Механохимические аппараты и методы оценки их эффективности: Учебное пособие, страница 8

Расчет порога активации представляет собой довольно сложную задачу. Эта задача сопряжена с вычислением предела разрушения. На языке физики разрушения это звучит как расчет точки вязкохрупкого перехода исходя из свойств данного материала. Сложность этой проблемы не только в том, что для ее решения необходимо рассматривать далеко непростую эволюцию дислокационной структуры под действием механического напряжения. Положение точки перехода, а значит, и величина порога зависят от многих факторов, таких как дефектность материала или содержание в нем примесей. С практической точки зрения представляется заманчивым описать аппарат неким набором характеристик, чтобы впоследствии на их основе определить, можно ли в этом аппарате активировать то или иное вещество и насколько это будет эффективно. Очевидно, упомянутая выше доля импульсов с величиной, превышающей порог активации, в качестве такой характеристики не годится, так как этот порог зависит от свойств материала. Чтобы получить характеристику «качества» механических воздействий, необходимо перейти к распределению импульсов по величинам. Вместе с величиной энергетической дозы, которая отражает количественный аспект механического воздействия, это распределение описывает обработку в данном аппарате.

К сожалению, непосредственно использовать распределение по величинам импульсов не представляется возможным из-за сложности его экспериментального определения. Кроме того, в большинстве аппаратов удары мелющих тел производятся по слою порошка, и деформирование приобретает коллективный характер. Поэтому обработку материала в мельнице следует рассматривать как коллективный много­частичный процесс, что значительно усложняет задачу.

Очевидно, что представляют интерес методы косвенной оценки распределения импульсов по величинам, например, с помощью сопоставления информации о кинетике измельчения или химической реакции различных материалов в аппарате.

B качестве характеристики механического воздействия помимо величины импульса можно рассматривать и динамику развития дислокационной структуры при пластической деформации, поскольку характер активации при различных значениях отношения «давление/ сдвиг» будет различаться.

Следует учитывать еще один фактор механической обработки – время действия импульса. По аналогии с измельчением, фактор длительности импульса обычно не принимается во внимание. Однако в отличие от процесса разрушения, когда частица разрушается еще до момента снятия нагрузки, активация происходит в течение всего времени действия импульса.

Таким образом, предлагаемые в литературе методы оценки эффективности воздействия механохимических активаторов на однокомпонентные системы в основном базируются на сравнении кинетических данных об изменении удельной поверхности либо ширины сигнала парамагнитных центров или области когерентного рассеяния (ОКР) в рентгенофазовом анализе (РФА), либо степени химического превращения в зависимости от количества затраченной энергии. Одним из путей решения проблемы является анализ параметров, характеризующих изменения свойств вещества в результате его МО. При механохимической обработке в обрабатываемом веществе происходят процессы, которые приводят к накоплению в образце дефектов, вызывающих изменение соответствующих свойств вещества (удельной поверхности, концентрации парамагнитных центров, интенсивности оптического поглощения, степени химического превращения и т.п.). Характер изменения каждого из этих свойств зависит от типа используемой мельницы, поэтому в качестве критерия эффективности механохимических активаторов можно выбрать скорость (или время) максимального накопления любого из дефектов, возникающих в результате МО, или продукта механохимической реакции до того момента, пока количество этих дефектов не стало падать из-за процессов релаксации.

2. Сравнение скоростей накопления дефектов
в оксидах молибдена и вольфрама