 23 and 24: Univerzitet u Beogradu, Fakultet za
- Page 25 and 26: Univerzitet u Beogradu, Fakultet za
- Page 27 and 28: Univerzitet u Beogradu, Fakultet za
- Page 29 and 30: Univerzitet u Beogradu, Fakultet za
- Page 31 and 32: Univerzitet u Beogradu, Fakultet za
- Page 33 and 34: Univerzitet u Beogradu, Fakultet za
- Page 35 and 36: Univerzitet u Beogradu, Fakultet za
- Page 37 and 38: Univerzitet u Beogradu, Fakultet za
- Page 39 and 40: Univerzitet u Beogradu, Fakultet za
- Page 41 and 42: Univerzitet u Beogradu, Fakultet za
- Page 43 and 44: Univerzitet u Beogradu, Fakultet za
- Page 45 and 46: Univerzitet u Beogradu, Fakultet za
- Page 47 and 48: Univerzitet u Beogradu, Fakultet za
- Page 49 and 50: Univerzitet u Beogradu, Fakultet za
- Page 51 and 52: Univerzitet u Beogradu, Fakultet za
- Page 53 and 54: Univerzitet u Beogradu, Fakultet za
- Page 55 and 56: Univerzitet u Beogradu, Fakultet za
- Page 57 and 58: Univerzitet u Beogradu, Fakultet za
- Page 59 and 60: Univerzitet u Beogradu, Fakultet za
- Page 61 and 62: Univerzitet u Beogradu, Fakultet za
- Page 63 and 64: Univerzitet u Beogradu, Fakultet za
- Page 65 and 66: Univerzitet u Beogradu, Fakultet za
- Page 67 and 68: Univerzitet u Beogradu, Fakultet za
- Page 69 and 70: Univerzitet u Beogradu, Fakultet za
Univerzitet u Beogradu, Fakultet za fizičku hemijuAna Stankovićreaguje sa metalnim prahovima nije poželjna njegova upotreba u prevenciji onečišćenjauzorka tokom procesa mlevenja, osim kada se radi dobijanje metalnih nitrida. 33 Oksidacija semože u potpunosti sprečiti ili minimalizovati u prisustvu azota. Prisustvo azota u slučajusinteza sa reaktivnim prahovima kao što su titanijum ili njegova jedinjenja nije se pokazalokao dobar izbor.Unošenje i iznošenje prahova iz posude vrši se u uslovima kontrolisane atmosfere uposudi. Zatvorene posude se zato često prazne i iznova pune gasom argona. Neki odistraživača su obezbedili da se čak i sam proces mlevenja vršili unutar mlinova koji susmešteni u posebno evakuisanim boksevima.Izbor inertnog gasa takođe direktno utiče na prirodu finalnog proizvoda. Pokazalo seda kada se Cr-Fe prah mehanički tretira u različitim tipovima atmosfere, sastav i strukturafinalnog proizvoda potpuno se razlikuju. 57 Kada je prah tretiran u atmosferi argona, nije došlodo formiranja amorfne faze, pikovi koji potiču od Cr atoma pojavljuju se na rendgenskomdifraktogramu. Sa druge strane, kada je prah tretiran u prisustvu vazduha sa argonom ili uatmosferi azota, dobijena je dominantna amorfna faza.Vrsta reagensa za kontrolu procesa sinteze (PCA)Čestice reakcionog praha se međusobno slepljuju naročito ukoliko su elastične, usledvelikih plastičnih deformacija do kojih dolazi tokom procesa mlevenja. Reagens kojikontroliše mehaničko procesiranje PCA (surfaktant, lubrikant) dodaje se na samom početkuili tokom procesa mlevenja da bi se sprečilo slepljivanje čestica (aglomeracija). PCA mogubiti čvrste supstance, rastvori ili gasovi. Oni su najčešće, ali ne i obavezno, organskajedinjenja, koja deluju na principu površinski aktivnih materija. PCA se adsorbuje na površiničestica ometajući njihovo međusobno slepljivanje. PCA jedinjenja adsorbovana na površiničestica uzrokuju i smanjenje površinskog napona čvrstih materijala.Energija neophodna za fizički proces redukcije veličine čestica, E, data je jednačinom:E = γ ⋅∆S(1.1)gde γ predstavlja specifičnu površinsku energiju, a ∆S porast površine. Smanjenje površinskeenergije rezultira kraćim vremenima tretiranja prahova i/ili dobijanjem finijih prahova.Veoma je širok spektar jedinjenja koja se mogu koristiti kao PCA. Količina koja jedovoljna da se obezbedi kontrola aglomeracije čestica nastalog prizvoda sinteze kreće se uopsegu 1-5 wt% ukupnog reakcionog praha. 33 Najčešće korišćena i najviše ispitivanajedinjenja su: stearinska kiselina, heksan, metanol, etanol.21