powderИзвестия вузов. Порошковая металлургия и функциональные покрытияPowder Metallurgy аnd Functional Coatings (Izvestiya Vuzov. Poroshkovaya Metallurgiya i Funktsional'nye Pokrytiya)1997-308X2412-8767НИТУ "МИСИС"10.17073/1997-308X-2016-2-4-8powder-198Research ArticleПроцессы получения и свойства порошковProduction Processes and Properties of PowdersИсследование динамики футерования энергонапряженной мельницы в условиях механической активации порошка кремнияResearch on dynamics of energy-intensive mill lining with mechanical activation of silicon powderЛапшинО. В.LapshinO. V.

докт. физ.-мат. наук, вед. науч. сотрудник отдела структурной макрокинетики,

634021, г. Томск, пр. Академический, 10/3

Dr. Sci. (Phys.-Math.), Senior Staff Scientist, Department for structural macrokinetics,

 

634021, Tomsk, Akademicheski pr., 10\3

ovlap@mail.ruШкодаО. А.ShkodaO. A.

канд. техн. наук, ст. науч. сотрудник отдела структурной макрокинетики,

634021, г. Томск, пр. Академический, 10/3

Cand. Sci. (Eng.), Senior Staff Scientist, Department for structural macrokinetics,

634021, Tomsk, Akademicheski pr., 10\3

caryll@english.tsc.ruТомский научный центр СО РАНРоссияTomsk Science Centre, Tomsk Division, Russian Academy SciencesRussian Federation2016180620160248Copyright © НИТУ "МИСИС", 20162016НИТУ "МИСИС"НИТУ "МИСИС"https://powder.misis.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://powder.misis.ru/jour/article/view/198

Проведено экспериментальное исследование процесса футерования внутренних поверхностей энергонапряженной планетарной мельницы МПВ порошком кремния. Получены экспериментальные зависимости количества истраченного на футерование измельчаемого вещества от времени механической активации (МА). С помощью аналитических формул и с использованием экспериментальных результатов, полученных методом обратной задачи, двумя способами определена константа скорости футерования для малой и большой длительности МА: первый – основывался на обработке экспериментальных кривых, описывающих динамику футерования, методом наименьших квадратов, а второй предполагал нахождение величины константы по тангенсу угла наклона к оси абсцисс прямых линий, аппроксимирующих экспериментальные кривые в начальный период работы измельчительного устройства. Установлено, что с увеличением времени МА происходит снижение скорости футерования мельницы порошком кремния. Выявлено, что величина константы скорости футерования уменьшается с повышением продолжительности МА. Показано удовлетворительное соответствие теоретических расчетов экспериментальным данным.

The paper presents an experimental study of lining the energy-intensive planetary mill internal surfaces with silicon powder. The experimental dependences were determined for the amount of grinded material used for lining on the time of mechanical activation (MA). The lining speed constant was defined in two ways for short and long duration MA using analytical formulae and experimental results obtained with the inverse problem method. The first one was based on the analysis of experimental curves describing the lining dynamics with the least square method. The second one suggested the constant value measurement according to the tangent of the angle between the X-axis and the straight lines that approximate the experimental curves at the initial period of grinder operation. It was found that the increase in MA duration led to deceleration of mill lining with silicon powder. It was also found that the value of the lining speed constant lowered as the MA time increased. Therefore, the theoretical calculations adequately fit to experimental data.

механическая активацияизмельчениепорошок кремнияфутерованиеэкспериментметод обратной задачидинамика футерованияmechanical activationgrindingsilicon powderliningexperimentinverse problem methodlining dynamicsReferencesАввакумов Е.Г. Механические методы активации химических процессов. Новосибирск: Наука, 1986.Avvakumov E.G. Mekhanicheskie metody aktivatsii khimicheskikh prozessov [Mechanical methods of activation of chemical processes]. Novosibirsk: Nauka, 1986.Болдырев В.В. Исследования по механохимии твердых веществ // Вестник РФФИ. 2004. No. 3(37). С. 38—59.Boldyrev V.V. Issledovaniya po mekhanokhimii tverdyh veshchestv [Research on Mechanochemistry of solids]. Vestnik RFFI. 2004. No. 3(37). Р. 38—59.Бутягин Ю.П. Проблемы и перспективы развития механохимиии // Успехи химии. 1994. Т. 63. No. 12. С. 1031—1043.Butyagin Yu.P. Problemy i perspektivy rasvitiya mekhanokhomii [Problems and prospects of development mehanohimii]. Uspekhi khimii. 1994. Vol. 63. No.12. Р. 1031—1043.Корчагин М.А., Григорьева Т.Ф., Баринова А.П., Ляхов Н.З. Твердофазный режим самораспространяющегося высокотемпературного синтеза // Докл. РАН. 2000. Т. 372. No. 1. С. 40—42.Korchagin M.A., Grigoreva Y.F., Barinova A.P., Lyakhov N.Z. Tverdofasnyi rezhim samorasrostranyayushchegosya vysokotemperaturnogo sinteza [Solid-phase mode of selfpropagating high temperature synthesis]. Doklady RAN. 2000. Vol. 372. No. 1. Р. 40—42.Болдырев В.В., Аввакумов Е.Г., Болдырева Е.В. Фундаментальные основы механической активации, механосинтеза и механохимических технологий / Под ред. Е.Г. Аввакумова. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2009.Boldyrev V.V., Avvakumov E.G., Boldyreva E.V. Fundamentalnye osnovy mekhanicheskoi aktivatzii, mekhanosinteza i mechanokhimicheskikh tekhnologii. [Fundamentals of mechanical activation, mechanosynthesis and mechanochemical technologies]. Ed. Avvakumov E.G. Novosibirsk: SO RAN, 2009.Bernard F., Gaffet E. Mechanical Alloying in the SHS research // Int. J. Self-Propag. High-Temp. Synth. 2001. No. 2. P. 109—131.Bernard F., Gaffet E. Mechanical Alloying in the SHS research. Int. J. Self-Propag. High-Temp. Synth. 2001. No. 2. P. 109—131.Шкода О.А., Терехова О.Г. Влияние продолжительности дискретных периодов механической активации на послойное СВС-горение в низконергетической системе ниобий—кремний // Физика и химия обраб. матер. 2010. No. 6. С. 62—68.Shkoda O.A., Terekhova O.G. Vliyanie prodolzitelnosti diskretnykh periodov mekhanicheskoi aktivatsii na posloinoe SVS-gorenie v nizkoenergeticheskoy sisteme niobii—kremnii [The effect of the duration of discrete periods of mechanical activation on layer-by-layer SAF — burning in nizkoenergeticheskogo niobium—silicon]. Fizika i khimiya obrabotki materialov. 2010. No. 6. Р. 62—68.Талако Т.Л. Исследование механизма механоактивации на самораспрастраняющийся высокотемпературный синтез материалов // Изв. НАБ. Сер. Физ.-тех. науки. 2014. No. 1. С. 25—32.Talako T.L. Issledovanie mekhanisma mekhanoaktivatzii na samorasprostranyayushchiicya vysokotemperaturnyi sintez materialov [Investigation of the mechanism of mechanical activation on self — propagation high-temperature synthesis of materials]. Isvestiya Natzionalnoi Academii Belarusi. Seriya fiz.-tech. nauk. 2014. No. 1. Р. 25—32.Касацкий Н.Г., Шкода О.А. Влияние механической активации на тепловой взрыв в Ti—Ni системе // Физика и химия обраб. матер. 2012. No. 5. С. 71—75.Kasatzkii N.G., Shkoda O.A. Vliyanie mekhanicheskoy aktivatzii na teplovoi vzryv v Ti—Ni systeme [Influence of mechanical activation on thermal explosion in the Ti—Ni system]. Fizika i khimiya obrabotki materialov. 2012. No. 5. Р. 71—75.Уракаев Ф.Х., Такач Л., Сойка В., Шевченко В.С., Чупахин А.П., Болдырев В.В. Моделирование горения термитных составов в механохимических реакторах на примере системы Zn—Sn—S // Журн. физ. химии. 2002. Т. 76. No. 6. С. 1052—1058.Urakaev F.K., Takach L., Soika V., Shevchenko V.S., Chupakhin A.P., Boldyrev V.V. Modelirovanie goreniya termitnykh sostavov v mekhanokhimicheskikh reaktorakh na primere sistemy Zn—Sn—S. Zhurnal fizicheskoi khimii. 2002. Vol. 76. No. 6. Р. 1052—1058.Уракаев Ф.Х., Болдырев В.В. Теоретический анализ условий получения наноразмерных систем в механохимических реакторах // Журн. физ. химии. 2005. Т. 79. No. 4. С. 651—661.Urakaev F.K., Boldyrev V.V. Teoreticheskii analis uslovii polucheniya nanorasmernykh system v mekhanokhimicheskilh reaktorakh [Theoretical analysis of nanoscale systems in mechanochemical reactors]. Zhurnal fizicheskoi khimii. 2005. Vol. 79. No. 4. Р. 651—661.Гусев А.И., Ремпель А.А. Нанокристаллические материалы. М.: Физматлит, 2001.Gusev A.I., Rempel A.A. Nanokrislaicheskie materialy [Nanocrystalline materials]. Moscow: Fizmatlit, 2001.Лапшин О.В., Касацкий Н.Г., Смоляков В.К. Феноменологическая модель футеровки поверхностей мельницы при измельчении // Изв. вузов. Порошк. металлургия и функц. покрытиия. 2013. No. 1. С. 8—12.Lapshin O.V., Kasatzkii N.G., Smolyakov V.K. Fenomenologicheskaya model futerovki poverkhnostei melnitzy pri izmelchenii [A phenomenological model of the lining surfaces of the mill during grinding]. Izv. vuzov. Poroshk. metallurgiya i funkts. pokrytyiya. 2013. No. 1. Р. 8—12.Terehova O.G., Shkoda O.A., Maksimov Yu.M., Chalukh L.D. Effect of mechanical activation of silicon and niobium and their influence on SHS synthesis // Int. J. SHS. 1999. Vol. 8. No. 3. P. 299—306.Terehova O.G., Shkoda O.A., Maksimov Yu.M., Chalukh L.D. Effect of mechanical activation of silicon and niobium and their influence on SHS synthesis. Int. J. SHS. 1999. Vol. 8. No. 3. P. 299—306.Смоляков В.К., Лапшин О.В. Макроскопическая кинетика механохимического синтеза. Томск: Изд-во ИОА СО РАН, 2011.Smolyakov V.K., Lapshin O.V. Makroskopicheskaya kinetika mekhanokhimicheskogo synteza [Macroscopic kinetics of mechanochemical synthesis]. Tomsk: IOA SO RAN, 2011.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.