Дослідження методів отримання безперервних волокон ниткоподібних кристалів

Автор(и)

  • Sergey Artemev Національний університет цивільного захисту України, вул. Чернишевська, 94, м. Харків, Україна, 61000, Україна https://orcid.org/0000-0002-9086-2856
  • Valery Shaporev Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», вул. Кирпичова, 2, м. Харків, Україна, 61002, Україна https://orcid.org/0000-0003-1652-4688
  • Bohdan Tsymbal Національний університет цивільного захисту України, вул. Чернишевська, 94, м. Харків, Україна, 61000, Україна https://orcid.org/0000-0002-2317-3428

DOI:

https://doi.org/10.15587/2312-8372.2018.126564

Ключові слова:

методи отримання ниткоподібних кристалів, безперервні волокна, металоорганічний розчин

Анотація

Об’єктом цього дослідження були деякі методи отримання безперервних волокон ниткоподібних кристалів. Досліджено метод отримання таких волокон екструзією металоорганічного колоїдного розчину на прикладі принципової схеми проведення такого процесу. На прикладі іншої принципової схеми досліджено процес отримання волокон методом піролізу полімерних волокон. До проблемних сторін проведення обох процесів і використання таких методів слід віднести складність отримання потрібної конфігурації і орієнтації волокон ниткоподібних кристалів, а також недостатню досконалість апаратури і установок отримання таких волокон. При написанні роботи використовувалися різні методи наукових досліджень, такі як метод статистичного аналізу, метод аналізу результатів досліджень, гипотетико-дедуктивний метод і метод узагальнення результатів. Проведені дослідження показали, що умови проведення обох процесів повинні строго контролюватися, особливо підйом температури. Показано, що застосовувані методи мають підвищену ступінь небезпеки. Обґрунтовано, що, незважаючи на дотримання усіх параметрів процесів, що проводяться, може бути не виключений той факт, що підсумкові волокна кристалів не матимуть потрібної орієнтації і конфігурації. В результаті проведених досліджень показано, що отримання безперервних волокон ниткоподібних кристалів методом екструзії металоорганічного колоїдного розчину досить ефективно з точки зору отримання підсумкового продукту потрібної орієнтації і необхідних параметрів. Ефективність цього методу може бути підвищена, якщо успішно використовувати процеси легування волокон з газової фази. Показано, що при проведенні досліджень отримання аналогічних волокон методом піролізу можна мати високу ефективність завершеного процесу при повному дотриманні параметрів його проведення і достатній досконалості устаткування. Досить істотним питанням під час використання саме цього методу є максимально ефективне проведення процесу натяжіння безперервних волокон ниткоподібних кристалів в процесі термообробки.

Біографії авторів

Sergey Artemev, Національний університет цивільного захисту України, вул. Чернишевська, 94, м. Харків, Україна, 61000

Кандидат технічних наук, доцент, завідувач кафедри

Кафедра охорони праці та техногенно-екологічної безпеки

Valery Shaporev, Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», вул. Кирпичова, 2, м. Харків, Україна, 61002

Доктор технічних наук, професор, завідувач кафедри

Кафедра хімічної техніки і промислової екології

Bohdan Tsymbal, Національний університет цивільного захисту України, вул. Чернишевська, 94, м. Харків, Україна, 61000

Кандидат технічних наук, старший викладач

Кафедра охорони праці та техногенно-екологічної безпеки

Посилання

  1. Gusev, A. I. (1998). Nanokristallicheskie materialy. Metody polucheniya i svoystva. Moscow: FIZMATLIT, 248.
  2. Spedding, F. H., Beaudry, B. J., Groat, J. J., Palmer, P. E. (1970). Les Elements Des Terres Rares. Vol. 1. Editions du Centre Nat. de la Recherche Scientifique, 25.
  3. Chalmers, B. (1964). Principles of Solidification. New York: Wiley, 319.
  4. Liquid Metals and Solidification. (1958). Cleveland: American Society for Metals, 348.
  5. Gow, K. V., Chalmers, B. (1951). The preparation of high melting point metal single crystals and bicrystals with pre-determined crystallographic orientation. British Journal of Applied Physics, 2 (10), 300–303. doi:10.1088/0508-3443/2/10/305
  6. Hurle, D. T. J. (1966). Temperature oscillations in molten metals and their relationship to growth striae in melt-grown crystals. Philosophical Magazine, 13 (122), 305–310. doi:10.1080/14786436608212608
  7. Utech, H. P., Flemings, M. C. (1966). Elimination of Solute Banding in Indium Antimonide Crystals by Growth in a Magnetic Field. Journal of Applied Physics, 37 (5), 2021–2024. doi:10.1063/1.1708664
  8. Nacken, R., Neues, J. B. (1915). Uber das Wachstum von Kristallpolyedern in ihrem Schmelzfluß. Mineralog. Geol. Palaontol. Ref. Teil., 2, 133–164.
  9. Kyropoulos, S. (1926). Ein Verfahren zur Herstellung großer Kristalle. Zeitschrift Für Anorganische Und Allgemeine Chemie, 154 (1), 308–313. doi:10.1002/zaac.19261540129
  10. Czochralski, J. (1918). Ein neues Verfahren zur Messung des Kristallisationsgeschwindigkeit der Metalle. Zeitschrift für Physikalische Chemie, 92, 219.
  11. Sworn, C. H., Brown, T. E. (1972). The growth of dislocation-free copper crystals. Journal of Crystal Growth, 15 (3), 195–203. doi:10.1016/0022-0248(72)90119-4
  12. Howe, S., Elbaum, C. (1961). The occurrence of dislocations in crystals grown from themelt. Philosophical Magazine, 6 (70), 1227–1240. doi:10.1080/14786436108243373
  13. Hukin, D. A. (1990). The Levitational Zone Refining (LZR) of photovoltaic silicon. Journal of Crystal Growth, 104 (1), 93–97. doi:10.1016/0022-0248(90)90314-b
  14. Carlson, O. N., Schmidt, F. A., Peterson, D. T. (1966). Electrotransport of interstitial atoms in yttrium. Journal of the Less Common Metals, 10 (1), 1–11. doi:10.1016/0022-5088(66)90038-5
  15. Schmidt, F. A., Warner, J. C. (1967). Electrotransport of carbon, nitrogen and oxygen in vanadium. Journal of the Less Common Metals, 13 (5), 493–500. doi:10.1016/0022-5088(67)90084-7
  16. Peterson, D. T., Schmidt, F. A. (1969). Electrotransport of carbon, nitrogen and oxygen in lutetium. Journal of the Less Common Metals, 18 (2), 111–116. doi:10.1016/0022-5088(69)90129-5
  17. Peterson, D. T., Schmidt, F. A. (1971). Preparation of high purity thorium and thorium single crystals. Journal of the Less Common Metals, 24 (2), 223–228. doi:10.1016/0022-5088(71)90099-3
  18. Bradley, A. J. (1925). CX. The allotropy of manganese. The London, Edinburgh, and Dublin Philosophical Magazine and Journal of Science, 50 (299), 1018–1030. doi:10.1080/14786442508628546
  19. Mills, D., Craig, G. (1966). Etching dislocations in zirconium. Journal of Electrochemical Technology, 4, 300.
  20. Field, W. G., Wagner, R. W. (1968). Thermal imaging for single crystal growth and its application to ruby. Journal of Crystal Growth, 3–4, 799–803. doi:10.1016/0022-0248(68)90270-4
  21. Drabble, J. R. (1968). The arc transfer process of crystal growth. Journal of Crystal Growth, 3–4, 804–807. doi:10.1016/0022-0248(68)90271-6
  22. Gasson, D. B., Cockayne, B. (1970). Oxide crystal growth using gas lasers. Journal of Materials Science, 5 (2), 100–104. doi:10.1007/bf00554627
  23. Precht, W., Hollox, G. E. (1968). A floating zone technique for the growth of carbide single crystals. Journal of Crystal Growth, 3–4, 818–823. doi:10.1016/0022-0248(68)90274-1
  24. Esenski, B., Khartman, E. (1962). Nekotorye zamechaniya o roste i mekhanicheskikh svoystvakh nitevidnykh kristallov NaCl. Kristallografiya, 7, 433–436.
  25. Glester, H. (1981). Materials with ultra-fine grain size. Deformation of Polycrystals: Mechanisms and Microstructures. Roskilde: Ris. Nat. Laboratory, 21.
  26. Glester, H., Marquardt, P. (1984). Nanocrystalline structures – on approach to new materials. Zeitschrift fur Metallkunde, 75 (4), 263–267.
  27. Biirringer, R., Herr, U., Gleiler, H. (1986). Nanocrystalline materials: a first report. Trans. Japan/Inst. Met. Suppl., 27, 43–52.
  28. Gleiter, H. (1989). Nanocrystalline materials. Progress in Materials Science, 33 (4), 223–315. doi:10.1016/0079-6425(89)90001-7
  29. Siegel, R. W., Hahn, H. (1987). Nanjphase materials. Current Trends in Physics of materials. Singapore: World Sci. Publ. Co, 403–420.
  30. Siegel, R. W. (1994). What do we really know about the atomic-scale structures of nanophase materials? Journal of Physics and Chemistry of Solids, 55 (10), 1097–1106. doi:10.1016/0022-3697(94)90127-9
  31. Nitevidnye kristally i tonkie plenki. (1975). Nitevidnye kristally. Voronezh: VPI, 466.
  32. Nitevidnye kristally dlya novoy tekhniki. (1979). Voronezh: VPI, 231.
  33. Nitevidnye kristally i neferromagnitnye plenki. (1970). Part 1. Nitevidnye kristally. Voronezh: VPI, 287.
  34. Nitevidnye kristally i neferromagnitnye plenki. (1970). Part 2. Tonkie plenki. Voronezh: VPI, 300.
  35. Artemev, S. R. (2015). Present concepts of non-traditional methods of growing of metal whisker crystals. Pulling of whiskers from solution. Technology Audit and Production Reserves, 3 (4 (23)), 8–12. doi:10.15587/2312-8372.2015.42409
  36. Artemev, S. R. (2015). Current concepts of non-traditional methods of cultivation metal whisker crystals. Pulling whisker pole from melt. Technology Audit and Production Reserves, 2 (4 (22)), 16–19. doi:10.15587/2312-8372.2015.40499
  37. Artemev, S. R. (2013). Properties of whiskers. mechanical strength test. Technology Audit and Production Reserves, 6 (1 (14)), 4–7. doi:10.15587/2312-8372.2013.19533
  38. Artemev, S. R., Andronov, V. A., Semkiv, O. M. (2013). Mechanical properties of whiskers. Technology Audit and Production Reserves, 5 (1 (13)), 42–44. doi:10.15587/2312-8372.2013.18393
  39. Artemev, S. R. (2014). Study of whiskers’ mechanical properties. creep and internal friction. Technology Audit and Production Reserves, 5 (3 (19)), 16–18. doi:10.15587/2312-8372.2014.27909
  40. Artemev, S. R. (2015). Present concepts of non-traditional methods of growing of metal whisker crystals. Pulling of whiskers from solution. Technology Audit and Production Reserves, 3 (4 (23)), 8–12. doi:10.15587/2312-8372.2015.42409
  41. Artemev, S. R. (2016). Analysis of existent concepts of traditional methods of metal whiskers growing. Deposition of substance from the gas phase. Technology Audit and Production Reserves, 3 (3 (29)), 34–37. doi:10.15587/2312-8372.2016.70512
  42. Artemev, S. R., Shaporev, V. P., Tsymbal, B. M. (2018). Investigation of methods of obtaining whiskers in composite material. Technology Audit and Production Reserves, 1 (3 (39)), 8–14. doi:10.15587/2312-8372.2018.124287
  43. Artemev, S. R., Belan, S. V. (2013). Properties and basic methods of receipt of threadlike crystals. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5 (1 (65)), 22–26. Available at: http://journals.uran.ua/eejet/article/view/18160
  44. Ivanov, D. A., Sitnikov, A. I., Shlyapin, D. S. (2010). Dispersnouprochnennye voloknistye i sloistye neorganicheskie kompozitsionnye materialy. Moscow, 220.

##submission.downloads##

Опубліковано

2017-12-28

Як цитувати

Artemev, S., Shaporev, V., & Tsymbal, B. (2017). Дослідження методів отримання безперервних волокон ниткоподібних кристалів. Technology Audit and Production Reserves, 2(3(40), 4–8. https://doi.org/10.15587/2312-8372.2018.126564

Номер

Том 2 № 3(40) (2018): Хімічна інженерія

Розділ

Хіміко-технологічні системи: Оригінальне дослідження

Ліцензія

Авторське право (c) 2018 Sergey Artemev, Valery Shaporev, Bohdan Tsymbal

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.