докт. хим. наук, зав. лабораторией механохимических процессов,
050012, г. Алматы, ул. Богенбай батыра, 172
Dr. Sci. (Chem.), Head of the Laboratory of mechanochemical processes,
050012, Almaty, Bogenbay batyr str., 172
PhD, науч. сотрудник лаборатории механохимических процессов
PhD, Research fellow, Laboratory of mechanochemical processes
PhD, ст. преподаватель кафедры химической физики и материаловедения, 050040, г. Алматы, пр. аль-Фараби, 71,
ст. науч. сотрудник лаборатории синтеза углеродных наноматериалов в пламени
PhD, Senior research, Laboratory of synthesis of carbon nanomaterials in the flame;
Senior lecturer, Department of chemical physics and materials science, 050040, Almaty, al-Farabi av., 71
докт. хим. наук, профессор кафедры химической физики и материаловедения КазНУ,
ген. директор ИПГ
Dr. Sci. (Chem.), General director of the Institute of Combustion Problems, Professor of the Department of chemical physics and materials science
В работе представлены результаты механохимической обработки частиц порошков алюминия в мельнице динамического действия с использованием различных органических модификаторов (графит, стеариновая кислота, поливиниловый спирт) в качестве поверхностно-активной добавки с целью повышения дисперсности порошков и модифицирования поверхностного слоя исходных частиц. Методами электронно-силовой микроскопии, рентгенофазового анализа, ИК-спектроскопии и ЕDХ исследованы морфология, дисперсность, структура и средний размер частиц порошков алюминия после механохимической обработки, показавшие значительные изменения поверхностного слоя частиц. Установлено, что при механохимической обработке алюминия с органическими добавками происходит частичное восстановление оксидного поверхностного слоя, образуются несколько типов активных центров, способных вступать в химические реакции при использовании полученных композиций в составе различных горючих смесей. Выявлено, что при увеличении содержания модификаторов, т. е. графита и поливинилового спирта, в композите с этими добавками активность алюминия вырастает. При повышении содержания стеариновой кислоты в Al-композите прирост показателя активности падает. Это может быть связано с тем, что в процессе измельчения смеси Аl–C17H35COOH с большим количеством стеариновой кислоты (более 5 %) на поверхности частиц алюминия образуется плотный капсюлирующий слой, плохо растворимый щелочью. При механическом воздействии в порошках исследуемых композиций происходят как накопление, так и перераспределение дефектов по объему частицы, повышение количества активного алюминия, образование активных центров и формирование на поверхности алюминия капсулирующего слоя на основе органических модификаторов.
The paper presents the results of mechanochemical treatment of aluminum powder particles in a ball mill using various organic modifiers (graphite, stearic acid, polyvinyl alcohol) as a surfactant additive in order to increase powder dispersity and modify the surface layer of initial particles. Scanning force microscopy, X-ray diffraction analysis, IR spectroscopy and EDX methods were used to study the morphology, dispersion, structure, and the average particle size of aluminum powders after mechanochemical treatment, and this study showed significant changes in the surface layer of particles. It is found that mechanochemical treatment of aluminum with organic additives leads to partial recovery of the oxide surface layer with several types of active centers formed capable of chemical reactions using the resulting compositions in various combustible mixtures. The study showed that with an increase in the content of modifiers, i.e. graphite and polyvinyl alcohol, the activity of aluminum rises in the composite with these additives. When the content of stearic acid in the Al composite increases, the activity index decreases. This may be due to the fact that Аl–C17H35COOH mixture milling with a large amount of stearic acid (more than 5 %) forms a dense capsule layer on the surface of aluminum particles that is poorly soluble in alkali. During mechanical action the composition powders under study show both the accumulation and redistribution of defects throughout the particle, an increase in the active aluminum content, generation of active centers, and formation of an encapsulating layer based on organic modifiers on the aluminum surface.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.