Министерство образования Республики БЕЛАРУСЬ Біелррусскйй национальный технический университет Унитарное предприятие «Научно-технологический парк БИТУ «Метолит» I I I Н а д е ж н о с т ь . — эффективность, долговечность! • I X РЕСПУБЛИКАНСКАЯ СТУДЕНЧЕСКАЯ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ НОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ТЕХНОЛОГИИ ИХ ОБРАБОТКИ ПОСВЯЩАЕТСЯ ДЕВЯНОСТОЛЕТИЮ ДОКТОРА ТЕХНИЧЕСКИХ НАУК. ПРОФЕССОРА ЛЯХОВИЧА ЛЬВА СТЕПАНОВИЧА 28 - 30 апреля 2009 г. ПРКПСКПАТКЛЬ: Иваницкий Н.И., декан механико-технологического факультета, к.т.н., доцент; ЧЛЕНЫ ОРГКОМИТЕТА : Белявин К. Е., д.ф..н., профессор; Пантелеенко Ф.И., д.т.н., профессор; Константинов В . М . к.т.н, доцент; Кукуй Д.М., д. т.н., профессор; Немененок Б.М., д.т.н., профессор; Лазаренков А.М., д.т.н., профессор; Яглов В.Н., д.х.н., профессор; Трусова И.А., д.т.н., профессор; Алексеев Ю.Г., к.т.н., в.н.с.; Слуцкий А.Г., к.т.н., с.н.с.. РАБОЧАЯ ГРУППА Ложечников Е.Б., д.т.н., профессор; Рафальский И.В., к.т.н., доцент; Хренов О.В., к.т.н., доцент; Вейник В.А., старший преподаватель; Одиночко В.Ф., к.т.н., доцент; Науменко А.М., к.т.н., доцент; Проворова И.Б., старший преподаватель; Ратников П.Э., к.т.н., доцент. ОТВЕТСТВЕННЫЙ СЕКРЕТАРЬ: Арабей Анастасия Витальевна Сборник научных работ X Республиканской студенческой научно-технической конференции «Новые материалы и технологии их обработки» — Мн.: Унитарное предприятие «Научно-технологический парк БИТУ «Метолит», 2009. - 262 с. Литейное производство черных и цветных металлов УДК 621.745.32 Анализ объёмов и состава вредных выбросов, образующихся при плавке сплава АК9 в индукционных тигельных печах Студенты гр. 104114 Иванов М.И., ЩуракП.С., гр. 104126 Козлова О.Е. Назлный руководитель - Неменёнок Б.М. Белорусский национальный технический университет г.Минск Целью настоящей работы является определение объёма и состава вредных выбросов, образующихся при плавке и рафинировании силуминов в индукционных тигельных печах ИАТ-2,5 и ИАТ- 6 . Наиболее часто встречающимися токсичными вьщелениями при производстве алюминиевого литья являются пары металлов, газы и мелкодисперсная пыль. Для ползления расплава требуемого качества применяют различные рафинирующие препараты, вьщеляющие в процессе обработки расплава хлориды, фториды, различные сернистые соединения. Для плавки алюминиевых литейных сплавов на предприятиях Республики Беларусь используются индукционные тигельные печи промьппленной частоты и повышенной частоты с тиристорными преобразователями. Технологии плавки в данных печах существенно отличаются. В печах промышленной частоты загрузка шихты производится на «болото», т.е. для их эффективной работы требуется наличие жвдкого остатка металла в количестве 20-30% от объёма тигля. Печи повышенной частоты могут успешно эксплуатироваться без жидкого остатка, поскольку в них удаётся подвести к металлу большую мощность, что существенно снижает продолжительность плавки. Всё это оказьшает определённое влияние на динамику выделения, количество и состав пылегазовых выбросов при плавке. Индукционные тигельные печи оборудованы поворотной крышкой и отсасывающим патрубком с коническим зонтом, который перекрьшает рабочее пространство печи. Поэтому замеры запылённости и анализ отходящих газов проводили в объёме рабочего пространства печи. Запылённость замеряли непрерывно в течение всей плавки, а содержание хлоридов определяли только во время рафинирования расплава в конце плавки. Проведенные замеры запылённости для ряда плавок показали существенный разброс контролируемых параметров как в пределах одной плавки, в зависимости от реализуемых операций, так и применительно к отдельным периодам различных плавок сплава АК9. Так при загрузке чушковых шихтовых материалов в пустой тигель запылённость в объёме печи для ряда плавок составляла 0,10-0,36 г/м ,^ а для некоторых плавок возрастала до 0,48-0,96 г/м .^ Широкий диапазон колебаний запылённости в рабочем объёме печи при выполнении данной операции связан, очевидно, с плохой очисткой от мусора контейнеров для подачи шихты. Аналогичная ситуация наблюдалась и при завалке в печь возврата собственного производства. Во время данной операции запылённость в рабочем объёме печи составляла для одной серии плавок 0,16-0,25 г/м ,^ для второй - 0,13-0,17 г/м ,^ в отдельных слзшаях отмечалось минимальное пылевьщеление 0,04-0,11 г/м .^ Такие колебания по запылённости связаны с различным составом возврата, содержанием в нём мелкой фракции (опилок, облоя) и наличием в тигле разного объёма жидкого расплава. Во время рафинирования гексахлорэтаном запылённость в печи достигала 6 г/м ,^ а содержание хлоридов составляло более 80 мг/м .^ Анализ процесса плавки с использованием жидкого остатка «болота» и наличием в составе шихты большого количества замасленного возврата, образующегося при литье под высоким давлением, проводили на сплаве АК9 в индукционных тигельных печах ИАТ-6. Замеры запылённости и анализ газов вьшолняли по аналогии с плавкой в печах ИАТ-2,5, только дополнительно оценивали в газах содержание СО и углеводородов нефти. Запылённость в индукционной печи ИАТ-6 во время загрузки возврата достигала 1,2 г/м ^в основном за счёт выбросов сажистых веществ, образующихся при сгорании масляного тумана. Во время рафинирования СгСС из расчёта 0,05% от массы расплава запылённость возрастала до 36 г/м .^ В период загрузки в отходящих газах повышалось также содержание углеводородов нефти до 1200 мг/м^ и СО до 150 мг/м^, а во время рафинирования содержание хлоридов находилось на зровне 90 мг/м .^ Проведенные исследования процесса выплавки и рафинирования сплава АК9 в индукционных тигельных печах показали, что объёмы и состав образующихся пылегазовых выбросов во многом определяются технологией плавки, культурой производства, составом возврата и качеством его подготовки, видом применяемых смазок для пресс-форм, технологией рафинирования и модифицирования. УДК 669.187 Совершенствование составов флюсовых композиций для проведения металлургического переплава алюминийсодержащих отходов Студенты гр. 104125 Зенько П.В.Долуян М.О. Наз^ный руководитель - Задруцкий С.П. Белорусский национальный технический университет г. Минск Рост потребления алюминия отечественной промышленностью обуславливает интенсивное развитие вторичной металлзргии. Проведение высокоэффективного металлургического переплава алюминийсодержащих отходов невозможно без использования флюсовых композиций, определяющих качество ползшаемого металла и металлзргический выход для конкретного технологического процесса. Как правило, флюсы для переработки отходов алюминиевых сплавов в печах любого типа содержат в своем составе хлориды натрия и калия. В рамках настоящей работы проанализирована возможность замены натрия хлористого в составе флюсовой композиции на отход производства хлорида калия - галит. Созданный флюс, обладая меньшей стоимостью, имеет меньпшй (на 25%) расход и начинает интенсивно работать при более низкой (690°С) температзре металла, что, вероятно, связано с наличием в галите легкоплавких комплексных соединений. УДК 669.717:519.23 Получение пеноалюминия из вторичных алюминиевых еплавов Студенты гр. 104115 Цуканов С.В., Дубина В.А., гр. 104125 Язвинский Д.С. Назшный руководитель - Неменёнок Б.М. Белорусский национальный технический университет г.Минск Наряду с использованием литых, деформируемых и композиционных материалов в последнее время наметилась тенденция к широкому применению пеноматериалов. Металлические пены обладают рядом специфических свойств, например, низкой теплопроводностью, хорошей звукоизоляцией, экологической и санитарной чистотой, пожаростойкостью, способностью поглощать электромагнитные излучения и энергию удара. Поэтому представляют интерес вопросы ползшения металлических пен из вторичных алюминиевых сплавов и отходов их переработки, поскольку позволяют расширить область применения этих сплавов. Практически все вспененные материалы, ползшенные литейными способами, являются пенами с закрытым типом пор. Основными компонентами для ползшения данного типа материалов являются расплавленная алюминиевая основа и добавки, увеличивающие вязкость расплава, такие как Na, Ca, AI2O3, СаСг и др. Для анализа влияния химического состава материала матрицы на свойства вспененных материалов проводили сравнительные исследования на алюминии марки А5 и сплавах А1+4%Си+0,5%Ре, Al+12%Si+0,5%Fe, Al+12%Si+l,5%Fe с использованием в качестве порофора ТгНг в количестве 1,5%. Исследования показали, что увеличение в матрице содержания железа до 1,5% не сказьшается на параметрах технологического процесса ползшения вспененных материалов и незначительно влияет на их теплопроводность и прочность. В таблице приведены свойства исследованных вспененных материалов и чугпкового алюминия марки А5. Таблица - Влияние химического состава сплава на свойства алюминиевых вспененных материалов Характеристики А5 А5 Сплавы А1+4%Си+ Al+12%Si+ Al+12%Si+ Применяемый порофор чугпковой ТІН2 0,5%Fe ТІН2 0,5%Fe ТІН2 l,5%Fe ТІН2 Плотность, г/см^ 2,7 0,4 0,7 0,54-0,84 0,62-0,86 Средний диаметр пор, мм - 4,0 3,0 - - Прочность на сжатие, МПа - 3,0 21,0 7,0-15,0 7,0-13,0 Теплопроводность, Вт/м К 235,0 12,0 - 9,0-11,2 11,0 Как показьшают результаты исследований, исходный состав алюминиевых сплавов практически не влияет на процесс вспенивания и размер пор во вспененном материале. Для получения пеноалюминия важными параметрами являются температзфа расплава, его вязкость и гомогенное распределение реагента в металлической матрице. Но, независимо от способа получения пены, готовый продукт представляет собой либо пенометаллический блок, либо пластину неравномерную по толщине, которые требуют последующей механической и размерной обработки. Следовательно, для более широкого применения металлических пен необходимо совершенствование данной технологии как в плане стабилизации процесса порообразования, так и в направлении ползшения литых заготовок из вспененных материалов в виде пластин постоянного сечения. УДК 621.746 Эффективные методы калибровки входных данных для еиетем компьютерного моделирования литейных процеееов Назшный руководитель - Рафальский И.В. Назшный консультант - Лущик П.Е. Студенты гр. 104125 - Калошин К.Л., Князев А.Г. Белорусский национальный технический университет г.Минск Основной задачей современного литейного и металлзфгического производства является создание конкзфентоспособных изделий, обладаюпщх высоким качеством и минимальной себестоимостью изготовления. Решение этой задачи осуществляется в определенной степени на стадии технологической подготовки производства, где предусматривается проектирование оптимальных технологических процессов, обеспечивающих получение заданного качества. Сегодня большинство предприятий, выпускающие литейную металлопродукцию, пользуются передовыми системами проектирования, позволяющими спрогнозировать брак на стадии подготовки или корректировки технологии изготовления отливки. Но зачастую сходимость результатов расчета (особенно на стадии подготовки, когда данных по существующему браку еще нет) не превышает 80%. Одной из основных причин этого является несовпадение входных данных с реальными теплофизическими параметрами моделируемой системы. Цель настоящей работы - разработка эффективных методов калибровки входных данных в системах компьютерного моделирования литейных процессов для увеличения сходимости результатов расчета. Входные теплофизические параметры, которые были откалиброваны для двухкомпонентного сплава Al-7%Si, выбраны с зшетом автоматического расчета термодинамической базы данных пакета ProCAST (ESI Gronp) и включают: • зависимость теплоемкости и скрытой теплоты кристаллизации от температзфы; • зависимость выделения твердой фазы от температзфы; • критические температзфы ликвидус и солидус. Кроме того, были произведены сравнительные эксперименты и расчеты заливки U-образной пробы на предмет калибровки коэффициентов теплопередачи на границах сред отливка-форма. Как правило, на характер затвердевания оказывает влияние ряд факторов, таких как металлзфгическая наследственность сплава, условия затвердевания, нерегламентированные примеси и др., которые не зшитываются при стандартном расчете теплофизических параметров по правилу рьиага, применяемому в ProCAST. В этом случае наиболее эффективный метод для оценки погрешности расчетов входных параметров в системах компьютерного моделирования является метод термического анализа пробы расплава. В данной работе термический анализ проводился при помощи универсального микропроцессорного устройства термического анализа, позволяющего выделять ряд характеристик сплава, в том числе и необходимые для компьютерного моделирования. Расхо5цдение в значениях параметров термодинамического расчета и реального эксперимента можно сравнить на рисунках 1 и 2, на которых изображены зависимости вьщеления твердой фазы от температзфы, рассчитанные в ProCAST и полученные экспериментально методом термического анализа соответственно. Рисунок 1 - зависимость выделения твердой фазы от температзфы, рассчитанная по правилу рычага в ProCAST Температура °С Рисунок 2 - зависимость выделения твердой фазы от температзфы, полз^енная экспериментально методом термического анализа Из рисунков видна существенная разница в характере выделения твердой фракции и значениях начала и окончания процесса затвердевания (ликвидус - 617/609 °С, солидус - 577/548 °С). Для проверки адекватности предлагаемых методов калибровки процесса были проведены сравнительные расчеты затвердевания сплава на предмет выявления усадочной пористости в ProCAST с учетом стандартных значений теплофизических параметров и с з^етом скорректированных значений теплоемкости, вьщеления твердой фракции, скрытой теплоты кристаллизации, температзф ликвидус и солидус, полученных методом термоанализа; а также коэффициента теплопередачи на границе двух сред скорректированных при помощи заливки в U-образную пробу (Рис 3,а и 3,6). Сравнение проводилось относительно вертикального сечения цилиндрического бруска экспериментально полученного из сплава Al-7%Si литьем в кокиль (Рис 3,в). а) б) в) а) расчетное распределение усадочной пористости при стандартных значениях ProCAST; б) расчетное распределение усадочной пористости при скорректированных значениях; в) распределение пористости в реальной отливке. Рисунок 3 - Распределение усадочных дефектов в цилиндрической отливке из сплава Al-7%Si при литье в кокиль Проанализировав результаты расчетов, можно сделать вывод, что расчет со скорректированными параметрами показал более близкие значения распределения усадочной пористости к реальному эксперименту, тем самым увеличив адекватность моделирования ~ на 15%. Разработанная методика калибровки исходных параметров моделирования литейных процессов способна в течение нескольких часов определить и скорректировать теплофизические параметры системы, увеличив адекватность моделирования уже на первых этапах проектирования технологии изготовления отливки, и, соответственно, существенно сократить расходы на производство. УДК 621.746 Исследование методики компьютерного термического анализа для получения данных о фазовых превращениях в литейных алюминиевых сплавах Студент группы 104114 - Сошенко А. А. Назлный руководитель - Рафальский И.В., Назлный консультант - аспирант Арабей А.В. Белорусский национальный технический университет г. Минск Были проведены исследования методики компьютерного термического анализа для получения данных о фазовых превращениях в литейных алюминиевых сплавах. Как известно, сплавы на основе алюминия используются при получении широкого ассортимента деталей машиностроения, автомобильной, авиационной, космической техники. Область применения алюминиевых сплавов в качестве материала для изготовления литых изделий и полуфабрикатов определяется благоприятным сочетанием их физических, механических, технологических и эксплуатационных свойств. Одним из наиболее надежных и высокоточных методов получения достоверных данных о теплофизических и термодинамических характеристиках сплава является метод термического анализа пробы расплава с последующей компьютерной обработкой полученных экспериментальных данных (компьютерного термического анализа - КТ А). Важным этапом в развитии метода КТ А, повышении точности и надежности проводимого анализа, является получение достоверных данных о процессах взаимодействия металлов и сплавов с материалами элементов измерительных ячеек (термодатчиков, защитных колпачков и т.д.), используемых при проведении термического анализа. В настоящей работе в качестве объекта исследований был выбран алюминий марки А7. Термический анализ пробы расплава проводили с использованием микропроцессорной системы термического анализа (МСТА), структурная схема которой приведена на рисунке 1. 1 - штатив; 2 -измерительная ячейка; 3 - многоразовая термопара; 4 - несменный кварцевый колпачок для термопары 3; 5 - сменный кварцевый колпачок; 6 - кабель для подключения сигнала термопары к прибору; 7 - микропроцессорный контрольно-измерительный блок (МКИБ); 8 - интерфейс передачи данных в персональный компьютер (ПК); 9 -ПК. Рисунок 1 - Структурная схема системы для компьютерного термического анализа литейных сплавов Плавку алюминия проводили в графитовых и алундовых тиглях с массой алюминия 35±2 и 45±2 гр., соответственно. Пробу с металлом разогревали до температзфы 750±5 °С в печи сопротивления типа СНОЛ и вьщерживали при этой температуре в течение 20-25 мин. Затем проводили термический анализ с использованием многоразовой термопары со сменными кварцевыми колпачками. Металлографический анализ микроструктуры сплавов производился в соответствии с ГОСТ 1778- 70 на оптическом микроскопе МКИ-2М-1 при увеличении от 200 до 300 крат. Приготовление шлифов осуществлялось путем механической полировки с последующей обработкой образцов в 0,5 %-ном водном растворе HF. По результатам термического и металлографического анализа установлено взаимодействие алюминиевого расплава с материалом защитного колпачка термопары (кварцем) при многократном переплаве исследуемой пробы. Проведены эксперименты по иззшению влияния технологических факторов процесса плавки (изменение времени выдержки, перемешивание и др.) на степень взаимодействия алюминия с кварцем. Предложены практические рекомендации для проведения компьютерного термического анализа литейных алюминиевых сплавов в лабораторных и производственных условиях. УДК 669. 640. 191. Исследование влияния модифицирования барий-стронциевыми карбонатами на структуру и свойства стали НОГ 13Л Студенты гр. 104115 МаксимчикМ.М., гр. 104115 Буевич Т.А. Назшный руководитель - Розум В. А. Белорусский национальный технический университет г. Минск Надежность и конкурентоспособность выпускаемого оборудования и машин напрямую связано с необходимостью улучшения качества металла и экономии его в машиностроении. Особенно остро это касается высокомарганцовистых аустенитных сталей типа ПО Г 13Л, широко используемых для изготовления деталей работающих в условиях интенсивного ударно-абразивного износа. Высокая стойкость к ударно-абразивному износу этих сталей объясняется способностью их к поверхностному наклепу при воздействии внешних нагрузок. Это является следствием мартенситного превращения протекающих в аустените при внешних нагрузках. При производстве стали Гадфильда необходимо решать ряд моментов отрицательно влияющих как на технологические свойства, так и эксплуатационные: 1. Высокое содержание фосфора, вносимого в сталь с ферромарганцем, и как следствие вьщеление фосфидной эвтектики по границам зерен. 2. Вьщеление карбидов по границам зерен. 3. Рост зерна аустенита при высокой температзфе. Снижение содержания фосфора можно достичь за счет применения достаточно чистых шихтовых материалов и ведения плавки окислительным методом. Это значительно повьппает качество стали, но при этом повышается стоимость литья. Карбидные включения расположенные по границам зерен переходят в твердый раствор аустенита при нагреве до 1050-1100 С и фиксируются в нем при закалке на воду. Измельчить структзфу стали последующей термической обработкой практически невозможно, так как она не претерпевает фазовых превращений. Существенного улучшения первичной структуры стали можно достичь за счет операций комплексного раскисления и модифицирования. Особый интерес в этом плане представляют барий-стронциевые карбонаты, широко применяемые в настоящее время для обработки различных качественных сталей. Этот материал применяется металлзфгами в США, Германии, Англии и других странах. По механизму воздействия на стали карбонаты относятся к комплексным материалам, они обладают эффектом раскисления, рафинирования, модифицирования и легирования. Исследования влияния барий-стронциевых карбонатов проводили в литейном цеху «Белозерского энергомеханического завода» при выплавке стали ПО Г 13Л методом переплава. Для обработки использовали барий-стронциевый карбонат, имеющий следующий химический состав: Массовая доля % SiO ВаО СаО SrO Mg С02 Ми Na20 24,8 16,0 21,5 5,5 0,9 18,0 0,2 1,5 В сотав шихты входили: лом Б22 и ФМп 78. Плавку стали проводили по технологии принятой на заводе. При этом глубинное раскисление проводили смесью ферросилиция 45 с графитизированным коксиком. Обработку стали барий-стронциевым карбонатом проводили в два этапа: 1. За 20 минут до слива металла из печи с зеркала металла скачивали шлак и засьшали на поверхность металла барий-стронциевый карбонат в количестве 0,35% от массы металла. После прекращения кипения ванны металла сливали металл в ковш. 2. При сливе металла в ковш и заполнении его на 1/3 емкости на желоб засыпали барий- стронциевый карбонат в количестве 0,35%. Разливку стали проводили при температзфс 1500 С. Контролировали структзфу металла до термической обработки и после, ударную вязкость КСУ КДж/м после термической обработки. Исследования структуры проводили на электронном микроскопе. Анализ структзфы стали, выплавляемой по обычной технологии методом переплава и с обработкой барий-стронциевыми корбонатами показал, что в исходном образце по границам зерен расположено большое количество включений в виде карбидов, фосфидной эвтектики и др. (рис. 1). Бал зерна аустенита 3- 4. Исследование неметаллических включений при увеличении х 2000 было установлено, что основными составляющими их являются Fe, Cr, Ми, т.е. карбидные включения. В некоторых областях были обнаружены зоны с повышенным содержанием фосфора до 0,14% ( рис. 2,3). При обработке стали барий-стронциевыми карбонатами границы зерен уже в литом состоянии были практически чистые. Сетка карбидных включений имела вытянутую форму. Содержание фосфора в скоплениях неметалличских включений меньше и не превышало 0,11%. После термической обработки в стали, выплавленной по традиционной технологии матрица металла представляла аустенитную структуру с чистыми границами зерен без неметаллических включений. Балл зерна 3 (рис. 4). В стали обработанной барий-стронциевыми карбонатами структура, также аустенитная. Балл зерна 4- 5. Ударная вязкость в исходном образце составляла 200-240 КДж/м, а после обработки расплава барий-стронциевыми карбонатами 280-300 КДж/м , что находится на зфовне свойств стали, выплавляемой методом окисления. Таким образом, проведенные исследования показали: - дополнительная обработка стали ПО Г 13Л, выплавленной методом переплава позволяет получить структуру стали в литом состоянии более чистую по границам зерен, что в итоге может влиять на режим термической обработки; - после обработки значительно повышаются механические свойства и достигают уровня свойств стали, выплавленной методом окисления, что позволит применять технологию для изготовления ответственных отливок из стали НОГ 13 Л методом переплава, снизив при этом их себестоимость. 10 УДК 621.746 Электронная база данных для анализа технологических факторов литейного производства, определяющих качество литейной продукции Наз^ный руководитель - Рафальский И.В. Магистрант - Лущик П.Е. Белорусский национальный технический университет г.Минск Технический контроль в литейном производстве, как важнейший элемент в комплексной системе управления качеством литейной продукции (КС УКЛП), охватывает процессы контроля материалов, технологических процессов и готовой литейной продукции. В соответствии с принятой классификацией регламентируются следующие группы дефектов отливок: 1) несоответствие по геометрии; 2) дефекты поверхности; 3) несплошности в теле отливки; 4) включения; 5) несоответствие по структуре. Качество литых изделий определяется уровнем их свойств и обеспечивается оптимальным подбором ряда факторов, которые можно вьщелить в следующие группы: - факторы металлзфгической наследственности, связанные с исходным состоянием шихтовых материалов, их металлургической предысторией (способом получения и последующей обработкой), - технологический этап подготовки шихтовых материалов; - факторы, связанные с процессом плавки, - технологический этап плавки; - факторы, связанные с процессами получения форм и заливки в них расплава, - технологический этап формирования изделия. Все вышеперечисленные группы образуют факторы производственного технологического цикла получения литых изделий. При этом влияние (вклад) каждого из факторов на процессы формирования литой структуры и свойств сплавов является различным. Выбор наиболее значимых из них представляет задачу распознавания в многомерном пространстве информативных признаков. Для решения поставленной задачи в работе был выполнен анализ вероятностных методов оценки сходства и различий объектов исследования в системах автоматического распознавания (САРС), вероятностных критериев и решающих правил в классификации образов. Установлено, что структзфа электронной базы данных для анализа технологических факторов литейного производства определяется принятым методом классификации объектов по информативным признакам (факторам). Существует ряд вероятностно-математических методов классификации (с помощью функции расстояния, на основе линейных решающих правил, на основе метода потенциальных функций, статистические методы классификации и др.), отличающихся своими преимуществами и недостатками в зависимости от конкретно поставленной задачи. Статистические методы являются основой для эффективного распознавания проблем на разных зфовнях и их анализа. Таким образом, используя их, можно добиться полной картины о возможных причинах возникающих проблем. При использовании статистических методов распознавания устанавливается связь мс5цду процессом отнесения объекта к тому или иному классу (образу) с определением вероятности ошибки при решении этой задачи. В ряде слзшаев это сводится к определению апостериорной вероятности принадлежности объекта образу S1 при условии, что признаки этого объекта приняли значения XI, Х2, ..., Хп. В результате проведенного анализа выбраны методы автоматической классификации исследуемых объектов (литейной продукции) для решения задач структзфно-параметрической идентификации в многомерном пространстве информативных признаков (факторов). С зшетом выбранных методов автоматической классификации исследуемых объектов разработана структзфа электронной базы данных для анализа технологических факторов литейного производства, определяющих качество литейной продукции. Структзфа электронной базы данных для реализации процедуры автоматической классификации определяется размерностью векторов признаков, характеризующих исследуемый объект, и критериев принадлежности объекта к одному из заданных классов (идентификаторов класса): 11 где Sn/km - объекты обучающей матрицы с известными идентификаторами класса; XI, Х2, Х п - информативные признаки объектов классификации; St/k? - объект с неизвестным идентификатором класса; St/km - резулътат идентификации исследуемого объекта. УДК 621.746 Неразрушающие акуетичеекие методы контроля качеетва литых изделий ответетвенного назначения Студенты группы 104114 Сошенко А. А., 104514 Кононова Н.Н., магистрант Лущик П.Е. Наз^нъш руководителъ - Рафалъский И.В., Наз^ный консулътант - аспирант Арабей А.В. Белорусский националъный технический университет г. Минск Одним из эффективнък методов повышения эффективности производства и улзшшения качества изделий из металлов и сплавов ответственного назначения является применение автоматизированных систем управления и контроля качества промышленной продукции. Если первоначалъно системы контроля качества исполъзовалисъ лишъ для обнаружения дефектной продукции и ее изъятия из производственного процесса (сам процесс контроля качества продукции состоял в проверке соответствия показателей ее качества установленнъзм требованиям), то с развитием средств автоматизации и совершенствованием методов обработки данных появиласъ возможностъ управления технологическими процессами с исполъзованием сигналов, въщаваемък средствами контроля. До недавнего времени на металлзргических предприятиях при проведении контроля качества продукции разрушению подвергалисъ до 10-12 % изделий от контролъной партии. На машиностроителъных заводах количество разрушенных деталей ответственного назначения порой достигало 15-20 % от партии, носколъку после каждой основной технологической операции из деталей въфсзаются образцы для механических и металлографических испытаний. Широкое применение неразрушающих методов контроля (НМК), не требующих въфсзки образцов или разрушения готовък изделий, позволяет избежатъ болъших потеръ времени и затрат, связанных с обеспечением контроля качества, а также обеспечитъ частичную или полную автоматизацию операций контроля при одновременном значителъном повышения качества и надежности изделий. В настоящее время ни один технологический процесс получения ответственной продукции не внедряется в производство без соответствующей системы неразрушающего контроля. Неразрушающие методы контроля - это общее название методов контроля материалов (изделий), исполъзуемых для обнаружения дефектов сплошности или контроля макро- и микроструктуры, отклонений химического состава от нормы и других целей, не требующих разрушения образцов материала или изделия. Основными требованиями, предъявляемыми к НМК, являются: - возможностъ осуществления контроля на всех стадиях изготовления, при эксплуатации и ремонте изделий; - возможностъ контроля качества продукции по болъшинству заданных параметров; - согласованностъ времени, затрачиваемого на контролъ, со временем работы другого технологического оборудования; 12 - высокая достоверность результатов контроля; - возможность механизации и автоматизации контроля технологических процессов, а также управления ими с использованием сигналов, вьщаваемых средствами контроля; - высокая надежность дефектоскопической аппаратуры и возможность использования ее в различных условиях; - простота методик контроля, техническая доступность средств контроля в условиях производства, ремонта и эксплуатации. В зависимости от принципа работы все НМК делятся на оптические (визуальные), акустические, капиллярные, магнитные, радиационные, тепловые, гидравлические, электрические, электромагнитные. Главным недостатком визуального метода является невозможность обнаружения внутренних дефектов, поэтому целесообразно его использование с другими методами контроля. Наибольшее применение для обнаружения внутренних дефектов получили методы радиационного и акустического контроля. Радиационный контроль позволяет обнаруживать мелкие дефекты (отдельные поры диаметром 0,2-0,3 мм), однако этот метод не может полностью выявлять наиболее опасные дефекты - трещины. Кроме того, радиационный контроль не позволяет определять координаты дефектов и является дорогостоящим. Этих недостатков лишен акустический метод неразрушающего контроля, поэтому для обнаружения внутренних дефектов часто выбирают именно его. Для акустического метода неразрушающего контроля применяют колебания ультразвукового и звукового диапазонов частотой от 50 Гц до 50 МГц. Интенсивность колебаний обычно невелика, не превышает 1 кВт/м^. Такие колебания происходят в области упругих деформаций среды, где напряжения и деформации связаны пропорциональной зависимостью (область линейной акустики). Кроме упругости по объёму, в твёрдом теле существует упругость по форме, поэтому в теле могут распространяться волны двух типов: продольные и поперечные. Акустические волны в твёрдых телах характеризуются либо смещением, либо колебательными скоростями, либо тензорами деформации или напряжения. Для контроля применяют разные типы (моды) волн, отличающиеся направлением колебаний частиц, скоростью распространения и другими признаками. Акустические методы позволяют контролировать геометрические параметры при одностороннем допуске к изделию, а также физико-механические свойства металлов и металлоизделий без их разрушения. В настоящее время разработаны и успешно применяются теневой, резонансный, эхоимпульсный, эмиссионный, велосимметрический, импедансный и метод свободных колебаний. Важным достоинством данных методов является возможность контроля литых изделий без предварительной подготовки, что существенно повьппает производительность процедзфы и отсутствие затрат на подготовку изделия к контролю. УДК 621.74.669.14 Быстроохлажденный, гранулированный модификатор для получения высокопрочного чугуна Студент группы 104114 Кирсанов Б.А. Назшный руководитель - Слуцкий А.Г. Белорусский национальный технический университет г. Минск Внедрение высокопрочного чугуна в машиностроение обусловлено рядом экономических, технологических и эксплуатационных преимуществ его по сравнению с традиционно применяемыми литыми материалами. По своим механическим свойствам модифицированные магнием чугуны превышают серый и ковкий чугуны, кроме того, во многих слзшаях они имеют преимущества по ряду эксплуатационных характеристик по сравнению с углеродистой или низколегированной сталью. В практике литейного производства широко используются различные способы получения ЧШГ. Это ковшевая обработка расплава металлическим магнием, различными магнийсодержащими лигатзфами. Основными технологическими операциями, обеспечивающими стабильное получение высокопрочного чугуна являются: 1. Процесс десульфурации, позволяющий за счет обработки исходного расплава специальными реагентами снизить концентрацию серы. 2. Сфероидизирующая обработка - за счет введения в жидкий расплав магнийсодержащих модификаторов для формирования в структуре шаровидного графита. 3. Вторичное графитизирующее модифицирование для получения отливок без отбела. Наряду с чистым магнием в практике производства ЧШГ используются различные лигатзфы. По удельному весу различают тяжелые и легкие лигатзфы. Применительно к чугунному литью в БИТУ разработаны составы комплексных модификаторов на основе алюминия, содержащего магний, кальций, РЗМ и технология их получения. Схема экспериментальной установки по гранулированию комплексного модификатора представлена на рисунке 1. 13 Рисунок 1 - Схема установки для получения комплексного модификатора. 1 - приемная воронка; 2 - перфорированный стакан; 3 - водяная воронка; 4 - активатор; 5 транспортер гранул; 6 - корпус. Она состоит из следующих основных узлов: лоток для подачи жидкого модификатора 1; стакан- гранулятор 2; бак 3; диск разгона воды 4; механизм выгрузки готовых гранул 5. Установка работает следующим способом. В бак 3 подается вода и по заполнению до уровня диска 4 включается его вращение вместе со стаканом-гранулятором 2. За счет вращения диска производится разгон воды с последующим ее подъемом вдоль стенки бака до сливного лотка. После чего из плавильной печи в ковгп выпускают порцию жггдкого модификатора и через приемный лоток 1 тонкой струей выливают во вращающийся стакан- регулятор, имеющий болыпое количество отверстий диаметром 3-5мм. За счет вращения стакана происходит эффективное дробление модификатора с последующим быстрым охлаждением вращающейся массой воды. Извлечение готовых гранул осуществляется гпнековым питателем. В дальнейгпем полученный модификатор подвергается сугпке при температуре 130-150°С. По данной технологии был изготовлен гранулированный модификатор для сфероидезирующей обработки высокопрочного чугуна. Химический состав полученного модификатора приведен в таблице 1. В качестве примера на рисунке 2 представлена фотография образца гранулированного модификатора.На рисунке 3 представлены результаты исследований фракционного состава гранулированного модификатора. Видно, что основная доля гранул приходится на фракцию 2-4 мм. Технология обеспечивает практически безотходное производство, что выгодно отличает ее от классической схемы: заливки жггдкого модификатора в изложницы с последующим дроблением, при котором значительная часть материала идет в отходы. Таблица 1 -Химический состав модификатора Наименование модификатора Содержание элементов,% Si Fe Mg РЗМ Ca Al МИГ(Мц) 17 8,7 5,5 9,0(расчетн.) - остальное Рисунок 2 - Внешний вид гранулированного магнийсодержащего модификатора 14 Рисунок 3 - фракционный состав модификатора Исследование процесса сфероидезирующего модифицирования осуществляли при выпловке исходного серого чугуна в индукционной тигельной печи ИСТ-006. Гранулированный магнийсодержапщй модификатор в количестве 1-2% вводился на дно предварительно разогретого ковша. Контролировались следующие параметры: глубина отбела исходного и модифицированного чугунов, химический состав, твердость, макро- и микроструктура (таблица 2). Таблице 2 - Результаты исследований № пп Состав чугуна Сфероидизирую щая лигатура Г лубина отбела, мм Тверд ОСТЬ НВ Микроструктура марка Количе ство, % Металлическая основа Графит Перлит Феррит Форма Диа­ метр (длин на) Колич ество 1 ИСХОДНЫЙ - - 3 229 П70 ФЗО ПГф2 ПГд45 ПГ6 2 модифици­рованный МИГ 1,0 0 213 П60 Ф40 ПГф2 ВГФ2 ПГд25 шгд 25 ПГ2В Г4 3 модифици­рованный м и г 2,0 0 219 П60 Ф40 ШГФ4 ШГд 25 ШГ4 В качестве примера на рисунке 4 представлены фотографии микроструктуры включений графита исходного серого и высокопрочных чугунов полученных с использованием быстроохлажденного гранулированного модификатора, содержащего 5,5% магния. ■ ' V - . ' j , • ■ ''ч 'ł Л '' s » A f ы м 1,0 % Вермикулярный графит * ■ 2,0 % Шаровидный графитПластинчатый графит Рискунок 4-Влияние добавок модификатора на форму графитных включений 15 Анализ полученных результатов свидетельствует о реальной возможности полз^ения чугуна с вермикулярным и шаровидным графитом с использованием быстроохлажденного гранулированного модификатора на основе алюминия содержащего (5,0-6,0%)магния. Литература 1 Ващенко К .И., Софрони Л. Магниевый чугун,- Москва-Киев: Государственное назшно- техническое издательство машиностроительной литературы,!960.М87с. 2 Гольштейн Я.Е., Мизин В.Г. Модифицирование и микролегирование чугуна и стали. Металлургия, 1986. - 272 с. 3 Леках С.Н., Бестужев Н. И. Внепечная обработка высококачественных чугунов в машиностроении. - Минск: Наука и техника,1992. -269с. - М.: УДК.621.74.02 Разработка состава водоэмульсионной смазки для пресс-форм литья под давлением алюминиевых сплавов Студент гр. 104124 Коротков С.Ю., ст. гр. 104125 Шидловский А.А. Назшный руководитель - Михальцов А.М. Белорусский национальный технический университет г. Минск Литье под давлением - один из наиболее производительных способов производства отливок. Но для того чтобы получать высококачественные поверхности и точные по размерам отливки необходимо использовать разделительные покрытия. Смазки препятствуют образованию задиров и привара, а следовательно и уменьшают усилие извлечения стержней из отливки и отливки из формы. В настоящее время используют смазки на водной основе, которые изготавливаются в виде концентрата, а перед употреблением разбавляются водой. Одной из главных проблем ползшения водоэмульсионных смазок является то, что смазывающие компоненты в воде нерастворимы. Для того чтобы эту проблему решить применяют различные поверхностно-активные вещества (ПАВ). Рассмотрены способы создания устойчивых эмульсий на основе различных типов ПАВ: ионных и неионных. К ионным относят синтетические моющие средства (соли щелочных металлов, арилаты, натриевые соли алкилсерных кислот), гидрохлориды сикиламинов, галоиды алкиламмония. К неионным- алкилгликозиды, эфиры сахарозы и жирных кислот. Также в состав смазок вводят добавки для увеличения седиментационной устойчивости, антикоррозионных и противозадирных свойств. Для увеличения седиментационной устойчивости используют ПАВ со следующими добавками: этаноламинами, жидким стеклом, спиртами (гликолями) и жирными кислотами. Исходя из экспериментальных данных видно, что лучших результатов можно достичь, используя неионные ПАВ с добавкой жирных кислот. Седиментационная устойчивость эмульсии на основе кремниорганических полимеров с применением указанного комплекса ПАВ увеличилась в 60 раз. Кроме этого смазка на основе указанного комплекса обладает высокой степенью гидрофильности и легко разбавляется водой в пропорции 1:30. УДК 621.74 Автоматизация и механизация разделительных покрытий при литье под давлением Студента гр. 104124 Щербаков Ю.А., Казак А.Д. Назшный руководитель - Михальцов А.М. Белорусский национальный технический университет г. Минск При литье под давлением для ползшения максимального результата и экономического эффекта требуется оптимизированное нанесение разделительных покрытий. Это достигается путем механизации и автоматизации процесса. Для механизации и автоматизации смазьшания нужно исключить из технологического процесса операции нанесения врзшную смазочного материала на рабочие поверхности пресс-формы. Механизация смазывания осуществляется при нанесении разделительных покрытий распылением через блоки форсунок манипуляторов и роботов, повторяющих движения рабочего при смазывании. Технологическая смазка распыляется в мельчайшие капли и подается к пресс-форме воздушным конусом, обеспечивая образование однородной пленки. Модульность оборудования позволяет собрать 16 конфигзфацию форсунок, в точности повторяющую пресс-форму. Это позволяет распылять смазку и осуществлять обдув специальным образом там, где это требуется, что способствует снижению времени, требуемого на распыление и обдув, также снижается расход смазки. В сложных для нанесения смазки условиях применяют рз^ные распылительные пистолеты. Роботизированные распылительные системы представляют собой комбинацию технологии нанесения смазки с многокоординатными системами промышленных роботов. Программируемые параметры распыления для давлений воздуха и смазки могут быть связаны с быстрым или медленным движением робота в ряд комбинаций, позволяя легко адаптироваться к специфическим условиям любой пресс-формы. Полностью интегрированная система позволяет оператору контролировать весь процесс, а также производить необходимые регулировки с одной консоли управления. УДК 621.74; 669.13 Вторичные ресурсы как источник дорогих металлов для комплексного модифицирования чугунов Студент гр. 104115 Иванченко В.А., студент гр104115 Фёдоров А.Н. Назлный руководитель - Урбанович Н.И., Комаров О. С. Белорусский национальный технический университет г.Минск Высокохромистые чугуны являются уникальным износостойким материалом, но имеют низкие показатели по ударной вязкости и обрабатьшаемости резанием. Основной причиной низких значений указанных свойств является склонность данных чугунов к транскристаллизации. К одному из способов управления первичной структурой и ликвидации транскристаллизации в сплавах относится модифицирование. Известно [1], что наиболее перспективным является модифицирование комплексным модификатором, который должен включать представителей химически-активных, поверхностно-активных элементов, кремний-содержащих добавок и обязательных представителей карбидообразующих элементов. К таким относится разработанный комплексный модификатор [2], состоящий из Al+B+Bi+SiCa. Предполагаемый механизм их действия [3,4,5] заключается в следующем: химически активный компонент (А1) образует тугоплавкие подложки, на которых вьщеляются карбиды карбидообразующего элемента (В). На этих карбидах вьщеляются карбиды хрома, ведущие рост эвтектической фазы. Поверхностно-активный компонент (Bi) замедляет рост эвтектических колоний, в результате чего увеличивается переохла5цдение расплава, и появляются новые центры кристаллизации, которые не образовались бы при меньших переохлаждениях. Роль кремнийсодержащей добавки (SiCa) сводится к созданию локального пересьпцения микрообъемов расплава углеродом, в результате чего инициируется зарождение карбидов хрома. В состав разработанного комплексного модификатора входят бор и висмут, которые являются дефицитными и дорогими металлами. Это обстоятельство может служить сдерживающим фактором применения комплексного модификатора для модифицирования чугунов на предприятии. Из литературных источников известно, что наиболее часто в качестве поверхностно-активного вещества используют Bi [3]. В качестве карбидообразующего элемента вместо бора можно использовать ТІ, Nb, Na, V и др. Но вышеуказанные заменители так же относятся к дорогим металлам. Вместе с тем в ряде смежных отраслей образуется большое количество отходов, содержащих эти элементы в чистом виде или в виде соединений. К таким отходам относятся отработанный висмут-молибденовый катализатор, в котором висмут и молибден находятся в виде оксидов. В связи с вьппесказанным произвели замену чистых висмута и бора в комплексном модификаторе висмут-молибденовым отработанным катализатором. Расчет весового количества катализатора производили в пересчете на добавку чистого висмута. Учитывая специфику литья по ЛГМ, модификаторы вводили несколькими способами, в том числе: непосредственно в полистирольную модель, на поверхность модели, в виде вставок в литниковую систему и в ковш. По первому способу ввод модификатора осуществляли путем нанесения модифицирующей добавки на гранулы полистирола перед вспениванием их в пресс-форме. С этой целью подвспененные гранулы пенополистирола смачивали связующим, состоящим из 2-4-х %-ного раствора поливинилбутераля в спирте, и обсыпали заданным количеством порошкообразного модификатора, который приклеивался к поверхности гранул пенополистирола. После испарения спирта гранулы с нанесенным на них модификатором засыпали в пресс-форму и производили окончательное вспенивание гранул в автоклаве с целью получения требуемой конфигурации модели. 17 По второму способу на поверхность полистирольной модели наносили модифицирующий состав, состоящий из тонкоразмолотого модификатора и связующего раствора поливинилбутераля в спирте. Перед установкой кустов с образцами в форму их окрашивали противопригарной краской. На рисунке 1 представлена схема установки в литниковую систему полистирольных вставок, модификатор в которые вводили по методике, описанной для первого способа ввода. 1 - стояк; 2 - зумф; 3 - полистирольная вставка с модификатором; 4 - образцы Рисунок 1 - Схема установки полистирольной вставки с модификатором в литниковую систему Ковшевое модифицирование осуществляли путем ввода вышеуказанных модификаторов под струю при заполнении ковша чугуном при температзфе 1450°С. Как показали результаты экспериментов (см. рис.2), критерием которых служила ширина зоны транскристаллизации, наилзшший эффект ползшили при ковшевом модифицировании комплексным модификатором, состоящим из А1+ВіМо катализатор +SiCa. а б а - исходная, б - модифицированная А1 + ВіМо(каталйзатор) + SiCa Рисунок 2 - Макроструктура изломов образцов На рисунке 2 представлены макроструктуры изломов образцов: а- исходного чугуна (немодифицированного); б- модифицированного комплексным модификатором, содержащим отходы висмут-молибденового катализатора вместо чистых висмута и бора. Излом немодифицированного образца характеризуется наличием сплошной транскристаллизации. У модифицированного образца равноосная структзфа наблюдается по всему его сечению. Остальные способы ввода не дали стабильных результатов по ликвидации транскристаллизации в литых образцах из ВХЧ. Таким образом, можно сделать вьшод, что для эффективного модифицирования можно использовать вторичные ресурсы, содержащие дорогие дефицитные металлы и таким образом удешевить процесс модифицирования. Литература 1. Жуков А.А. и др. О комплексном модифицировании серого чугуна// Литейное производство. - 1985. - №3.- С.9-10 2. А.с. 1650706 СССР.Способ модифицирования чугуна комплексным модификатором. 3. Ермолаев К.Н., Вертман А.А., Самарин А.Н. О механизме модифицирования металлов// Свойства расплавленных металлов.-М., 1974.- С.70-73 4. Комаров О.С., Тульев В.Д. О роли инородных включений при заро5цдении графита в чугуне// Литейное производство.-1984. -№6.-С.9-10 5. Комаров О.С., Садовский В.М., Урбанович Н.И. Влияние модифицирования на макроструктуру хромистого чугуна// Весці НАНБ. Серыя ФТ1.-2000. -№2.-С.24-27. 18 УДК 669.2:621.746 Моделирование литниково-питающих систем с использованием САПР AMD Студент гр. 104115 КулиничА.С. Наз^ный руководитель - Бежок А.П. Белорусский национальный технический университет г. Минск Качественный расчет элементов литниково-шгтаютцих систем для различных типов литья является сложной задачей и зависит, в первую очередь, от опыта и нрофессиональных качеств инженера-литейщика. Конечная цель расчета - поі^^енйе геометричестсих параметров (размеров) всех элементов ЛПС. При этом математически расчеты выполняются по методикам, полученным на основании обработки экспериментальньк данных с злотом объективных физических законов. Большая часть данных ддя расчетов нриведети в справочной литературе в виде таблтщ. По результатам расчета вьшолняется чертежная документация и (или) строятся трехмерные модели, которые в дальнейшем вместе с моделью отливтси можно использовать для расчетов процессов заполнения формы и кристаллизации расплава в любой специализированной литейной САПР. При необходимости можно самостоятельно автоматизировать и ускорить вьшолнение математических расчетов с последующей тенератщей чертежей и 3D моделей ЛПС с использоватшем САПР (Solid Woiks, AMD и дф.), не нрибегая к услугам нрофессиональньк нрограммистов. Одна из методик -реализовать расчет ЛПС и поіученйе 3d моделей за счет параметрических возможностей САПР. Минус тжого подхода - трудности автоматизации выборки числовых данных ддя расчетов из баз данных, полученных из гостов, снравочников и т.д. Плюс - навьпси нрограммирования не нужны, а результат может поі^^чйть любой пользователь САПР. На рисунке показан пример реализатщи датшого подхода к моделированию на примере простейшей ЛПС. Числовые данные для расчета и его алгоритм вводятся непосредственно в таблипу, а остальная логика получения модели реализуется на уровне взаимосвязей элементов эскизов и деталей в сборке. Результат-модель ЛПС и ее отпечаток в поі^^формах низа и верха. 3 -' • Е ч - К В С. 1 а УДК 669.714 Исследование процесса алюминотермического восстановления металлов для смесей с низкой термичностью Студент гр. 104114 - Шевцов А.А., студент гр. 104125 - Гралько В.В. Назлный руководитель - Слуцкий А.Г. Белорусский национальный технический университет г. Минск Из всего разнообразия способов получения легирующих нрисадок и лигатзф внепечной метод имеет ряд преимуществ. Это в первую очередь связано с исключением из технологической схемы энергоемких плавильных агрегатов. Внепечная металлотермия широко используется нри получении ферросплавов титана, ванадия, хрома и др. В основу нроцесса положено восстановление металла из оксидной фазы элементом имеющего более высокое сродство к кислороду (алюминий, кремний, магний). Металлотермические процессы сонрово5цдаются вьщелением большого количества тепла, что обеспечивает получение продуктов реакции в жидком виде. Основными условиями нротекания металлотермического 19 восстановления являются отрицательные значения энергии Гиббса ( Д Q ) и требуемая термичность смеси, которая определяется по формуле: Aq = - АЯ" Е м . (1) исх.еещестеа q - термичность смеси, Дж/г; АН° - тепловой эффект реакции, Дж/моль; исх. вещества сумма молекулярных и атомных весов исходных веществ. взятых в стехиометрическом соотношении, г/моль. Согласно правила Жемчужного для самопроизвольного протекания металлотермического процесса без внешнего подогрева приход тепла должен быть не ниже 2300 Дж/г. Целью работы является исследование процесса алюминотермического восстановления ряда легирующих элементов для смесей с низкой термичностью. Результаты расчета представлены на рисунке 1. “С а Д ж /г Термичность Рисунок 1 - Термичность смесей для различных оксидов Из рисунка 1 следует, что достаточно высокой термичностью обладают смеси оксидов с восстановителем ( алюминий), смеси таких металлов как железо, медь, никель, ванадий, вольфрам, молибден. Что касается хрома, цинка, кремния, титана, олова, то их значения термичности находятся в пределах от 2600 до 1500 Дж/г. Согласно правила Жемчужного для успешного протекания процесса восстановления без внешнего подогрева термичность должна превышать 2300 Дж/г. Лабораторные исследования процессов восстановления низкотермичных смесей проводили с использованием подогрева компонентов шихты в муфельной печи. На рисунке 2 представлено влияние температзры подогрева исходной смеси оксида хрома и алюминия на металлзргический выход по хрому. 0,% 100 80 60 40 20 О 75 80 50 Т ------------------ 1------------------ 1------------------ 1------------------ 1 25 250 500 750 Т,'С Рисунок 2 - Влияние температуры подогрева исходной смеси оксида хрома и алюминия на металлургический выход по хрому 20 Анализ полз^енных результатов свидетельствует о реальной возможности восстановления элементов имеющих низкую термичность за счет дополнительного нагрева исходной шихты. Литература Казачков Е.А. Расчеты по теории металлургических процессов. - М.: Металлургия, 1988. - 288 с. УДК 621.74.021 Разделительные покрытия для изготовления етержней понагреваемой оенаетке Студент гр. 104124 Пилипович С.В. Назшный руководитель - Пивоварчик А. А. Белорусский национальный технический университет г. Минск Стержневые смеси на основе различных термореактивных связующих обладают способностью прилипать к рабочей поверхности модельной оснастки, что ухудшает качество поверхности стержней, их размерную точность, увеличивает брак, а в некоторых слзшаях при съёме высокая прилипаемость может быть причиной полного разрушения стержней. Наиболее сильно прилипают к оснастке стержневые смеси при использовании в качестве связующего феноло-формальдегидной смолы [1]. Для устранения прилипания стержневой смеси к оснастке используют различного рода разделительные покрытия. К разделительным покрытиям для изготовления стержней по нагреваемой оснастке предъявляются следующие требования: - термостойкость до 300°С; - удобство и простота нанесения; - незначительное газовыделение; - многократный съём стержней с оснастки после разового нанесения. В настоящее время известна смазка для изготовления стержней по нагреваемой оснастке КЭ - 1001 производства Г.П. «Кремнийполимер» г. Запорожье, Украина. Однако данная смазка содержит в своем составе фунгициды, которые препятствуют разложению органической основы смазки при длительном хранении. Данные вещества при испарении выбрасывают в атмосферу вредные для здоровья человека компоненты. На кафедре «Металлзфгия литейных сплавов», БИТУ разработана новая нетоксичная водоратворимая смазка для изготовления стержней по нагреваемой оснастке. Смазка в качестве основного смазьшающего компонента содержит кремнийорганический гетероцепной полимер с высокой молекулярной массой, в качестве наполнителя - предельные и непредельные кислоты, в качестве поверхностно-активных веществ - неионогенное соединение, остальное - вода. Ползшенный концентрат эмульсии перед применением дополнительно разводится водой в соотношении 1: 10... 1:40 в зависимости от сложности производимых стержней. Физические свойства разработанной смазки приведены в таблице 1. Таблица 1 - Физические свойства смазки для изготовления стержней по нагреваемой оснастке Физические свойства разработанной смазки Плотность эмульсии, кг/м^ Вязкость по вискозиметру ВЗ-4 при температуре 20°С, сек PH эмульсии Седиментационная устойчивость, мес Температура замерзания, °С Цвет 0,91 10 7-8 >9 -0,5 Белый Следует отметить, что при замерзании эмульсии концентрат не расслаивается, а переходит в пластичное состояние. После подогрева эмульсия приобретает прежний вид и не теряет своих эксплуатационных свойств. Вновь разработанная смазка имеет невысокую вязкость, что позволяет механизировать процесс её нанесения. Разработанная смазка прошла промышленное опробование и внедрена в литейном цехе №1 РУП «МТЗ». При промышленном опробовании на Минском тракторном заводе смазка наносилась на рабочие поверхности стержневых япщков при помощи распылителей, разработанными в ОДО «Эвтектика». Смазка использовалась при изготовлении стержней по всей номенклатзфе литейного цеха №1 РУП «МТЗ». Перед употреблением концентрат разработанной смазки разбавляли водой в соотношении 1:20, а смазки КЭ - 1001 - 1: 10. Литература 1. Г. В. Просянник. Изготовление стержней по нагреваемой оснастке. - М.: Машиностроение, 1970.- С. 43 21 УДК 658.567 Импортозамещающая технология и оборудование для извлечения алюминия и меди из низкоеортных отходов производетва Студент гр. 113624 Шуст А. С. Наз^ный руководитель - Андриц А. А. Белорусский национальный технический университет г. Минск Наши города буквально опутаны несколькими миллионами километров проводов. Объем отходов, извлекаемых после эксплуатации кабелей, оценен экспертами мс5цдународной федерации производителей кабелей 1CF в 5 млн. тонн. В спрессованном виде это — либо куб со стороной 170 м, либо ковер толщиной 10 см и площадью 50 млн. м ,^ либо покрытие автобана от Парижа до Мюнхена шириной 50 м. И это количество отходов каждый год становится все больше и больше, причем эти цифры относятся только к кабельной промьппленности, а, следовательно, возникает проблема утилизации отработавшей свой срок кабельной продукции Поэтому необходимость и актуальность развития соответствующих высоких технологий переработки очевидна. Что касается России и стран СНГ, в которых отходы (за исключением меди и алюминия) до сих пор в основном подвергаются захоронению или сжиганию, то вопрос о создании новых подходов к решению проблемы вообще остается открытым. Заметим, что переработка отходов с целью извлечения меди всегда была вьп-одна, а переработка полимерной фракции — убыточна, т.к. проблема переработки и повторного использования полимерных отходов кабельной промышленности представляет собой весьма сложную в техническом и экономическом отношениях задачу. На российских кабельных заводах с середины 90-х стали применяться промышленные установки (в основном зарубежного производства) по переработке кабельных отходов. При этом, как это ни покажется странным, наибольгпую проблему составили массовые отходы относительно тонких (менее 1 мм^) токопроводящих жил (ТПЖ) в полимерной изоляции. Речь идет в первую очередь о телефонных кабелях. На сегодняшний день существуют три основных технологических способа переработки кабеля. 1. Отжиг кабеля на огне. Это экологически небезопасный метод. К тому же, большая часть приповерхностных слоев металла уходит в брак. 2. Зачистка кабеля от изоляции вручную - трудоемкий и длительный процесс. Таким способом можно переработать только небольшие объемы кабеля. 3. Третий способ - механическая переработка кабеля на высокопроизводительной, специализированной установке. Это наиболее эффективный и экологичный метод утилизации кабеля, при котором металл и пластиковая изоляция измельчаются и сепарируются. Предлагаемый к освоению способ переработки предусматривает замещение импорта цветных металлов за счет создания комплексной технологии переработки отходов кабельной продукции. Новизна состоит в создании новых технологических принципов переработки сложных отходов методом пиролиза, включающих применение магнитной сепарации, разделение материалов в тяжелых средах по удельному весу, использование различных восстановителей, обеспечивающих при замкнутом производственном цикле получение максимальной степени извлечения тяжелых цветных металлов со 100% экологической эффективностью. Реализация технологии позволит получать дешевые сплавы и изделия на основе тяжелых цветных металлов, повысить их конкурентоспособность на внутреннем рынке, создать дополнительные рабочие места. Предлагаемая технология разделения отходов может быть использована для переработки как уже накопившихся отходов, хранящихся на складах предприятий, причем за относительно короткий временной период, так и отходы, накапливаемые на производстве перманентно. Важно отметить, что технологический процесс по предлагаемому нами способу может быть достаточно легко реализован, т.к. оснащается оборудованием, широко используемым в обычном технологическом производстве. Предполагается также, что разработанный процесс будет работать по замкнутому циклу без вредных выбросов в окружаюгцую среду. Кроме того, в перспективе перенос растворных методов переработки кабельных отходов и на другие типы, в Т.Ч., с изоляцией из других полимерных материалов и т.д. Мы рассмотрели лишь некоторые аспекты утилизации кабельной продукции и припши к выводу, что во-первых экология и бизнес при использовании современных технологий вполне совместимы, во- вторых, в этом сегменте рьшка еще существуют незанятые ниши. 22 УДК 658.567 Анализ методов переработки олово- и евинецеодержащих отходов Студент гр. 104117 Родевич В.В. Назлный руководитель - Андриц А. А. Белорусский национальный технический университет г. Минск Цель данной работы - разработка технологии и оборудования для извлечения цветных металлов из вторичных ресурсов для импортозамегцения первичного металлосырья. Планируется, что разрабатьшаемая технология позволит получать качественную и конкзфснтоспособную металлопродукцию (лигатзфы, припои) с использованием низкосортных отходов (оловянно-свинцовая и свинцовая изгарь). Более низкая цена металлов, извлеченных из отходов, обеспечит сокрагцение более чем в 2 раза стоимость готовой продукции. На первом этапе для выявления сугцествуюгцих видов отходов и вариантов их переработки был проведен обзор различных информационных материалов, в результате которого была получена информация, изложенная ниже. Ориентировочные объемы образования отходов составляют: • свинцовая изгарь - 600 т/год; • оловянно-свинцовая изгарь - 80 т/год. На сегоднягпний день основными способами получения оловянно-свинцовых сплавов из отходов являются: - Непосредственная переплавка изгари с применением различных флюсов. При использовании этого способа в атмосферу вьщеляются СО и испарения свинца, что негативно сказывается как для персонала, так и для окружаюгцей среды. К тому же способ характеризуется невысоким металлургическим выходом и затруднительным извлечением металла из мелкой фракции. - Способ переработки сплавов лужения с высоким и низким содержанием олова и оловянно­ свинцового припоя. Переплавка осугцествляется в два этапа. Сплавы измельчаются и рассеиваются на две фракции, подвергаясь магнитной сепарации. На 1-м этапе фракция +5 мм плавится в дуговой печи при температзфе Me 1070 К, ишака 1400 К; на втором этапе переплавляются фракции -5 мм при температзфе Me 1270 К, шлака 1500 К. В нашем слзшае основным материалом для переработки является изгарь, которая идет в отходы при лужении медного провода и пайки электронных изделий. Содержание олова и свинца в ней составляет около 80%, а также в больших количествах присутствует медь (до 17%) как в виде механических включений, так и в соединении с оловом и свинцом, что затрудняет процесс переработки. Для определения металлзфгического выхода химического состава исследуемой изгари в лабораторных условиях были проведены эксперименты. Изгарь рассеивалась на фракции и каждая фракция переплавлялась отдельно в установке без доступа воздуха с использованием специального флюса для улучшения условия слияния корольков металла. Металлургический выход металла из крупной фракции составил 75,4 %, из мелкой - 48,2 %. Химический состав по первому и второму пиролизу практически идентичен: 1. Sn 53-52%, Си 4-5%, Pb 43-41%. 2. Sn 52-53%, Си 5-6%, Pb 43-41%. При использовании данного метода выделение вредных выбросов в атмосферу бьши минимизированы. Нежелательной особенностью эксперимента стало повышенное содержание меди и невозможность использования данного сплава в качестве припоя. Результаты теоретического и практического исследования уже показали эффективность разрабатываемого способа переработки низкосортных отходов производства с содержанием свинца и олова, однако, первые эксперименты поставили и ряд задач для решения. 23 24 Материаловедение в машиностроении 25 УДК 621.7 Повышение изноеоетойкоети деталей корпуеов плугов Аспирант - Ткаченко Г. А., студент - Капленко Е.С. Назлный руководитель - Константинов В.М. Белорусский национальный технический университет г. Минск Повышение износостойкости деталей корпусов плугов, отечественного производства, является актуальной проблемой, т.к. ресзфс работы многих элементов, например долота, ниже западных аналогов в 1,5 - 2 раза и, как правило, не дотягивает до требований СТБ. В настоягцее время для изготовления рабочих органов плугов применяют углеродистую конструкционную сталь марки 65Г, с последуюгцим объемным упрочнением, состоягцим в закалке и среднем отпуске. Такая обработка структура детали состоит из троостита, которая предает рабочему органу твердость 45... 50 HRC и ударную вязкость. Самой важной деталью корпуса плуга является долото, которое предназначено для подрезания пласта почвы ее подъема и направления на отвал. Данная деталь является тяжело-нагруженной и в процессе эксплуатации подвергается химическому воздействию окружаюгцей среды - коррозии, ударным нагрузкам, возникаюгцим в результате ударов о камни, а также наиболее сугцественному воздействию, лимитируюгцему срок эксплуатации - изнашивание материала массой твердых абразивных частиц. Механизм изнапшвания зависит от соотношения твердости частиц и изнашиваемого материала. Если твердость частиц абразива выше твердости изнашиваемого материала, то разрушение его поверхности трения происходит вследствие микрорезания (отделения частиц износа в виде стружки при однократном прохождении абразивной частицы) либо в результате многоциклового разрушения пластически деформируемых зшастков (оттесненный движугцейся частицей материал отделяется от основного при повторных нагружениях). Если твердость частиц абразива ниже, чем твердость сопрягаемого металла, то возможно процесс изнашивания будет происходить следуюгцим образом: фрикционный разогрев поверхностного слоя, вызьшаюший уменьшение твердости отдельных зшастков поверхности металла при трении о деформируемую массу, и реализации благодаря этому вышеописанного механизма [1]. Такое явление возможно при работе деталей корпусов плугов в сухой почве, если скорости движения трактора более 10 км/ч. На интенсивность изнашивания материала оказывает влияние твердость металла в сравнении с твердостью частиц, размер частиц их форма, скорость движения деталей в абразивной массе, давление, оказываемое абразивом на деталь. Для снижения интенсивности изнашивания деталей почвообрабатываюгцей техники необходимо учитывать все перечисленные факторы. Наиболее простым для контроля и регулирования является твердость. Известно, что износостойкость металла повышается с ростом его твердости по параболическому закону [1]. Следовательно, необходимо приблизить твердость поверхности детали к твердости абразивных частиц, твердость которых колеблется от 9000 - 15000 МПа. Наиболее массовым и действенным является химико-термическая обработка в частности газовая нитроцементация с последуюгцей термической обработкой. Технологическую операцию нитроцементации легко включить в сугцествуюгций технологический процесс изготовления и обработки деталей. Благодаря нитро цементации в газовой среде при 850 ОС можно сформировать на поверхности детали диффузионный слой величиной до 1,0 мм, который будет обеспечивать большее повышение износостойкости, теплостойкости и коррозионной стойкости обрабатываемых изделий. После нитроцементации и закалки деталей был проведен металлографический анализ, который показ следуюгцее: за 5 часов изотермической вьщержки был сформирован износостойкий диффузионный слой 650 - 700 мкм состоягций из легированного азотом мартенсита и остаточного аустенита. При этом максимальная твердость слоя составила 9000 МПа, рисунок 1. Сталь 65Г после ХТО и ТО 10000 9500 ™ 9000 ^ 8500 . 8000 S 7500 л: 7000 6500 6000 — Слой о 100 200 300 400 500 600 700 800 900 L, mkm Рисунок 1 - Распределение микротвердости на стали 65Е. 26 Для определения целесообразности и эффективности применения технологии упрочнения деталей с помощью нитро цементации необходимо провести испытания на стойкость диффузионного слоя в абразивной среде. Наиболее точные данные можно полз^ить, проводя испытания в полевых условиях, однако такие исследования дорогостояпще и длительные. Поэтому очевидна целесообразность проведения лабораторных испытаний, которые были бы максимально приближены к реальным условиям по скорости движения образца в абразивной массе, способу крепления и образец соответствовал реальной детали. Для этих целей предложено применить лабораторную установку, литейные бегунки - смеситель, для испытания на изнашивание при движении образца в незакрепленных частичках, схема приведена на ри­ сунке 2, состоящая из бака с абразивом 1, редуктора 2, электродвигателя 5, платформы 4, пускателя 3. Скорость вращения образца составляет 0,8 м/с. Оценка износостойкость проводиться по потере массы образцами на пройденное расстояние. Установка имеет следующие преимущества: установка образца приближена к реальным условиям возможно применение различных составов и разных типов почв возможно варьирование размерами зерен и степенью увлажненности абразивной массы возможность изменять углы атаки к абразивной массе и к горизонтальной плоскости образцы соответствующие реальным деталям; Рисунок 2 - Схема установки для лабораторных испытаний. Применение нитроцементации для деталей почвообрабатывающей техники позволило получить износостойкий диффузионный слой с твердостью 9000 МПа, что сопоставимо с твердостью абразивных частиц почвы 9000 - 15000 МПа. Тем самым это позволит уменьшить внедрение и резание частичками абразива поверхности металла, что приведет к снижению интенсивности изнашивания и повысит ресзфс деталей. Использование лабораторных исследований износостойкости даст возможность проведения большого количества испытаний, которые помогут дешевле и быстрее давать заключение о целесообразности и эффективности использования упрочняющих технологий, связанных с повьппение износостойкости деталей работающих в абразивных средах. Литература «Трение и износ в машинах» П.Н. Богданович; В.Я. Прушак - Мн.: Выш. Шк., 1999 - 374с. УДК 621.78.066.6 Оптимизация режимов отпуека быетрорежущей етали Студенты гр. 104514 Базылик Д.В., Бостынец С.М., Лебедько С.В. Назшный руководитель - Стефанович В. А. Белорусский национальный технический университет г. Минск Целью данной работы является оценка свойств и энергосбережения при термической обработке быстрорежущих сталей с использованием изосклерного отпуска. По литературным данным [1] использование двукратного изосклерного отпуска после закалки (повышение температзфы отпуска с уменьшением времени вьщержки) обеспечивает аналогичные свойства быстрорежущей стали, как и после широко используемого трехкратного отпуска при 560°С. На заводе СИиТО отпуск инструмента из быстрорежущей стали проводят в селитровых ваннах СВС-3,5.8.3,5/6,5, которые позволяют технологически осуществить изосклерный отпуск. Образцы из быстрорежущей стали Р6М5 размером П16х22мм были подвергнуты закалке с 1=1220 °С и последующему отпуску: трехкратному при 560 °С с вьщержкой по 1 часу, двукратному изосклерному при 580°С с вьщержкой 10, 20, 25 мин. и 27 двукратному изосклерному при 600°С с вьщержкой 10, 15 мин. Испытания на теплостойкость проводили при 1=620 °С и вьщержкой 4 часа. Значения твердости представлены в таблице 1. Как видно из приведенных данных твердость быстрорежущей стали после изосклерного отпуска равна или выше 1... 1,5 HRC твердости быстрорежущей стали обрабатываемой по общепринятому режиму. Аналогичное значение имеет и теплостойкость (таблица 1). Как видно из полученных данных основные характеристики свойств быстрорежущей стали после изосклерного отпуска имеют значения не хуже, чем после общепринятой ТО. Использование изосклерного отпуска сокращает время обработки, что позволит уменьшить энергозатраты на ТО. Таблица 1 - Твердость быстрорежущей стали после различных видов отпуска. 1 отпуска, °С Время отпуска, мин. Кратность отпуска HRC после отпуска Т еплостойкость 560 60 3 64,5 56.8 580 10 2 64,3 57.3 580 20 2 65,2 57.1 580 25 2 66,0 57.0 600 10 2 64,6 57.0 600 15 2 64,0 56.0 Экономия энергии при использовании изосклерного отпуска образуется за счет уменьшения тепловых потерь печью-ванной при сокращении времени нагрева со 180 мин. при трехкратном отпуске до 40 мин. при двукратном изосклерном отпуске. Дополнительный расход энергии возможен за счет излучения зеркалом ванны при повышении температуры расплава. Тепловой баланс печи-ванны при обработке 1 кг режущего инструмента показывает, что энергозатраты при использовании изосклерного отпуска позволяют сэкономить 8 кДж. Выводы: 1. Изосклерный отпуск не ухудшает твердость и теплостойкость быстрорежущей стали. 2. Температурно-временные режимы не требуют жесткого соблюдения их значений, что позволяет применять изосклерный отпуск для инструмента различного сечения. 3. Время термической обработки при использовании изосклерного отпуска сокращается в 4...3 раза. Литература Смольников Е.А. Термическая и химико-термическая обработка инструментов в соляных ваннах. - Москва: Машиностроение, 1989. УДК 621.785 Преимущества закалки в вакууме Студент гр. 104514 Дудинский В.М. Назшный руководитель - Щербаков Э. Д. Белорусский национальный технический университет г. Минск Разреженная среда - вакуум находит все более широкое применение при нагреве металлов, поскольку для большинства металлов 11 - IV подгрупп периодической системы нельзя подобрать защитную среду, полностью исключаюгцую взаимодействие с обрабатываемым металлом [1]. Закалка, которая еще несколько десятилетий назад, проводилась только в окислительных или восстановительных средах при атмосферном давлении, имеет тенденцию к осуществлению нагрева в вакууме, а охлаящение в потоке инертного газа. Преимуществами закалки газом после нагрева в вакууме по сравнению с закалкой после нагрева в других защитных средах, в том числе в соляных ваннах, являются: 1. Уменьшение деформации и коробления, которые обусловлены, во-первых, отсутствием перемещения нагретых деталей при напуске газа непосредственно в камеру нагрева; во-вторых, использованием градиента температзфы за счет выбранного направления охлаждающего газового потока; в-третьих, возможностью применения в вакууме в качестве материала технологической оснастки (зажимы, подставки) графита, нагревающегося медленнее, чем изделие, не деформирующегося и сохраняющего прочность при нагреве и охлаждении, в-четвертых, уменьшением напряжений в поверхностном слое [2]. 2. Получение чистой светлой поверхности без науглероживания или обезуглероживания. 3. Повьппение качества изделий. При вакуумной закалке в сравнении с другими видами закалки при той же твердости достигается повышенная пластичность. 28 Благодаря лучшему качеству поверхности повышаются эксплуатационные характеристики обрабатываемых изделий. В ряде слзшаев закалка в вакууме быстрорежугцих сталей при одинаковом режиме отпуска дает некоторое повышение твердости по сравнению с закалкой в соляной ванне [3]. При этом отсутствие обезуглероживания, повьппение износостойкости инструмента улучшают рабочие характеристики инструмента. Отпуск в вакууме также способствует повышению срока службы штампов за счет дегазации металла, особенно удаления водорода. 4. Применение закалки в вакууме позволяет устранить или значительно сократить последуюгцую механическую обработку и соответственно снизить припуски. Отсутствие последуюгцей механической обработки особенно важно для изделий с высокой прочностью и твердостью (инструмент), для которых эта обработка весьма трудоемка, а также для массивных деталей сложной конфигзфации, где вследствие разновременности протекания мартенситных преврагцений, сопровождаюгцихся изменением размеров, возникают дополнительные деформации, приводягцие к трегцинам и браку при повторной механической обработке. Сокрагцение объема механической обработки деталей значительно снижает их стоимость 5. Возможность повьппения культуры производства, отсутствие токсичных вегцеств и взрывоопасных сред в производственном помегцении. 6. Экономия за счет расходов на приобретение, приготовление, контроль и удаление защитной атмосферы и химикатов. 7. Снижение количества отпусков деталей из быстрорежугцей стали. Опыт ряда фирм показывает, что после применения закалки быстрорежугцих сталей в вакууме требуется только однократный отпуск вместо трех- и двукратного. Это явление связано с уменьгпением количества остаточного аустенита. Экономические преимугцества использования вакуумного оборудования вызывают много споров, однако, зшитывая то, что требования к качеству обрабатываемых изделий с каждым годом становятся выгпе, нельзя отрицать тот факт, что использование вакуумного оборудования при термической и химико­ термической обработке становится необходимостью. Литература 1. Мармер Э.Н., Мзфованньш С.Г. Электропечи для термовакуумных процессов. М.: «Энергия», 1977.-216с. 2. Спектор А.Г., Брозголь И.М., Иртлач В.С. Деформация колец подгпипников при гплифовании. - Труды «ВНИИП», 1969, №1 (57), с. 3-15. 3. Такахаси М., Уэхара К. Термообработка инструмента из быстрорежугцей стали в вакуумных печах. - «Коре канецу», 1969, т. 6, №4, с. 194-200 (Перевод ВИНИТИ, 1970, №87948) УДК 621.785 Применения вакуумного оборудования при химико-термичеекой обработке деталей Студент гр. 104514 Дудинский В.М. Назшный руководитель - Щербаков Э. Д. Белорусский национальный технический университет г. Минск В современном мире в условиях дороговизны материалов и топливно-энергетических ресурсов добиться повьппения работоспособности и надежности деталей и узлов без внедрения на производстве прогрессивных технологий термической и химико-термической обработки практически невозможно. Новое оборудование, используемое в данной области, должно отвечать требованиям международных стандартов, быть максимально автоматизированным и экологически безопасным. В данной работе предлагается к рассмотрению возможность использования производственной линии фирмы «1PSEN INTERNATIONAL GMBH» для вакуумной химико-термической обработки (цементации, нитроцементации) деталей. Сугцественными достоинствами вакуумной технологии является сокрагцение продолжительности процессов насьпцения, снижение потребления ТЭР (вакуумные печи «1PSEN» - ИЗО кВт, камерные печи «1PSEN» - 1804 кВт, вакуумные печи «В.М.1» - 1540 кВт) и отсутствие внутреннего межкристаллического окисления (за счет отсутствия в атмосфере кислородосодержащих компонентов). На основании справочных данных энергоемкость снижается за счет действия ряда факторов: сокращение длительности цикла на 50-70 %, исключение затрат природного газа и электроэнергии на подготовительные операции - нагрев и вьшод печей на рабочий режим, снижение расхода карбюризатора на насыщение, исключение затрат на приготовление эндогаза. Рассматриваемый процесс представляет собой предварительную мойку деталей, нагрев в проходной атмосферной печи до 450 °С (позволяет обеспечить выгорание остатков масла и экономию времени обработки в вакуумных печах), загрузку модулем в вакуумные печи. 29 Нагрев осуществляется либо в вакууме (радиационный обмен), либо в азоте (конвекция). Цемента­ ция происходит при температуре 930-1050 °С, при низком давлении (менее 100 милибар = 10 000 Па = 10 кПа), в течении 5-9 часов (в зависимости от требуемой толщины слоя). Толщина слоя определяется общим временем цикла. Количество необходимого газа регулируется в зависимости от массы, суммарной площади насыщения и соотногпением продолжительности насыщения и диффузию. Основным карбюризатором является ацетилен (возможен этилен). Применение ацетилена при низком давлении позволяет избежать больпюй неравномерности насьпцения углеродом поверхностей обрабатьшаемых деталей, и обильного сажеобразования, по сравнению с насыщение в природном газе. В отличии от газовой цементации, когда подвод углевода к поверхности деталей осуществляется благодаря химическим реакциям компонентов атмосферы (СО, СОг, НгО, Нг, С2Н2) при вакуумной цементации происходит непосредственная адсорбция сталью углерода, который откладывается на очищенной поверхности металла в результате разложения аце­ тилена. В рабочем пространстве печи происходит диссоциация ацетилена: С2Н2=>2С+Н2 При вакуумном насьпцении на рассматриваемом оборудовании используется метод чередования коротких циклов насыщения и диффузии. Последовательное осуществление вакуумирования и подачи газа позволяет удалять из глухих отверстий воздух и отработанную науглероживающую среду и обеспечить поступление свежих порций газа во внутренние полости детали. При осуществлении нитроцементации в рабочее пространство дополнительно подают аммиак. После цементации детали вакуумным модулем перегружаются в закалочный модуль, где при давлении 20 бар (2 000000 Па = 2МПа) проходит закалка в гелии. Линия оборудована установкой многократного использования гелия, что позволяет сделать применение гелия более экономически выгодным, чем азот. На один цикл потери гелия составляют 5 % от поданного количества на закалку. Закалка в газе по сравнению с закалкой в масло обладает следующими преимуществами: отсутствие «паровой рубашки» и управление скоростью мартенситного и перлитного превращений, обеспечивающих снижений деформаций, исключение последующих операций мойки и очистки. В качестве технологических газов в линии использующиеся водород и азот для продувки форсунок подачи ацетилена, с целью выжигания сажи. Применение гелия в качестве закалочной среды перед традиционной закалке в азоте обеспечивает больгпую прокаливаемость и закаливаемость деталей. Глубина слоя и структура на готовых деталях совершенно гомогенны на всех деталях. Таким образом, выпускаемое фирмой «1PSEN INTERNATIONAL GMBH» оборудование позволяет получать высококачественную продукцию, исключив из производственного цикла более энергозатратные и экологически небезопасные соляные ванны и другое морально устаревшее оборудование для химико- термической обработки. УДК 669:620.16 Проблемы разрушения муфты замка для бурильных труб Студенты гр. 104215 Борткевич Г.В., Булойчик И.А. Назшные руководители - Стефанович В.А., Борисов С.В. Белорусский национальный технический университет г. Минск Целью данной работы является анализ причин разрушения муфты замка для бзфильных труб. Для анализа была представлена муфта с изломом со стороны трубы. Согласно ГОСТ 7918 - 75 детали замка должны изготавливаться в соответствии с нижеприведенными требованиями настоящего стандарта: п.2.2. Замки должны изготавливаться из стали 40ХН и подвергаться улучшению на твёрдость 28...32 HRC по всему сечению изделия. Механические свойства которой после термообработки должны быть не ниже следующих: предел прочности при растяжении, кГс/мм^............................................................................90 предел текучести при растяжении, кГс/мм^..............................................................................70 относительное удлинение, % ..................................................................................................... 15 относительное сужение, % ......................................................................................................... 50 ударная вязкость при 20 °С, кГс*м/см^..................................................................................... 12 твердость, HRC (НВ)...................................................................................................................28(262) п.2.3. Наружная поверхность муфт и ниппелей должна быть подвергнута индукционной термообработке на глубину 1,5-2,5 мм до твердости, не менее 49,5 HRC. При этом зшастки длинной 50 - 65 мм со стороны торца замковой резьбы муфты и 30 - 35 мм со стороны трубной резьбы ниппеля и муфты индукционной термообработке не подлежат. 30 Допускается закалка отдельными поясками, размеры которых указываются в рабочих чертежах. п.2.2, 2.3 (Измененная редакция,Изм.№1,2) п.2.4 Замковая резьба 3-50 ниппеля и муфты должны быть подвергнута индукционной обработке на глубину от 3,3 до 5,0 мм от вершины профиля до твердости 49-57 HRC в зоне от второго до десятого витков, считая от заходного витка. После индукционной термообработки для снятия внутренних напряжений детали должны быть подвергнуты низкому отпуску или операции, его заменяющей. Согласно вышеприведенных вьщержек ГОСТ 7918-71 зшастки муфты длинной 50 - 65 мм со стороны торца замковой резьбы и 30 - 35 мм со стороны трубной резьбы должны иметь твердость HRC 28 (НВ262),что обеспечивать ударную вязкость при 20°С не ниже 12 кГс*м/см^ относительное удлинение 15%, относительное сужение 50%. В представленной на анализ муфте замка произошло разрушения в зоне резьбы (рис. 1). Длина обломанной части составляла примерно 60мм. Рисунок 1 - Схема излома муфты со стороны замковой резьбы Для вьншления причин разрушения муфты были выполнены следующие исследования: химический и металлографический анализы, измерение твердости по поверхности муфты, измерение микротвердости по сечению муфты. Как показал химический анализ, представленная муфта изготовлена из стали 40Х, а не из стали 40ХН, что противоречит ГОСТ 7918 - 75. Сравнение механических свойств, сталей 40Х и 40ХН обработанных на одинаковую прочность (ав = 1000 МПа, ат = 800 МПа) имеют различную вязкость: сталь 40Х - КСи 0,6 МДж/м^; сталь 40ХН - KCU 0,7 МДж/м^. У стали 40Х вязкость на 14... 15 % ниже [1]. Измерение микротвёрдости по сечению муфты в зоне разрушения показало, что значение твёрдости по всему сечению одинаковая и составляет 4570±200 МПа, что соответствует твёрдости 44 HRC. Распределение твёрдости по длине муфты показало, что в зонах резьбы (место разрушения) твёрдость составляет 43.. .45 HRC в более массивной части муфты твёрдость ниже и колеблется в пределах 32...35 HRC. Микроструктура муфты в зоне разрушения имеет игольчатое строение и представляет собой троостит отпуска, а не сорбит отпуска зернистого строения. Таким образом причиной разрушения муфты бурильных труб является полное несоответствие механических свойств, структуры техническим требованиям в соответствии ГОСТ 7918-75, которые выразились в следующем: 1. Химический анализ стали муфты показал, что используется сталь 40Х, а не сталь 40ХН. Сталь 40Х по сравнении с 40ХН имеет меньшую вязкость (сталь 40XH-KCU 0,6 МДж/м^; сталь 40XH-KCU 0,7 МДж/м^), что уменьшает сопротивление ударным нагрузкам. 2. Повышенная твёрдость в зоне резьб муфты, которая составляет 43.. .45 HRC вместо 28...32 HRC. Твёрдость 44...45 HRC соответствует области хрупкости 1-го рода, т.е. вязкость в зоне резьб резьбы муфты будет гораздо меньше требуемой >12 кГс/см^. 3. Микроструктура в сечении резьб муфты при требуемой твёрдости >28 HRC должна быть сорбит отпуска и иметь зернистое строение. В исследуемом сечении структура имеет игольчатое строение, которая обладает низкой вязкостью, чем зернистая структзфа. Литература 1. Гольдштейн М.И., Грачев С.В. Векслер Ю.Г. Специальные стали. М. «Металлургия», 1985. 2. Конструкционные стали (справочник) Приданцев М.В., Давыдова Л.Н., Тамарина И. А., М., «Металлургия», 1980, 288с. 3. Гуляев А.П., Мещерикова О.Н., Зикеев В.Н. и др. Металловедение и термическая обработка металлов, 1968, №9, с 39 - 42. 4. Марочник сталей и сплавов. М., ЦНИИТмаш, 1971. 481с. с ил. 31 УДК 621 Новая форма интеграции науки и промышленности Студент гр. 104126 Шестюк И.В. Наз^ный руководитель - Менделеева О. Л. Белорусский национальный технический университет г. Минск Технопарки являются новой формой интеграции высшего образования, науки, промышленности, предпринимательства, источников финансирования, региональных и местных органов управления и власти. Технопарки позволяют эффективно создавать и реализовать технологии, присущие индустриально развитой стране 21 века. Начало технопаркам было положено в США Стенфордским университетом в 50 гг. В 80 гг. технопарки в США стали появляться один за другим. Это привело к развитию наукоёмкого сектора промышленности. В США технопарки являются в основном государственными исследовательскими центрами. На сегодняшний день в США насчитывается более 160 технопарков ( более 30% от общего числа технопарков в мире ). Наиболее известным примером крупного научного и технологического парка является «Силиконовая долина», название которой стало нарицательным и обозначает определенную территорию, на которой сконцентрированы объекты электронной и компьютерной индустрии, зону высоких технологий. В настоящее время в США существует несколько моделей взаимоотношений университетов с технопарками. Кризис в экономике всегда был толчком к созданию технопарков. В Европе технопарки появились вначале 70 гг. В конце 80 гг. начинается формирование первой волны российских технопарков и создается ассоциация «Технопарк», которая занимается изучением и адаптацией к российским условиям зарубежного опыта создания технопарков, пропагандой и разъяснением сущности технопарка как наиболее эффективной формы обеспечения развития малого инновационного предпринимательства, подготовкой кадров для технопарков и малых инновационных фирм, в том числе с привлечением ведущих зарубежных специалистов. Благодаря усилиям данной ассоциации в эти годы в России произошел бурный рост технопарков ( от 2 в 1990г. до 43 в 1993г.). Первый технопарк в Российской Федерации - «Томский наушно-технологический парк» был создан в 1990 г. Сейчас по количеству технопарков Россия занимает пятое место в мире (более 60 технопарков). Российские технопарки оказались по существу «инкубаторами», задача которых состоит в том, чтобы создать льготные условия для молодых ученных, а для только возникшего бизнеса дать возможность набраться сил для независимого существования ( характерный пример - Наушный парк МГУ). В развитии российской информационно-технической индустрии «инкубаторы» не сыграли заметной роли. Республика Беларусь также имеет опыт работы технопарка. 5 ноября 1992 года Белорусской Государственной Политехнической Академией (БГПА) на базе Механико-технологического факультета учрежден учебный научно-производственный центр «МЕТОЛИТ» БГПА. Унитарное предприятие «Технопарк БИТУ «Метолит» образовано с целью создания благоприятных условий для развития предпринимательства в научно-технической сфере, осуществления инновационного процесса, поиск новшества- вьшуск инновационного продукта- реализация. Разработки Технопарка удостоены ряда высших наград. Сегодня «Метолит» представляет собой развитую структуру наушных и инновационных подразделений. УДК 669.72.011 Особенности процесса цементации в современном производстве Студент гр.104214 Гегеня Д.В. Наушный руководитель - Протасевич Г.Ф. Белорусский национальный технический университет г. Минск Целью настоящей работы является усиление внимания к проблеме уменьшения затрат при цементации и сокращения ее продолжительности. Актуальными в настоящее время являются вопросы повышения надёжности и долговечности машин, приборов, установок, повышение их качества и эффективности работы, а также, вопросы экономии металлов, борьбы с коррозией и износом деталей машин. Роль проблемы повьппения долговечности машин и механизмов, приборов и установак особенно возросла в последнее время, так как развитие большинства отраслей промьппленности связано с повышением нагрузок, температур, агрессивности сред, в которых работают детали. 32 Одним из возможных решений в повышении долговечности деталей является цементация. Цементация - это процесс насьпцения металлов и сплавов углеродом. Цементация сталей (в сочетании с термообработкой) проводится с целью повышения поверхностной твердости, износостойкости и усталостной прочности при сохранении высокой вязкости сердцевины. Цементация является наиболее распространенным в машиностроении процессом химико­ термической обработки благодаря его высокой эффективности и доступности. Ее можно проводить всеми известными в настоящее время методами и способами: - цементация в твердом карбюризаторе; - цементация в твердом карбюризаторе с нагревом ТВЧ; - цементация в пастах; - цементация в пастах с нагревом ТВЧ; - газовая цементация; - высокотемператзфная газовая цементация стали в печах; - ионная цементация; - газовая цементация кислородно-ацетиленовым пламенем; - цементация в расплавах солей; - цементация в расплавленном чугуне. Самой распространенной является газовая цементация т.к. она менее продолжительна, позволяет регулировать глубину и состав цементованного слоя, а самое главное легко поддается механизации и автоматизации. Совершенствование цементации пошло по пути улучшения системы управления углеродным потенциалом печной атмосферы. Управление углеродным потенциалом решило целый комплекс проблем газовой цементации: уменьшило количество немартенситных составляющих в микроструктуре цементованного слоя, исключило грубые дефекты типа цементитной сетки, упорядочило распределение микротвердости по толщине цементованного слоя, обеспечило высокую стабильность технологических процессов в производственных условиях и значительно снизило дисперсию свойств обрабатываемых деталей. Прирост долговечности деталей в некоторых случаях составил до 300%. Однако ряд существенных проблемы остались нерешенными: - большая длительность процесса: в среднем процесс цементации длится 8 - 9 ч.; - высокая температзфа процесса 900 - 950 °С и большая длительность обуславливают большие затраты на электроэнергию; - высокие затраты на содержание оборудования. УДК 669.1.015 Маркировка сталей в странах Европейского Союза Студент гр. 104215 Корзик А.П. Назшный руководитель - Пзшков Э.П. Белорусский национальный технический университет г.Минск Целью настоящей работы является усиления внимания к проблеме маркировки сталей в соответствии с действующими нормами Европейского Союза. Европейская система маркировки подробно изложена в стандарте EN 10027 в двух частях. На данный момент действующими являются EN 10027 (часть 1) от октября 2005 года, которая определяет порядок наименования сталей путем присвоения им буквенно-цифровых обозначений, и EN 10027 (часть 2) от сентября 1992 года, которая определяет порядок присвоения сталям порядковых номеров. Согласно первой части стандарта стали, по порядку присвоения им наименования, делятся на две группы. Первую группу составляют стали, наименование которых определяется их назначением и механическими или физическими свойствами. Наименование этой группы состоит из одной или более букв (X), связанных с назначением стали, далее следуют цифры, определяющие свойства стали (пип). За цифрами могут следовать дополнительные символы, определяющие состояние поставки стали и ее назначение (ап...). Далее могут указьшаться дополнительные символы для изделий, изготовленных из этого вида сталей (+ап +ап...). Скелет маркировки, исходя из вьппеназванных принципов, можно представить в виде: |Х | или | ац... | +ац +ац...| . Приведем маркировку сталей первой группы: 1. Строительные стали обозначаются буквой “S” (при необходимости впереди ставится буква “G”, означающая «стальное литьё»), далее следует значение минимального предела текучести в МПа из трех цифр, а затем дополнительная информация о предварительной обработке и назначении стали. Например: 8235Ж, S355N. 2. Стали для котлов и сосудов высокого давления начинаются с буквы “Р” (при необходимости впереди ставится буква “G”, означающая «стальное литьё»), следом идут три цифры, обозначающие 33 минимальный предел текучести в МПа. Далее идут буквенные обозначения, определяющие предварительную обработку и температзфу эксплуатации. Например: P265GH, Р355М. 3. Стали для трубопроводов начинаются с буквы “L”, затем три цифры минимального предела текучести в МПа. После этого буквенные обозначения предварительной обработки либо другие качества, при необходимости с одной или двумя цифрами. Например: L360GA. 4 .Стали для машиностроения начинаются с буквы “Е”, следом идут три цифры минимального предела прочности в МПа. Далее буква “G” означает другие качества, если необходимо с одной или двумя цифрами, и буквой “С” отмечается ее способность к волочению. Например: Е295, E295GC. 5. Арматурные стали обозначаются буквой “В”, далее следует значение минимального предела текучести в МПа (три цифры). Затем при необходимости указывается способность стали к вытяжке (N - нормальной, Н - высокой вытяжки). Например: В500А. 6. Стали для предварительно напряженных конструкций начинаются с буквы “Y”, далее - четыре цифры, обозначаюпще минимальное временное сопротивление в МПа. Затем следует буквенное обозначение особенностей состояния стали. Например: Y1770C. 7. Рельсовые стали начинаются с буквы “R”, затем три цифры твердости по Бринеллю (НВ), далее химический символ легирующего элемента (Сг - легированная хромом. Ми - высокое содержание марганца). Например: R320Cr. 8. Листовой прокат для холодной штамповки обозначается буквой “D”, далее еще одна буква свойства: С - холоднокатаный, D - горячекатаный, X - состояние проката (с двумя определяющими символами). Далее следуют буквы, определяющие назначение стали. Например: DD14, DC04. 9. Листовой прокат из высокопрочной стали для холодной штамповки начинается символом “Н”, далее свойство и минимальный предел текучести из трех цифр в МПа: С (СТ) - холоднокатаный, D (DT) - горячекатаный, X (XT) - вид проката (горячий или холодный) не указан. Далее буквами указывается состояние стали. Например: HC400LA. 10. Упаковочные листы и ленты обозначается буквой “Т”. Далее три цифры минимального предела текучести в МПа (если после “Н” - для полной закалки, “S” - для неполной закалки). ТН550, TS550. 11. Электротехнические стали начинаются с буквы “М”. Затем три цифры предельно допустимых потерь на перемагничивание в Вт/кг, умноженные на 100. Потом через дефис две цифры - минимальная толщина, умноженная на 100 в мм. Потом буквами указывается состояние структзфы. Например: М400- 50А. Далее идут стали второй группы: 1. Не легированные стали со средним содержанием марганца менее 1% (кроме автоматных) начинаются с буквы “С” (при необходимости впереди ставится буква “G”, означающая «стальное литьё»). Далее цифры - среднее содержание углерода в процентах, умноженное на 100. Далее буквами указывается назначение стали, содержание серы. Например: C20D,C35E. 2. Нелегированные стали с содержанием марганца менее либо равным 1%, нелегированные автоматные стали, легированные стали (кроме быстрорежущих) с содержанием каждого легирующего элемента до 5% не обозначаются начальной буквой (при необходимости ставится буква “G”, означающая «стальное литьё»). Далее - среднее содержание углерода в процентах, умноженное на 100. Затем указьшается символы химических элементов. Цифры указываются отдельно для кащдого элемента через тире и означают среднее содержание элемента, умноженное на определенные для каждого элемента коэффициенты (Cr,Co,Mn,Ni,Si,W - 4, Al,Be,Cn,Mo,Nb,Pb,Ta,Ti,V,Zr - 10, Ce,N,P,S - 100, В - 1000). Например: 13СгМо4-5, 28Мп6. 3. Легированные стали (кроме быстрорежущих) со средним содержанием, по меньшей мере одного легирующего элемента, более 5% начинаются с буквы “X” (при необходимости впереди ставится буква “G”, означающая «стальное литьё» или “РМ” - «порошковая металлургия», характеризующие способ получения стали). Первое число - среднее содержание углерода в %, умноженное на 100 (до трех цифр). Затем указывается символы химических элементов. Цифры указываются отдельно для кащдого элемента через тире и означают среднее содержание легирующего элемента. Например: X38CrMoNbl6, X10CrNil8- 8. 4. Быстрорежущие стали начинаются с букв “HS” (при необходимости впереди ставится буквы “РМ” - «порошковая металлургия», характеризующие способ получения стали). Затем ставятся цифры через тире, означающие содержание легирующих элементов в следующем порядке: W-Mo-V-Co. Далее могут указываться символы элементов, содержание которых достаточно велико. Например: HS2-9-1-8. Ко многим маркам сталей возможно через знак “+” добавить буквенное обозначение, определяющие особые требования, тип покрытия, вид обработки изделий, изготовленных из этих марок сталей. Порядок присвоения порядковых номеров сталям определяется стандартом EN10027 (часть 2). Порядковый номер представляется в виде 1.ХХХХ, где цифра 1. определяет, что данный материал относится к сталям. Следующие две цифры определяют номер группы сталей, последние две - порядковый номер стали в группе. По номеру группы можно определить к какому типу относится та или иная сталь. Нелегированные: стали обыкновенного качества имеют порядковые номера 1.00ХХ, качественные - от 1.01ХХ ДОІ.09ХХ, высококачественные - от 1.10ХХ до 1.13ХХ, инструментальные нелегированные от 1.15ХХ до 1.18ХХ. Легированные: инструментальные легированные - от 1.20ХХ до 1.28ХХ, 34 быстрорежущие - от 1.32ХХ до 1.33ХХ, износостойкие - 1.34ХХ, подшипниковые - 1.35ХХ, материалы со специальными свойствами - от 1.36ХХ до 1.39ХХ, коррозионно-стойкие - от 1.40ХХ до 1.45ХХ, жаропрочные и жаростойкие - от 1.46ХХ до 1.49ХХ, высококачественные легированные конструкционные - от 1.50ХХ до 1.85ХХ, свариваемые высококачественные - от 1.87ХХ до 1.89ХХ. УДК 669.018.58 Аморфные металлы Студенткагр.104215 МихлюкМ.А Назшный руководитель - Пзшков Э.П. Белорусский национальный технический университет г. Минск Цель настоящей работы - описание структур, способов ползшения, свойств и сфер применения аморфных металлов и сплавов. Первые сведения об этом типе сплавов были ползшены зшеными в начале 60-х годов прошлого столетия. В настоящее время в различных литературных источниках дается разное определение понятию аморфный металл. Следует отметить, что чистых аморфных металлов в природе нрактически не встречается. В большинстве литератзфных источников под понятием аморфные металлы нринимаются аморфные сплавы. Как же достигается такая структура? Аморфные металлические сплавы ползшают быстрой закалкой расплавов нри скоростях охлаждения жидкого металла в интервале трад/с и нри условии, что сплав содержит достаточное количество элементов, способствующих образованию аморфной структзфы, так назьшаемые аморфизаторы. Для нрактического нрименения обычно используют сплавы переходных металлов (Fe, Со, Ми, Сг, N1 и др.), в которые для образования аморфной структуры добавляют аморфообразующие элементы типа В, С, Si, Р, S. Затвердевание с образованием аморфной структуры принпцтшально возможно для всех металлов и сплавов. Состав аморфных сплавов близок по формуле МдоХго, где М — один или несколько переходных металлов, а X — один или несколько аморфизаторов. Известны аморфные сплавы, состав которых отвечает нриведенной формуле: FevoCrioPisBs, Fe4oNi4oSi4B6, FegoPisBv и др. Соответственно аморфные металлические сплавы разделяются (в зависимости от типа аморфизатора) на сплавы «металл—неметалл» и «металл—металл». .Структзфа аморфных сплавов подобна структуре замороженной жидкости. Затвердевание нроисходит настолько быстро, что атомы вещества оказываются замороженными в тех положениях, которые они занимали, будучи в жидком состоянии. Аморфная структура характеризуется отсутствием дальнего порядка в расположении атомов, благодаря чему в ней нет кристаллической анизотропии, отсутствуют границы блоков, зерен и другие дефекты структуры, типичные для поликристаллических снлавов. Считается, что в аморфном металлическом сплаве элементарная ячейка, характерная для кристаллического состояния, также сохраняется. Однако нри стыковке элементарных ячеек в пространстве порядок их нарушается, и стройность рядов атомов, характерная для дальнего порядка, отсутствует. .Ближний порядок, лежащий в основе структуры аморфных сплавов, является метастабильной системой. При нагреве до температзфы кристаллизации он перестраивается в обьиную кристаллическую структзфу. В среднем для больгпинства аморфных сплавов Ткр находится в нределах 650-1000 К. При комнатной температзфе аморфные сплавы могут сохранять структуру и свойства в течение 100 лет. Существуют следующие методы получения аморфных металлов: 1. Оса5цдение металла из газовой фазы: вакуумное напыление, распыление и химические реакции в газовой фазе. 2. Затвердевание жидкого металла. К этой группе относятся различные методы закалки из жидкого состояния. 3. Введение дефектов в металлический кристалл. Сюда можно отнести методы облзшения частицами поверхности кристалла, воздействия ударной волной и ряд других. 4. Имеется также одна особая группа методов, где речь идет об электролитическом осаящении аморфных пленок из растворов электролитов, главным образом водных. В промыгпленном нроизводстве аморфные металлы получают • катапультированием капли на холодную пластину, • распыл ением струи газа или жидкости; • центрифугированием капли или струи, • расплавлением тонкой пленки поверхности металла лазером с быстрым отводом тенла массой основного металла, • сверхбыстрым охлаждение из газовой среды. С помощью данных способов получают ленту различной гпирины и толщины, проволоку и пороппси. Применение аморфных сплавов напрямую связано с их уникальными свойствами. 35 Высокие прецизионные и пружинные свойства позволили использовать аморфные материалы для изготовления пружин, сейсмодатчиков, мембран манометров, датчиков скорости, ускорения, крутящего момента, пружин часовых механизмов, весов, индикаторов часового типа и других прецизионных пружинных устройств. Аморфные материалы используют для армирования трубок высокого давления, изготовление металлокорда шин и др, что связано с их высокой прочностью. Высокая прочность в сочетании с коррозионной стойкостью позволяют использовать аморфные сплавы для изготовления кабелей, работающих в контакте с морской водой, а также изделий, условия эксплуатации которых связаны с воздействием агрессивных сред. Из аморфной ленты изготавливают предметы бытового назначения - бритвенные лезвия,рулетки и др. Аморфные высокоуглеродистые сплавы, содержащие Сг, Мо, W, обладают высоким сопротивлением разрушению и термической стабильностью, такие сплавы используются в высокопрочных композитах. Аморфные сплавы Fe-Si-B с высоким магнитным насьпцением были предложены для замены кремнистых сталей в сердечниках трансформаторов. Экономия энергии вследствие снижения гистерезисных потерь составила только в США 300 млн./ долл. Из-за высокой начальной проницаемости, а также нулевой магнитострикции эти материалы находят применение в звуко-, видео-, компьютерном и другом записьшающем оборудовании. Известно применение аморфных сплавов в качестве катализаторов химических реакций, специальных припоев, сверхпроводящих кабелей идр. Аморфные металлы часто называют материалами будущего, что обусловлено уникальностью их свойств, не встречающихся у обьиных кристаллических металлов. Широкому применению аморфных металлов препятствуют высокая себестоимость, сравнительно низкая термическая устойчивость, а также малые размеры ползшаемых лент, проволоки, гранул. Кроме того, применение аморфных сплавов в конструкциях ограничено из-за низкой свариваемости. УДК 621.039 Металлические материалы в ядерной энергетике Студент гр. 104215 Парницкий А.М. Назшный руководитель - Протасевич Г.Ф. Белорусский национальный технический университет г. Минск Целью настоящей работы являлось иззшение металлических материалов, используемых в ядерной энергетике 1. Перспективы ядерной энергетики. В соответствии с оценками Международного энергетического агентства потребление энергии в мире в последние десятилетия росло со скоростью 3% в год. Примерно такой же рост ожидается и в 21 веке. Определяющими факторами в использовании различных источников энергии выступают запасы энергоресурсов, экономические показатели и экологические последствия их использования. Ядерная энергетика является важной составной частью производства электроэнергии, в настоящее время переживающей так называемый ядерный ренессанс. В 21 столетии во многих странах мира прогнозируется значительный рост мощностей ядерных энергоблоков (табл. 1). Сегодняшняя ядерная энергетика в мире - лзшшее, что имеет человечество для целей производства и поставки дешевой электрической и тепловой энергии на необозримую перспективу с обеспечением ядерной, физической, экологической и технической безопасности в объемах, соответствующих ну5цдам общества. Таблица 1 - Прогноз развития атомной энергетики на 2030 г. - интенсивный вариант Страна Производство электроэнер­гии на АЭС, м.лрд. кВт'Ч Доля АЭС в общем произ­ водстве электроэнергии,% Допо лннтель ные мощности, ГВт США 2 037, 5 29,9 177 Китай 844,9 19,7 118 Индия 391, 3 20,8 53 Россия 433, 1 27,4 43 Бразилия 206,7 21,6 29 Франция 599, 2 78,2 26 Япония 464, 1 29,8 20 Украина ■J 52...63 7 2. Аспекты радиационной повреждаемости. 36 Облз^ение конструкционных материалов при температурах эксплуатации реакторов создает беснрецедентную возможность изменения микроструктзфы, механических свойств и даже внешних размеров вследствие явлений раснухания, роста, ползучести. Эти изменения обусловлены радиапцонно- индуцированной эволюцией микроструктзфы и микрокомпозиционного состава . Именно радиационно-индуцированные явления определяют экономичность и безопасный срок эксплуатации каяедого типа реакторов. Основными механизмами детрадапци и размерной нестабильности материалов в нроцессе облучения являются сметцения атомов в решётке; их последуютцая митрация и кластеризация; зшастие в процессах сетрегации и трансмутационные эффекты. Результатом взаимодействия высокоэнергетических частиц с атомами материалов является образование не только атомных сметцений, но и чужеродных атомов в результате ядерных реакций трансмутации. Трансмутация - это нроцесс, который очень чувствителен к нейтронному спектру, образование большинства продуктов ядерных реакций трансмутации (Не, Н, V, Li, Ми) в нержавеютцих сталях вызьшают тепловые нейтроны (< 0,5 эВ). Скорость генерации ядер трансмутантов и элементов радиационной микроструктуры онределяется нроизведением сечения реакции трансмутации на плотность потока нейтронов. 3 .Материалы ядерных реакторов. Целесообразность использования материалов в ядерных энергетических установках (ЯЭУ) определенного типа зависит от конструктивных особенностей ЯЭУ, используемого теплоносителя, энергетического спектра нейтронов и т.д. Нейтронное облучение материалов приводит к следуюгцим изменениям характеристик материалов: унрочнению; низко- и высокотемператзфному радиационному охрупчиванию; радиационной полззшести; радиационному росту и радиационному раснуханию; появлению наведенной активности. Именно эти характеристики, наряду с коррозионной стойкостью, являются нриоритетными нри оценке и сравнении различных конструкционных материалов. При разработке новых материалов главной задачей является достижение минимального или допустимого изменения этих характеристик с целью обеспечения требуемой надежности и долговечности элементов конструкции. Стали феррито-перлитного и феррито-мартенситного классов являются основными материалами для изготовления корпусов водо-водяных реакторов. Нержавеющие стали и сплавы на основе никеля и хрома используются в качестве оболочек поглогцаюгцих элементов, нружинных элементов твэлов и ТВС и в отдельных слзшаях для дистанционируюгцих решеток ТВС. Для быстрых реакторов, работаюгцих нри более высоких температзфах и энергонанряженности, используются жаронрочные холоднодеформированные аустенитные стали, хромистые феррито-мартенситные стали, никелевые сплавы. Для первой стенки термоядерного реактора с гелиевым охлаяедением основным материалом являются малоактивируемые хромистые стали, нри охла5цдении литием - сплавы ванадия, легированные титаном и хромом. 4. Реакторы на тепловых нейтронах. Радиационно-индуцированная деградация механических свойств корнусных сталей в нроцессе эксплуатации является результатом микроструктзфных изменений наноструктурного масштаба. В настоягцее время рассматриваются три основных микромеханизма, ответственных за изменение микроструктуры корнусных сталей нри облзшении: 1) повреждения в матрице из-за образования радиационно-индуцированных кластеров и дислокационных петель; 2) радиационно-ускоренное формирование мелкодисперсных вьщелений, обогагценных медью и карбонитр идами; 3) радиационно-индуцированных структур на границах зёрен и межфазных границах охрупчиваюгцих элементов, таких как фосфор, сера, мьппьяк. 5. Сплавы циркония. Основным конструкционным материалом активных зон реакторов на тепловых нейтронах с водным теплоносителем являются циркониевые сплавы, обладающие низким сечением захвата нейтронов, хорогпей радиационной и коррозионной стойкостью. 6. Реакторы на быстрых нейтронах. Создание пінрокомаспітабной ядерной энергетики немыслимо без использования ядерных энергетических реакторов на быстрых нейтронах, обеспечиваюгцих расгпиренное воснроизводство вторичного ядерного горючего и использование в ядерном топливном цикле всего добываемого природного урана, а впоследствии - тория. 7. Аустенитные нержавеюгцие стали. Из гпирокого спектра материалов, предлагаемых к использованию в активных зонах эксплуатируемых и разрабатываемых ядерных реакторов, наибольгпий интерес нредставляют аустенитные нержавеюгцие стали (АНС). 8. Феррито-мартенситные стали. Феррито-мартенситные стали являются нриоритетными кандидатными материалами для оболочек и чехлов быстрых реакторов и первой стенки термоядерных реакторов. 37 УДК 621.7 Анализ технологий нитроцементации Студент гр. 104214 Капленко Е.С., аспирант Ткаченко Г. А. Назлный руководитель - Константинов В.М. Белорусский национальный технический университет г. Минск Целью настоящей работы является повышение внимания к проблеме оптимизации технологий процессов химико-термической обработки. Нитроцементация - процесс диффузионного насьпцения поверхностного слоя стали одновременно углеродом и азотом. В зависимости от температзры нитроцементацию делят на: низкотемпературную 520 - 700 °С; среднетемпературную 760 - 860 °С и высокотемпературную 860 - 1050 °С. Преимущественное насыщение стали, азотом протекает при 500 - 800 °С, азота и углерода 820 - 920 °С, а свыше 920 °С углеродом. Структура после нитроцементации в зависимости от температзры и времени вьщержки изменяется в широких пределах. При температзрах до 700 градусов в основном диффузионный слой состоит из е - карбида и цементита, в котором часть атомов углерода замещена атомами азота, а подслоем находятся продукты распада азотистого аустенита. С повышением температуры до 850 °С диффузионный слой состоит преимущественно из темного азотистого мартенсита и остаточного аустенита. С помощью газовой нитроцементации можно получить диффузионный до 1 мм в течение 8 - 1 0 часов [2]. При высоком содержании N2 0,4-0,5% в слое образуется темная составляющая (на поверхности в виде темной точечной сетки). Она снижает предел выносливости на 30-70% и предел контакта выносливости в 5-6 раз. Толщина нитроцементованного слоя составляет 200-800 мкм. Она не должна превышать 1000 мкм. При большей толщине в нем образуется темная составляющая и другие дефекты. Среднетемператзрной нитроцементации подвергают углеродистые и легированные конструкционные стали марок: 20, 40, 20Х, 40Х, 18ХГТ, 20ХГМ, ЗОХГТ, 12ХНЗА, 20Х2Н4А с последующей термической обработкой, заключающейся в закалке в масло и низком отпуске 180 - 220 °С для обеспечения высокой твердости поверхностного слоя 58 - 62 HRC и мягкой сердцевины 30 - 40 HRC. Низкотемператзрной нироцементации подвергают быстрорежущие и теплостойкие стали марок: Р18, Р6М5, Р9, 4Х5МСФ, ЗХ2В8Ф, но в отличие от конструкционных с предварительной термической обработкой для штамповых сталей - улучшение, а для быстрорежущих закалка с низким отпуском. После такой нитроцементации поверхность сталей обладает свойствами: низким коэффициентом трения, снижается прилипание металла к поверхности, теплостойкостью. В настоящее время нитроцементация применяется и для деталей почвообрабатьшаюпщх машин долота, лемеха изготовленных из стали 65Г с целью повышения износостойкости. Твердость слоя составляет 64 HRC. Преимуществами процесса нитроцементации из газовой среды является: - процесс не сопровождается сажеобразованием; - процесс является массовым; - возможность закалки деталей непосредственно с температуры процесса. Недостатками процесса является: - необходимость поддержания в строгих пределах азотирующей и науглероживающей способности газовой среды; - в настоящее время процесс является энергозатратным; - процесс насыщения является длительным; - конвективный нагрев (медленный); - нет возможности локального насыщения. Существуют процессы нитроцементации из порошковых сред. Для осуществления этого процесса необходимо изготовить специальный порошок, состояпщй из угля, активатора (Ха2СОз пищевая сода), железистосинеродистого калия и балластной добавки, например, оксида хрома. Ка5цдый компонент в определенном соотношении помещается в шаровую мельницу, где происходит процесс измельчения компонентов до определенной фракции, а также их смешивание. Готовый порошок засьшают в специальный контейнер, затем помещают детали, а свободное пространство засыпают порошком. Для герметизации контейнера используется оксид бора. Продолжительность процесса сопоставима с газовой цементацией и составляет 8 - 1 0 часов и при этом формируется диффузионный слой до 1 мм. Структзфа диффузионных слоев и свойства аналогичны слоям после газовой цементации. Преимуществами данного процесса является: - отсутствие дорогостоящего газового оборудования (эндогенератора); - возможно восстановление насыщающей активности порошковой среды; - многократное использование порошковой среды; - отсутствует контроль за насыщающей средой; - равномерное образование диффузионного слоя. Недостатком данного метода является: - закалка только с повторного нагрева; - мелко- и среднесерийное производство; - длительность; - конвективный нагрев (медленный); - нет возможности локального насыщения. Альтернативой газовой и порошковой нитроцементации может служить нитроцементация с применением нагрева токами высокой частоты. В данном процессе диффузионное насыщение может проводиться порошковой среды. Порошковую среду приготавливают, как и в предыдущем способе. Данный метод позволяет совмещать нагрев под закалку с диффузионным насьпцением, что значительно сокращает продолжительность 38 процесса. За счет использования электрохимико-термической обработки удается полз^ать, за несколько минут, слои такой же величины, как при газовой цементации в течение нескольких часов. За время 60..200 секунд при нитроцементации 1000 - 1100 °С полз^ается диффузионный слой толщиной 0,06 - 0,6 мм. Металлографический анализ структуры показал следующее: после нитроцементации при температзфах 1000 - 1100 °С и последующей закалки, диффузионный слой состоит из игольчатого мартенсита и остаточного аустенита, и твердость слоя составляет 9000 МПа. Повышение температзфы насыщения до 1200 °С приводит к образованию на головке болта жидко металлической фазы, что позволяет ползшить на стали 40Х за 90 секунд слой в 0,90 мм белого доэвтектического чугуна, с твердостью 12000 МПа [1]. Преимущества данного метода: - быстрое формирование диффузионного слоя (секунды); - совмещение процесса с нагревом под закалку; - нагрев токами высокой частоты (быстрый); - формирование различных структур диффузионного слоя; - более высокая твердость диффузионного слоя 9000 МПа - 12000 МПа; - локальное упрочнение деталей (порошок смешивают со связующим - канцелярский клей); - экологически чистый процесс; - энергосберегающий; Недостатки процесса: - контроль температзфы; - возможность перегрева и оплавления деталей на высоких температзфах; - мелкосерийный; - нанесение и сушка паст (порошок со связуюпщм); Процесс нитро цементации можно проводить различными методами на различных сталях и при различных температура. Литература 1. Ткаченко Г. А. Ползшение диффузионных слоев методом электрохимико-термической обработки. / Материалы V111 Респ. СНТК «Новые материалы и технологии их обработки», 18-20 апреля 2007 г., Минск, БЫТУ. - С 35-36. 2. Ляхович Л.С. Справочник. Химико-термическая обработка металлов и сплавов. / М. «Металлургия» 1981 г. С - 424. УДК 546.77.281 Алитирование еталей е целью повышения жароетойкоети и термоетойкоети Студент гр. 104217 Янущик Н.М. Назшный руководитель - Вейник В. А. Белорусский национальный технический университет г. Минск Целью работы являлось повышение жаростойкости, термостойкости, термостабильности, увеличение толщины покрытий и повышение их пластичности. Работа выполнялась под руководством д. т. и., профессора Ляховича Л.С. Образцы технического железа и стали 45, 20X13, 08Х18Н10Т и 12Х23Н18 алитировали в порошковых смесях из алюминия АПС-1 и оксида алюминия марки х. ч. в контейнерах с плавким затвором. В качестве активаторов использовали фтористый алюминий и хлористый аммоний. Увеличение содержания алюминия в смеси приводило к значительному росту толщины слоев (см. таблицу 1). Таблица 1 - Толщина алитированных слоев на сталях в зависимости от содержания алюминия в смеси из АПС-1, А1203и 2% АНЗ полученных при 1000 ОС за 5 ч, мкм Содержание алюминия в смеси, % Марка стали 45 20X13 08Х18Н10Т 12Х23Н18 0 210 220 180 150 10 410 430 250 200 20 650 570 310 250 30 860 670 380 310 40 1100 740 440 350 50 1300 800 500 400 При содержании алюминия в смеси более 20%, алитированные слои имели низкое качество поверхности, трещины, сколы. Поэтому в дальнейших исследованиях более подробно иззшали насыщение в смесях с содержанием алюминия до 20 %. Рассмотрим результаты испытаний на жаростойкость образцов стали 08Х18Н10Т после алитирования в смесях с 5 - 10% алюминия при температурах насыщения 800, 900, 1000 и 1100 °С в 39 течение 5ч. Испытания проводили по схеме: нагрев до 1000°С, 2-2.5ч, вьщержка при 1000°С 5ч, охла5вдение до 200-300°С вместе с печью, 15ч, а затем на воздухе. После каяедого цикла испытаний определяли относительное изменение массы (г/м2). Длительность испытаний составляла 20 циклов, суммарная вьщержка при 1000°С - 100ч. Слои, полученные в смеси с 5% алюминия при 800 и 900°С, имели практически одинаковое увеличение массы за 100ч испытаний, полз^енные при 1000°С - несколько меньшее, при 1100°С - несколько большее. Однако скорости окисления слоев, ползшенных при различных температзфах в смеси с 5% алюминия, после двух - четырех циклов испытаний становились практически одинаковыми. В смеси с 10% алюминия при 800, 900 и 1000°С ползшены слои, уровень жаростойкости которых одного порядка с таковым слоев, ползшенных в смеси с 5% алюминия. Повьппений температуры алитирования до 1100°С привело к уменьшению удельного изменения массы образцов за 100ч испытаний до 35г/м2. Аналогичные зависимости по жаростойкости получены также для технического железа и сталей 45 и 20X13. Циклические испытания на жаростойкость в сочетании с резкими термическими ударами проводили по следующему режиму: нагрев до 1000°С за 5 мин, вьщержка при 1000°С 5ч, охлаждение в воде. Увеличение массы образцов, которое наблюдается для некоторых режимов насыщения, объясняется образованием на поверхности покрытий плотных, нескалывающихся окисных пленок, надежно защищающих сталь от окисления. Уменьшение массы образцов при таких испытаниях связано с отслаиванием образовавшейся при 1000°С окалины и хрупкой зоны алюминидов покрытия. Наилучшими защитными свойствами при таких испытаниях обладают слои, полученные в результате насьпцения в смеси с 5% алюминия при 1100 °С, имеющие структзфу а-твердого раствора, зону FcAl на поверхности и концентрацию алюминия около 35%. Алитирование в смеси с 10% алюминия приводит к образованию на поверхности зоны алюминидов РсгАІз, обладающего повышенной хрупкостью. Эта зона скалывалась при испытаниях. Для устранения хрупкой зоны алюминида РсгАІз проводили отжиг алитированных слоев, полученных при 1000 °С в смеси с 10% алюминия, при 1100 °С в течении 5 часов, который привел к увеличению общей толщины слоя, уменьшению концентрации алюминия на поверхности, обеспечил получение плотной защитной окисной пленки, практически не скалывающейся при испытании . Проведенные исследования позволяют рекомендовать условия алитирования, позволяющие получить слои, пригодные для работы в условиях высокотемператзфной газовой коррозии и термических ударов: 1) алитирование в смеси с 5% алюминия при 1100 °С 5 ч; 2) алитирование в смеси с 10% алюминия при 1000 °С 5 ч, отжиг при 1100 °С 5ч. УДК 621.785.5 Анализ эффективности использования химико-термической обработки для повышения стойкости оснастки для протягивания металлопроката в условиях МТЗ Студент гр. 104214 РенюшИ.П. Научный руководитель - Ситкевич М.В. Белорусский национальный технический университет г. Минск Для изготовления различных видов быстроизнашивающихся деталей оснастки для протягивания металлопроката (фильеров) на Минском тракторном заводе (МТЗ) используются преимущественно стали У10, 7X3. Для повышения свойств поверхностных слоев изделий из этих сталей могут быть вьшолнены различные методы химико-термической обработки (ХТО). При этом наибольший интерес представляют процессы, протекающие в условиях нагрева в обьиных камерных печах с окислительной атмосферой без использования специального оборудования и устройств, причем целесообразно применение диффузионноактивных сред, которые могут быть насыпаны на рабочие поверхности деталей тонким слоем, обеспечивая наряду с химико-термической обработкой и защиту поверхностных слоев от окисления и обезуглероживания. В настоящее время на кафедре «Материаловедение в машиностроении» БИТУ разработаны порошковые среды для получения диффузионных покрытий с различными показателями свойств. В случае деталей, работающих в контакте с абразивным материалом, когда имеет место преимущественное изнашивание их поверхностных слоев, наиболее рационально использование смесей для получения диффузионных покрытий на основе высокотвердых фаз. Такие диффузионные покрытия на стальных изделиях формируются в результате процессов химико-термической обработки с использованием в качестве насыщающих компонентов химических элементов в системе бор-кремний. Причем результаты исследований показывают, что одновременное комплексное насыщение несколькими компонентами более эффективно, чем однокомпонентное. В связи со сказанным условиях МТЗ с целью повышения долговечности быстроизнашивающихся деталей оснастки для протягивания металлопроката проведены работы по применению процессов диффузионного упрочнения с использованием порошковых смесей для боросилицирования при 40 температурах 900-920°С. При этом по отработанным параметрам подвергаются ХТО партии фильеров для протягивания металлопроката различных сечений круглого профиля. Процесс боросилицирования осуществляется в условиях термического цеха Минского завода специального инструмента и технологической оснастки, входящего в производственное объединении «Минский тракторный завод» и находящегося на его территории. Проведенные дюраметрические исследования с использованием микродвёрдомера ПМТ-3 показали, что на образцах из стали У10 микротвёрдость рабочих поверхностей в результате боросилицирования становится 13,5 ГПа. В слз^ае использования стали 7X3 микротвердость поверхностных слоев после боросилицирования составляет 14,1 ГПа. В тоже время без химико­ термической обработки после закалки и низкого отпуска микротвёрдость исследованных сталей не превьппает 8 ГПа. В настоящее время боросилицированные детали оснастки для протягивания металлопроката находятся в эксплуатации в производственных условиях цеха подготовки и хранения материалов МТЗ. Проведенные цеховые наблюдения показывают, что в результате использования боросилицированых фильеров обеспечивается протягивание более 6 тонн металлопроката сечением 50 мм в то время как в слз^ае фильеров без ХТО масса протянутого металлопроката не превьппает 2 тонны. Это свидетельствует о повышение их стойкости более чем в 3 раза с одновременным увеличением эксплуатационных периодов, приводящих к уменьшению объемов ремонтных работ, необходимых для замены вышедших из строя фильеров на новые. УДК 621.793.7 Структура и свойства напыленных покрытий NiCrBSi-Mo Студент гр. 104514 Назарова О.И. Назшный руководитель - Соколов Ю.В. Белорусский Национальный технический университет г. Минск Целью настоящей работы является исследование процесса структзфообразования и становления свойств напыленных покрытий из порошковой композиции NiCrBSi-Mo. Развитие метода плазменного напыления применительно к формообразованию сложных поверхностей, например, матриц пресс-форм требует создания условий, обеспечивающих высокую степень компактности напыленного слоя покрытия со стороны модели-подложки. Этот слой покрытия - рабочий слой матритщт - непосредственно участвует в процессе формообразования и является зоной наиболее часто подверженной разрушению, особенно при эксплуатации матриц в пресс-формах прямого прессования. Одним из путей, обеспечивающих повышение эксплуатационной надежности матриц пресс-форм, является использование композиционных порошков для оформления рабочего слоя деталей, в частности композиции NiCrB Si-Mo. Порошок композиции приготавливали методом конгломерирования механических смесей с использованием органического связующего из порошков NiCrB Si и молибдена. Состав композиции в объеме ка5цдой частицы соответствовал ~ 7 мас.% молибдена. Органическая связка - лак на основе нитроцеллюлозы - 2,5-4,0 мас.%. Напыление порошков проводили в дуге азотной плазмы на модель из стали 45 с противоадгезионным разделительным покрытием, ползшенным термодиффузионной обработкой в хромосодержащей смеси. После напыления формируется покрытие, структура которого содержит светлую и серую составляющие с резко очерченными межфазными границами (исследования проводили на нетравленных шлифах). Распределение элементов Ni, Cr и Mo по составляющим неоднородно. Содержание молибдена в серой составляющей достигает 92...95%, тогда как в светлой- не более 0,1...0,3%. Отмечается снижение пористости покрытия. Так, при напылении основы композиции - порошка NiCrBSi - максимальное число пор в приконтактном с подложкой слое покрытия имеет размеры в пределах 20...40мкм^, тогда как в приконтактном слое покрытия из композиционного порошка большинство пор составляет величину 5. . . 15мкм .^ Вьшвленная зависимость обусловлена присутствием молибдена, который увеличивает среднюю плотность частиц порошка и их теплосодержание, обеспечивающее эффект «самоподплавления» покрытий. Минимальная пористость наблюдается в месте непосредственного контакта напыленной композиции с поверхностью подложки. При переходе в глубь слоя пористость его заметно повышается. Уровень физико-механических свойств покрытий, при прочих равных условиях, определяется степенью ликвации элементов по объему покрытия, влияние которой можно снизить термической обработкой, например, отжигом. Отжиг покрытия, начиная с температзфы 800°С эффективно воздействует на структзфу покрытий, обеспечивая перераспределение молибдена ме5цду структурными составляющими. Количество молибдена в светлой составляющей возрастает до 8 . . . 10% (Тотж= 950°С в течение 1ч.). Последнее находит отражение в становлении свойств покрытий. Так, прочность на сжатие покрытий до и 41 после термической обработки составляет 1940 МПа и 2250 МПа соответственно; ударная вязкость- 98 кдж/м^ и 125 кдж/м^, соответственно. УДК 621.9.048.7: 533.9 Состояние стали после плазменной резки Студент гр. 104514 Назарова О.И. Наз^ный руководитель - Крылов-0лефиренко В.В. Белорусский национальный технический университет, Государственное наз^чное з^е5цдение «Физико-технический институт НАН Беларуси» г. Минск Целью настоящей работы является получение комплекса данных по влиянию плазменной резки на состояние разрезаемых материалов в зоне реза Все более широко для раскроя листовых металлических материалов используются источники высококонцентрированных потоков энергии: лазерные и плазменные. При этом с помощью лазерного излзшения возможна резка листов толщиной до 8-10 мм. Для резки листов большей толщины (до 25-35 мм и 100 мм) необходимо применять источники плазменного излзшения - плазмотроны. Механизм плазменной резки состоит в том, что высокоэнергетическая плазменная струя взаимодействует с металлом и расплавляет его по линии воздействия. Прилегающие к линии, по которой плавится металл, микрообъемы также разогреваются, но до более низких температур. При этом температзфа убьшает от температзфы плавления на границе до комнатной температзфы на некотором расстоянии, назьшаемом зоной влияния. После завершения резки металл остывает. Фактически происходит локальная термообработка сплавов в зоне влияния. Соответственно изменяются структзфа и механические свойства. Большие скорости нагрева и охла5цдения, присущие плазменной резке, могут приводить к образованию высокотвердых и прочных фаз, охрупчивающих сплав. Ползшенный полуфабрикат подвергается, как правило, дальнейшей механической и/или термической обработке. Неоднородность распределения механических свойств по его сечению (вблизи поверхности реза) может оказаться причиной снижения эксплуатационных характеристик и работоспособности готовых изделий. Скорость резки и интенсивность плазменного воздействия зависят от толщины разрезаемого изделия. Чем она больше, тем больше требуемый рабочий ток и длительность воздействия. Соответственно увеличивается время разогрева металла, ширина зоны влияния и ширина зоны с высокой температзфой нагрева. Существует довольно много публикаций по техническим вопросам плазменной резки. В то же время практически не освещается металловедческая сторона этого процесса. Между тем значительное отличие температзфно-временных параметров плазменной резки от температзфно-временных параметров других видов резки (и сварки) не дает возможности механически использовать известные зависимости формирования структуры и свойств в зоне реза для последних. В результате проведенных исследований установлено, что можно выделить фактически три составляющих зоны влияния: первая - очень тонкий слой металла, претерпевший при резке оплавление, твердость которого максимальна, вторая - слой металла с достаточно большим изменением твердости толщиной приблизительно 2 - 3 мм, и третья - слой металла с незначительно изменившейся твердостью. Ползшенные результаты показывают, что после плазменного резания наблюдается не разупрочнение и снижение внутренних напряжений в зоне воздействия, а, наоборот, некоторое упрочнение на поверхности реза с расширением зоны воздействия. Фактически зона влияния плазменного воздействия при резке стали может быть значительно больше, чем та, что выявляется непосредственно после плазменной резки. Об этом свидетельствуют данные по влиянию низкотемпературной и высокотемператзфной термообработки на состоянии стали в зоне воздействия. Различие в упрочнении стали после закалки из температур фазового превращения может быть связано с различием в химическом составе и строении формирующихся фаз. УДК 669.14.018.26 ПНП - сталй(ТКІР-сталй) Студентка гр.104215 Шумская А.С. Назшный руководитель - Пзшков Э.П. Белорусский национальный технический университет г. Минск Целью данной работы является анализ свойств и структуры метастабильных аустенитных сталей, их достоинства и области применения. 42 Метастабильные аустенитные стали (ПНП - стали) — особый класс высокопрочных материалов повышенной пластичности. Они относятся к высоколегированным сталям. Их состав ориентировочно, согласно маркировке, можно выразить в виде 25Н25М4Г, 30Х9Р8М4Г2С2.Его подбирают таким образом, чтобы после закалки от температзфы 1000-1100°С стали имели устойчивую аустенитную структуру { М ^ лежит ниже 0°). Аустенитная структура обладает высокой вязкостью, но низким пределом текучести. Для упрочнения стали подвергают специальной тепловой обработке — пластической деформации с большими степенями обжатия(50-80%) при температзфе 400-600°С, лежащей ниже температуры рекристаллизации. При этом деформационное упрочнение (наклёп) совмещается с карбидным упрочнением, развивающимся в результате деформационного старения. Насыщенная дислокационная структура, создаваемая пластической деформацией, дополнительно стабилизируется вьщеляющимися дисперсными частицами карбидов. В результате деформационно-термического упрочнения предел текучести повышается до 1800МПа. При этом сталям свойственны высокая пластичность(>20%) и трещиностойкость. Значение относительного удлинения 5 и значение вязкости разрушения у этих сталей больше, чем у других высокопрочных сталей таких, как мартенситно-стареюпще, среднеуглеродистые закаленные и низкоотпущенные и т.д. Высокая пластичность и вязкость разрушения обусловлены развитием мартенситного превращения в процессе деформирования. Дело в том, что при тепловой обработке аустенит, за счет выделения карбидов, обедняется углеродом и легирующими элементами и становится менее устойчивым (метастабильным). Благодаря этому повторная пластическая деформация вызывает превращение метастабильного аустенита в мартенсит деформации. Механизм повышения пластичности и вязкости разрушения связан с «залечиванием» — локальным упрочнением аустенита в зшастках пластического течения (в том числе и у вершин движущейся трещины). Образующийся в таких зшастках мартенсит деформации упрочняет их настолько, что они перестают быть слабыми зшастками, и деформация распространяется на соседние участки. Для повышения прочностных свойств ПНП - стали подвергают дополнительной холодной пластической деформации с развитием у - а превращения в процессе деформации. При этом прочностные свойства увеличиваются, пластичность уменьшается. Сталь 30Х9Н8М4Г2С2 после прокатки при температзфе 425°С и степени обжатия 80% имеет предел прочности сг ^=1500МПа, предел текучести О'д 2=1430МПа и относительное удлинение 5=50%. После дополнительной холодной пластической деформации со степенью обжатия 15%:О'^=1750МПа, предел текучести CJq 2 =1620МПа и относительное удлинение 5=35%. Применение метастабильных аустенитных сталей ограничивается сложностью деформационно - термического упрочнения, высокой стоимостью, контролем состава сталей, обеспечиваюпщм необходимые характеристики упрочнения. Для высоких степеней деформации при низких температзфах требуются мощные деформирующие средства. Достоинства ПНП - сталей: — высокие значения вязкости разрушения . Это обусловлено поглощением энергии деформации при у - а превращении под действием нагрузки; — высокое сопротивление усталостному разрушению, что связано с образованием мартенсита деформации при распространении трепщны и релаксации напряжений в вершине трещины; — высокое сопротивление коррозионному разрушению. Области применения: детали авиаконструкций, крепёжные изделия, броневые листы, высокопрочная проволока, проволока тросов. В настоящее время для повышения механических свойств используются высокопрочные низколегированные стали с частичным ТРИП - эффектом, применяемые в автомобильной промышленности (стали типа 20Г2ЮПБ). Однако их широкому промышленному применению препятствуют, в основном, следующие факторы: 1) пониженная свариваемость; 2) трудности нанесения гальванических покрытий; 3) низкий зфовень штампуемости, что требует дорогостоящего оборудования; 4) трудности с фиксацией формы; 5) склонность к задержанному разрушению. Присутствие метастабильного аустенита в микроструктзфе существенно влияет на комплекс механических свойств. Являясь деформационно-нестабильным, аустенит при деформации превращается в мартенсит, что увеличивает скорость деформационного упрочнения, повьппает стабильность пластического течения и обеспечивает высокую прочность изделия. При широко используемых испытаниях листовых сталей на вьщавливание цилиндрической и сферической лунок, низколегированная сталь с ТРИП - эффектом позволяет ползшить существенно большую глубину лунки без разрушения, чем обычная высокопрочная низколегированная сталь с близким 43 уровнем прочности, но стабильным фазовым составом. Однако характерной особенностью низколегированных сталей с ТРИП - эффектом являются достаточно низкие результаты тестов по расширению отверстия коническим пуансоном, которые можно объяснить чрезвьиайно высокой чувствительностью скорости превращения аустенита в мартенсит к условиям испытания (напряженному и деформированному состоянию). Было также установлено, что приложение высокого гидростатического давления ("смягчение" напряженного состояния) оказывает влияние на микромеханизм деформации и разрушения низколегированных сталей с ТРИП - эффектом. В условиях высокого (до 800МПа) гидростатического давления происходит существенный рост пластичности как стали в целом, так и отдельных фаз. Чувствительность скорости превращения аустенита в мартенсит к условиям испытания оказывает влияние и на сопротивление усталостному разрушению рассматриваемых сталей, которые обладают более высокими значениями усталостных характеристик, чем другие стали с близким зфовнем прочности. По величине энергоемкости разрушения при высокоскоростном растяжении, низколегированные стали с ТРИП - эффектом существенно превосходят не только двухфазные ферритно-мартенситные стали (ДФМС), но и имеющие более высокую прочность перспективные «сошріех phase» стали — стали со сложной структзфой, содержащей феррит, бейнит и мартенсит в различных соотношениях. В настоящее время продолжается активное исследование высокопрочных низколегированных сталей с ТРИП - эффектом. Однако многие проблемы остаются нерешенными такие, как: 1) оптимизация химсостава, микроструктуры; 2) технологии изготовления и дальнейшее увеличение прочности. УДК 669.7 Ультралегкие еплавы Студент гр. 104215 Парницкий Н.М. Назшный руководитель - Протасевич Г.Ф. Белорусский национальный технический университет г. Минск Целью настоящей работы: являлось иззшение и применение ультралегких сплавов. Легкие сплавы. К легким принято относить сплавы, имеющие плотность, меньше чем у алюминия. Современная промышленность нуждается в легких сплавах высокой прочности, обладающих хорошими высокотемператзфными механическими свойствами. Основными металлами легких сплавов служат алюминий, магний и бериллий. Однако сплавы на основе алюминия и магния не могут применяться в условиях высокой температзфы и в агрессивных средах. Литейные сплавы (А1 - Si), сплавы для литья под давлением (А1 - Mg) и сплавы повьппенной нрочности (А1 - Си). Алюминиевые сплавы экономичны, легкодоступны, прочны при низких температурах и легко обрабатьшаемы (они легко куются, штампуются, пригодны для глубокой вытяжки, волочения, экструдирования, литья, хорошо свариваются и обрабатываются на металлорежущих станках). К сожалению, механические свойства всех алюминиевых сплавов начинают заметно ухудшаться при температзфах вьппе приблизительно 175 □ С. Но благодаря образованию защитной оксидной пленки они проявляют хорогпую коррозионную стойкость в большинстве обычных агрессивных сред. 2. Магниевые сплавы. Они легки, характеризуются высокой удельной прочностью, а также хорошими литейными свойствами и превосходно обрабатываются резанием. Поэтому они применяются для изготовления деталей ракет и авиационных двигателей, корпусов для автомобильной оснастки, колес, бензобаков, портативных столов и т.п. Некоторые магниевые сплавы, обладающие высоким коэффициентом вязкостного демпфирования, идут на изготовление движущихся частей магпин и элементов конструкции, работающих в условиях нежелательных вибраций. Магниевые сплавы - самые лёгкие из всех конструкционных металлов. Они в 1,5 раза легче алюминия, в 2,5 раза - титана, в 4,3 раза - стали. Энергетические затраты на механическую обработку магния в несколько раз ниже, а скорость обработки и стойкость инструмента - в несколько раз выгпе, чем при обработке алюминия. Некоторые магниевые сплавы великолепно поглощают удары и гасят вибрации. С зшётом демпфирующей способности, удельная вибрационная прочность магниевых сплавов превосходит дюралюминий почти в 100 раз, легированную сталь - в 20 раз; титановые сплавы - в300-500раз. По удельной возможности противостоять многократным нагрузкам, концентраторам напряжений, магниевые сплавы уверенно обгоняют алюминий и могут конкзфировать с лзшгпими сталями. А ведь в подавляющем больгпинстве случаев разругпение конструкции обусловлено именно усталостью материала. Значительная пружинистость позволяет сохранить круглую форму магниевого диска автомобильного колеса или магниевого велосипедного обода после самого сильного удара о препятствие. 44 Жёсткость и надёжность конструкций, особенно работающих на изгиб и кручение, зависят не только от свойств материала, но и от его геометрии. Например, жёсткость пластины пропорциональна третьей степени её толпщны, а вес - только первой степени. Если взять магниевую и стальную пластины одного веса, то магниевая будет примерно в 16 раз жёстче, и, при одинаковых внешних воздействиях, напряжение в магниевой пластине будет в 18 раз меньше. З.Бериллиевые сплавы. Бериллий превосходит все известные металлы по удельной прочности. В сочетании с низкой плотностью это делает бериллий пригодным для устройств систем наведения ракет. Модуль упругости бериллия больше, чем у стали, и бериллиевые бронзы применяются для изготовления пружин и электрических контактов. Чистый бериллий используется как замедлитель и отражатель нейтронов в ядерных реакторах. Серьезный недостаток бериллия, заключающийся в низкой ударной вязкости и хладноломкости, может быть преодолен использованием сплавов с алюминием. В таких сплавах эвтектического типа твердые частицы бериллия равномерно распределены в пластичной алюминиевой матрице. Сплавы содержат 24-43 % алюминия, остальное — бериллий. Механические свойства литейных бериллиевых сплавов при комнатной температуре приведены в таблице 1. Таблица 1 - Механические свойства литейных бериллиевых сплавов Свойство ЛБС-1 ЛБС-2 ЛБС-3 СВ, МПа 220-250 250-320 270-280 с0,2, МПа 180-220 220-270 250-270 5,% 2-3 2-3 1,1-1,3 V, % 2-3 2-3,5 - КСи, МДж/м2 0,025-0,035 0,033-0,040 0,025-0,045 Е,ГПа 200 200 200 4.Алюминий-литиевые сплавы. Алюминий-литиевые сплавы являются новым классом широко известных алюминиевых систем и характеризуются прекрасным сочетанием механических свойств: малой плотностью, повышенным модулем упругости и достаточно высокой прочностью. Повьппенный интерес к легированию алюминиевых сплавов литием, самым легким из металлов с плотностью ~ 0,54 г/емЗ, обусловлен тем, что каждый процент лития снижает плотность алюминия на 3%, повышает модуль упругости на 6% и обеспечивает в сплавах значительный эффект упрочнения после закалки и искусственного старения. К настоящему времени создан целый класс сплавов пониженной плотности различного назначения; - сплавы для изготовления сварных конструкций; - высокопрочные сплавы для замены сплавов системы Al-Zn-Mg-Cn; - сплавы с высокой трещиностойкостью, для замены сплавов типа Д16; - жаропрочные сплавы. На базе системы Al-Mg-Li разработан оригинальный сплав 1420. Он самый легкий (плотность 2,47г/смЗ), коррозионностойкий, свариваемый, имеет сравнительно высокую прочность и повышенный модуль упругости (7500 кГ/мм2). Этот сплав относится к среднепрочным и широко применяется в сварных конструкциях, обеспечивая снижение массы до 20-25% при повьппении жесткости до 6%. Также из этого сплава изготовляют плиты, панели, профили, прутки, листы. Алюминий-литиевые сплавы наиболее эффективно применяются в летательных аппаратах. Это связано с тем, что они имеют более высокую стоимость, но при этом более низкую плотность и более высокий модуль упругости по сравнению с традиционными алюминиевыми сплавами. УДК 669 Создание механически прочных цинковых покрытий на резьбовых соединениях труб Магистрант - Шохин А. А. Назшный руководитель - Пзшков Э.П. Белорусский национальный технический университет г. Минск Трубы нефтяного сортамента, пре5цде всего насосно-компрессорные и нефтепроводные, в процессе эксплуатации особенно интенсивно подвергаются коррозионно-эрозионному воздействию агрессивных сред и различным механическим нагрузкам. Наиболее слабыми местами в таких условиях являются резьбовые пары, где запщтные покрытия имеют повреждения уже после первых операций «свинчивания- 45 развинчивания». Коррозия поражающая поврежденные места приводит к выходу из строя соединительного узла. Решение данного вопроса может явиться одним из главных факторов в борьбе за конкзфентоспособность трубной продукции РУП «Белорусский металлзфгический завод». Применение диффузионного цинкования резьбовых концов труб позволит решить данный вопрос. Наиболее целесообразно в условиях БМЗ этот технологический процесс проводить в два основных этапа: 1. Гальваническое осаящение чистого цинка из водных растворов солей. Принимая во внимание сложность профиля металлической основы (резьба) очень эффективным оказалось применение пирофосфатных электролитов в сочетании со скоростными кислыми электролитами. Вначале используя пирофосфатный электролит, как обладающий высокой рассеивающей способностью, на трубы наносят тонкое (1—2 мкм) цинковое покрытие, а в последующих ваннах с сульфатным электролитом с высокой скоростью осаждения цинковое покрытие увеличивают до необходимой толщины (20—25 мкм). В этом слзшае за счет применения пирофосфатного электролита обеспечивается прочное сцепление цинкового покрытая с металлом трубы, а высокая скорость оса5цдения достигается применением больших плотностей тока (до 100 А/дм2) при цинковании в кислом электролите. Покрытие обладает более высокой коррозионной стойкостью. При гальваническом цинковании основной металл и покрытие никаких сплавов ме5цду собой не образуют, так как процесс идет при низкой температуре, не достаточной для интенсивной диффузии. 2. Диффузионный отжиг. Резкое изменение структзфы электролитического цинкового покрытия наступает уже после отжига при 450°С в течение 10 мин. Отчетливо виден примьпсающий к стальному основанию узкий (~3 мкм) слой интерметаллического соединения Fe5Zn21 ( Г-фаза), а за ним следует 51-фаза, для которой, особенно в случае вьщержки в течение 20 мин, характерна столбчатая структзфа. Следующий слой — кристаллы ^-фазы. Следовательно, если до отжига электролитическое цинковое покрытие состоит только из слоя чистого цинка, то после отжига обнаруживаются интерметаллические фазы. С увеличением вьщержки (20, 30 мин) при 450°С структура слоя качественно не меняется. Повышение температзфы отжига до 500°С при тех же выдержках приводит к резкому увеличению толщины 51-фазы и при 550°С все покрытие представляет собой однородный сплошной слой 51-фазы. Такой же компактный однородный светлый слой 51-фазы ползшается при температуре отжига 600°С и вьщержке 10, 20 и 30 мин. Слой Г-фазы с повышением температзфы диффузионного отжига и увеличением вьщержки непрерывно увеличивается: если при 450° С и вьщержке 10 мин его толщина составляет 3 мкм, то при температзфе 600° С и вьщержке 30 мин она составляет 10— 10,5 мкм. Известно, что Г-фаза хрупкая и большая ее толщина в качестве подложки будет являться причиной скола цинкового слоя. Преимущественной фазой для создания механически прочного коррозионностойкого слоя является пластичная 51-фаза. Исходя из вышесказанного, целесообразно стремиться к созданию монослоя 51-фазы с маленькой толщиной Г-фазы. Таким образом, оптимальным режимом является диффузионный отжиг при температзфе 550°С в течении 10 мин. Использование диффузионных цинковых покрытий нового поколения (заданного состава и структзфы) для защиты труб позволяет одновременно: -улзшшить герметичность резьбовых соединений труб, -повысить в 2-3 и более раз срок службы труб, коррозионную стойкость и износостойкость резьбовой пары «труба-муфта», -увеличить количество операций «свинчивание-развинчивание». Сочетание диффузионных цинковых покрытий с недорогими и недефицитными металлами обеспечивает значительную экономию средств при производстве и эксплуатации труб. УДК 621.81.004.1 Определение критериев латентной уеталоети повреждаемоети диффузионных зон еталей поеле химико-термичеекой обработки Студент гр.430541 Болоболкин А.В. Назшный руководитель - Фомичева Н.Б. Тульский государственный университет г. Тула Целью данной работы является анализ условий протекания латентной стадии усталостной повреждаемости термодиффузионных покрытий. Для невысоких амплитуд циклической нагрузки (Оф< 180МПа) реализуется внутренний механизм повреждаемости, связанный с зарождением усталостной трещины под карбонитридным слоем. Определяющей кзшетической стадией этого механизма является латентная, в течение которой в повре5цдающихся объемах протекают скрытые субструктзфные процессы, завершающиеся формированием малой трещины. Последняя имеет длину, соизмеримую со средним 46 расстоянием между частицами включений вторых фаз, и, появившись, "заглубляется" далее в диффузионную зону согласно кинетическим закономерностям. Проведенные эксперименты по анализу условий протекания латентной стадии показали следующее. Во-первых, минимальные напряжения цикла , при которых возможно формирование в конце латентного этапа микротрещины, должны составлять не менее (0,05...0,10) от предела пропорциональности базовом стали Сдц в конкретном структурном состоянии. Во-вторых, критическое и наибольшее при минимально возможных число циклов Nkp может быть аппроксимировано характеристикой гетерогенности, отражающей линейную плотность частиц Nd . Определено также, что в рекристаллизованных диффузионных зонах, имеющих минимальные плотности дислокаций, а также внутренние микро- и макронапряжения, критическое число Nkp для всех режимов никотрирования составляет —10^ циклов при минимальных амплитудах Сф'^ *’ <0,1 Сд ц- Для решения критериальных задач по трещиностойкости диффузионных зон на латентной стадии кинетики их усталостной повре5цдаемости предлагается структурная модель, основанная на металлофизических представлениях о категориях энергоемкости и энерговосприимчивости. Энергетический баланс трещинообразования в междефектных объемах, итак, будет определяться двумя составляющими. Первая AWsan контролирует процессы запасания энергии в зоне повреждаемости за счет повышения плотности Дефектов в процессе циклирования. Причем, чем больше значение AWsm -составляющей, тем меньшей долговечностью будет обладать разрушающийся объем. Вторая AW,^,y, характеризует энергетическую мощность барьерного дисперсно-упрочненного объема, и, таким образом, способствует замедлению процессов запасания энергии в зоне повреждаемости за счет дальнего перемещения дислокаций. УДК 531:539.311:621.891 Оценка пороговой трещиностойкости при усталостной повреждаемости Студент гр.420671 Касимцев В.С. Назшный руководитель - Нечаев Л.М. Тульский государственный университет Г.Тула Целью данной работы является разработка структурного критерия долговечности в малонапряженной области циклических нагрузок термодиффузионных покрытий на основе оценки пороговой трещиностойкости, предполагая, что длина активной трещины сопоставима со средним расстоянием между дисперсными частицами вторых фаз. Пороговым условием между двумя классами распространяющихся и нераспространяющихся трещин стала некоторая критическая амплитуда напряжений. Причем, максимальная длина нераспространяющихся трещин соизмерима с эффективной глубиной диффузионной зоны. Замедление микротрещин происходит более эффективно в высокогетрогенных слоях. Описание поведения физических коротких трещин с размерами, меньшими основных геометрических элементов гетерогенных слоев, позволило определить показатель экспоненты в зфавнении кривой усталости. При этом полагалось, что скорость роста трещин зависит от соотношения размера структурного барьера к длине малой трещины следующим образом d f i - ^ | = 4 д г Д ( ф - < ) . где АТф - размах деформаций, ответственных за раскрытие микротрещины в такте циклического внешнего нагружения, d,, - расстояние между частицами, d,, - базовое расстояние между частицами, ОС - степенной показатель, характеризующий гетерогенность структуры, N - количество циклов. Ползшенная кинетическая зависимость не содержит в явном виде какого-то фактора, отражающего внешние напряжения. При бесспорном условии, что в гетерогенных структзфных системах активирующее действие элементов гетероструктзфы для действующего зфовня напряжений сгф можно определить согласно некоторой структзфно-чувствительной константы К„, для текущей скорости трещины принимали следующее эмпирическое условие для устанавливаемого при условии равенства внешнего пропорциональности материала матрицы поверхностного слоя коэффициента напряжения перехода размерностей, физическому пределу /' а ' Параметру К придается вполне конкретный структзфный смысл и его возможно достаточно корректно определять в зависимости от эффективного показателя диффузионной гетерогенности , 47 нормируемой суммарным объемом частиц вторых фаз. Установленная различная роль мелких и крупных частиц в механизмах усталостного трещинообразования в большей степени сказывается на стадии зарождения усталостной повре5цдаемости, когда длина малой трепщны еще соизмерима со средним расстоянием ме5цду частицами. УДК 621.002.3 Определение возможноети образования клаетеров атомов углерода в ферритной матрице Студент гр.440631 Маркова Е.В. Назшный руководитель - Тихонова И.В. Тульский государственный университет Г.Тула Цель настоящей работы- установить принципиальную возможность образования кластеров атомов углерода в ферритной матрице, по знаку величины до(г,и^) Первоначальный расчет свободной энергии твёрдого раствора с кластерами углерода проведен при температурах 50 и 200 °С. Если окажется положительной, то образование кластеров растворённого вещества в твёрдом растворе термодинамически невьп'одно. Применительно к случаю термического старения малоуглеродистого сплава подобная ситуация означает затруднение образования вьщелений в матрице, при этом снижение степени пересыщения твёрдого раствора будет проходить в результате формирования сегрегаций на предпочтительных местах зарождения (гетерогенного зарождения). Комбинации температуры старения, количества кластеров и их размера, приводящие к ползшению значений ДП(К, Пу) <0 , можно рассматривать в качестве условий предпочтительного образования вьщелений в твёрдом растворе вдали от дефектов кристаллической решётки. Предел растворимости s углерода в железе при 50 °С составляет 0,0065 %, а при 200 °С - 0,008 %. Для расчета величину s пересчитывали в мольные доли. Для каждой температзфы расчет проведен для сплавов трех составов: 1) сплав ненасыщенный, когда содержание углерода меньше s (С=0,006 % для Т=50 °С; С=0,0075 % для 7’=200 °С); 2) сплав насыщенный, когда содержание углерода в сплаве равно s (С=0,0065 % для Т= 50 °С; С=0,008 % для Т= 200 °С); 3) сплав перенасьпценный, когда содержание углерода больше s (С=0,007 % для Т= 50 °С; С=0,01 % для Т= 200 °С). Для расчета свободной энергии Еиббса значения V и /7^ задавали в следующих пределах: 17-10 < «з <17-10 и атомов. При температзфе Т=50 °С отрицательные значения AG не ползшены ни в каких из рассмотренных твёрдых растворах (ненасыщенный, насыщенный, пересыщенный) не зависимо от величин щ и V. Отсюда следует важный вьшод: при низких температзфах старения в малоуглеродистом железе образование вьщелений в матрице вдали от дефектов кристаллического строения термодинамически не выгодно. Ползшенный результат находит хорошее экспериментальное подтверждение. При температуре Т=200 °С только для перенасыщенного раствора наблюдаются отрицательные значения AG для кластеров с мольной долей щ = 17 • 1 0 и размером V не более 10’ атомов ( AG = - 0,6 Дж/моль); при =17 10 и К не более 10"* AG= - 0,696 Дж/моль. Таким образом, термодинамически стабильные кластеры имеют размер Ю"* - 10’ атомов и могут образовываться только в пересыщенных твёрдых растворах. УДК 669-153.76 К вопросу о сфероидизации карбидов в стали Студентка группы МТ-08м Лобкова Ю.В. Назшные руководители - Алимов В.И., Ееоргиаду М.В. Донецкий национальный технический университет г. Донецк Целью настоящей работы являлось аналитическое исследование возможности сфероидизации избыточных карбидов в матрице твердого раствора. Достигнуть этого можно двумя основными путями - вьщелением сферических частиц из пересьпценного твердого раствора и трансформацией различных видов пластинчатых структзф в сферу. 48 Анализ возможности полз^ения сфероидизированных карбидов можно провести, исходя из математической зависимости Томсона-Фрейндлиха [1]. Изначально эта зависимость применялась в коллоидной химии при характеристике коллоидных высокодисперсных систем для определения адсорбции на твердых искривленных поверхностях [2]: ( 2g v = ехр ----- С I гкТ ( 1) где г — радиус средней кривизны поверхности раздела фаз, □ — межфазное поверхностное натяжение,у — молярный объём жидкости или твёрдого тела, Р - давление пара, Q, С„ - концентрация раствора около плоской и радиальной поверхностей, к — газовая постоянная. Для шарообразных частиц г по абсолютной величине равен их радиусу [3]. Т. к. значения Р и С „ различны для частиц разных размеров или для участков поверхностей, имеющих впадины и выступы, зависимостью (1) определяет направление переноса вещества (от больших значений Р и Q — к меньшим) в процессе перехода системы к состоянию термодинамического равновесия. Вследствие этого крупные капельки или частицы растут за счет испарения (растворения) более мелких, а неровные поверхности сглаживаются за счёт растворения выступов и заполнения впадин. В применении к процессам сфероидизации зависимость (1) преобразована и имеет несколько другой вид: 2у V ’ (2) кТ In Cr Ссо где Сг - концентрация раствора около межфазной границы с радиусом г; С„ - концентрация раствора около плоской границы; Y - поверхностная энергия на границе раздела фаз (энергия Гиббса); V - атомный объем; к - газовая постоянная; Т - абсолютная температзфа [4]. Опираясь на эти зависимости, можно провести анализ возможности образования сферических карбидов при распаде пересыщенного твердого раствора (мартенсита, верхнего и нижнего бейнита), происходящего при нагреве, а также путем трансформации пластины цементита (карбида) в перлите в сферу. Для упрощения рассмотрения вариантов получения сферических частиц разработали блок-схему, которая может быть использована как для прогнозирования фазово-структурных превращений в сплавах, так и для коррекции действующих технологических процессов термообработки. УДК 669.14.018.298'781 Влияния предварительной горячей деформации на формирование диффузионной зоны при наеыщении углеродом и бором низкоуглеродиетых еталей. Студент группы 4-МВПВ-8 Пясковская Т.В. Назшный руководитель - Филоненко Н. Ю. Украинский государственный химико-технологический университет, г. Днепропетровск Диффузия относится к структурно чувствительным процессам, скорость которых зависит от предварительной обработки. Характер воздействия дефектной структуры стали, формирующейся под воздействием предварительной деформации, на диффузию углерода при насьпцении поверхности достаточно сложен. В работах получены экспериментальные данные, которые указьшают на интенсифицирующее воздействие горячей пластической деформации на массоперенос углерода в стали. В данной работе исследовали влияние температзфы и степени предварительной деформации на диффузию углерода и бора в низкоуглеродистых талях. Исследование проводили на образцах на сталях марки 08Кп, Зсп. Исследуемые сплавы предварительно:!) отжигали при температзфе 900°С в течение 5 часов; 2) подвергали пластической деформации при температурах 950°С, 750°С со степенью деформации 20%, 40%. Затем их подвергли химико-термической обработке: 1) цементации при температзфе 850°С и 950°С в твердом карбюризаторе в течение 4 часов; 2) насыщению поверхности исследуемых сплавов бором при температзфе 950° С в твердом карбюризаторе с добавкой карбида бора в течение 4 часов. Структуру и свойства поверхности обработанных образцов исследовали методами металлографического, послойного спектрального, дюраметрического и рентгеноструктурного анализов. Установлено, что глубина диффузионной зоны после цементации в низкоуглеродистых сталях, прошедших предварительную пластическую деформацию, имеет большую глубину, чем отожженные. Причем наибольшей глубины диффузионная зона достигает после предварительной деформации при температуре 750° С и степени деформации 20%. 49 При одновременном насьпцении бором и углеродом в среде, содержащей карбид бора, наблюдается увеличение диффузионной зоны в 1,5-2 раза по сравнению с цементованным слоем. Предварительная горячая деформация, проведенная при температуре 750С и степени деформации 20%, так же способствует увеличению глубины диффузионной зоны содержащей бор и углерод на 20-25%. В микроструктуре после одновременного насьпцения бором и углеродом в перлитной матрице наблюдаются вьщеления боридных и борокарбидных включений. При этом их содержание по границам зерен уменьгпается, или они полностью отсутствуют. На основании экспериментальных данных металлографического, дюраметрического и спектрального анализа по распределению содержания углерода и бора в сталях проведен расчет коэффициента диффузии углерода и бора. С учетом преобладания объемной диффузии углерода и зернограничной диффузии бора, показано, что наличие предварительной деформации при температуре 750С и степени 20% способствует более интенсивному насыщению поверхности углеродом и бором. На основании проведенных исследований разработан способ бороцементации, который позволяет получать более качественные, однородные бороцементованные слои больгпей толщины, упрочненные дисперсными борокарбидами. УДК 693.22.004.18 Оценка влияния электрохимической коррозии при высокотемпературном воздействии газокапельной смеси на соединение труба-фланец Студент 4 кзфса гр.2 Раик А.Г. Наз^ные руководители - Новосельская Л. В., Гарост А. И. Белорусский государственный технологический университет г. Минск Больгпая доля поломок магнии вызвана усталостью материалов. Изз^ение факторов, предотвращаюгцих усталостное разругпение, приведет к увеличению срока службы магпины и расгпирению диапазона используемых материалов с зрелом изготовления. Установлено [1], что при наличии коррозионных сред сопротивление усталостному разругпению резко падает. При циклическом нагружении в коррозионной среде поверхность металла покрывается сеткой трещин, которые являются результатом избирательной коррозии по местам различных включений, взаимодействующих со средой [2]. Также на предел выносливости влияют электрохимические процессы, фреттинг-коррозия и технологии изготовления [3]. В связи с этим в данной работе была поставлена задача установления и устранения причин ускоренной коррозии фланцевых соединений трубопроводов в цехе «Карбамид - 2» ГПО «Азот». Состав газокапельной смеси после колонны дистилляции: 68,81 % NH3, 22,56 % С02, 7,06 % Н20, 0,96 % 02, 0,61 % N2. Смесь подается с температурой 160 °С при давлении 20 кг/смЗ. Труба изготавливается из высоколегированной коррозионно стойкой аустенитной стали 10Х17Н14М2Т. При химическом анализе установлено, что фактический состав данного сплава, % масс: С - 0,058, Si - 0,31, Ми - 1,00, Сг - 16,95, Мо - 2,27, Ni - 13,93, Ti - 0,766. Фланец изготавливается из высоколегированной коррозионностойкой аустенитной стали ОЗХ17Н14МЗ. Химический анализ показал, что фактический состав данного сплава, % масс : С - 0,0063, Si -0,19, Ми - 1,00, Сг - 18,25, Мо - 2,66, Ni - 14,30, Ti - 0,0069. Сварка проводилась с использованием сварочной проволоки из сплава О1Х19Н18Г10АМ4. Химический анализ материала сварного гпва показал его фактический состав после сварки, % масс: С - 0,022, Si - 0,39, Ми - 2,01, Сг - 19,44, Мо - 2,29, Ni - 14,63, Ti - 0,048. С зрелом того, что коррозия протекает в условиях короткозамкнутого контакта трех сплавов (материалы фланца, сварочного шва и трубы) и наряду с газовой фазой технологической среды в трубопровод попадают капли жидкости, т.е. газожидкостный поток, в рассматриваемой системе реализуется эрозионно-коррозионное разрушение поверхности металла, при неодинаковой плотности орошения. Для прогнозирования особенностей поведения конкретных металлов в условиях контактной коррозии необходимо было тщательно исследовать образуюгцуюся электрохимическую систему, в которой при пространственном разделении процессов отдачи и присоединения электронов окислительно­ восстановительной реакции (токообразующей реакции) происходило взаимное превращение химической и электрической форм энергии. Так как в электрохимической системе токообразующая реакция разделялась на частные полуреакции, то ЭДС системы определялась электродными потенциалами, отражающими изменения химической энергии в результате протекания электродных ползфеакпий (окисления и восстановления). При соединении двух электродов (разнородных металла) с разным потенциалом при помощи металлического проводника (например, методом сварки), электроны переходят от более отрицательного к более положительно заряженному. В цепи появляется электрический ток. Такую систему называют 50 гальваническим элементом. На электроде с более электроотрицательным потенциалом проходит процесс окисления (растворения металла), и такой электрод является анодом, на электроположительном (катоде) - восстановление. В основу эксперимента ставилась задача исследовать электродные потенциалы каждого из этих металлов. Для этого из контактируюгцих в трубопроводе сплавов (материалы фланца, сварочного гпва и трубы) были вырезаны образцы для исследований. Главной проблемой при создании экспериментальной установки было моделирование реальных условий, возникаюгцих при циркуляции газожидкостной фракции в трубе, и заключалась в подборе среды. Решающее влияние на скорость коррозии трубопровода (конкретно фланца) оказывает наличие капель насьпценного раствора газовых компонентов в жидкости. В качестве моделирующей среды использовался насыщенный раствор карбамида в воде. Потенциалы исследуемых металлов определялись при комнатной температзре, а также при температзре 70 °С (реальные условия, которые удалось получить в водяной бане). В лабораторных условиях для измерения электродных потенциалов применялись портативные и несложные в эксплуатации хлорсеребряные электроды сравнения (вместо водородных электродов, потенциал которых принимается равным нулю) типа ЭВЛ 1М1. Результаты исследований показали, что в данном варианте комбинация металлов (электродов) неудачно подобрана, т.к. для всех случаев (исследуемых температур) материал фланца является наиболее электроотрицательным (имеет меньшую величину положительного потенциала). Это будет приводить к тому, что при огромной величине катода (поверхности трубы) и малой поверхности фланца (анода) последний будет растворяться с большой скоростью. Это явление и наблюдается в реальных условиях на ГПО «Азот». Капли раствора, которые попадают на поверхность фланца, уносятся (захватываются) газожидкостным потоком, поэтому явления поляризации (анодной и катодной) наблюдаться не будут. В данном слзшае реальные значения потенциалов исследуемых металлов на протяжении всего процесса эксплуатации будут соответствовать этим значениям в момент погружения электродов (с соответствующей поправкой на температуру). Также были проведены исследования потенциалов стали 12Х18Н10Т, которая наиболее широко применяется в химическом машиностроении, рассчитаны значение потенциала. Для данной стали в момент погружения (условия близкие к эксплуатируемому трубопроводу) при 18 °С составляет +33 шУ, а при 70 °С - (+ 14). Из приведенных данных видно, что коррозионная стойкость стали 12Х18Н10Т в сочетании с используемыми на ГПО «Азот» сплавами была бы низкой. В результате роботы был выработан ряд рекомендаций, при руководствовании которыми можно избежать процесс ускоренной коррозии фланцев трубопроводов: 1. Более электроотрицательный материал должен иметь значительно больгпую величину поверхности, при этом глубинный показатель коррозии был бы не-больпшм и прочность конструкции мало изменилась бы. 2. Желательно контактирующие поверхности (фланец - труба) выполнять из одного и того же сплава, а электрохимический потенциал шва должен быть более электроположительным. 3. В данной системе (труба - фланец) материалом трубы могла бы быть сталь ОЗХ17Н14МЗ, а для изготовления фланца можно рекомендовать сталь 10Х17Н14М2Т. 4. При конструировании подобных узлов необходимо предварительно измерять величины электрохимических потенциалов применяемых сплавов и материал с меньшей величиной поверхности обязательно должен быть более электроположительным по отношению к другому сплаву. Список используемых источников: 1. Зверьков Б.В. Расчет и конструирование трубопроводов: справочное пособие - Л. «Машиностроение», 1979 - 246 с. 2. Ажогин В.Ф. Коррозионное растрескивание и защита высокопрочных сталей - М.: "Металлургия", 1974 - 256 с. 3. Трощенко В.Т. Сопротивление усталости металлов и сплавов - К. «Навукова думка», 1987 - 1326с. УДК 621.746.047 Исследование качества защитных покрытий медных кристаллизаторов МНЛЗ Студент гр. ПМ-08с Жертовская Н.В. Назшный руководитель - Алимов В.И. Донецкий национальный технический университет г. Донецк, Украина Непрерьшная разливка сплавов становится приоритетной в металлзргическом производстве. Количество разливаемого непрерьшным путем металла с каждым годом возрастает, что обусловлено рациональностью, экономичностью и качеством непрерывно-литых заготовок. 51 Кристаллизатор является одним из важных функциональных узлов машин непрерывного литья заготовок. Его непрерывная работа определяет высокую производительность машин, их безаварийность, а также качество ползшаемой непрерьшнолитой заготовки. Кристаллизатор вьшолняет функцию отвода тепла от жидкого кристаллизующегося сплава, а также функцию формирования геометрической формы и структзфы заготовки. В качестве материала гильз современных кристаллизаторов сортовых и слябовых машин непрерывного литья заготовок широко используют медь и сплавы на ее основе. Основными причинами выхода из строя гильз кристаллизаторов является износ в процессе трения металла заготовки о рабочую поверхность гильзы, образование трещин и раковин в околоменисковой зоне гильзы, а также коробление кристаллизатора. Для уменьшения или устранения влияния данных факторов наносят защитные покрытия на рабочую поверхность кристаллизаторов. Для оценки влияния защитных покрытий на свойства кристаллизаторов проводили исследование на листовых образцах толщиной 1,6 мм из меди марки Ml; на поверхность образцов наносили хромовые гальванические покрытия толщиной 50, 60 и 65 мкм. Перед нанесением хромового покрытия подготавливали поверхность образцов путем их механической обработки и с помощью химического обезжиривания. Осаждение хрома осуществляли при помощи саморегулирующегося сульфатно- кремнефторидного электролита при температуре порядка 70 °С. Как видно из рис.1, наибольшую микротвердость хромового слоя обеспечивает режим 3, при котором ползшается слой толщиной 65 мкм. По этому режиму как раз и получено качественное покрытие (рис. 2, а). Другие режимы привели к образованию покрытия с порами и трещинами (рис. 2, б, в). ■'S 35 45 70 110 160 200 расстояйіе от поверхносш, мкы Рисунок 1 - Изменение микротвердости по толщине образцов с покрытиями (режим для получения толщины покрытия: 1-50; 2-60; 3-65 мкм). Медный кристаллизатор, на который нанесено более толстое и качественное покрытие, будет изнашиваться дольше, чем кристаллизатор с более тонким и дефектным покрытием. ' К ' -v' ' ".rw "г*, б) в) Рисунок 2 - Микроструктура хромированных медных образцов, х250 Важную роль для получения качественного покрытия играет прочность сцепления покрытия и основного металла. Для качественного сцепления при износостойком хромировании шероховатость поверхности образца должна соответствовать 9-10-му классу чистоты (ГОСТ 2789). Среднеарифметическое отклонение Ra для 9-го класса составляет 0,16-0,08 мкм, а для 10-го - 0,08-0,04 мкм. В случае покрытий с дефектами среднеарифметическое отклонение Ra составляло 1,46-1,71 мкм. Более грубая поверхность и приводит к неравномерной толщине покрытия, поро- и трещинообразованию из-за наличия значительных внутренних напряжений как в самом покрытии, так и в окрестности поверхности раздела “хромовое покрытие - медная основа”. 52 Таким образом, одной из важнейших характеристик, определяемых качество хромового покрытия, является шероховатость поверхности основного металла перед нанесением покрытия; соответствие уровню чистоты, и непосредственно сама толщина покрытия, увеличение которой до определенного зфовня приводит к возрастанию микротвердости, следовательно, и износостойкости покрытия. УДК 621. 771: 669. 018 Влияние легирования на етруктуру и евойетва еварных еоединений из низкоуглеродиетых еталей Студент гр. ПМ - 08 Величко Е. В. Назшный руководитель - Алимов В. И. Донецкий национальный технический университет г. Донецк Качество сварных швов зачастую определяет физико-механические и эксплуатационные свойства сваренных металлоконструкций. Определенную роль играет в этом химсостав свариваемых изделий, так как при сварке происходит некоторое перераспределение химических элементов в пришовной зоне; дальнейшее перераспределение их может быть достигнуто термической и термомеханической обработкой. Целью настоящей работы являлось установление влияния низкого легирования на качество сварных соединений из низкоуглеродистой стали. Для установления влияния Сг, Ми и Ti изготовили образцы размером 10x10x80 мм из сталей 20, 20Х и 18ХГТ стандартного химсостава. Образцы из сталей 20Х и 18ХГТ сваривали электродом типа СВ08Г2С (% масс.: 0, 076 С; 1,96 Ми; 0,88 Si; 0,014 S; 0,024 Р; 0,044 Сг; 0,017 Ni; 0, 022 Си; 0,005 А1;0,005 As; 0,007 N), а образцы из стали 20 электродом типа УОНИ-13/45 (% масс. : 0, 11 С; 0,45-0,8 Ми; 0,2-0,3 Si; 0,03 S; 0,035 Р). Измерение твердости показало, что ее распределение по сечению сварных соединений неравномерно (рис.1). расстояні'і^ по длпно обрлзда. Рисунок 1 - Распределение твердости вдоль легирования С увеличением степени легирования стали структура в сварном соединении становится более равномерной; зерно в зонах термического влияния несколько измельчается, что также проявляется в увеличении твердости, а значит благоприятном влиянии на дальнейшее упрочнение сварных соединений. Структура сварного соединения из стали 18ХГТ является наиболее мелкозернистой, что особенно проявляется в околошовной зоне и объясняется большим легированием и содержанием титана, который сдерживает рост зерна при высоких температзфах. Введение дополнительно легируюпщх элементов оказывает влияние и на свойства сварных соединений, что видно по увеличению твердости вдоль сварного соединения с увеличением сварных соединений 53 Таким образом, легирование низкоуглеродистых сталей благоприятно влияет на структуру сварных соединений, особенно при введении в состав стали стабилизируюгцих легируюгцих элементов, которые сдерживают рост зерна при нагреве, однако неравномерность распределения свойств по сечению сварного гпва остается. Для улз^гпения качества сварных соединений из низколегированных сталей целесообразно проводить термомеханическую обработку, что показано нами ранее на сварных соединениях из низкоуглеродистых сталей. УДК669.15 Двухфазные феррито - мартенситные стали. Студентка гр. 104215 Мельниченко А.Г. Назлный руководитель - Пзлков Э.П. Белорусский национальный технический университет г. Минск Целью настоягцей работы является усиление внимания в проблеме производства новых конструкционных материалов, холоднокатаного листа, проката с упрочняюгцей термической обработкой из низколегированных сталей. Двухфазные ферритно-мартенситные стали (ДФМС) с регламентированным количество мартенсита обладают наиболее благоприятным сочетанием прочности и пластичности по сравнению с другими низколегированными сталями. При этом аномально высокое их упрочнение в процессе деформации и искусственного старения позволяет ползлить повыгпенную прочность готовых гптампованных деталей и снизить их сечение на 15-25 %. Феррито-мартенситные стали обладают хорогпей коррозионной стойкостью в атмосферных условиях, в слабоагрессивных средах (в слабых растворах солей , кислот) и имеют высокие механические свойства. В основном их используют для изделий ,работаюгцих на износ, для упругих элементов и конструкций в пигцевой и химической промыгпленности, находягцихся в контакте со слабоагрессивными средами (например, 4-5%-ная уксусная кислота, фруктовые соки ). Основным средством получения двухфазных ферритно-мартенситных сталей (ДФМС) является ГУ Утермическая обработка, проводимая, как правило, из двухфазной + ' области: закалка из межкритического интервала после горячей прокатки или специального нагрева. Сталь в таком состоянии имеет низкий предел текз^ести (отсутствует плогцадка текучести из-за больпюго количества свободных дислокаций в феррите). Сталь в таком состоянии легко пггампуется, но при этом сильно упрочняется. При этом выбор конкретных режимов должен обеспечивать не только получение заданной структуры, но и минимальную ее чувствительность к неизбежным колебаниям параметров технологического процесса. При разработке способов получения двухфазных структзф без специальной термической обработки (непосредственно после горячей прокатки) возникают специфические требования к параметрам распада переохлажденного аустенита. В частности, необходимо получить больпюе количество (около 80 %) феррита за короткий период охлаждения стали при сугцественном затормаживании перлитного и бейнитного преврагцения. При разработке рационального режима термической обработки из двухфазной области при специальном нагреве, следует учитьшать факторы, влияюгцие на кинетику аустенизации, а также на предпочтительные места зарождения аустенита и его морфологию. Такими факторами служат исходная структзфа, состав стали, количество и размеры дисперсных частиц и т.п. Отпуск ДФМС. Наиболее важные особенности поведения ДФМС как естественного композиционного материала определяются значительным различием прочностных характеристик мартенсита и феррита, которые уменьгпаются в процессе отпуска. В то же время отпуск часто является обязательной операцией термической обработки готовых изделий из ДФМС. В массивных деталях его проводят для увеличения вязкости или обезводороживания. Для листовых сталей его, как правило, осугцествляют дваяеды: в процессе термической обработки листа, для повыгпения пластичности ДФМС и снижения склонности стали к старению в процессе хранения, а затем, в готовых деталях — при сугпке антикоррозионного лакокрасочного покрытия. Особенности процессов отпуска ДФМС, по сравнению с полностью закаленными сталями, обусловлены не только наличием феррита, пересыгценного атомами внедрения, но также остаточными напряжениями в результате локального мартенситного преврагцения аустенита, повыгпенной плотностью дислокаций в зернах феррита вблизи границ с мартенситом, малыми размерами остаточного аустенита, а тагсже неоднородностью выделений специальных карбидов в объеме закаленной стали. Упрочнение в результате закалочного и деформационного старения. Двухфазные ферритно­ мартенситные стали (ДФМС) как материал для изготовления деталей методами холодной деформации не должны нроявлять сгслонность к старению в нроцессе длительного хранения нри температзфах, близгсих к комнатной. В то же время унрочнение нри искусственном нагреве готовых деталей из ДФМС обеспечивает 54 повышение их эксплуатационных характеристик и является желательным. Тем не менее, для ДФМС характерно полное отсутствие признаков старения (появления площадки текзшести либо повышения прочности) в процессе вьщержки при комнатной температзфс длительностью вплоть до года. Наибольшее упрочнение ДФМС наблюдается при степенях деформации 2-5%. Увеличение степени деформации, как правило, сопровождается уменьшением упрочнения в результате старения. Для марки стали ОЗХГСЮ свойства после отжига: Со,2 =260МПа; С2=355МПа; С5=435МПа; Св=485МПа, а после деформации на 5% и старения при 200 °С: Со,2=515МПа; Св=540МПа. Свариваемость ДФМС при точечной сварке кузовных деталей удовлетворительная. Прочность сварных соединений ДФМС выше, чем низколегированной стали. Для марки стали 09Г2 в горячекатаном состоянии прочность основного металла Св=529МПа, а сварного соединения Св=520МПа. Это является существенным фактором уменьшения неоднородности распределения прочности в различных зшастках деталей из ДФМС, претерпевших при штамповке различную деформацию. Как видно из предыдущего, двухфазная ферритно-мартенситная структура может быть получена с использованием различных сочетаний параметров нагрева и охлаждения. Преимущества одних режимов связаны с возможностью закалки на мартенсит сталей с низким содержанием легирующих элементов или с получением более высокого упрочнения при старении деталей, других — в более высоком сочетании прочности и пластичности и т.п. Применение двухфазных феррито-мартенситных сталей в автомобилестроении для изготовления штампованных, несущих нагрузку деталей (например, обод колес) позволяет сэкономить более 25% стали и является рентабельным, несмотря на усложнение технологии. ДФМС применяют для изготовления кронштейнов, брусов безопасности, бамперов, усилителей, дисков колес, элементов подвески и различных стоек, т.е. деталей, требующих существенного повышения эксплуатационных характеристик. Также из ДФМС изготавливают стержневые крепежные изделия (болты, шпильки) повышенной прочности методом холодной объемной штамповки. В ряде исследований показана эффективность использования двухфазных сталей в качестве высокопрочного материала магистральных трубопроводов повышенной надежности против разрушения. Применение технологии изготовления крепежных изделий из ДФМС позволяет, во- первых, использовать более дешевый горячекатаный прокат вместо традиционно применяемого проката после сфероидизирующего отжига; во-вторых, ползшать высокопрочный крепеж (Св — 800 МПа) без проведения завершающего улучшения (закалки и высокого отпуска) и, в-третьих, заменить традиционно применяемые для данного назначения легированные конструкционные термоулучшаемые стали марок 38ХА, 38ХГНМ и др. на низколегированные ДФМС марок 08Р, 12Г1Р и т. д. УДК 669.725 Бериллий и его еплавы Студент гр. 104215 Дубаневич Е.Р. Назшный руководитель - Протасевич Г.Ф. Белорусский национальный технический университет г. Минск Целью настоящей работы являлось иззшение бериллия и его сплавов Бериллий обладает малой плотностью, высоким модулем упругости и прочностью, размерной стабильностью, теплостойкостью , хорошей коррозионной стойкостью в ряде агрессивных сред. Этот металл - в полтора раза легче алюминия и в то же время прочнее специальных сталей. Особенно важно, что бериллий и многие его сплавы, не утрачивают полезных свойств при температзфе 700...800°С. Бериллий - металл второй группы Периодической системы элементов Д.И. Менделеева. Порядковый номер бериллия 4, атомная масса 9,01, температзфа плавления 1284 °С. Бериллий может существовать в двух полиморфных модификациях. До 1250 °С имеет гексагональную плотноупакованную решетку, выше - решетку объемно-центрированного куба. Плотность бериллия 1845 кг/м .^ Комп леке физических, химических и механических свойств позволяет отнести бериллий к наиболее ценным конструкционным материалам. Для производства компактного бериллия в виде заготовок применяют методы порошковой металлзфгии. По сравнению с другими легкими материалами бериллий обладает уникальным сочетанием физических и механических свойств. По удельной прочности и жесткости он превосходит все другие металлы (Таблица 1). Бериллий отличается высокой электро- и теплопроводностью, приближающейся к теплопроводности алюминия, а по удельной теплоемкости [~ 2500 Дж/(кг х град)] превосходит все остальные металлы. Бериллий стоек к коррозии. Подобно алюминию, при взаимодействии бериллия с воздухом на поверхности его образуется тонкая оксидная пленка, защищающая металл от действия кислорода даже при высокой температуре. 55 Таблица 1 - Удельная прочность и жесткость материалов Материал Св, МПа у, (кг/м^) • 10 ^ Св /(УЕ), км E !(yg), км Магниевый сплав МАЮ 430 1,8 24 2,3 Алюминиевый сплав В95 700 2,9 21 2,4 Титановый сплав ВТ6 1500 4,5 22 2,6 Сталь 03Н18К9М5Т 1750 7,8 23 2,6 Бериллий 680 1,8 38 16,1 Бериллий имеет высокие ядерные характеристики — самое низкое среди металлов эффективное поперечное сечение захвата тепловых нейтронов и самое высокое поперечное сечение их рассеяния. Недостатками бериллия является высокая стоимость, а также низкая хладостойкость. Ударная вязкость технического бериллия ниже 5 Дж/см .^ Несмотря на эти недостатки, уникальная совокупность технических преимуществ позволяет относить бериллий к числу выдающихся аэрокосмических материалов. Серьезный недостаток бериллия, заключающийся в низкой ударной вязкости и хладноломкости, может быть преодолен использованием сплавов с алюминием. Широкое распространение получили сплавы меди с 2-5 % бериллия, так называемые бериллиевые бронзы. В настоящее время разработан ряд литейных бериллиевых сплавов (Таблица 2). Таблица 2 - Химические составы (%, остальное — Be) литейных бериллиевых сплавов Сплав Массовая доля элементов, % А1 N1 Mg Си Zr, Sc, Y, Gd, РЗМ Примеси, не более Si Fe Ми Ti О2 ЛБС-1 24-34 3-6 - - 0,06-0,21 0,1 0,15 0,1 0,05 0,1 ЛБС-2 36-24 3,5-4,5 0,6-0,8 - 0,03-0,12 0,1 0,15 0,1 0,05 0,1 ЛБС-3 30-34 - 0,1-0,6 6-8 0,05-0,1 0,1 0,15 - - 0,1 Приведенные сплавы имеют очень хорошие механические характеристики (Таблица 3). Таблица 3 - Механические свойства литейных бериллиевых сплавов Свойство ЛБС-1 ЛБС-2 ЛБС-3 Св, МПа 220-250 250-320 270-280 Со,2, МПа 180-220 220-270 250-270 5,% 2-3 2-3 1,1-1,3 У, % 2-3 2-3,5 - КСи, МДж/м^ 0,025-0,035 0,033-0,040 0,025-0,045 С,ГПа 200 200 200 56 УДК 621.791.92.04 Исследование структурообразования наплавленных покрытий, полученных из проката, предварительно подвергнутого ХТО ст. гр. 104514 Бостынец С.М., Лебедько С.В., Базылик Д.В. Наз^ный руководитель - Стефанович А.В. Белорусский национальный технический университет г. Минск Целью данной работы является уделение внимания к проблеме повьппения срока эксплуатации скользящих контактов, работающих в кислотно-щелочных средах при нанесении гальванических покрытий. Скользящие контакты работают в условиях непрерывного скольжения проволоки по контактной поверхности в щелочных и кислых растворах. Такие условия эксплуатации предъявляют требования к материалу скользящего контакта по высокой износо- и коррозионной стойкости, обязательным условием в зоне контакта является отсутствие искрообразования, которое создает на поверхности проволоки микронеровности. В дальнейшем, в процессе волочения проволоки на микронеровностях, гальваническое покрытие нарушает свою сплошность, что является браком. Для повышения срока службы скользящих контактов можно использовать поверхностное упрочнение прибегая к методу наплавки. Исходя из условий эксплуатации наплавленное покрытие должно удовлетворять следующим требованиям: высокой коррозионной стойкости (содержание хрома> 13%); деформационно стабильной аустенитной структуры (появление а-фазы в структуре вызывает искрообразование); повышенной износостойкости. Ползшить такое покрытие возможно с использованием в качестве присадочного материала, при наплавке, проволоки из аустенитной стали, подвергнутой насыщению азотом и бором. Азот способствует стабилизации аустенитной структзры, а бор - образованию боридов, обеспечивающих повьппение износо стойкости. а) б) в) Рисунок 1 - Микроструктуры наплавленных покрытий полученных из проволоки 06X19Н9Т подвергнутой предварительной ХТО. Микротвердость структурных составляющих наплавленного покрытия зависит от температзрновременных параметров ХТО. Увеличение времени азотирования с 1 до 2 часов повышает твердость твердого раствора на 950..560 МПа, и твердость дендритов составляет 2300..2500 МПа при азотировании 1 час и 2860..3410 МПа при азотировании 2 часа. Микротвердость эвтектики колеблется в широких пределах и зависит от времени борирования. Увеличение времени борирования проволоки с 1 до 4 часов, при 1=950°С приводит к повышению твердости эвтектики с 4580 МПа до 6480 МПа. Такое повышение твердости наплавленного покрытия связано с увеличением количества боридов в структуре. Износостойкость наплавленного покрытия определяется твердостью покрытия в целом, если структзра является гомогенной. Если структура является гетерогенной, то износостойкость определяется количеством и твердостью включений находящихся в структзре. При этом возможно значительное повышение износостойкости при несущественном увеличении макротвердости покрытия. 57 УДК 66-96 Использование промышленных отходов в новых материалах Студент гр. 3 01413 Хартанович О. А. Белорусский национальный технический университет г. Минск Одной из важнейших задач, входящих в общую проблему ресурсосбережения, является разработка и внедрение высокоэффективных и экономичных методов получения новых композиционных материалов с использованием промышленных отходов. Актуальность работы достаточно высокая в связи с возможностью утилизации промышленных отходов, при использовании их в составе материалов для газотермического напьшения и струйно-абразивной обработки. Утилизапця промышленных отходов и разработка на их основе наиболее эффективных, рациональных, ресурсосберегающих, экономически целесообразных, экологически безопасных, новых материалов для получения различных покрытий в условиях современного развития предприятий РБ весьма актуальна. Результатом работы является разработка новых материалов для напьшения и струйно-абразивной обработки с использованием в их составе отходов производства, для снижения затрат и утилизации отходов. Разработана установка для разделения отходов на металлическую и неметаллическую фракции. Эффективная защита от коррозии, упрочнение, восстановление изношенньк поверхностей, достигаются за счет использования современных технологий и новых материалов [Л 1, 2]. Исследован вопрос подготовки поверхности перед нанесением покрытий. Проведен анализ методики определения очагов коррозии. Выбран материал, имеющийся в больших количествах в Республике Беларусь в качестве отходов, для струйно-абразивной обработки, обеспечивающий все необходимые требования к обрабатываемой поверхности перед нанесением покрытий. Для струйно­ абразивной обработки предложено использовать частицы абразивов, полученньк из промышленных отходов. . А Установка ддя разделения отходов производства (Рис. 1) состоит из вала опорного поз.1, закрепленного в подшипниковых узлах поз. 2 в стаканах со втулками поз. 4 на станине поз. 5. На валу закреплен электромагнитный барабанный ролик поз. 9, представляющий собой сборную конструкцию. Опорный вал приводится во вращение ременной передачей поз. 8 посредством двухручьевого пікйва поз. 3, приводящего во вращение вал-воропійлку поз. 21, установленную в бункере-дозаторе поз. 20, имеющем внутри решетку для грубой очистки материала поз. 22 и решетку для тонкой очистки материала поз. 23. Материал из бункера поступает на направляющие поз. 10, регулируемые по высоте и углу наклона телескопической пітангой поз. 11, фиксируемой механизмом стопорения поз. 12, и сыплется на вибратор поз. 19, откуда равномерно распределяется на электромагнитный барабанный ролик. Феромагнигная металлическая часть материала притягивается к ролику и соверпіает движение вместе с роликом на угол 268..278°, после чего механически снимается чистиком поз. 13, регулируемым механизмом установки и 58 прижатия чистика поз. 16 и попадает в емкость для сбора металлической фракции поз. 15 (для напыления). Неметаллическая часть материала направляется на защитный кожух-отражатель поз. 17 или самотеком непосредственно поступает в емкость для сбора неметаллической фракции поз. 14 (для струйно­ абразивной обработки). Управление работой установки осуществляется при помощи пульта управления с электромагнитным устройством поз. 18. Рисунок 2 - Мотор-редуктор Установка приводится в действие посредством редуктора поз. 7 с гидромотором поз. 6 (Рис. 2). Рис, 1,ОбідййввдупановюіУСАО-1300 | Рисунок 3 - примеры внедрения разработки Литература 1. Борисов Ю.С., Харламов Ю.А., Ардатовская Е.Н. Газотермические покрытия из порошковых материалов: Справочник.— Киев: Навуковая думка, 1987. — 544 с. 2. Восстановление деталей машин: справочник/Под ред. В.П. Иванова. - М: Машиностроение, 2003. УДК.621.78 Контролируемые атмосферы в машиностроении. Экзогаз Студент группы 104215 Пашкевич В.Ф. Научный руководитель - Щербаков Э.Д. Белорусский национальный технический университет г. Минск Эндогаз - основа контролируемой атмосферы при термической и химико-термической обработки. Для осуществления различных процессов термической обработки в зависимости от марок обрабатываемых металлов и сплавов, температуры процесса, необходимого углеродного потенциала среды и других технологических параметров в мировой практике нашли применение различные типы печных атмосфер. Большое распространение получает эндотермическая атмосфера, являющаяся продуктом крекинга природного газа с 75%-ным недостатком воздуха ( d = 0,25) в присутствии специального ката­ лизатора. Состав эндогаза (40% Н2; 20% СО; СН4 + С02 + Н2 до 1,5%; остальное N2). Эта атмосфера сравнительно дорога, имеет повышенную взрывоопасность и токсичность, вызывает водородное охрупчивание и склонна к выделению сажи, особенно при замедленном охлаждении и нагреве в интервале температур 650-800°С. К ее достоинствам относят простоту приготовления, невысокую стоимость, известную универсальность и возможность регулирования углеродного потенциала посредством изменения влажности. Основным недостатком эндотермической атмосферы является ее взрывоопасность. Для проведения высокого отпуска она непригодна. Применение взрывобезопасного продувочного газа зна­ 59 чительно удорожает и усложняет термообработку. Эндотермическая атмосфера имеет слабую науглероживающую способность и поэтому в чистом виде не может быть использована, как газ-карбюризатор при цементации и нитроцементации. Обогащение ее углеводородными газами (метан) для повыщения науглероживающей способности приводит к невозможности использования косвенного метода регулирования углеродного потенциала по точке росы. Науглероживающая способность атмосферы в этом случае становится функцией не только влажности атмосферы, но и содержания в ней метана. Добавка аммиака при проведении нитроцементации также изменяет характер этих зависимостей и еще более усложняет контроль углеродного потенциала по точке росы. Для устранения этого недостатка процесс цементации осуществляют в два этапа: первый - при заведомо повыщенном углеродном потенциале (для ускорения процесса насьпцения, с регулированием подачи карбюризатора только по показаниям расходомера) и второй - выравнивание концентрации углерода с доведением ее до заданной с регулированием состава атмосферы по точке росы. Однако такой порядок проведения технологических операций значительно усложняет термообработку. По последним данным, оптимальное качество упрочненного слоя при этом не достигается. Необходимость корректировки точки росы с изменением температзфы процесса термообработки также является недостатком этой атмосферы. Снижение прочности вследствие внутреннего окисления в атмосфере эндогаза может быть предотвращено легированием элементами, имеющими меньщее сродство к 02 чем Fe. Указанные недостатки эндотермической контролируемая атмосферы (кроме взрывоопасности и токсичности) связаны с использованием для контроля и регулирования углеродного потенциала метода, основанного на связи науглероживающей способности атмосферы с ее влажностью. Методы контроля и регулирования состава контролируемой атмосферы, основанные на применении инфракрасных анализаторов, серийно вьщускаюпщхся отечественной промыщленностью или приборов прямого контроля, лищены этих недостатков и поэтому Весьма перспективны для щирокого применения в промьшленности. Рассмотрим простейщую схему приготовления из природного газа эндотермической контролируемой атмосферы типа Н-40/20 (рис.1). Воздух и природный газ смещиваются в газосмесительиой мащине (в состав мапшны входят следующие узлы: воздущный фильтр /, регулятор давления 2, расходомеры воздуха и газа 3,нуль-регулятор 4, регулятор соотнощения 5 и газодувка 6),в соотнощении, которое соответствует коэффициенту расхода воздуха а~0,25. Газовоздущная смесь под избыточным давлением около 0,05 бар через пламегаситель 7 направляется в реторту 12, реакционную камеру эндотермического газогенератора 8. Здесь при температзфе около 950 С, поддерживаемой с помощью электронагревателей 9, в присутствии щамотно- никелевого катализатора 13 типа ГИАИ-8 кислород воздуха взаимодействует с природным газом. -дл 60 Рисунок 1 - Простейшая схема приготовления из природного газа эндотермической контролируемой атмосферы типа Н-40/20 Исходя из условий наибольшей экономичности, технологичности и регулируемости по углеродному потенциалу для процессов цементации и нитроцементации, оптимальной является экзо- эндотермическая атмосфера состава 20% СО, 20% Н2 остальное N2 ,Эта атмосфера вследствие пониженного содержания водорода (вдвое меньше чем в эндогазе) позволяет существенно повысить долговечность обрабатываемых деталей, работающих на изгиб при знакопеременной нагрузке, а также в условиях торцевого износа. 61 62 Машины и технология литейного производства 63 УДК 621.74 Некоторые оеобенноети процеееов производетва корпуеных отливок из выеокопрочных чугунов Студент гр. 104316 Гуминский Ю.Ю. Наз^ные руководители - Одиночко В.Ф., Сайков М.А. Белорусский Национальный технический университет, г. Минск РУП ГЛЗ «Центролит», г. Гомель Современное машиностроение характеризуется постоянным повышением зфовня рабочих параметров и единичной мощности машин и агрегатов, использованием высоких давлений, скоростей и температзф, что ведет к ужесточению требований к физико-механическим свойствам сплавов, среди которых широкое распространение получают высокопрочные чугуны. В последние годы на первый план основных требований к металлопродукции вышли такие показатели качества, как конкурентоспособность, надёжность и долговечность. Одним из путей решения проблемы повышения конкурентоспособности и долговечности машин, станков, пневмо- и гидроаппаратзфы приводов и другого оборудования является более широкое внедрение для ответственных корпусных деталей высокопрочных чугунов с шаровидной и вермикулярной формой графита (ВЧ111Г и ЧВГ). Требования к ВЧШГ и ВЧВГ как к конструкционным материалам непрерывно возрастают. Кроме статической прочности, пластичности и твёрдости всё большее значение приобретают такие механические свойства, как сопротивление усталости при динамических и знакопеременных нагрузках, ударная вязкость и износостойкость. Именно эти механические характеристики в некоторых случаях определяют выбор кон­ струкционного материала для литых корпусных деталей ответственного назначения и соответственно технологический процесс производства отливок. Главная особенность процессов производства многих корпусных отливок заключается в том, что необходимо обеспечить высокие механические свойства, достаточную плотность и заданную микроструктуру чугуна в массивных стенках и в тоже время - высокую жидкотекзшесть расплава и отсутствие отбела и неспаев в тонких стенках. Это основное противоречие при изготовлении корпусных отливок, особенно для металлорежущих станков, регпается использованием эффективных технологических методов, операций и средств изготовления литейных форм и оптимизацией химического состава и физического состояния вьшлавленного чугуна [1], а также факторов регулирования литой структуры [2]. При изготовлении литейных форм для корпусных отливок станко- и магпиностроения используются следующие технологические методы и средства. Это: простановка холодильников, экзотермических и модифицирующих брикетов, питающих бобыгпек, фильтровальных сеток и фильтров из вспененной керамики, легирующих сотообразных и сетчатых вставок, специальных стержней и жгутов. Для изготовления отдельных ответственных отливок применяют также жидкие самотвердеютие смеси, оболочковые формы, импульсную формовку, способы формовки в стержнях и в жакетах, литьё в кокиль и другие специальные способы литья. Для плавки чугуна используются индукционные тигельные печи ёмкостью от 0,4 до 10 т и полусинтетические вторичные гпихтовые материалы. В гпихту для особо ответственных отливок вводят до 15% чугпковых чугунов. Для воздействия на физическое состояние расплавов проводят необходимые операции перегрева, печной и внепечной обработки [1], включая операции рафинирования, инокулирования и др. [3]. Известно, что при изготовлении литых корпусных деталей химический состав и механические свойства стандартных ВЧШГ устанавливаются в соответствии с ГОСТами 7293-85, 7769-82 и 1585-85, а отливок из ЧВГ - по ГОСТ 28894-89. В табл. 1 представлены рекомендуемые марки чугуна, типичные представители литых деталей станкостроения и требования к микроструктуре в соответствии с ОСТ 2 МТ29-1-87. Таблица 1 - Классис )икация станкостроительных отливок из высокопрочного чугуна Класс Группа Основные требования к деталям Типичные представители деталей Балл перлита и графита по ГОСТ 3443-87 Марка чугуна 1 а Высокая прочность Корпусные детали магпин, редукторов, станков и другого оборудования П92 ВЧ45, ВЧ50 б Повышенная износо­ стойкость Столы, салазки, суппорты, на­ правляющие и т.п. П70 ВЧ50, ВЧ60 В Работа при давлениях более 20 МПа Корпуса золотников и гидро- и пневмоаппаратуры приводов П70 ВЧ50, ВЧ60 3 - Высокие антифрикци­ онные свойства Втулки, направляющие и корпуса под­ шипников машин и станков ШГФ2 ШГФ5 АЧВ-1 64 Рисунок 1 - Структура высокопрочного чугуна с вермикулярной формой графита в корпусных отливках до травления (а) и после травления (б) Установлено, что эффективной является обработка чугуна сфероидизируюгцими магнийсодержагцими присадками в струе металла для стационарных разливочных установок или ковгпей. Оптимальным для массивных корнусных отливок является повыгпенное остаточное содержание в чугуне магния (0,04 - 0,08%). В слз^ае низкого остаточного содержания магния (менее 0,04%), полз^ается графит вермикулярной, пластинчатой или смегпанной формы (рис. 1), а нри содержании магния, нревыгпаюгцем 0,08 - 0.10% в чугуне толстостенных отливок появляются включения графита гпиповидной формы, образуюгцегося обычно у границ зерен. При содержании его в чугуне 0,10% и более проявляется не только модифицируюгцее, сколько легируюгцее действие магния, в результате чего понижается активность углерода, чугун кристаллизуется с отбелом, повьппается твердость отливок и ухудшается их обрабатываемость резанием. Литература 1. Производство чугунных отливок ответственного назначения в условиях завода РУП ГЛЗ «Центролит» //.Сайков М.А., Грищенко В.С., Карпенко М.И. и др. - Мн,: Литьё и металлургия, 2008, №3. - с. 98-101. 2. Литовка В.И. Повышение качества высокопрочного чугуна. - Киев: Наук, думка, 1987. -208 с. 3. Отливки из чугуна с шаровидным и вермикулярным графитом. // Захарченко Э.В. , Левченко Ю.Н. Горенко В.Г. и др. - Киев: Наук, думка, 1986. -248 с. УДК 669.14.018.252 Перспективы использования литого инструмента Студент гр. 104315 Ероховец П. А. Назшный руководитель - Рудницкий Ф.И. Белорусский национальный технический университет г. Минск Преимущества литого инструмента в настоящее время подтверждены многолетней производственной практикой. Хотя технология изготовления режущего инструмента литьем по ряду нричин не может претендовать па полное вытеснение существующего метода изготовления инструмента из кованых и катаных заготовок, тем не менее, для народного хозяйства широкое внедрение литого инструмента является насущной и весьма актуальной задачей. Большой экономический эффект достигается в результате повышения стойкости инструмента нри замене деформированного металла литым путем дополнительного легирования, микролегирования и модифицирования, а также регулирования условий кристаллизации. В этом случае достигается структзфа, обеспечивающая инструменту оптимальное сочетание свойств в конкретных условиях эксплуатации. В экономическом отношении существующая практика нроизводства режущего инструмента является далеко не совершенной. Не менее 70-75% выплавляемой быстрорежущей стали идет в различные отходы и только 25-30% ее эффективно используется в виде инструмента (таблица). 65 Таблица - Потери металла при изготовлении инструмента различными методами Наименование операций Потери при изготовлении инструмента в % Кованый Отлитый в песчаные формы Изготовленный точными методами литья Разливка 2-3 2-3 1-2 Обрезка прибылей и литников 30-32 20-25 5-8 Отжиг слитков 1-2 - - Обдирка слитков 3-4 - - Нагрев под ковку 2-3 - - Ковка (отрезка концов) 5-6 - - Отжиг 1-2 1-2 1-2 Мехобработка 20-25 7-10 3-5 В среднем 70 35 15 Анализируя данные таблицы, можно сделать следующее заключение: имея в своем распоряжении одно и то же количество жидкой быстрорежущей стали при непосредственной отливке инструмента, можно по крайней мере, в 1,5-2 раза увеличить выпуск режущего инструмента (при отливке в песчаные формы). В слз^ае изготовления инструмента при помощи более точных методов (по выплавляемым моделям, по газифицируемым моделям. Шоу-процесс, оболочковое литье) выпуск инструмента увеличивается еще больше. УДК 669.046:620.193.001.5 Процесс окисления сталей при повышенных температурах Студент гр. 104324 Кухарчук М.Н. Назлный руководитель - Крутилин А.Н. Белорусский национальный технический университет г.Минск Технологические процессы обработки, связанные с нагревом и охлаждением железоуглеродистых сплавов на воздухе или продуктах сгорания топлива, сопровождаются процессом окисления. Особенно интенсивно процесс окисления протекает при температурах, превышающих 600° С, поверхность сплавов покрывается продуктами газовой коррозии - окалиной. При нагреве сталей перед штамповкой, ее потери на окисление составляют 1,5 - 2 %, а в процессе деформации и охлаждения 0,5-0,6 % от массы нагреваемого металла, потери на окисление доходят до 6-8,4 %, а всего в прокатных, кузнечных и термических цехах в окалину переходит до 5% обрабатываемого металла (1). Вследствие взаимодействия с газами, процессы окалинообразования в поверхностном и внутреннем слоях протекают одновременно и взаимосвязано. Динамика окисления сталей зависит от ряда факторов, важнейшими из которых являются температзфа, сродство металла к кислороду, скорость образования, прочность оксидной пленки, ее дефектность и т.д. Окисление является сложным гетерогенным процессом, включаюпщм ряд стадий: подвод кислорода, адсорбцию молекул на поверхности, диссоциацию молекул кислорода на атомы, поглощение атомов кислорода металлом, с образованием твердых растворов или химических соединений, диффузию кислорода в поверхностный слой (рост окалины). Окалина, железоуглеродистых сплавов состоит из трех слоев, которые приближенно соответствуют закиси железа FeO, оксиду железа РегОз и магнетиту Рез04. Последовательность в расположении слоев разных фаз в окалине соответствует диаграмме состояния железо-кислород. Окисд FeO, в соответствии с диаграммой Fe-0, устойчив при температзфах выше 560° С. При медленном охлаждении с более высоких температур закись железа распадается согласно зфавнению: 4FeO —*■ Fe + Рез О4 Термодинамические расчеты показывают, что железо не может существовать одновременно со всеми своими оксидами. Действительно, для системы Ре - FeO - Рез О4 —*■ Рег О3 - О2 число степеней свободы с=-1. Это означает, что такая система не может существовать ни при каких значениях температур и концентраций кислорода. В случае исчезновения одной фазы с=0. Такая система существует при строго определенной температуре и давлении Ро2. 66 в лабораторных условиях кафедры “Машины и технология литейного производства” проведены экспериментальные исследования процесса окалинообразования сталей Ст20, Ст45, нержавеющей стали Х18Н9Т и стали для изготовления металлокорда БМЗ. Предварительно прокаленные алундовые тигли вместе с образцами помещали в печь сопротивления при температзфе 1000° С и вьщерживали в течение 20, 40, 60 минут. Алундовые тигли прошли предварительную прокалку в несколько стадий до фактического прекращения фазовых превращений, которые влекли изменение их массы. Образцы до и после испытаний взвешивали на электронных весах. В экспериментах фиксировали прирост массы, отнесенный к площади поверхности образцов. В таблице 1 представлены результаты экспериментальных исследований. Таблица 1 - Результаты экспериментальных исследований Сталь Раз-ры обр-ца Площад ь S, мм^ Вес Р, г Т-ра °С Вес после испыт ЛР Уд. Вес после испыт. ЛР/S d/h мм 20 40 60 20 40 60 ОrfA-/ = 1 + g |(S + l) / ^ К - h — //q + //| \ 'I ' (4) P ^ , kR h i , MM Рисунок 3 - График зависимости полного усилия і^долн от толщины кромки h i при разных 5 (1 - теоретическая (5<1,/= 0,25); 2 - теоретическая (5 = 1 ,/= 0,4); 3 - теоретическая (5>1,/= 0,45); 4 - экспериментальная) На основе формулы (4) были проведены теоретические расчеты, а на основе экспериментальных исследований процесса формообразования граней получены опытные данные. По результатам исследований построены зависимости полного усилия штамповки от толщины кромки (рис.З) при следующих значениях параметров: исходная толщина прямоугольной пластины ho = 4мм; угол наклона деформирующей части инструмента к горизонтальной плоскости ф = 28°; длина режущей грани ножа / = 106 мм; коэффициент контактного трения «сталь по стали» f = 0,25;0,4;0,45 [3]; параметр Лоде Р = 1,15 [3]. Экспериментальные исследования проводили на заготовках толщиной 4 мм на лабораторном гидравлическом прессе П-200 усилием 2000 кН. Формообразование режущих лезвий ножей ротационных косилок пластическим деформированием повышает их стойкость в 1,5-2 раза за счет наличия заусенца, который исключает при термообработке интенсивное окисление и 86 обезуглероживание режущих лезвий. Это обеспечивает возможность выполнения З-х-4-х кратной переточки ножей, что исключено при их фрезеровании. Данные преимущества обеспечат экономию дорогостоящей стали 60С2. УДК 621.73.043.073 Горячая безоблойная штамповка поковок сложной формы в штампах с разъемними матрицами Студенты Гр. 104425 Замотин Г.Н., Кабальников С.С., Круговец И.В. Научный руководитель - Карпицкий В.С. Белорусский национальный технический университет г. Минск Целью настоящей работы является разработка и внедрение в производстве процессов безоблойной штамповки поковок в штампах специальной конструкции, позволяющих значительно уменьшить припуски и напуски, максимально приблизить форму и размеры поковок к форме и размерам готовых изделий, избежать отходов металла на облой и сократить расход металлопроката в зависимости от сложности и конфигурации деталей от 5% до 35% и более. При этом используется кузнечно-штамповочное оборудование меньшей мощности и тем самым снижается себестоимость изготовления поковок на 10-15%. Для горячей безоблойной штамповки поковок типа крестовин разработан штамповый пакет, конструкция которого представлена на рис. 1. Рисунок 1 - Пакет для безоблойной штамповки крестовины карданного вала Пакет состоит из нижней 1 и верхней 2 плит, которые крепятся к столу и ползуну пресса. На плите 1 размещены нижняя полуматрица 13 с толкателями 10 и 14 и две клиновые ползушки 7 с установленными в них пуансонами 11. На верхней плите смонтированы обойма 3,имеющая внутри наклонные поверхности с закрепленными на них накладками трения 8 из бронзы или антифрикционного чугуна. В обойме расположены центральная клиновая призма 6, которая прикреплена к верхней плите тягами 18 с возможностью вертикального перемещения, и две промежуточные клиновые призмы 4, контактирующие с 87 наклонными поверхностями обоймы 3, центральной клиновой призмы 6 и перемещающиеся в процессе работы по накладкам трения 5, установленными в верхней плите. На верхней плите расположена система смазки пакета. Через верхнюю плиту пакета и центральную призму проходит верхний выталкиватель 9, взаимодействующий с верхним выталкивателем штампа. К верхней плите пакета прикреплены планки 16, которые своими скосами взаимодействуют со скосами ползушек 7 и возвращают их в исходное положение. К центральной призме 6 прикреплены верхняя полуматрица 12 и защёлки 15, облегчающие установку верхней полуматрицы. Верхняя, нижняя плиты и обойма соединены колонками 20 и втулками 19 и 21. Обойма прикреплена к верхней плите тягами 17 с установленными мс5цду ними и обоймой пружинами 22, которые в исходном положении прижимают обойму к верхней плите. Пакет работает следующим образом. В исходном положении, когда ползун пресса находится в верхней мёртвой точке, обойма шестью пружинами 22 прижата к верхней плите 2, центральная клиновая призма 6 с верхним штампом 12 опущена вниз на тягах 18, промежуточные призмы 4 сдвинуты к оси. Клиновые ползушки 7 с установленными на них деформирующими пуансонами раздвинуты в стороны таким образом, что между пуансонами образуется расстояние, равное длине заготовки, с дополнительным зазором в 5-10мм для обеспечения укладки заготовки. В нижнюю матрицу мс5цду пуансонами укладываются заготовки, и включается пресс на рабочий ход. При опускании ползуна пресса верхняя полуматрица соприкасается с нижней, образуя закрытый рзшей. Промежуточные клиновые призмы 4, натолкнувшись на остановившуюся центральную призму 6, расходятся в стороны от оси и, воздействуя на наклонные поверхности обоймы 3, заставляют её перемещаться вниз. Обойма своими нижними наклонными поверхностями взаимодействуют с клиновыми ползушками 7 и перемещает их к оси вместе с пуансонами, деформирующими металл заготовки. При обратном ходе ползуна нресса первоначально начинают расходиться в стороны деформирующие нуансоны 11 вместе с ползушками 7 под действием скосов планок 16 и нружин, размещенных в нижней нлите пакета. Затем нроисходит раскрытие полуматриц и возвращение посредством пружин 22 всех деталей пакета, смонтированных на верхней плите. Поковка выталкивается из рзшьёв полуматриц верхним и нижним выталкивателями. Конструкция пакета имеет следующие особенности: - усилие сжатия полуматриц нропорционально усилию штамповки и зависит от величины углов клиновых призм ( схема с обратной связью ) и коэффициента контактного трения в клиновых парах; - углы клиновых призм и усилие сжатия зависят от соотношения площадей давления ( площади деформирующего пуансона и поковки в плоскости разъёма); - при колебаниях объёма заготовки в пределах 2% избыток металла идет на увеличение размеров поковки в пределах положительного допуска и компенсируется упругой деформацией пакета, а при большем избытке металла до 5% он может быть размещен в компенсаторе, расположенном в верхнем или нижнем отростке поковки; - при значительном превышении заданного объёма заготовки полуматрицы автоматически раскрываются, если усилие разжима полуматриц превысит усилие сжатия. Рассмотренная в работе конструкция штампового пакета позволяет штамповать точные по размерам поковки без облоя за один переход в окончательном рзшье штампа, в то время как обычная технология штамповки в открытом штампе предусматривает три перехода - осадка, предварительная и окончательная пггамповка с применением последующей операции - обрезки облоя на обрезном прессе в обрезном штампе. УДК 621.771 Математическое моделирование продольной прокатки Студенты гр. 104415 Шегидевич А.А., Карбовский А.С., Батан А.В. Назшный руководитель - Кудин М.В. Белорусский национальный технический университет г. Минск Основными параметрами влияющие на процесс продольной прокатки являются: точность размеров и свойств исходной заготовки, отклонений от заданной температзфы ее нагрева, состояния контактной с валками поверхности, условий смазки, скоростного режима процесса и др. Все они оказьшают влияние на величину действующего на валки усилия Р, что приводит к изменению зазора между валками и на точность прокатанной заготовки. Усилие на валки рассчитывается по формуле 88 P = n^y2.5. Индукционный нагрев нрименяется в различных отраслях нромышленности: металлзфгии, машиностроении, химической и т. д. Поэтому его экономический эффект не всегда складьшается из одних и тех же показателей. В индукционных установках источником тепловьщеления является сама заготовка. Отсюда высокие скорости нагрева. Кратковременное нребывание металла в зоне высоких температзф нредотвращает развитие окалинообразования и обезуглероживания поверхностных слоев (0.2-0.7%). Эффективность увеличивается нри нагреве видов стали, на которых особенно нежелательны потери на угар и обезуглероживание. С уменьшением количества образуюгцейся нри нагреве окалины связано снижение износа инструмента нримерно на 10-20%. Если недостатком индукционного способа нагрева является повышенный расход электроэнергии (порядка 500 кВт.ч/т), то сугцественные нреимугцества его выражаются в снижении затрат на заработную плату в 1.5-2 раза, улучшении условий труда, легкости автоматизации и унравления нроцессом нагрева. В Беларуси нагрев металла под обработку давлением в основном осутцествляется в печах. Для нагрева нрименяются различные виды топлива (мазут или газ). Однако ограниченность и удаленность сырьевых районов, удорожание традиционных видов топлива требуют ттцательного анализа в выборе способа нагрева металла. Образование при нагреве заготовок дефектного слоя вьшу5цдает удалять в стружку металл, обладающий лзшшими поверхностными свойствами. Сутцественны и потери металла на окисление. Большим недостатком печей является и то, что их основные рабочие элементы часто выходят из строя: срок службы пода, свода и стенок печей не превышает 6 месяцев. Годовая стоимость ремонта нагревательных печей достигает 50-100% их стоимости. УДК 621.983.321/324 Особенности вытяжки полых двухслойных изделий из плоских составных заготовок Студенты гр. 104425 Мухо А.Д., Подгорный Д.В. Назшный руководитель - Любимов В.И. Белорусский напцональный технический университет г. Минск Широкое нрименение в ряде отраслей народного хозяйства дефицитных и дорогостоягцих цветных металлов и сплавов остро ставит вопрос их экономии. В номенклатзфс продукции, которую целесообразно изготовлять из биметаллического проката, значительную долю составляют изделия типа тонкостенных оболочек (сосуды, гильзы, изолируюгцие экраны, теплообменники, подшипники и др.). Возможны два варианта изготовления полых двухслойных изделий методами обработки давлением: пластическим формоизменением двухслойного нроката (листы, трубы) и совместным пластическим формоизменением составных заготовок. Широкое нрименение биметаллического нроката сдерживается недостаточной номенклатзфой его вынуска, сложностью технологии изготовления и высокой стоимостью. Во многих слзшаях из-за высокой стоимости биметаллов их нрименение становится нерентабельным. Кроме того, биметаллический прокат имеет, как правило, пониженную штастичность, что обусловлено невозможностью нроведения его полного отжига нри резко отличаюгцихся физико-химических свойствах слоев и наличием хрупких интерметаллидных зон на межслойной поверхности. Во многих случаях наличие металлической связи между слоями изделия не является обязательным. Это создает возможность изготовления таких изделий из обычного однослойного проката нри значительном снижении себестоимости изделий. 91 с инструментом ориентированы этим, в зоне утонения действие Процесс комбинированной вытяжки, положенный в основу технологии изготовления полых тонкостенных многослойных изделий, позволяет использовать составные заготовки без специальной подготовки контактных поверхностей. Отсутствие металлической связи между слоями составной заготовки обусловливает ряд отличительных особенностей нри ее пластическом формоизменении по сравнению с формоизменением биметаллической заготовки. Комбинированная вытяжка двухслойных заготовок характеризуется наличием в очаге деформации трех контактных поверхностей: поверхностей контакта заготовок с инструментом и межслойной поверхности. При комбинированной вытяжке скорости перемегцения слоев определяются их сонротивлением пластической деформации и в обгцем слз^ае различны. Следствием этого является возникновение на межслойной поверхности сил контактного трения. В слое, движугцемся в очаге деформации с больгпей скоростью, силы межслойного трения нанравлены нротивоположно нанравлению его перемегцения, а в слое, движугцемся с меньгпей скоростью, нанравления сил трения и его перемегцения совпадают. При комбинированной вытяжке больгпую скорость перемегцения имеет слой с больгпим сопротивлением пластическому деформированию (более твердый). В результате силы межслойного трения создают в твердом слое дополнительные растягивающие, а в мягком слое - дополнительные сжимающие нанряжения. Значения дополнительных напряжений в слоях заготовки, вызванных силами межслойного трения, зависят от степени утонения. Силы трения на поверхностях контакта составной заготовки нротивоположно нанравлениям перемещения слоев. В соответствии с контактных сил трения на прилегающий слой будет различным. Наружный слой скользит по матрице, следовательно, контактные силы трения здесь ориентированы нротивоположно нанравлению вытяжки. В то же время за счет утонения заготовка удлиняется и внутренний слой скользит по нуансону противоположно вытяжке, а, следовательно, контактные силы трения здесь ориентированы по нанравлению вытяжки. Действие межслойных сил трения приводит к увеличению меридиональных растягивающих напряжений в твердом слое и к уменьгпению их в мягком слое. В связи с этим нредельная степень утонения твердого слоя снижается, а мягкого - увеличивается по отногпению к нредельной степени утонения нри однослойной вытяжке этих материалов. На рис. 1 нриведены схемы действия контактных и межслойных сил трения в зоне утонения. При наружном расположении мягкого слоя (рис. 1,а) нанравление действия контактных и межслойных сил трения на мягкий слой аналогично нанравлению действия сил трения нри однослойной вытяжке. При этом твердый слой играет роль нуансона по отногпению к мягкому слою. Растягивающее действие межслойных сил трения на твердый слой в некоторой степени компенсируется нротивоположным действием контактных сил трения по нуансону. При наружном расположении твердого слоя (рис. 1,6) растягивающее действие контактных и межслойных сил трения на него суммируется, а мягкий слой разгружается не только действием сил трения по нуансону, но и действием сил межслойного трения. Таким образом, независимо от компоновки составной заготовки, вероятность обрыва наружного слоя больгпе, чем внутреннего. Вытяжка заготовок из материалов с различными механическими свойствами сонровождается неравномерной деформатщей слоев не только по толщине, но и вдоль образующей стенки изделия. Это объясняется тем, что слой из материала с меньгпим пределом текз^ести получает больгпую степень утонения (так как пластическое состояние в нем наступает раньгпе), а слой из материала с больгпим пределом текз^ести - меньгпую степень утонения. При различной интенсивности унрочнения соотногпение напряжений текучести материалов слоев в процессе вытяжки постоянно изменяется. В результате изделия полз^аются с неравномерной толщиной слоев по длине стенки: толщина слоя с больгпей интенсивностью унрочнения увеличивается по нанравлению к верхней кромке изделия, а толщина слоя с меньгпей интенсивностью унрочнения уменьгпается в этом нанравлении. Наибольгпая неравномерность послойной деформации наблюдается нри вытяжке двухслойных изделий с больгпой разницей механических свойств слоев нри наружном расположении мягкого слоя. Для изготовления таких изделий с равномерной толщиной слоев может быть использован способ послойной комбинированной вытяжки, сущность которого заключается в следующем. Сначала осуществляют комбинированную вытяжку заготовки внутреннего (твердого) слоя нуансоном, диаметр которого обеспечивает размер полости готового изделия, нри одностороннем зазоре между нуансоном и матрицей. Рисунок 1 - Схема действия контактных и межслойных сил трения в зоне утонения нри внутреннем (а) и наружном (б) расположении твердого слоя 92 равном требуемой толщине слоя в готовом изделии. Затем пуансоном с находящимся на нем вытянутым на первой стадии внутренним слоем производят комбинированную вытяжку заготовки наружного слоя в другую матрицу, имеюгцую диаметр, равный наружному диаметру готового изделия. Требуемая толщина наружного слоя и ее равномерность по длине стенки обеспечивается нринудительным утонением заготовки в вытяжном зазоре, образуемом матрицей и стенкой заготовки твердого слоя. Для полз^ения двухслойных изделий с толщиной мягкого слоя значительно меньгпе твердого целесообразно осуществлять совместную вытяжку обоих слоев. Преимущественную деформацию мягкого слоя можно предотвратить за счет торцевого подпора, создаваемого на заготовку этого слоя с помощью бзфта, выполненного по контзфу заготовки твердого слоя. Бурт, ограничивая пластическое течение мягкого слоя в меридиональном нанравлении, воснринимает давление со стороны этого слоя. Ширина бурта онределяется его прочностью на срез. Предложенные технологические приемы позволяют получать полые изделия с нрактически любой комбинацией материалов слоев, с требуемым соотногпением их толщин в готовом изделии и равномерной послойной деформацией. УДК 621.732 Анализ механизма пресса-автомата с самоподачей ленты Студенты тр. 104415 Левкович М. Н., тр. 104425 Баранов Д. А. Назлный руководитель - Овчинников П. С. Белорусский национальный технический университет г. Минск Расчет кинематических параметров и крутящего момента на кривопшпном валу пресса с круговым движением ползуна. R При вращении кривогпипного вала R ползун 1 совергпает движение вместе с точкой В рычага АС по траектории эллипса. Ползун заключен в раму 2, которая скользит в направляющих станины. Верхняя половина гптампа крепится к ползуну, нижняя - к раме 2. Такой пресс обеспечивает самоподачу ленты. Запигпем горизонтальные и вертикальные перемещения точек А и С в зависимости от угла а = i? • sin а; = R - ( \ - cosa); = R\ • sin yS; 0 ~ cos yS); Из схемы, нриведенной на рисунке 1, видно, что R - a = R - p - , p = Ł . a - ^ = К', Р = К-а; tgy ■ S a y - S er - ^^^ ._R - ( l - c o s a ) - R ^ - ( l - c o s ( / t - a ) ) . L l Найдем перемещение ползуна: V -5'c;j.) = ^-(i?-sina-i?j - smCła)). 93 Sg^ = ^ - ( k - s m a - sin (ła)) Sgy = ^ • (S^ Y - S^ YY) = ^ • (^ ■ (1 “ cos a ) - i?j • cos(A:a)). SgY = — • (^ • (1 “ COS a) - (1 - cos(ła)) ( 1) (2) Дифференцируем выражения (1) и (2), считая переменными в левых частях время, в правых - угол поворота кривошипа. Я (3) =а> cosa - к ■ cos(A:a)); Vy = со - ^ -(k-sina - k ■ sin(ka)), da T. K. -------= CO - угловая скорость. dt Составим уравнение баланса элементарных работ для приведенного механизма. 2 Р РMj^da = PdSy + P/и dSy + P/и ■ dSjy + ^ ^ У '^b^7 P P+ - /Т • Гс (c?r + ) + — я • r„i й?Д. , , „ n P P n \ Г, dy P dy dpM r - P - { \ + /U ) — ~^РР^ + + da da 2 2 da da 2 da da P dp + y y P - ’' o i - r -2 da dp ,P = k -a , ----= k. da S.y-Sy.y. , R-(l-cosa)-R^-(l-cos(k-a)) t g y = ^ y — ^ , t g y = -------------------- -----------------------. R dp dp = — da', - k. da R R P PM r = P •(! + /2 ^ )— (s in a - s in ( to ) ) + P / 2 — (c o sa - cos(ka)) + — /i -r,, + — / 2 • r^ (l + R R+ k-j^(sma - s in ( to )) -cos^ у +P/i - г ^ ^ ^ ( 8 т а - s in ( to ) ) • cos^ у + P R P + — / 2 ■г^{{к—^{&та - s in ( to ) ) • cos^ y) + k) + — p 'Рік', (4) = 0,5C — (sina - sin(Ca)) • cos^ y ) ■ р (г^ +2Гд + r ^ ) + 0,5/r(r„ + • cos^ у + r^k + r„jC) + 2 R+ (1 + /2 ) — (cos a - cos(Ca)) (5) T. K. Здесь M r - крутящий момент на кривошипном валу; т , - приведенное плечо крутящего момента. УДК 621.73.043.073 Навивка пружин и гибка проволоки на автоматах Студенты гр. 104425 - Фолежинский С.И., Зенькевич А.В. Назшный руководитель - Шиманович О. А. Белорусский национальный технический университет г. Минск Технология изготовления метизов штамповкой на универсально-гибочных автоматах позволяет, как правило, получить полностью законченные изделия. Некоторые гибочные автоматы оснащены 94 поперечной (дополнительной) подачей материала, усиленным ползуном реза, устройствами для нарезания резьбы, клепки, сварки, вращающимися оправками для навивки пружин, ползунами, резцовыми головками и другими устройствами, значительно повышающими технологические возможности автоматов. Преимушество штамповки на гибочных автоматах - высокая производительность, особенно для мелких деталей с малой подачей. По типу конструкции и технологическим возможностям универсально-гибочные автоматы можно разделить на четырехползунковые автоматы с горизонтальным движением ползунков и многоползунковые автоматы с движением ползунков в вертикальной и наклонной или наклонной плоскости. Способом холодной навивки можно изготовлять пружины из проволоки или горячекатаной сортовой стали круглого сечения диаметром до 16 мм. Пружинную проволоку применяют как предварительно упрочненную до навивки, так и в отожженном состоянии. При изготовлении из упрочненной проволоки пружины после навивки подвергают низкотемпературному отпуску, при котором уменьшаются остаточные напряжения изгиба и увеличиваются упругий участок нагружения, стойкость к релаксации нагрузки и динамическая прочность. При навивке из неупрочненной проволоки пружины подвергают закалке и отпуску. Для упрочнения проволоки применяют в основном два способа: деформационное упрочнение в процессе волочения и мартенситное превращение в результате закалки и отпуска. В зависимости от механических свойств установлены четыре класса проволоки: I, II, ПА и III. Проволока класса ПА имеет меньше вредных примесей и повышенную пластичность. Для ответственных (клапанных) пружин применяют проволоку диаметром 1,2-5,5 мм, упрочненную закалкой и отпуском. Такая проволока несмотря на более низкое временное сопротивление стабильнее сохраняет упругую характеристику вследствие более высоких упругих свойств. Для холодной навивки пружин, подвергающихся затем закалке, применяют стальную легированную пружинную проволоку диаметром 0,5-14 мм. Навивку на вращающуюся оправку (рисунок 1а) как наиболее простой способ применяют в единичном и мелкосерийном производстве; применяют также в автоматах для навивки пружин кручения. Развод витков осуществляют смещением оправки по стрелке А или смещением направляющей втулки. Если осуществлять скручивание проволоки (по стрелке Б), то можно получить пружины с межвитковым давлением (с предварительной нагрузкой). Для получения пружин растяжения с большим межвитковым давлением применяется способ навивки с отгибом и обкаткой роликом (рисунок 16). Недостатками навивки на оправку являются трудности в автоматизации изготовления пружин сжатия и невозможность регулирования диаметра без смены оправки. Способы навивки по схеме «сжатие+изгиб» не имеют этих недостатков и получили наибольшее распространение. Для подачи проволоки можно использовать подающие ролики с канавками или клещевой зажим. На рисунке 1в приведена одноштифтовая (одноупорная) схема навивки. Проволока в этом случае перегибается через оправку, т.е. касается ее. Если увеличить угол фі установки упора, то при некотором угле Ркр. Проволока отрывается от оправки и необходим второй упорный штифт (рисунок 1г), т.е. схема докритическая переходит в закритическую, в которой оправка нужна только как внутренний нож. Рисунок 1 - Схемы навивки пружин 95 Пружинонавивочные автоматы для холодной навивки пружин, работающих по схеме «сжатие+изгиб», могут быть двух типов: кулисные и муфтные. В автоматах кулисного типа длина заготовки навиваемой пружины регулируется изменением радиуса кривошипа, т.е. изменением угла качания зубчатого сектора кулисы. В автоматах муфтного типа подача регулируется изменением времени включения и вьпслючения муфты подачи, управляемой регулируемыми кулачками. К преимуществам автоматов кулисного типа можно отнести высокую производительность при навивке пружин с небольшой длиной развертки, точность подачи по длине (0,5-2 мм), бесступенчатое и точное регулирование длины подачи, бесшумность работы, надежность. Недостатком автоматов муфтного типа - неточность подачи по длине заготовки (5-30 мм) вследствие неравномерности проскальзывания муфты и проволоки при ударном включении. Основные параметры и размеры пружинонавивочных автоматов регламентированы ГОСТ 9224-74. Универсальные автоматы должны обеспечивать навивку цилиндрических, конических и бочкообразных пружин с постоянным и переменным шагом, правой и левой навивки из проволоки круглого сечения. Скорость подачи проволоки устанавливают в зависимости от вида, размера, точности и материала пружин. Для навивки пружинных шайб широкое применение нашли автоматы типа АТТТП. работающие по схеме одноупорной навивки с прерывистой роликовой подачей. УДК 621.77.001 Расчет усилия деформирования при пластическом формоизменении отбортованного фланца в трубной заготовке Студенты гр. 104415 Николаенко А.С., Астапенко А.А. Назшный руководитель - Исаевич Л. А. Белорусский национальный технический университет г.Минск Формообразование относительно широких фланцев в трубных заготовках проводится в большинстве случаев посредством их отбортовки, являющейся завершающей стадией процесса раздачи концов этих заготовок жестким инструментом. В результате такой операции конец трубной заготовки подвергается раздаче под прямым или близким к нему углом. Для осуществления процесса раздачи по данной схеме в деформирующем инструменте необходимо иметь плавный переход от цилиндрической части к плоскости в виде горообразной поверхности (рисунок 1а). Такая поверхность, естественно, копируется и в раздаваемой части заготовки, что в ряде слзшаев не допускается конструкцией ползшаемой детали. В связи с этим предложено техническое решение, суть которого сводится к тому, что после отбортовки по описанной выше схеме производят пластическое формоизменение горообразного зшастка заготовки за счет осадки ее цилиндрической части (рисунок 16). а б 1 - пуансон; 2 - матрица; 3 - заготовка; 4 - цилиндрический стержень; 5 - пресс-шайба Рисунок 1 - Схемы: а - раздачи; б - осадки трубной заготовки При определении усилия, необходимого для формоизменения горообразного зшастка заготовки, процесс деформирования будем рассматривать как открытую прошивку фланца наружным диаметром D трубчатым прошивнем, имеющим наружный диаметр d i , а внутренний - do - Уравнение равновесия для этого случая запишется в виде = ( 1) dr h Здесь касательные напряжения на границе раздела осаживаемой части 1 (рисунок 2) высотой h трубной заготовки, охваченной фланцем, и недеформируемого зшастка 2 трубы, заключенного ме5цду цилиндрическим стержнем и матрицей, принимаем максимальными Тк=Тт£іх=0,5ст- Поэтому для решения дифференциального зфавнения (1) возникает необходимость принять такой же величины касательные напряжения и на поверхности контакта заготовки с пресс-шайбой. 96 Тогда зфавнение (1) примет вид , а после разделения переменных и проведения dr h интегрирования а , = - а т — he' (2) Рисунок 2 - Схема очага деформации при формоизменении торообразного участка Постоянную интегрирования определим из граничных условий, согласно которым при ^_ fA 2 будет , , , D . Тогда г п и Л- Подставив значения этой постоянной в выражение (2), СТ, =l,lCTj./«— c = oJl,l/n—+ ^ d, \ cl, 2h) получим I , D 0 ,5 d i - r |. . ( 1) 2 - одноосное сжатие, <3^ — - двухосное сжатие; 4 - двухосное сжатие без сдвига Рисунок 1 - Диаграмма кругов предельного напряжения Мора 98 с ростом напряжений угол ф уменьшается, сцепление же частиц возрастает. И при ф=0 выражение (1) обращается в условие пластичности Сен-Венана-Трески, в котором 2с = (2) Существенной особенностью свойства связносыпучей среда является зависимость разности главных напряжений и сопротивление сдвигу не только от величины, но и от направления (знака) напряжений. Поскольку частицы порошка представляют твердые тела, пластическая деформация с возможным разрушением которых наступает при разности главных напряжений, описьшаемых условием (2), такая же разность главных напряжений должна быть в массе этих частиц, представляющих обрабатываемый давлением порошок, условие деформации которых зависят от величины среднего напряжения, что вытекает из условия (1). Подстановкой значений разности главных напряжений из (2) в (1) получено выражение = (c j + Oj}sin{|> + 2с со5ф, в результате преобразований которого определена величина среднего напряжения, вызывающего деформацию и разрушение частиц о ~ (lte о" ( АІ20з-28і02)+2Н20 ( 1) Замена ЗіОз на АІ2О3 при взаимодействии со ишаком с образованием свободного кремния происходит по реакции 1,5 (АІ20з'28і02)+4А1(піл£ж)“ 3,5 АІзОз+ЗЗі (2) При более высоком нагреве в системе A l-Si-0 возможно образование муллита с более высоким содержанием AI2O3 по реакции 3(АІ20з-28і02) -> ЗАЬОз'28102+4ЗЮз (3) Возможно также образование твердых растворов АІ68І2О13 с АІ2О3. При достаточно полном протекании реакции (2) при замене 8ІО2 на АІ2О3 могут быть получены кремний и высокоглиноземистый шлак. Присутствующие в алюминиевом шлаке оксиды РсгОз (3-5%), MgO (5-6%), 8Ю2 (8-10%), судя по величине свободной энергии их образования [1,3], также могут вступать в реакцию с металлическим алюминием. Однако начальная температзфа восстановления оксидов РсгОз и MgO составляет более 1273 К, поэтому их влияние при таком содержании незначительно. Присутствие в шлаке большого количества оксидов алюминия (до 65%) является балластной добавкой, поглощающей часть тепла алюмотермической реакции при восстановлении кремния. По данным [3,4] повышение содержания AI2O3 до 50 % и более увеличивает температуру реакции с 773-783 до 873- 923 К, а также снижает температзфу окончания ее протекания с 873-1573 К до 973-1123 К. Расчеты теплового эффекта и максимальной температзфы процесса показывают, что полное протекание реакции восстановления 8ІО2 из шлака возможно при содержании в нем РсгОз свыше 50% [2]. Для успешного протекания металлотермического процесса необходима разность теплот образования оксидов, т.е. определенный тепловой эффект реакции, при котором на единицу веса шихты приходится определенное количество тепла, назьшаемое термичностью процесса. При избытке одного из компонентов термичность снижается за счет расхода тепла на нагрев и расплавление избытка другого вещества. Величина термичности, кроме состава шихты, может зависеть от размера частиц компонентов, качества смешивания, удельной поверхности теплоотдачи, а также внешнего температзфного возбу5цдения реакции. При температуре реакции, когда используются крупные частицы алюминия, расплав в виде капель может перемещаться в пористом теле под действием высоко частотного магнитного поля и градиента температуры. Данные рентгеноструктурного анализа показывают, что с повышением температзфы интенсивность линий, относящихся к металлическому алюминию, снижается и после термообработки при 1253 К они отсутствуют. Подтверждением образования оксида алюминия при температзфс более 1093 К является увеличение интенсивности его линий (0,2086 нм; 0,1601; 0,173; 0,254 нм) на рентгенограммах. По данным дифференциально - термического анализа образцов, ползшенных при смешивании шамота и шлака, шамота и порошков алюминия, установлено, что температзфы экзотермических эффектов, относяпщхся к алюмо-термической реакции, тем выше, чем больше в смеси термодинамически устойчивой фазы (например, муллита). Так, если для образцов из шамота и шлака реакция протекает при 993 К, то для образцов из шамота и порошков алюминия - при температзфс 1043 К. Для сравнения начало алюмотермического эффекта при взаимодействии шихты муллита (содержание кристаллического муллита 95 мас.%) с металлическим алюминием соответствует температуре 1178 К [5]. Высокопрочная глина, характеризующаяся мелкодисперсностью, является дополнительным реагентом в составе шихты, влияющим на восстановление кремнезема. При этом дегидрация колинита происходит при температзфс около 843 К. Таким образом, в соответствии с вышеизложенным, становится очевидным, что алюмотермический процесс может протекать при наличии в каящой точке шихты реагирующих веществ. Дисперсность частиц и улучшение перемешивания приводят к активации процесса. Увеличение дисперсности алюминиевых частиц определяет их склонность к окислению (повышает содержание оксида на единицу поверхности). Так, толщина оксидной пленки при температуре >823-873 К увеличивается в несколько раз [1]. Снижение дисперсности (увеличение размера частиц) уменьшает концентрацию активных комплексов, что приводит к замедлению реакции. В связи с этим следует говорить об оптимальном размере алюминиевых частиц в шлаке [6]. Эксперименты показали, что исключение образования на внутренней поверхности тигля капель вьшотевшего 120 металла достигается при использовании алюминиевого ишака с размером частиц менее 315 мкм. Дополнительно для повьппения термичности в состав пшхты может вводиться и металлический алюминий в виде мелкодисперсной пудры типа ПАП-1, ПАП-2 размером 10^0 мкм. Однако, в случае получения КОМ на фосфатном связующем, ее введение в пшхту приводит к растрескиванию получаемого изделия. Процесс отделения насьпценного кремнием алюминия из материала керамической пшхты определяется поверхностными свойствами алюмотермического расплава. Изменение изобарного потенциала в результате коагуляции капель приводит к уменьшению поверхности раздела между фазами и определяется уравнением [1] 2 = е.м е т - ш и х т . •S', (4) где бмет-шихт. — межфазное натяжение на границе — шихта металлическая фаза; S — изменение величины поверхности раздела фаз. На изменение поверхностных свойств расплавов, улзшшение отделения сплава существенно влияет основность шлака. Так, повышение содержания оксидов СаО, MgO в шлаке уменьшает поверхностное натяжение, что способствует вьшотеванию капель в процессе термообработки КОМ. Заключение. Проведенные исследования позволили выявить особенности формирования пористых КОМ, исключить возможность выпотевания металла при термообработке футеровки индукционных печей. Литература 1. Плинер, Ю.Л Восстановление окислов металлов алюмтшием / Ю.Л Плтшер, Г.Ф. Ипшенко. — М: Металлургия, 1967.— 248 с. 2. Самсонов, Г.В. Металлотермические методьт в химии и метшсцргии / Г.В. Самсонов, Ю.Д Чисгжов // Успехи химии -1956. -№25. -Вьти 10. -С. 1223—1248. 3. Условия алюмотермического восстановления кремнезема в жидких шшках / А А Котцфашеттков [и дф.] // Химические и метшсцргические шшки Свойства, переработка в строительттьте матертильт и прттменеттие: сб. сг.; под ред ДА Війдймйрова — Челтйттнск, 1968. — С. 163—169. 4. Задпат, Г.И Поі^^тійе глиноземистых и высокоглиноземистьтх цеметггов из силитсатных расшнвов методами алюмотермии / Г.И Залдат, АА Котцфашеттков, СМКутдтт // Металлотермические процессьт в химии и металлургии: матертильт юнф.; редкол: АТ. Логвинеттко (отв. ред.) [и да>.]. — Новостбирстс Наука Обирское огд- ние,1971.— С.299—304. 5. Взаимодействие стетсловолокти муллигокремниевого состава с металдами / МП Сорттн [и да>.] // Новые втщьт огнеупоров и эффетсгивность их применения: темат. сб. тиучн. тр. /Всесотоз. Ин-т огнеупоров, укр. НИИ огнеупоров; редкол: АП Бакалкин [и да).] - М : Металдаргия, 1984. - С. 11-16. Патент РБ 9508 Огнеупорная керамтгческая масса/ МКИ С 04 В 22/04. УДК631.3-6 Обезвоживание емазочных материалов Магистрант Чугаев П.С. Научный руководитель - Капцевич В.М. Белорусский государственный аграрный технический университет г.Минск Целью настоящей работы является повышение эффективности очистки смазочных материалов. Эксплуатационные свойства смазочных масел зависят от их вязкостных свойств, которые значительно ухудшаются при загрязнении водой. Например, в подшипниках скольжения это может привести к разрушению гидродинамической пленки, что ведет к чрезмерному износу. Всего один процент воды в масле способен сократить расчетный срок службы подшипника скольжения почти на 90%[1]. Вода обычно попадает в систему вследствие конденсации влаги из воздуха, проникающего через отверстия в емкостях и попадания технической воды при промывке системы. Для удаления воды из нефтепродуктов в настоящее время находят применение физические, химические и физико-химические методы обезвоживания: - химические методы очистки масла от воды основаны на взаимодействии нерастворенной воды в топливе и маслах с определенными веществами. - физико-химический метод основан на способности некоторых веществ удерживать воду на своей поверхности. - физические методы очистки нефтепродуктов от воды довольно разнообразны. К ним относятся очистка топлива в силовых полях, теплофизический метод и метод фильтрования. В настоящее время наибольшее применение получило обезвоживание методом фильтрования. 121 в качестве фильтрующих широкое распространение получили полимерные материалы, получаемые вспениванием [2]. Так например, легко деформируемый пенополиуретан позволяет создавать фильтры с заданной изменяющейся норовой структурой. Для более полного удаления воды из смазочных материалов нами предлагается использовать фильтр состоящий из композиции полимерных материалов, получаемых вспениванием и двухслойных фильтрующих элементов. Первый слой двухслойного элемента выполняется из спеченного порошкового материала (рис. 1, б), например бронзы 8, а второй слой - из гидрофобного материала 9, например пористого фторопласта [3]. Предложена конструкция фильтра сепаратора (рис. 1, а) состоящего из корпуса 1, пакета фильтрующего материала 2, например пенополиуретана нижней и верхней распределительных решеток с несовпадающими отверстиями 3, 4, установленными в корпусе перед и за пакетом фильтрующего материала. В пакете фильтрующего материала выполнены сквозные отверстия, в которые установлены двухслойные трубчатые фильтроэлементы 5. В нижней распределительной решетки выполнены кооксиальные каналы для сбора конденсата 6, соединенные с выходным сливным отверстием 7. Фильтр работает следующим образом. Жидкость содержащая посторонние примеси в виде твердых частиц и эмульгаторов, поступает через входной патрубок 2 и подходя к входной распределительной решетке 3, распределяется на многочисленные потоки, проходящие через отверстия. Твердые частицы, движущиеся параллельно потоку, задерживаются в пакете фильтрующего материала 2, где также происходит коалисценция жидких эмульгаторов. Капли воды накапливаются в порах пакета фильтрующего материала, и под действием потока жидкости сталкиваются друг с другом и образуют еще более крупные капли. Укрупненные капли благодаря наличию анизотропной структуры пор в пакете фильтрующего материала, двигаясь по крупным порам перпендикулярно потоку жидкости под действием силы тяжести стекают в коаксиальные каналы 6, где скапливаются и периодически удаляются через сливное отверстие 7. Далее поток жидкости движется по мелким порам к трубчатым фильтроэлементам 5, где благодаря водоотталкивающим свойствам гидрофобного наружного слоя 8 двухслойного трубчатого фильтроэлемента, задерживаются остатки твердых и жидких загрязнений, и выходит через отверстия в нижней распределительной решетке 4 и выходит через выходной патрубок. Предложенный вариант фильтра-сепаратора за счет одновременного удаления воды и улавливания мельчайших твердых частиц позволит повысить качество очистки смазочных материалов. Вход 6! а! Рисунок 1 - Фильтр сепаратор (а), двухслойный фильтроэлемент (б) Литература 1. Маркова Л.В. Трибодиагностика машин / Л.В Маркова, Н. К. Мышкин . - Ми.: Бел. Наука, 2005.-251 с. 2. Рыбаков К.В., Семериан А.Н. Использование коагулирующих пористых перегородок для обезвоживания дизельных топлив // Транспорт и хранение нефтепродуктов и углеводородного сырья - 1982.-№ 5 с 27-30. 3. Пилиневич, Л.П. Пористые порошковые материалы с анизотропной структурой для фильтрации жидкостей и газов / Л.П. Пилиневич [и др.]; под ред. П.Я Витязя. - Ми.; Тонлик, 2005 - 252 с. 122 УДК 621.774 Повышение теплопередающей епоеобноети тепловой трубы в уеловиях неблагоприятного влияния еил тяжеети Студент гр. 104615 Реутенок Ю.А. Наз^ный руководитель - Мазюк В.В. Белорусский национальный технический университет г. Минск Целью настоящей работы является повышение теплопередающей способности тепловой трубы с порошковой капиллярной структзфой в условиях неблагоприятного влияния сил тяжести на возврат жидкого теплоносителя из зоны конденсации, расположенной ниже зоны испарения. Тепловая труба (ТТ) представляет собой пассивное герметичное двухфазное теплопередающее устройство, работающее по принципу замкнутого испарительно-конденсационного цикла и способное передавать большие количества тепла при минимальном температзфном перепаде. ТТ в общем случае состоит из трех секций, или зон: зона испарения, адиабатическая зона и зона транспорта (рисунок 1). Тепло подводится к зоне испарения, вследствие чего рабочая жидкость, находящаяся в равновесии с паром, испаряется. Под действием перепада давления между «горячей» зоной испарения и «холодной» зоной конденсации пар перетекает в зону конденсации и здесь конденсируется. При фазовом переходе жидкость поглощает или, соответственно, вьщеляет скрытую теплоту испарения. По порошковой капиллярной структзфс (КС) жидкость возвращается из зоны конденсации в зону испарения под действием капиллярных сил. п о д в о д Т Е П Л А о т в о д Т Е П Л А 1 - корпус ТТ; 2 - капиллярная структура; 3 - жидкий теплоноситель; 4 ■ Рисунок 1 - Схема работы тепловой трубы пар Компонентами традиционной ТТ являются корпус, обычно металлический (могут использоваться также стекло или керамика); небольшое количество рабочей жидкости, определяющей рабочий диапазон температур; КС. При выборе КС следует исходить из комплексной оценки таких ее качеств, как транспортные свойства по отношению к тепло- и массопереносу, надежность, технологичность изготовления. К транспортным свойствам КС относится, также эффективная теплопроводность и способность к передаче тепла в радиальном направлении без наступления кризиса (перегрев стенки, резкое повьппение термического сопротивления тепловой трубы). Основными теплопередаюшими характеристиками ТТ с порошковой КС являются максимальная теплопередающая способность и тепловое сопротивление. Для ползшения лзшших эксплуатационных свойств в условиях неблагоприятного действия сил тяжести были разработаны ТТ с неоднородной (многослойной) структзфой. Рассмотрим ТТ, имеюгцую КС, которая состоит из N слоев, образованных различными фракциями порошка. Каждый слой имеет фиксированный размер пор di ; соответствующее значение капиллярной проницаемости Л,. Очевидно, для того, чтобы полностью использовать транспортные способности каждого слоя КС и ползшить наивысгпую теплопередаюгцую способность ТТ, необходимо обеспечить максимально возможный перепад капиллярного давления на каждом слое. Это означает, что кривизна менисков на верхней границе каждого слоя должна быть максимально возможной для данной фракции порошка, т. е. капиллярное давление на верхней границе /-го слоя должно быть равно: 4сг cos © 123 На рисунке 2 приведены результаты экспериментального исследования теплопередающих характеристик двух ТТ диаметром 10 мм (толщина стенки 1 мм): с однородной КС и с оптимизированной четырехслойной КС. Длина зоны конденсации 150 мм, длина зоны испарения 160 мм, общая длина ТТ 438 мм, расположение вертикальное (зона испарения вверху). Из представленных зависимостей можно определить критическую мощность нагрева. Как видно, предельная теплопередающая способность многослойной ТТ в условиях противодействия силы тяжести в два раза больше, чем однородной. По термическому сопротивлению, как следует из рисунка 2, ТТ с многослойной оптимизированной порошковой КС также значительно превосходит ТТ традиционной конструкции. 1 - однородная КС; 2 - четырехслойная КС Рисунок 2 - Зависимость термического сопротивления вертикально ориентированных ТТ от передаваемой мопщости УДК 621.791.75.042:519.22/.25 О методике выбора технологии еварки выеокопрочной етали 15Х2Н4МДА без подогрева и термичеекой обработки Студент гр. 104817 Навойчик С. А. Назшный руководитель - Голубцова Е.С. Белорусский национальный технический университет г. Минск Целью настоящей работы является выбор оптимальной технологии сварки высокопрочной стали 15Х2Н4МДА посредством вьиисления обобщенного комплексного показателя D. Применение высокопрочных сталей с пределом текучести 600 -1000 МПа в сварных конструкциях связанно с их высокой прочностью, удовлетворительной пластичностью и вязкостью, коррозийной стойкостью в атмосферных условиях, что позволяет снизить металлоемкость и увеличить срок эксплуатации изделий. Свариваемость высокопрочных среднелегированных сталей определяет способность переносить тепловой режим сварки без образования в соединении участков металла с пониженными пластическими свойствами, способствующими возникновению трещин или разрушению сварных соединений при эксплуатации изделий. В рассматриваемых сталях малопластичные и хрупкие зшастки также образуются в зонах, где металл перегревается при сварке выше температзф , а при последующем охлаждении в его структзфе фиксируется наряду с мартенситом остаточный аустенит. Основным критерием свариваемости является склонность этих сталей к холодным трещинам. Наиболее часто они образуются в швах и околошовных зонах сталей, свариваемых электродными материалами, близкими по своему составу с основным металлом. Трещины могут возникать как в интервале температзф образования мартенсита, так и спустя некоторое время после полного остьшания сварного соединения. Использование сварочных материалов обеспечивающих в металле шва аустенитного класса, позволяет исключить из технологического процесса предварительный подогрев и последующую термическую обработку при сварке изделий из закаливающихся сталей. Сварные соединения с аустенитными швами не склонны к образованию холодных трещин. Однако такой технологический вариант имеет существенный недостаток: из-за низкой прочности аустенитного металла шва для обеспечения равнопрочности сварного соединения шов необходимо выполнять с большим усилием. Это приводит к существенному увеличению сварочных работ и расходу дорогостоящих сварочных материалов. 124 Дополнительно к этому увеличение усиления сварного шва создает концентратор напряжений, что в большинстве слзшаев снижает работоспособность сварного соединения. В настоящей работе рассматриваются показатели механических свойств сварного аустенитного шва, ползшенного при ручной дуговой сварке, механизированной сварке в СО 2 и механизированной сварке под флюсом, с применением электродов марок АНВП-60, АНВП-80, АНВП-100, порошковой проволоки ГШ-АНВП80 и проволоки сплошного сечения ЭК-17ВИ, и делается выбор оптимальной технологии по показателям механических свойств сварного шва с помощью метода определения обобщенного комплексного показателя D. < = е х р [ е х р ( - > ' ')J, где у J — кодированное значение /-го параметра D = ■ ■■■■dn В результате вьиислений ползшено, что наибольшее значение D имеет рзшная дуговая сварка электродом марки АНВП-80 ( (Tq 2 =850МПа, =\\50МПа, 5 = 1 8 % , у/ = 5 0 % , = \ \ о Д ^ / 2 , к с и - ^ ° 2). / с м / с м Из трех представленных технологий рзшную дуговую сварку электродам марки АНВП-80 следует считать предпочтительной. 125 Натзфальные значения и di параметров Сварочный материал •^ 0,2 ’ МПа МПа 5 ,% !//,% КСуС2о Дж/см^ KCU'“ Дж/см^ dl d2 ds d4 d^ d^ D Ручная сварка АНВП-60 600 1000 15 40 105 60 0,36 0,2 0,44 0,65 0,8 0,65 0,46948 700 1100 18 50 110 80 0,56 0,65 0,65 0,8 0,95 0,95 0,74489 АНВП-80 780 1050 15 40 100 60 0,54 0,36 0,64 0,65 0,8 0,65 0,5897 850 1150 18 50 110 80 0,77 0,8 0,65 0,8 0,95 0,95 0,81315 АНВП-100 950 1150 12 25 70 50 0,72 0,8 0,36 0,36 0,36 0,36 0,46161 1050 1200 16 35 90 70 0,91 0,95 0,52 0,51 0,65 0,8 0,70155 Механизированная сварка в С О 2 ГШ-АНВП-80 750 1000 14 30 60 45 0,41 0,2 0,36 0,36 0,2 0,36 0,30243 900 1200 16 40 70 50 0,54 0,95 0,52 0,65 0,36 0,36 0,53122 Механизированная сварка под флюсом ЭК-17ВИ 840 1150 18 45 65 50 0,75 0,8 0,65 0,62 0,36 0,36 0,56149 910 1190 22 50 75 55 0,58 0,91 0,8 0,8 0,36 0,52 0,63119 ГШ-АНВП-80 750 900 18 35 65 50 0,41 0,36 0,65 0,51 0,36 0,36 0,43023 800 1000 25 40 75 55 0,62 0,2 0,95 0,65 0,36 0,52 0,49286 126 УДК 621.791.75.042:519.22/.25 Установление статистических связей между величиной погонной энергии и характеристиками микроструктуры среднеуглеродистой высокопрочной стали ЗОНМДФ Студенты гр. 104817 Сковородко О.В., Иванова И.О. Наз^ный руководитель - Голубцова Е. С. Белорусский национальный технический университет г. Минск Целью настоящей работы является вычисление коэффициентов парной корреляции между величиной погонной энергии, содержанием углерода, гпириной прослойки, её микротвёрдостью и гпириной участка проплавления для сварочных соединений среднеуглеродистой высокопрочной стали ЗОНМДФ, выполненных механизированной сваркой в углекислом газе проволокой Св-08Х20Н9Г7Т. При выработке или разработке технологии сварки конструкций из высокопрочных закаливающихся сталей существует проблема предотвращения образования холодных трещин в сварных соединениях. Она возникает при определенных особенностях напряженного состояния в соединениях или при сварке с повыгпенной погонной энергией, что связано, в основном, с перегревом металла зоны термического вливания. Условия сварки среднеуглеродистых сталей зависят от многих факторов: состава стали, жесткости конструкции, с которой связан зровень возникающих в сварном соединении напряжений, толщины свариваемого металла, температуры окружающей среды и т.п. Поэтому нельзя точно определить и технологические условия сварки. Стали рассматриваемой группы относятся к наиболее трудносвариваемым по следующим причинам: в процессе сварки происходит частичное выгорание легирующих элементов и углерода; вследствие малой теплопроводности возможен перегрев свариваемого металла; повыгпенная склонность к образованию закалочных структур; больпюй коэффициент линейного расгпирения может вызвать значительные деформации и напряжения, связанные с тепловым влиянием дуги. Чем больгпе в стали углерода и легирующих элементов, тем сильнее сказьшаются эти причины. Первостепенное влияние углерода на образование холодных трещин обусловлено тем, что он во многом определяет положение температурного интервала мартенситного превращения аустенита, что в свою очередь определяет вероятность зарождения холодных трещин и их развитие. Различают две разновидности мартенсита: дислокационный иглообразный, содержащий в иглах только дислокации и двойниковый пластинчатый, в котором пластины содержат двойники. Как правило, дислокационный мартенсит образуется при сравнительно высоких температзфах в сталях с низким содержанием углерода (С<0.22%), отличающихся повыгпенной пластичностью и пониженной прочностью. При этом атомные искажения по границам зёрен невелики, в связи с чем такие стали в закалённом состоянии менее склонны к замедленному разругпению. В двойниковом пластинчатом мартенсите, образующимся в сталях с повыгпенным содержанием углерода (С>0.22%), деформация может легко осуществляться только с увеличением плотности упаковки атомов. В связи с этим такой мартенсит менее пластичен и более прочен. Он способствует возникновению значительных атомных искажений по границам зёрен и соответственно увеличивает склонность к замедленному разругпению и образованию холодных трещин в сварных соединениях. Таблица 1 - Результаты исследования зоны сплавления в соединениях стали 30Н4МДФ Способ сварки Механизированная сварка в углекислом газе q/v, кДж/см Уі Содержание углерода, % >’2 Ширина прослойки, мкм >’з Микротвердость прослойки, Н ! мм^ Ширина участка подлавления, мкм > ’ 5 44 0,33 27 4065 12,5 50 0,33 55 4150 32,5 64 0,33 80 4150 50,0 44 0,30 30 3860 12,5 Вычисление коэффициента парной корреляции производились по формуле: и __ __ - У і ) - ( У 2 - У і ) S c t i-УіЎ ■'Ё(У2-УіУ 127 Таблица 2 - Значения коэффициентов парной корреляции q/v, кДж/с м Содержани е углерода, % Ширина прослойк и, мкм Микротвердо сть прослойки, Н ! мм^ Ширина участка подплавлен ИЯ Корреляционные зфавнения q/v, кДж/см — 0,45" 0.97" 0.63" 0.97" Уз = 2 .55y j -8 0 .7 7 5 Содержание углерода, % 0,45 . . . 0.48" 0.94" 0.52" У4 = 8400уз +1368 Ширина прослойки, мкм 0,97 0,48 . . . 0.69" 0.99" Уз =0 .73уз - 8 Микротвердост ь прослойки, Н ! мм^ 0,63 0,94 0,69 . . . 0.73" Уз =0 .096у4 - 3 6 2 .5 2 5 Ширина участка проплавления. 0,97 0,52 0,99 0,1Ъ Уз =1.86yj - 6 7 мкм Рассчитанное значение коэффициента корреляции сравнивают с критическим (табличным) значением коэффициента корреляции, которое находится, исходя из заданного уровня доверия а=0,05 и степени свободы ^ 6 . Если опытное значение коэффициента корреляции больше критического, то линейная корреляция существует, в противном слзшае она отсутствует. В ходе работы мы устанавливали связь величины погонной энергии и характеристик микроструктуры среднеуглеродистой высокопрочной стали ЗОНМДФ и пришли к следующему выводу: величина погонной энергии ширина прослойки, ширина прослойки и ширина участка подплавления, величина погонной энергии и ширина зшастка подплавления, ширина зшастка подплавления и микротвердость прослойки, микротвердость прослойки и содержание углерода- имеют между собой корреляционную связь. Это значит, что, зная один параметр, можно прогнозировать и вьиислять величину другого, пользуясь корреляционными уравнениями, представленными в таблице 2. Такие параметры, как содержание углерода и погонная энергия, содержание углерода и ширина прослойки, содержание углерода ширина зшастка подплавления, ширина прослойки и ее микротвердость не связаны мс5цду собой. УДК 621.923 Обеспечение восстановления деталей хлебопекарного оборудования Студент группы 1 рпт Головков В.В. Назшные руководители - Сергеев Л.Е., Романова Т.К. Белорусский государственный аграрный технический университет г. Минск Одной из основных задач, стоящих перед пищевым производством, является повышение долговечности и надежности применяемого оборудования и создание условий, обеспечиваюпщх его рациональную эксплуатацию. В частности, крайне важным аспектом служит бесперебойность работы машин тестораздаточного оборудования. Установлено, что детали, используемые в этих машинах, подвергаются в основном окислительному виду изнашивания. Их поверхность покрьшается пленками и присутствуют риски, суммарный износ может достигать 0,3-0,5 мм. Органические кислоты (молочная и уксусная), образующиеся при брожении полуфабрикатов хлебопекарного производства, составляют около 90% кислотности. Поэтому вопрос о коррозионной стойкости материалов, из которых изготавливаются эти детали, имеет большое практическое значение. В настоящее время детали хлебопекарного производства выполняются из таких материалов, как коррозионно-стойкая сталь, бронза, латунь и д.т., однако, практика их применения показывает, что вопрос воздействия такой среды, как тесто, исходя из точки зрения их износа, достаточно актуален. Оптимальным способом восстановления изношенных поверхностей этих деталей может служить газотермическое напыление. Предварительно поверхность детали подвергается подготовке к этой операции, что включает в себя устранения на требуемую глубину изношенного слоя (токарная обработка) и проведение 128 дробеструйной обработки для повышения качества сцепления основания с напьшяемым материалом. Само напыление нроизводится нри помотци термораспьшительной горелкой типа «Mogul-U9», работаютцей на пропан-бутан-кислородной смеси и использования порошка, размерность которого 40/10 мкм. Остаточная пористость полученного покрытия колеблется в нределах 10-15 %, толгцина напыляемого слоя достигает 4-5 мм на радиус восстанавливаемой детали. Последуюгцая стадия восстановления - формирование сонрягаемости контактной пары достигается путем использования токарной и финишной обработки. Практика показывает, что стоимость отремонтированной детали в сравнении с вновь нриобретенной в среднем составляет 40—70% нри обеспечении требуемых качественных показателей. Примером такого восстановления может служить головка делителя теста ШЗ-ХДУ-33, ремонт которой был осугцествлен на одном из хлебозаводов Беларуси. Литература 1. Ягцерицын П.И., Голубев В.С., Валанов В.В., Сергеев Л.Е. Технология восстановления деталей оборудования хлебопекарного нроизводства //Технология машиностроения, №1, 2001, с.40-41. 2. Авдеева А.В. Коррозия в пищевых производствах и способы защиты. М.: Машгиз, 1965,-284с. УДК 621.791.763.1 Контактная сварка разнородных материалов Студент гр. 104814 Белаш Е.В. Назшные руководители - Демченко Е.Б., Керженцева Л.Ф. Белорусский национальный технический университет г. Минск Наиболее раснространенным сочетанием разнородных материалов используемых во многих областях нромыпшенности нри сварке давлением являются сталь с алюминием и его снлавами. В основном это предприятия автомобилестроения, сельскохозяйственного и автотракторного машиностроения, нриборостроения и др. Однако не всегда удается получить достаточно надежное и прочное с точки зрения физико-механических и эксплуатационных характеристик соединение. Одной из нричин, нрепятствующей образованию надежного соединения разнородных материалов является их химическая несовместимость. В нроцессе сварки в зоне соединения образуются хрупкие интерметаллидные слои, которые в значительной степени снижают нрочность соединения. При соединении разнородных материалов контактной сваркой также возникают проблемы, связанные с характером раснределения тока в сечении заготовок, неравномерным отводом теплоты в электроды и процессом кристаллизации расплавленной зоны, нриводящими к образованию сварочного ядра и зоны термического влияния с онределенными геометрическими параметрами и т.д. Все это приводит к резкому снижению физико-механических характеристик и качества сварного соединения. Поэтому в настоящее время решение этих проблем является актуальной задачей. Задачей исследования нроцесса формирования зоны соединения разнородных материалов нри контактной точечной сварке явился поиск технологии, которая могла бы обеспечить надежность сварного соединения в контакте «металл-биметалл» и «биметалл-сплав» нри оптимальных параметрах режима сварки, физико-механических характеристиках зон сварных соединений и хорошем качестве наружных поверхностей деталей. Эту задачу репшли используя технологию изготовления новых высокопрочных биметаллических материалов на основе композиции «алюминий-сталь» нри контактной точечной сварке, а также результаты исследования влияния параметров режима сварки на физико-механические характеристики, структурообразование и геометрические размеры зоны сварного соединения. При нроведении исследований нроцесса сварки разнородных материалов в качестве деталей использовали холоднокатаную листовую сталь марки «08 кп» толщиной 0,8 мм, технический алюминий толщиной 1,0 мм и биметаллическую заготовку типа «алюминий-сталь» из тех же материалов толщиной 1,0 мм (0,5+0,5). Поверхности свариваемых сталей нредварительно очищались от окислов. Для нроцесса сварки использовали дисперсно-упрочненные медные электроды. Верхний электрод имеет сферическую рабочую поверхность с радиусом 150 мм, а нижний - цилиндрическую рабочую поверхность диаметром 5,2 мм. При исследовании зоны соединения в контакте «биметалл-сталь» было установлено, что формирование расплавленного ядра сварной точки протекает при таких режимах, где имеется возможность образования плотного контакта. Эти условия онределяются малыми величинами времени нротекания сварочного тока усилия сжатия электродов. Установлено, что образование сварных точек одновременно в зонах контакта «алюминий-биметалл» и «биметалл-сталь» происходит нри времени 1св<0,24 с и нагрузке Р<100 кг. При увеличении 1св и Р образование литого ядра в зоне контакта «биметалл-сталь» не нроисходит. На всех режимах сварки разнородных материалов типа «алюминий-сталь», нри использовании биметаллов с высокими физико-механическими характеристиками, образования литого ядра в зоне контакта также не наблюдается. 129 УДК 621.79 Совершенствование системы неразрушающего контроля при диагностике автоцистерн Студент гр.304813 Варакса Д.В. Наз^ный руководитель - Снарский А. С. Белорусский национальный технический университет г. Минск Вопросы максимально объективной диагностики различных металлических конструкций были и остаются весьма актуальными. Основными задачами диагностики являются: определение фактического состояния конструкции и установление необходимости вывода ее их эксплуатации и ее ремонта. Одним из видов ответственных металлических конструкций являются автомобильные цистерны. Указанные объекты относятся к сосудам, работающим под давлением, и на них распространяются Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением. Указанный документ является обязательным для исполнения в Республики Беларусь независимо от форм собственности владельцев сосудов, в нашем случае цистерн. Согласно Правил цистерна это передвижной сосуд, постоянно установленный на раме железнодорожного вагона, на шасси автомобиля (прицепа) или на других средствах передвижения, предназначенный для транспортирования и хранения газообразных, жидких и других веществ. По форме сечения существует три типа цистерн: круглые, эллиптические и чемоданные (квадратные и прямоугольные). В отличие от стационарных сосудов автомобильные цистерны эксплуатируются в различных дорожных условиях под воздействием вибрационных и ударных нагрузок, поэтому резко возрастает вероятность повреждений и преждевременному выходу их из строя. Последовательность проведения технического диагностирования цистерн проста и логична: - анализ эксплуатационной и технической документации на диагностируемую цистерну; - подготовительные работы; - наружный и внутренний осмотры; - контроль геометрических размеров; - ультразвуковой контроль толщины стенок основных элементов цистерны; - капиллярная цветная дефектоскопия; гидравлические испытания; - анализ результатов диагностирования и оценка остаточного ресурса. Хотелось бы акцентировать внимание на то, что основным методом неразрушающего контроля фактического состояния сосудов (цистерн в рассматриваемом сл}шае) и соответственно их диагностики является визуальный контроль, который заключается в подробном и внимательным внешнем осмотре объекта. При осмотре цистерн, в первую очередь, необходимо уделять внимание сварным соединением и их целостности (наличие подтеканий продукта свидетельствует о нарушении их герметичности, что недопустимо). Также следует уделять повышенное внимание наличию и виду вмятин, коррозионных повре5цдений и царапин на поверхности цистерны. При этом остается открытым вопрос нахождения максимально эффективного метода выявления наиболее слабых критических мест цистерны с зшетом повышенной вероятности начала разрушения именно в этих местах. На данном этапе идут работы по использованию магнитного метода контроля фактического напряженно-деформированного состояния металла по зфовню коэрцитивной силы (с учетом установленной взаимосвязи между уровнем напряжений в металле и значениями замеренной коэрцитивной силы). Применение указанного метода позволит более объективно определять фактические критические участки диагностируемой цистерны (с зфовнем напряжений выше предела текучести) с принятием мер по выводу потенциально опасных объектов из эксплуатации для последующего ремонта. УДК 621.762:519.22/25 Исследование корреляционной связи между характеристиками свойств керамики на основе нитрида алюминия Студент гр. 104616 Семянникова А.А. Назшный руководитель - Голубцова Е.С., Нисс В.С. Белорусский национальный технический университет г. Минск Целью настоящей работы является выявление корреляционной связи между характеристиками свойств керамики на основе нитрида алюминия, изучение влияния химического состава (содержание кислорода и иттрия) на величину теплопроводности этого материала. Керамика на основе нитрида алюминия (A1N) имеет высокую теплопроводность до 250 Вт/м-К). Это дает возможность использовать A1N вместо высокотоксичного ВеО в электронных устройствах, где 130 требуется сочетание диэлектрических свойств с высокой теплопроводностью (подложки интетральных схем, теплоотводящие, электроизолирующие прокладки и т.д.). В качестве исходных материалов использовали порошок A L N (размер зерна 0,5мкм, содержание кислорода 1,08 вес.%). В качестве активной добавки - оксид иттрия ). Спекание осуществляется по методу слоистой технологии. Порошок /^7V, , растворитель и пластификатор смешивали в шаровой мельнице с нейлоновым покрытием в течение 24 ч. Затем смесь сушили в вакуумном шкафу до требуемой вязкости. Из ползшенной массы изготавливали листы толщиной 0,15мм. Ползшенные листы укладьшали друг на друга и прессовали под давлением 1,96 МПа при 120 °С. Далее слоистую заготовку помещали в графитовый контейнер и спекали при 1900 °С в потоке азота. (0 до 25 ч). На полученных образцах измеряли плотность (г/см), теплопроводность (ВТ/м-К), постоянную кристаллической решетки С (10м); содержание кислорода и иттрия в процентах. Результаты экспериментов приведены в таблице!. Таблица 1 - Результаты экспериментов № Время спекания, с Плотность, г/см^ Теплопроводность, Вт/м-К Постоянная решетки, С (10 ^’°М) Содержание, С > 2 , % Содержание, Y,% 1 0 3,320 200 4,975 2 4,3 2 5 3,305 222 4,978 1,5 3,3 3 10 3,295 238 4,980 1,3 2,8 4 15 3,287 260 4,983 1,0 2,5 5 20 3,285 260 4,983 1,0 2,4 6 25 3,280 268 4,984 0,9 2,4 Данные таблицы показьшают, что с увеличением времени спекания плотность падает, теплопроводность повышается, содержание кислорода и иттрия снижается, а постоянная решетки изменяется незначительно(в пределах ошибки). Представляют назшный и практический интерес выявления тесноты корреляционной связи ме5цду свойствами керамики на основе A1N, поскольку, например, измерение теплопроводности представляет большие трудности. С этой целью первоначально по данным таблицы рассчитывали коэффициенты парной корреляции ^12’ ^13’ ^14’ ^15’ ^23’ ^24’ ''Д® Уі" ПЛОТНОСТЬ, у теплотфоводность, Уз" постоянная решетки, у^- содержаниеОз иу^ - содержание иттрия по формуле: п Z ^Уі ■ i * j = ^ 5Г. . = z ^у^ • Z 1 j = i где ĄPj и ДУу ■ разности мезцду средней величиной и экспериментальными данными В результате расчетов определены все коэффициенты парной корреляции. Они оказались больше Гкр = 0,7067 (при а=0,05 и ^ 6), т.е. можно утверзцдать, что между исследуемыми параметрами существует линейная связь. Расчетные значения коэффипцентов корреляции приведены в таблице. 131 Таблица 2 - Коэффициенты парной корреляции Свойства/Параметры Уі >’2 >’з >’4 >’5 Плотность, -//- -0,995 -1,000 +0,927 +0,980 Теплопроводность, у^ -0,995 -//- 0,891 -0,987 -0,960 Постоянная Решетки, у^ -1,000 0,891 -//- -0,800 -1,000 Содержание Ог, %, Л +0,987 -0,987 -0,800 -//- +0,972 Содержание Y, %, у^ +0,970 -0,960 -0,1000 +0,972 -//- Зная коэффициенты парной корреляции, по данным таблицы 1 можно определить корреляционные уравнения в виде у ^= Ьо + Ьіу , В результате расчетов полз^ены следуюпще уравнения: у ^ = 5120 ,24 - 1 6 6 3 , 2 4 = 5 ,7 1 4 - 0 , 2 2 3 = 2 6 ,0 5 84,5; = 4 7 ,8 9 1 54 ,86 ; = 0 ,0 0 0 1 8 6 _у^ + 4 ,9 5 1 3 ; = 5 ,0 0 5 5 - 0 , 0 1 5 4 = 9 ,6 9 4 - 0 , 2 8 1 = 4 7 0 - 9 3 , 1 _у ^ = 1 0 8 9 , 0 8 8 - 2 1 8 , 1 = 0 ,541 + 1 ,8 2 5 Эти зфавнения позволяют рассчитать значения того или иного свойства через другие. УДК 631.3-6 Магнитная и электростатическая очистка жидкостей и газов с использованием композиционных фильтрующих материалов Студент гр. Зм АМФ Петрикевич М.Е. Наз^ный руководитель - Капцевич В.М. Белорусский государственный аграрный технический университет г. Минск Целью данной работы является совершенствование процесса очистки жидкостей от ферромагнитных и других загрязнений, путём разработки новых конструкций магнитных и электростатических фильтров с использованием фильтрующих материалов с анизотропной структзфой. Для очистки смазочных материалов используют химические, физико-химические и физические методы очистки. С точки зрения их реализации на предприятиях РО «Белагросервис» наиболее предпочтительны физические методы, в частности фильтрование. Однако фильтрование не обеспечивает улавливание мелких частиц загрязнений из смазочных материалов. Для удаления мелких частиц содержапщхся в смазочных материалах процесс фильтрования предлагается проводить в силовом физическом поле (магнитном или электростатическом, либо под действием этих полей одновременно). Очистка в магнитном поле позволяет удалять из смазочных материалов частицы ферромагнитных загрязнений. Для создания магнитного поля применяются постоянные магниты или электромагниты. Однако на практике используются главным образом постоянные магниты, позволяющие при одинаковых габаритных размерах и массе магнитного фильтра, создавать более высокую напряженность магнитного поля, не потребляя электроэнергии. Преимуществом очистки в магнитном поле является возможность улавливания весьма мелких ферромагнитных частиц (до 0,5 мкм), которые практически не задерживаются другими средствами очистки. Необходимость удаления таких частиц связана с их каталитическим воздействием на процессы окисления смазочных материалов. Принцип очистки в электростатическом поле заключается в том, что твердые частицы, имеющие электрический заряд, притягиваются к электродам, помещенным в очищаемую диэлектрическую жидкость. 132 Преимуществом очистки в электростатическом поле является возможность улавливания частиц различной химической природы (сталь, сплавы цветных металлов, резина, песок и др.) Для реализации процессов в силовых физических полях предложено использовать в качестве фильтрующего материала высокопористый ячеистый материал (пенополиуретан), сжимаемый двумя постоянными магнитами или пластинами-электродами, а процесс фильтрования осуществлять в направлении перпендикулярном усилию сжатия. При сжатии пенополиуретана происходит изменение его пористой структуры, характеризуемой анизотропной структурой пор: в направлении перпендикулярном усилию сжатия размеры пор практически остаются неизменными, а в параллельном направлении размеры пор будут уменьшаться пропорционально степени сжатия. За счет наличия пор, размеры которых изменяются в направлении движения очищаемых смазочных материалов, обеспечивается эффективное улавливание различного рода загрязнений. При прохождении очищаемой среды через сжатый пенополиуретан будут задерживаться частицы загрязнений размеры, которых соизмеримы с размерами пор, расположенных перпендикулярно усилию сжатия. Причем, подбирая степень сжатия, всегда заранее можно рассчитать требуемую тонкость фильтрования. Более мелкие частицы при движении через сжатый пенополиуретан под действием магнитных или электростатических сил, или обоих сил, действующих одновременно, проходя через крупные поры, расположенные параллельно усилию сжатия, будут беспрепятственно проходить через них и осаждаться на постоянных магнитах или плоских электродах. Для реализации этих подходов предложены новые конструкции магнитного (рисунок 1) и электростатического (рисунок 2) фильтров, в которых для эффективного улавливания загрязнений используют магнитное и электростатическое поля. На данные конструкции фильтров для очистки смазочного материала в силовых физических полях получены патенты РБ №4848 и 4928. Их принцип действия и устройство основаны на использовании фильтрующего материала с анизотропной структурой пор, например, пенополиуретана. Рисунок 1 - Магнитный композиционный фильтр (патент на полезную модель РБ № 4848): 1 - корпус; 2, 3 - входной и выходной патрубки; 4, 5 - подводящие и отводящие полости; 6, 7 - решетки из магнитотвердого материала; 8 - пластины из сжатого пенополиуретана; 9, 10 - соответственно отверстия в верхней и нижней решетках Рисунок 2 - Электростатический очиститель (патент на полезную модель РБ №4928): 1 - корпус; 2, 3 - входной и выходной каналы; 4 - плоские изолированные электроды; 5 - токоподводы; 6 - сжатый пенополиуретан Вывод: разработаны новые конструкции фильтров, осуществляющие очистку в анизотропных фильтрующих материалах с использованием силовых физических полей и обеспечивающие эффективное удаление ферромагнитных и неферромагнитных загрязнений из очищаемой жидкости. 133 УДК 693.22 Сохранение ламинарного режима защитного газового потока при аргонодуговой еварке неплавящимея электродом Студент гр. 104816 Галаев КО. Наз^ный руководитель - Веренич И. А. Белорусский национальный технический университет г. Минск Целью настоящей работы является рассмотрение условий перехода защитного газа из ламинарного течения (спокойного), к турбулентному (с завихрениями) при аргонодуговой сварке. Сохранение ламинарного режима, или создание условий плавного перехода от турбулентного к ламинарному, позволит существенно улучшить качество сварки. Любое нарушение стационарности газового потока и возникновение турбулентности приводит к снижению свойств сварного соединения. Переход ламинарного режима к тзфбулентному осуществляется при критическом значении числа Рейнольдса, которое для аргона (в литературе) составляет приблизительно 3000 единиц, как и для СОг. Число Рейнольдса здесь определяется отношением фазовых объемов макроскопического и микроскопического движения молекул. Ae=pVd/r| Следует заметить, что переход к тзфбулентному режиму происходит не только из-за внешних факторов, однако ещё и из-за внутренних: вследствие конечного зфовня возмущений (повьппение температзфы, столкновение молекул, потери устойчивости). Поэтому необходимо ввести поправку, которая будет оценивать процесс перехода из одного состояния в другое на молекулярном уровне. Эта поправка определяется величиной второго вириального коэффициента В(Т): В(Т)=1/2 • 1(1-е" ^^)dV. Значение В может быть как положительным, так и отрицательным в зависимости от температзфы и конкретного потенциала взаимодействия. Для неидеального газа имеем следующее значение числа Рейнольдса: R e = R e r e a i ' { \ + а п В ) , Как видно из формул, число Рейнольдса, а следовательно и его критическое значение, при котором происходит переход, зависит не только от плотности (р), скорости течения (V), внутреннего диаметра (d) и динамической вязкости (т|), но ещё и от концентрации молекул (и), величины второго вириального коэффициента (В), температзфы (Т), и потенциала межмолекулярного взаимодействия (Ui г)- Поэтому чтобы контролировать процесс перехода необходимо зшитьшать большее число параметров. На практике переход от ламинарного к турбулентному режиму способствует неблагоприятным результатам сварки (в данном случае рассматривается ручная аргонодуговая сварка неплавящимея электродом), так как завихрения в защитном потоке способны подхватывать из окружающей атмосферы Ог, Нг, и особенно N2. Последний элемент из всех вышеперечисленных, является самым опасным для сварного шва, так как, попадая в сварочную ванну, его практически невозможно оттуда удалить. Впоследствии азот, образуя с железом нитриды, приводит к пористости, ухудшая прочность сварного соединения. Необходимо сказать, что О2, Н2 и N2, попадая в поток защитного газа, перемешиваясь с ним, уменьшают его защитную функцию. Аргонодуговая сварка изначально рассчитана на максимальную защиту от воздуха. Из выше сказанного видно, какую важную роль играет ламинарный режим газа в процессе этого способа сварки. В данной работе при помощи статистического критерия перехода к турбулентности, показано, что аргон имеет больший верхний предел (-3400). Это способствует расширению диапазона значений и варьирования параметров сварки. Например, можно увеличить расход защитного газа, чго являегся необходимым нри сварке на повышенных скороегях, причём течение защитного газа будет оставаться ламинарным. УДК 621.744 Исследование литьевых составов catamold для инжекционного формования керамики Студенты группы 104615 - Маскаленко Н.С., Шибеко 0 .0 .', Назшный руководитель - Виолентий Д.Р. ,^ 'Белорусский национальный технический университет г. Минск ^ГНУ Институт порошковой металлзфгии НАНБ г. Минск Технология инжекционного формования порошковых материалов (powder injection raolding - PIM) основана на использовании литья под высоким давлением термопластичных масс из высокодисперсных металлических (шеіаіі injection raolding - MIM) или керамических (ceramic injection molding - CIM) 134 порошков и полимерного связующего вещества, термического, сольвентного или каталитического удаления связующего в специальной печи для удаления связующего и окончательном высокотемператзфном спекании их в атмосфере или в вакууме. СІМ технология имеет большую перспективу и огромное преимущество при производстве деталей сложной формы с точными геометрическими размерами и большими объемами производства по сравнению с традиционными методами, т.к. имеет существенные технологические преимущества: - снимает все ограничения по сложности формы изготавливаемой детали; - дает новые неограниченные возможности для дизайна изделий; - позволяет ползшать более прочные детали за счет модификации характеристик материалов; - позволяет придавать поверхностям формируемых деталей практически любые свойства - от очень гладких до текстурированных; - ползшать детали с минимальной толщиной сечения от 0,5 до 30 мм с допусками в пределах 0,1мм на каждые 25 мм линейных размеров детали и стабильной повторяемостью размеров; - снижает время изготовления деталей; - предоставляет возможность удешевления готовых изделий за счет исключения операции по механообработке; Немецкая химическая компания BASF разработала литьевые составы, выпускаемые под торговой маркой СаІашоМ, основу которых составляет связующее вещество полиацеталь - полупрозрачный термопластичный полимер с хорошими технологическими характеристиками: высокой стабильностью размеров, высокой прочностью и хорошей теплостойкостью. Превосходные общие характеристики полиацеталя делают его предпочтительным материалом для использования в производствах, требующих высокой точности геометрических размеров изделий. Однако решающим преимуществом полиацеталя в качестве связующего в материалах СаІашоЙ является возможность его быстрого каталитического удаления. В присутствии соответствующего катализатора (высококонцентрированная азотная кислота) полиацеталь может быть деполимеризирован гораздо ниже точки плавления с выделением парообразного составляющего формальдегида. Таким образом, каталитический метод позволяет удалить связующее из отлитого изделия путем управляемого, постепенного выделения газа из твердого вещества. Небольшое количество остаточного связующего вещества, которое необходимо для придания некоторой прочности полученной порошковой заготовки, после дальнейшей обработки, затем легко удаляется на ранних стадиях традиционного цикла обжига. Для литья керамики компания BASF представляет следующие литьевые составы: • СаІашоМ AO-F - основа оксид алюминия 99,8%; • СаІашоМ АО-Н - основа оксид алюминия 96,0%; • СаІашоМ ZTA-FB - основа АІ20з+(2г02-У20з); • СаІашоМ TZP-F315 - основа (Zг02-5Y20з)+цвeтнoй пигмент; • СаІашоМ TZP - основа (ZЮ2-5Y20з); СаІашоМ представляет собой однородный, гранулированный материал, который не нуждается в дальнейшей гомогенизации. Его необходимо расплавлять в максимально мягких условиях, для того, чтобы избегать ненужного перегрева и деструкции. Температура разложения полиацеталя в СаІашоЙ 110-140 °С, а точка плавления 165 °С. Механизм удаления связующего из отлитой заготовки основан на диффузии и проникании испаряющегосяформальдегида через поры (рисунок 1). Рраница раздела связующего вещества и газа двигается внутрь заготовки со скоростью 1-2 мм/ч. Рисунок 1 - Механизм каталитического удаления связующего. В РНУ ИПМ НАНБ на установке Allronnder 170U 150-70 проведены исследования по уплотнению керамических материалов СаІашоМ методом инжекционного формования. Свойства образцов представлены в таблице 1, а морфология - на рисунке 2. 135 Таблица 1 - Свойства керамики полученной по СІМ технологии из материалов Catamold Свойства Единицаизмерения Керамика на основе АЬОз Керамика на основе Zr02 Плотность г/см'’ 3,8-3,9 5,90 - 5,95 Модуль Юнга ГПа 350 -400 200 - 220 Предел прочности при изгибе МПа 300 -450 400 - 600 Коэффициент вязкости разрушения МПа-м‘" 3,5-4 ,0 5 - 6 Твердость HV 1500 -2000 1350 -1420 Catamold AO-F Catamold AO-H Catamold TZP - F 315 Рисунок 2 - Морфологии материалов Catamold, спеченных на воздухе при 1450-1600 °C. Как видно из приведенного, передовая керамика на основе AI2O3 и Zr02, изготавливаемая методом инжекционного формования из материалов Catamold, имеет высокие физико-механические свойства, что открывает для нее перспективу широкого применения в промышленности Республики Беларусь. УДК 621.793:621.373.826 Получение порошка на основе алюминидов железа для нанесения защитных газотермических покрытий Студент Гр. 104614 Волчкович Д.В. Научные руководители - Лецко А.И., Талака Т.Л. Белорусский национальный технический университет г. Минск. Целью настоящей работы является разработка порошка на основе алюминидов железа для нанесения защитных газотермических покрытий, стойких к износу и воздействию высокотемпературной коррозии, и технологии его получения методом механоактивируемого самораспространяющегося высокотемпературного синтеза. Существующие в настоящее время технологии получения FeAl материалов являются, как правило, многоступенчатыми и энергоемкими. Перспективной технологией получения интерметалл ид ов на основе FeAl является механоактивируемый самораспространяющийся высокотемпературный синтез (МАСВС), позволяющий повысить полноту превращения в слабоэкзотермичных системах, а также обеспечивающий возможность регулирования механизма фазовых превращений при СВС. На основании выполненных исследований, в качестве оптимального выбран состав МАСВС порошка с содержанием 45 % алюминия, обеспечивающий формирование полностью эвтектоидной структуры (FeAl-FeAb) с дополнительным упрочнением наноразмерными включениями интерметаллида Fe2Als, высокую микротвердость 500-850 HV50 и высокую термическую стабильность материала (до 1000 °С). Исходными компонентами шихты служили порошок железа ПЖРВ2 дисперсностью - 100 мкм и порошок алюминия АСД-1 дисперсностью - 20 мкм. Порошки реагентов смешивали в четырехбаночном смесителе в течение 6 часов. Высокоэнергетическую обработку шихты осуществляли в аттриторе А-4,5 (скорость вращения вала импеллера 350 об/мин) в среде аргона при соотношении массы шаров к массе обрабатываемого материала 15:1. В качестве размольных тел использовали шары из стали ШХ15 диаметром 5 мм. Продолжительность обработки варьировали 180 мин. Самораспространяющийся высокотемпературный синтез осуществляли в экспериментальном реакторе постоянного давления, оснащенном трубчатой печью с нихромовыми нагревателями для предварительного подогрева шихты. Инициирование СВС осуществляли с помощью вольфрамовой спирали, нагреваемой пропусканием электрического тока при температуре реакционной шихты 300 °С. 136 После извлечения из реактора, продукты синтеза подвергали размолу в молотковой, виброционной и шаровой мельницах, с последующей классификацией полученных порошков и вьщелением требуемой фракции на трехпродуктовом пневмоклассификаторе. Для газотермического напьшения использовалась фракция порошка от 10 до 45 мкм. Разработанный порошок характеризуются тек}шестью порядка 60 с и насыпной плотностью 1,4 г/смЗ для порошков с гранулометрическим составом 5-56 мкм. Эти параметры отвечают требованиям предъявляемые к порошкам для высокоскоростного газопламенного и детонационного напыления, что подтверждает практическую целесообразность получения разрабатываемого материала методом МАСВС. Методами высокоскоростного газопламенного и детонационного напыления нанесены покрытия из разработанного порошка. Данные покрытия характеризуются пористостью менее 1,0 % и микротвердостью HV=831; HV=834 соответственно. Прочность сцепления с основой составляет 32,0 - 39,0 МПА. Высокое содержание алюминия и многофазная тонкозеренная структзфа обеспечивают высокие эксплуатационные характеристики покрытий, работаюпщх в условиях коррозионноактивных атмосфер при повышенных температзфах. Триботехнические свойства покрытий (абразивный, газоабразивный износ и испытание на трение-скольжение) близки к свойствам композитов на основе сложных интерметаллидов с карбидным и оксидным упрочнением. Кинетика окисления покрытий при температуре 950 °С описьшается параболическим законом, свидетельствуюпщм о высоких защитных свойствах формирующейся оксидной пленки и сравнима с кинетикой окисления покрытия ПіСгАІ-АІгОз. Вывод: методом механоактивируемого самораспространяющегося высокотемпературного синтеза разработан порошок на основе алюминидов железа для нанесения защитных газотермических покрытий, стойких к износу и воздействию высокотемператзфной коррозии УДК 621.785: 621.9.025.523 Плазменно-вакуумное упрочнение твердоеплавного металлорежущего инетрумента Студент гр. 2 факультета ХТиТ Хвалько А.Е. Назшный руководитель - Вершина А. К. Белорусский государственный технологический университет г. Минск В современной металлообрабатывающей промышленности для увеличения эксплуатационных сроков инструмента (резцов, сверл, фрез, разверток, калибров и др.) широко применяются различные методы нанесения износостойких покрытий на основе оксидов, карбидов, нитридов металлов [1]. Однако эффективность использования такого инструмента не достаточно высока как из-за отсутствия назшно- обоснованных рекомендаций по его применению, так и вследствие отсутствия данных по выбору состава и параметров покрытия, а также оптимальных режимов резания применительно к решению конкретной технологической задачи. Известно, что повышение стойкости инструмента обусловлено снижением интенсивности процессов, протекающих при диффузионном, абразивно-химическом и адгезионно-усталостном износах [2- 5] при уменьшении температзфы в контактных зонах детальинструмент-стружка и градиента температзф по режущему клину. Следовательно, выбором химического состава и строения покрытия возможно изменение основных характеристик процесса резания и, в конечном итоге, управление важнейшими параметрами - износом инструмента и качеством обработки поверхности изделия. В этой связи нами были проведены сравнительные стойкостные испытания и определены силовые характеристики процесса токарного продольного точения стали 45 при варьировании скорости, подачи и глубины резания твердосплавным (Т15К6) резцовым инструментом с одно- и многослойными покрытиями из нитрида, карбида и карбонитрида титана в зависимости от технологических параметров их синтеза. Износостойкие упрочняюпще покрытия наносились на установке УРМ 3.279.048, оснащенной электродуговым торцовым холловским ускорителем металлической плазмы с холодным катодом. Подготовка поверхности инструмента к напылению включала промывку, обезжирование и декапирование поверхности в органических растворителях и водных растворах ортофосфорной и серной кислот с последующей сушкой и очисткой в вакуумной камере при давлении 2-10"' Па бомбардировкой ионами титана с энергией около 2 КэВ. Продолжительность осаждения ТіС, TIN, TiNC составляла 20, 10 и 10 минут соответственно при токе дуги 80 А и отрицательном потенциале смещения 70 В, что позволяло получать покрытия толщиной до 5 мкм. Осаждение карбида и нитрида титана проводилось при давлении в камере 0,075 и 0,14 Па соответственно. Комбинированные карбонитридтитановые покрытия (TiNC) с переменным содержанием нитрида и карбида титана по сечению формировались путем последовательного уменьшения напуска углеводородных соединений (пропан-бутан) с одновременным увеличением расхода азота. Давление поддерживалось на отметке 0,15 Па при соотношении парциальных давлений в конечном итоге 1:7. Вследствие одинаковой кристаллической структуры, близких параметров решеток карбида и нитрида титана реализовывался плавный переход от ТіС, непосредственно прилегающего к поверхности твердого 137 сплава Т15К6, к TiN, формируемому на наружной поверхности резца. Размеры твердосплавных пластин соответствовали форме 0201 А, геометрические параметры режущей части выбраны с з^етом нормативных данных: главный угол 60°, вспомогательный угол в плане 15°, вспомогательный задний угол 8°, передний угол +10°, передний угол по фаске -5°, ширина фаски 0,5 мм, радиус при вершине 0,5 мм. Испытания проводили на токарновинторезном станке модели 1К62. Инструмент закреплялся в тензометрическом динамометре, установленном на место резцодержателя, что позволяло наряду со стойкостными испытаниями вьшолнять силовые измерения. Для определения линейного износа применялся микроскоп МИМ-8 и микрометр. В качестве контролируемых параметров были выбраны степень износа по задней грани (h, мм) и сила резания Р (составляющие Рх и Ру) при варьировании скорости (v, м/мин), подачи (s, мм/об) и глубины резания (1, мм) для различных типов покрытий. Условия резания изменялись так, чтобы охватить чистовые и получистовые режимы обработки (v= 100-250 м/мин, s=0,1-0,5 мм/об, 1= 1,0-3,0 мм) [3]. Установлено, что покрытие из карбида титана малоэффективно на малых скоростях и подачах (снижение усилия резания на 6-12%), но его применение весьма целесообразно при интенсивных режимах обработки, т.к. в этом случае снижение усилий резания достигает 35%. Применение же покрытий из нитрида титана более оправдано при небольших скоростях резания, снижение усилий составляет порядка 25%, в то время как при больших скоростях резания - всего 5%. Наличие двухслойного (TiC+TiN) -покрытия способствует практически одинаковому снижению на 20-40% усилий резания во всем диапазоне исследовавшихся подач и скоростей обработки. Ползшенные данные позволяют также отметить уменьшение степени снижения усилий резания при промежуточных значениях скоростей резания и подач в случае наличия в покрытии карбида титана. Выявлено снижение усилий резания до 30% (по сравнению с необработанным твердосплавным инструментом) при использовании TIN- и в 1,5-2,3 раза при комбинированном TiCN -покрытиях. Сопоставление экспериментальных данных, полученных для инструмента с покрытиями при отсутствии и наличии указанного подслоя, показало снижение усилий резания в последнем слзшае на 6-30%. Отмеченные закономерности изменения усилий резания при варьировании состава и слоистости покрытий на различных режимах обработки могут быть объяснены, повидимому, на основании работ [1-3], описываюпщх температурные изменения в зоне контакта инструмента с обрабатываемой деталью, и [6, 7], в которых назвалось влияние температуры на скорость износа и коэффициент трения карбидов и нитридов титана. Согласно [6], коэффициент трения TIN уменьшается с ростом температзфы до 500°С и возрастает при дальнейшем увеличении последней, что связано с переходом от хрупкого разрушения поверхностного слоя к пластифицированию и развитию адгезионных процессов при высоких температзфах. Аналогичным образом, не смотря на низкую пластичность карбидов вследствие недостаточной дислокационной подвижности из-за высокого значения силы Пайерлса-Набарро, ведет себя и ТіС, с тем лишь различием, что минимальные значения его коэффициента трения реализуются при температуре около 900°С [7]. Следовательно, по достижении в зоне резания отмеченных температзф повышение подачи, глубины или скорости обработки будет неизменно сопровождаться ростом сил резания в связи с увеличением коэффициента трения. Литература 1. Верещака А.С., Третьяков И.П. Режущие инструменты с износостойким покрытием. М., 1986. 192 с. 2. Синопальников В.А., Терешин М.В., Тимирязев В.А. Диагностирование износа инструментов // Станки и инструмент. 1986. N1. С. 27-29. 3. Макаров А.Д. Оптимизация процессов резания. М., 1976. 278 с. 4. Dernley Р.А., Trent Е.М. Wear raechanisras of coated carbide tools // Metali Technology. 1982. V.9, N2. P.60-75. 5. Verkated V.C. Tool wear investigation on sorae cntting tool raaterials // Trans. ASME Jonmal Lnbric. Technol. 1980. V.102, N4. P. 556-559. 6. Ткаченко Ю.Г., Орданьян C.C, Юрченко Д.З. и др. Ползшение и некоторые свойства нитрида титана в области гомогенности// Известия АН СССР, сер. неорганические материалы. 1983. Т. 19, N8. С. 1333-1336. 7. Ткаченко Ю.Г., Орданьян С.С, Юлюгин В.К. и др. Характеристики трения, особенности деформации в зоне контакта ТіС в области гомогенности// Порошковая металлургия. 1979. N6. С.45-48. 138 УДК 678. 686-405-048. 78 Пути повышения эффективности процесса отверждения эпоксидных смол Студенты К.4 гр. 4 ф-та ТОВ Орличеня Н.Г., Журавлева М.В. Наз^ный руководитель - Крутько Э.Т. Белорусский государственный технологический университет г.Минск Эпоксидные смолы находят широкое применение в различных отраслях техники и технологии. Особенностью их химического строения является наличие в молекулах олигомеров не менее двух эпоксидных или глицидных групп, за счет которых происходит образование пространственного (сетчатого) полимера путем раскрытия эпоксидных циклов при взаимодействии с отвердителями и модификаторами, которые одновременно выполняют и функцию отвердителя. Синтез эпоксидных олигомеров проводят в аппаратах, обеспечивающих безопасное ведение процесса. Эпоксидные олигомеры приобретают ценные технические свойства (механическую прочность, диэлектрические свойства, химическую стойкость, малую усадку и др.) после создания в них пространственной структуры. Покрытия на основе эпоксидных олигомеров - химически стойкие, водостойкие, электроизоляционные и теплостойкие. Их характеризует высокая адгезия к металлическим и неметаллическим поверхностям, стойкость к действию воды, гцелочей, кислот, ионизируюгцих излзшений, малая пористость, незначительная влагопоглогцаемость и высокие диэлектрические показатели. К новым материалам на основе эпоксидных олигомеров относятся порошки, системы без растворителей, а также водоразбовляемые и воднодисперсионные материалы. В настоягцее время разработаны различные отверждаюгцие системы для эпоксидных олигомеров, эффективные в гпироком интервале температзф (от 0 до 200°С). В зависимости от температурных условий отверждения различают материалы холодного и горячего отверждения. Так, разработаны и используют процесс отверждения эпоксидных смол аминами, дикарбоновыми кислотами и их ангидридами, гпироко применяют каталитическое отверждение кислотами Льюиса, комплексами трифторида бора, триэтаноламином и другими соединениями. Однако постоянно увеличиваюгциеся требования по улзшгпению эксплуатационных свойств эпоксидных материалов ставят задачи создания более эффективных отверждаюгцих систем для эпоксидных олигомеров и их композиций. В этой связи исследования в этом направлении являются целесообразными и необходимыми. Анализ назшной и патентной литературы по этому вопросу показал, что наиболее перспективны системы отвердителей на основе полифункциональных олигомеров, различного химического строения, содержагцих в составе макромолекул карбоксильные, амидо-, амино-, имидные группировки. Способные не только к отверждению эпоксидных смол, но и к их химической модификации. Такой подход позволяет целенаправленно регулировать процессы структурирования в системе композиционных материалов за счет варьирования чистоты пространственной сетки и наличия адгезионно - способных функциональных групп в матрице полимера. УДК 668.3:691.11 Исследование реологических свойств лаков промышленного производства и разработанных составов, применяемых в мебельном производстве РБ Студентка гр. 4/2 Григорьева И.М. Назшные руководители - Крутько Э.Т., Коробко Е.В. Белорусский государственный технологический университет г. Минск На сегоднжпний день доля импортных лакокрасочных материалов, применяемых в белорусской мебельной промыгпленности, велика. Актуальной является разработка новых составов лаков и клеев, не уступаюгцих по своим эксплуатационным характеристикам импортным аналогам. Для осугцествления этой задачи необходимо всестороннее иззшение характеристик и свойств лакокрасочных материалов, используемых в производстве. Наибольгпее количество вопросов связано с определением вязкости клеев и лаков. Вязкость характеризует сопротивление жидкости течению. От точности ее измерения зависят способ нанесения, расход и скорость впитывания в материалы с разным размером пор. Подавляюгцее больгпинство жидких клеев и лаков относится к так называемым псевдопластичным жидкостям. Вязкость таких жидкостей уменьгпается с увеличением скорости течения (например, при перемегпивании), причем зависимость вязкости от скорости течения у разных клеев различна. Кроме того, вязкость всех жидкостей зависит и от температуры [1,2]. 139 Поэтому целью работы является исследование вязко-пластичных свойств импортного лака D 3030 (IK-Polyuretan-Lack) Kontracid ® D 3030 промышленного производства и разработанных импортозамещаюпщх составов лака для мебельных и столярных производств РБ. Реологические измерения проводятся на ротационном вискозиметре модели «Реотест 2.1» при непрерьшной деформации в диапазоне скоростей сдвига 11.0 - 4860 с ' и температур 20 - 60 °С. Измерительная ячейка прибора представляет собой рабочий узел типа «конус-пластина». Исследуемая среда помещается в зазоре между конусом и пластиной и термостатируется с помощью специальной бани, подключенной к жидкостному циркуляционному термостату. Контроль температзфы осуществляется на нижней пластине. Конус, вращающийся с постоянной угловой скоростью, соединен через измерительный вал с цилиндрической винтовой пружиной, отклонение которой является мерой вращающего момента М , действующего на конус. Отклонение пружинного элемента регистрируется потенциометром, включенным в мостовую схему, при этом изменение тока в диагонали моста пропорционально вращающему моменту пружины М . Затем для данной ротационной системы рассчитывались напряжение сдвига т и скорость сдвига по соответствующим формулам: = z а и / т|, где Тг - сдвигающее напряжение, 10"' Па; z - постоянная конуса; а - отсчитываемое значение шкалы на индикаторном приборе, т| - динамическая вязкость, мПа-с. Для исследования были выбраны немецкий лак D 3030 (IK-Polynretan-Lack) Kontracid ® D 3030, широко используемый в отечественном мебельном производстве, и два разработанных впервые аналога немецкого лака Образец 1 и Образец 2. Поскольку в процессе проведения эксперимента лаки отверждались, несмотря на короткий временной интервал проведения опыта (порядка 2 мин), то для получения достоверных значений реологических показателей, была разработана особая методика. Суть ее заключалась в определении гистерезиса значений напряжения сдвига, возникающего при движении по кривой течения (зависимости напряжения сдвига от скорости сдвига) вверх (от меньших к большим скоростям сдвига) и вниз. Методика сводилась к следующему: Необходимое количество (0,1 мл) исследуемого материала помещается в клинообразный зазор между пластиной и конусом. В случае нагрева, пластина и конус предварительно разогревается до 40 или 60 °С. Измерения проводятся в изотермических режимах в диапазоне температзф 20 - 60 °С и скоростях сдвига от 11 до 4860 с '. Такие условия проведения эксперимента соответствуют реальным условиям нанесения лакокрасочных покрытий в мебельном производстве. Далее строятся кривые течения ЛКМ при заданной температзфе. Результаты измерений приведены на рисунке 1. Кривые течения образцов лаков промышлешленного производства и разработанных образцов. Т=20, 40, 60 °С Р£Т 1000 2000 3000 4000 5000 ĘC Рисунок 1 - Кривые течения образцов лаков при различных температурах. 140 Анализ графика показывает, что реологическое поведение исследуемых образцов соответствует классическому поведению, описанному в литератзре. Из графика видно, что при увеличении скорости сдвига увеличивается напряжение сдвига т, Па. Кривые можно аппроксимировать полиномиальной функцией второго порядка. Видно, что температзра по-разному влияет на исследуемые образцы. Так, с увеличением температзры с 20 до 60 °С напряжение сдвига образцов уменьшается: №1 - в 1,8 раза, №2 - в 2,7 раза и D3030 - в 2 раза. Исходя из проведенного эксперимента можно сделать следуюгцие вьшоды: 1. Температура оказьшает заметное влияние на изменение вязко-пластичных свойств исследованных лаков. В среднем при повышении температзры с 20 до 60°С напряжение сдвига уменьшается в 2 раза. 2. Вязкость экспериментального образца лака №2 при 60 °С приближается к вязкости немецкого лака D3030 при 20 °С. Это позволяет наносить экспериментальный образец лака при температзре 60 °С теми же методами, что и D3030 при 20 °С (например, пневматическим, гидравлическим распьшением). В слзшае нанесения другими методами (например, окунанием, обливом, ручными) возможно использование экспериментальных образцов лаков при комнатной температзре. Литература 1. Горшкова Е.В., Горшков П. Дефекты лакокрасочных покрытий при отделке древесины // Мебельная информация. 2006. № 4, 5. 2. ГОСТ 25271. УДК 621.785:621.762 Получение защитных покрытий на изделиях из порошковых материалов Студент гр. 07-М-СА1 Якименко Д.С. Назшный руководитель - Соколов Е.Г. Кубанский государственный технологический университет г. Краснодар Методы порошковой металлзргии находят широкое применение в различных отраслях машиностроения. Прежде всего, это объясняется их высокой экономической эффективностью при крупносерийном и массовом производстве. Основным потребителем продукции порошковой металлзргии является автомобильная промышленность. Так, в каждом автомобиле ВАЗ 2106 используется 1,6 кг деталей, полученных из порошковых материалов, в автомобиле ВАЗ 2110 до 4 кг, а в более новых моделях количество порошковых деталей еще больше. Номенклатзра этих деталей (массой от 1,5 до 600 г) составляет не менее 150 наименований. Недостатком изделий, ползшенных методом порошковой металлзргии, является низкая коррозионная стойкость. Детали автомобиля часто подвергаются коррозии от действия соляных растворов, образующихся из- за нанесения соли на проезжую часть в зимнее время. В связи с этим актуальна разработка методов защиты деталей автомобиля от коррозии в растворах солей и в других агрессивных средах. В настоящей работе решена практическая задача по нанесению защитного титанового покрытия на деталь - гайку, изготовленную из порошкового материала. Исследования по нанесению диффузионных титановых покрытий проводили на образцах плотностью 95 и 85%, изготовленных из материала ПЖВ 2.160.26. После прессования детали спекали в аргоне при 1150° С в течение 2 часов. Затем нарезали внутреннюю резьбу М10 и проводили титанирование. Для спекания и получения диффузионных покрытий использовали реконструированную электропечь СГВ- 2.4-2/15-НЗ. Титанирование осуществляли в расплаве эвтектики Pb-Bi с содержанием порошка титана 3% по массе. Температзра диффузионного насыщения составляла 1100° С, продолжительность 2...6 ч. После титанирования измеряли размеры деталей на большом инструментальном микроскопе с цифровым индикатором фирмы «Карл Цейс Иена» с точностью 0,001 мм. Исследования коррозионной стойкости образцов в 3% водном растворе NaCl и в 10 % водном растворе Нг SO4 проводили весовым методом. Взвешивание образцов до и после вьщержки в названных средах осуществляли на аналитических весах «Adventnrer AR2140». Перед взвешиванием образцы тщательно очищали от продуктов коррозии, промывали спиртом и высушивали. По результатам испытаний интенсивность коррозии оценивали как потерю массы на единицу площади поверхности (г/м^) за определенное время. Титановые покрытия, ползшенные при указанных режимах диффузионного насыщения, представляют собой твердый раствор Ti в а-железе. Структура покрытий состоит из столбчатых зерен а- фазы, ориентированных перпендикулярно поверхности. На поверхности формируется тонкий слой, содержащий интерметаллид TiFe с концентрацией титана 48% вес. Мс5цду столбчатыми кристаллами а-фазы наблюдается сетка интерметаллидов ТіРсг. 141 При насыщении титаном размеры деталей увеличиваются. Толщина покрытия на железе плотностью 95% при длительности вьщержки 6 ч составляет 270 мкм, а прирост размера детали на каждую сторону составляет 41 мкм. Следовательно, покрытие растет как внутрь, так и наружу насьпцаемого изделия. Увеличение размеров можно считать незначительным. Из таблицы 1 видно, что размеры гайки до и после титанирования находятся в пределах допусков, предусмотренных ГОСТ 5916-70. Коррозионные испытания показали, что в 3% водном растворе NaCl наиболее эффективную защиту порошковых изделий обеспечивают титановые покрытия (рисунок 1). Для сравнения на рисунке приведена потеря массы аналогичного материала с хромовым покрытием. Таблица 1 - Изменение размеров гайки при титанировании Размер детали До титанирования, мм После титанироваия, мм ПОД к л ю ч 16,880 16,962 диаметр вершин зубьев 8,529 8,448 Диффузионное титанирование повышает коррозионную стойкость порошковых материалов и в 10 %-м водном растворе Нг SO4. После 6-часовой вьщержки в этой среде потеря массы титанированных деталей составляет 47,3 г/м ,^ а образцов без покрытия - 56,5 г/м .^ Без покрытия ТитанированиеХромирование Рисунок 1 - Коррозионная стойкость железа ПЖВ 2.160.26, у= 85%, в 3%-м водном растворе NaCl (продолжительность испытания 72 ч) Таким образом, титановые покрытия эффективно запщщают порошковые материалы в различных агрессивных средах. УДК 621.922.02 Зависимость качества обрабатываемой поверхности от физико-механических свойств полимерной связки абразивного инструмента. Студент гр. 104615 Марукович С.С. Назшный руководитель - Григорьев С.В. Белорусский национальный технический университет г. Минск Целью настоящей работы является исследование зависимости качества обрабатываемой поверхности от физико-механических свойств полимерной связки абразивного инструмента. Постоянный рост требований к точности и качеству рабочих поверхностей заставляет тщательнее исследовать и использовать технологические возможности методов окончательной обработки, из которых наиболее распространенным является шлифование - наиболее производительный способ формообразования. Шлифование обеспечивает допуск при обработке поверхностей до сотых долей миллиметра, высокую чистоту обработки и высокую степень ровности. При обработке закаленных и специальных легированных сталей и сплавов, это наиболее промышленно-приемлемый метод, а широко внедряемые современные материалы(керамика, армированные металлы и полимеры, многослойные металлы с неметаллическим ламинированием) зачастую могут быть обработаны только при помощи шлифования. При шлифовании невозможно наблюдать непосредственно процесс резания, поэтому крайне необходимо знать факторы, влияющие на качество и точность шлифования. Одним из таких факторов 142 является связка. От качества связки зависит коэффициент использования потенциальных возможностей инструмента, область его применения, работоспособность, производительность и экономическая эффективность. Кроме того, состав связки определяет технологичность и сложность производства инструмента. Связка должна обеспечивать высокую режущую способность инструмента, наиболее полное использование абразивных зерен, малое тепловьщеление, низкий коэффициент трения, способствовать снижению параметров шероховатости обработанной поверхности, исключать схватьшание с обрабатываемым материалом. От связки зависит не только износостойкость инструмента, но и механизм резания, и характер взаимодействия с обрабатываемым материалом, сила и температура резания, структзрное и напряженное состояние поверхностного слоя обработанного изделия, коэффициент трения, адгезионные и диффузионные явления в зоне резания. Любая связка - это многоэлементная композиция, причем кащдый ингредиент композиции может существенно менять ее свойства. Аналитически оценивать значительное количество влияющих факторов весьма трудоемкое занятие, также не возможно каждый раз проводить эксперименты по определению температур и деформаций связки и обрабатываемого материала. На практике наиболее широкое применение находят круги на органических связках (55% от общего количества), т.к. такой инструмент прост в изготовлении и универсален в работе; обладает самозатачиваемостью и высокой режущей способностью; работает с охлаждением и без него; используется как для доводочных чистовых операций шлифования, так и для заточки твердосплавной части инструмента, а также твердого сплава со сталью (круги на связке Б156); позволяет получать низкие параметры шероховатости и бездефектные поверхностные слои. Все органические связки (Б1, Б2, БЗ, Б4, Б8, БР, Б156, БП2, БПЗ, Т02, 01) представляют собой композиции на основе порошкообразного органического связующего материала - пульвербакелита (ПБ) - измельченной смеси новолачной феноло-формальдегидной смолы с уротропином. Предел прочности на растяжение ПБ не менее 13 МПа, а после действия 2%-ного раствора соды на образец - не менее 65 МПа. ПБ имеет много достоинств - высокую износостойкость, влагостойкость, простоту совмещения с другими порошковыми компонентами, низкие параметры переработки - давление и температзру. Тепло- и термостойкость ПБ значительно ниже температзр, возникаюпщх в процессе работы инструмента (теплостойкость фенолоформальдегидных полимеров не превьппает 250°С). В настоящее время в качестве связующего материала активно применяются жидкие органические смолы. Они обеспечивают л}шшее смачивание и более полное обволакивание абразивных частиц связкой по сравнению с прессованным ПБ, в результате чего повышается стойкость инструмента. Используя составы на жидких смолах, можно изготовить инструмент без применения давления, что предотвращает дробление зерен при прессовании, к тому же, пресс-формы для жидких составов отличаются значительной простотой конструкции. Для того чтобы абразивный инструмент имел высокую производительность и стойкость, его связка должна быть достаточно прочной, чтобы надежно удерживать абразивное зерно до его полного износа и в то же время изнашиваться с такой же интенсивностью. Прочность удержания зерен является одним из важнейших условий работоспособности, основным критерием выбора связки шлифовального инструмента. Прочность удержания зерен можно оценивать по длительности их нахо5цдения в связке или по размеру площадки затупления при установившемся режиме резания одного и того же материала. При этом, чем больше площадка износа, тем вьппе прочность удержания зёрен. Прочность закрепления зерна в связке главным образом зависит от типа и состава (компонентов) связки, от глубины заделки, формы, величины и развитости поверхности абразивного зерна. Зерно удерживается в матрице, во-первых, за счет механического охвата материалом связки и, во-вторых, вследствие химического взаимодействия компонентов связки с поверхностью абразивного зерна. Последнее является наиболее эффективным средством повышения прочности удержания, достигается введением в связку химически взаимодействующих с абразивом компонентов. Сила удержания зависит от адгезионной активности компонентов связки к поверхности абразивного зерна и растет с увеличением адгезии. Помимо прочности удержания зерна и износостойкости, большое значение имеет коэффициент трения, а также характер взаимодействия связки с обрабатываемым материалом. Связка должна обладать антифрикционными свойствами. Антифрикционные свойства связок зависят прежде всего от их типа и состава: основы связок, наполнителей и вводимых твердых смазок, адгезионных и диффузионных свойств. В качестве твердых смазок применяют графит, фториды кальция, кадмия и цинка, нитриды циркония и бора, бориды титана, хрома, молибдена, сульфиды цинка и железа, некоторые органические смазки. Выводы: таким образом правильно подобранные для конкретных условий обработки режимы резания и связка существенно увеличивают период стойкости инструмента и качество обрабатываемой поверхности, исключая прижоги и термические трещины. 143 УДК 621. 791.75. 042:519.22/.25 Выбор марки электродов для ручной электродуговой сварки с помощью обобщенного параметра оптимизации Студенты гр. 104817 - Забавнюк А.В., Острога С.П. Наз^ный руководитель - Голубцова Е.С. Белорусский национальный технический университет г. Минск Целью данной работы является выбор марки электрода для рз^ной дуговой сварки среднелегированной закаливающей стали 15Х2НЧМДА. Во многих отраслях промышленности всё более широкое использование ползшают высокопрочные стали с пределом текучести 600... 1000 МПа, например стали ЗОХГСА, 15Х2Н4МДА и др. Сварка стали 15Х2Н4МДА представляет сложную технологическую задачу. Склонность к образованию в околошовной зоне грубых закалочных структзр под воздействием термического цикла сварки, наличие высоких сварочных напряжений и другие причины обуславливают опасность возникновения холодных околошовных трещин в зоне термического влияния. Существующие варианты технологий сварки данной стали предусматривают меры способствующие ослаблению отрицательного воздействия перечисленных факторов. Прежде всего, используют предварительный подогрев и термическую обработку сварных соединений. Однако применение таких мер при сварке крупногабаритных и толстостенных конструкций существенно усложняют технологический процесс, а в ряде слзшаев это практически невозможно. Одним из вариантов практического осуществления является применение сварочных материалов, обеспечивающих получение металла шва с химическим составом и структзрой низкоуглеродистой мартенситной или аустенитно-мартенситной стали. Технология рзшной электродуговой сварки предусматривает использование электродов марок: АНВН-60, АНБП-80 и АНВП-100, которые обеспечивают металл шва с разным зровнем предела текучести - соответственно 600, 800 и 1000 МПа. Указные сварочные материалы обладают высокими сварочно-технологическими свойствами: стабильностью дугового процесса, самоотделяемостью шлаковой корки, качественным формированием поверхности шва, отсутствием пор и шлаковых включений в наплавленном металле. Все перечисленные сварочные материалы обеспечивают при сварке высокопрочной стали 15Х2Н4МДА аустенитно­ мартенситную структуру сварочного шва с твердостью 300 HV. Каждый из трех сварочных материалов АНВН-60, АНБП-80 и АНВП-100 обеспечивают различное сочетание величин представленных механических свойств. Какой же из трех представляет их наилучшее сочетание дает ответ обобщенная функция желательная Харрингтона. В основе ее построения лежит идея преобразования натзральных значений частных параметров оптимизации в безразмерную шкалу желательности. Трудность состоит в том, что кащдый параметр оптимизации имеет свой физический смысл и свою размерность. Поэтому для каждого параметра вводят некоторую безразмерную шкалу. После этого выбирают правило комбинировании исходных частных откликов в обобщенный показатель. Чтобы ползшить шкалу желательности удобно пользоваться готовыми табличными соответствиями между отношениями предпочтения в эмпирической и числовой системах. С помощью формулы =ехр[-ехр(-рЦ] находим для каждого параметра частную функцию желательности d. , подставляя в эту формулу кодированные значения у . . График функции желательности для выбора марки электрода представлен на рисунке 1. На оси ординат нанесены значения желательности, а на оси абсцисс - значения отклика в условном масштабе. Кривую желательности обычно используют как номограмму. Обобщенный параметр оптимизации D находим по формуле: D = - или !^nd. ’ ''Д® d i . . . d n ~ частные функции желательности Из проведенных расчетов следует ,что наилучшие результаты имеет ЭК-17ВИ, у которого П=0,55375. 144 (Tg МПа КСІГ^" Рисунок 1 - г рафик функции желательности УДК 621.762.4 Пластификация эпоксидной смолы ЭД-20 рапсовым маслом и свойства полученных композиций Студентка гр.4/2, к. 5, факультет ТОВ - Климашевич В. Б. Наз^ный руководитель - Крутько Э. Т. Белорусский государственный технологический университет г. Минск Пластификация полимеров является одним из распространенных способов получения материалов с заданными свойствами. В данной работе проводилось исследование влияния пластификатора (рапсового масла) на эпоксидную смолу ЭД-20, представляющую собой растворимые и плавкие реакционноспособные олигомерные продукты на основе эпихлоргидрина и дифенилолпропана[1]. Эпоксидные смолы применяются в качестве: 1) эпоксидного клея 2) пропиточного материала вместе со стеклотканью для изготовления и ремонта различных корпусов (лодки, элементы кузова автомобиля и др.) или выполнения гидроизоляции помещений (пол и стены подвальных помещений, бассейны). 3) защитного покрытия. Эта смола наиболее часто используется в лакокрасочной промышленности, однако по ряду причин её свойства не вполне удовлетворяет производителей. Это связано с тем, что: 1) Содержание в смоле различных сложных стабилизаторов, улучшающих гидрофильность системы, сильно повышает вязкость ЭД-20, что значительно усложняет процесс её транспортировки и увеличивает энергозатраты производства лакокрасочных материалов. 2) Невысокая устойчивость используемой смолы к механическим нагрузкам негативно влияет на качество лакокрасочной продукции. Для того чтобы исследовать влияние пластификатора на свойства исходной смолы нужно было: 1) Определить структуру и свойства смолы ЭД-20 и рапсового масла. 2) Установить оптимальную концентрацию пластификатора и повысить устойчивость системы к механическим нагрузкам. 3) Выявить особенности смолы ЭД-20 и композиций на её основепри различных деформационных воздействиях. 145 Чтобы исследовать строение пластификатора, было проведено определение кислотного числа рапсового масла, так как в его состав входят триглицериды ненасыщенных кислот (пальмитиновой, стеариновой), мононенасыщенных (пальмитолеиновой, олеиновой, эйкозеновой, эруковой), полиненасыщенных (линолевой, линоленовой), а также некоторое количество этих кислот в свободном состоянии. А также определялось кислотное число смолы ЭД-20 и композиций приготовленных на основе смолы с концентрациями рапсового масла: 5%, 10%, 15%, 20%, 25%. Композиции приготовлены с использованием пропеллерной мешалки с постоянной скоростью вращения (и = 2000 об/мин ) за одинаковые промежутки времени. Кислотное число рапсового масла определялось титрометрическим методом с потенциометрической индикацией, который применяется для всех видов растительных масел для определения кислотного числа в диапазоне 0,2 - 30,0 мг КОН/г[2]. В результате измерений установили, что кислотное число композиций возрастает с увеличением концентрации пластификатора. В сравнении с кислотным числом исходных веществ, а именно к.ч. (ЭД- 20)= 1 мг КОН/ г и к.ч. (РМ)=7,1 мг КОН/ г кислотное число исследуемых композиций заметно отличается(0.3, 0.7, 0.9, 1.3, 1.8 мг КОН/ г соответственно для 5%, 10%, 15%, 20%, 25%). Это свидетельствует о том, что часть свободных карбоновых кислот рапсового масла были, возможно, нейтрализованы вторичными гидроксильными группами эпоксидной смолы: ОН (•:н2—сн-(Ч1- V 0 -< О СНЗ ------ ^ п ОН снз о / / к YiH СН2—СН-СН2 Структурно-реологические характеристики определяли с помощью ротационного вискозиметра - РЕОТЕСТ-2, при помощи цилиндрических измерительных устройств по Стирле при Т=20±2°С. [3]. Результаты всех испытаний представлены в таблице. Таблица -Структурно-реологические характеристики смолы и композиций на её основе Название композиции РкЬ Па Чо 10^ Па-с Рк2, Па 11т* ^ 10^ Па'с Pm, Па Ркг/Ркі Pm/ Pkl llo*'llm* ЭД-20 12,77 0,27 36 0,18 55,33 2,82 4,33 0,09 ЭД-20+5%РМ 10,94 0,12 27,78 0,068 55,33 2,53 5,06 0,052 ЭД-20+10%РМ 10,94 0,17 23,46 0,12 55,33 2,14 5,06 0,05 ЭД-20+15%РМ 2,43 0,135 42,5 0,061 55,33 17,49 22,77 0,074 ЭД-20+20%РМ 0,05 55,33 ЭД-20+25%РМ 2,43 ” ” ” 55,33 ” ” ” На основании данных, представленных в таблице, видно, что с увеличением концентрации пластификатора до 10% отношение пределов прочности Ркг/Ркі меняется незначительно, а при концентрации 15% значительно возрастает, а соотношение Pm/Pki возрастает с увеличением концентрации пластификатора (до 20%), что приводит к увеличению прочности пространственных структур данных композиций. Таким образом, с возрастанием концентрации пластификатора более 15% свойства композиций постепенно отдаляются от свойств псевдопластичных (аномальных) систем и приближаются к ньютоновским системам, для которых вязкость линейно зависит от скорости сдвига. С ростом концентрации 146 рапсового масла эффективная вязкость падает, оптимальная концентрация пластификатора - 15%, т. к. в этом слз^ае эффективная вязкость системы уменьшается в 5 раз, а динамический предел Рк2 текучести резко возрастает, это связано с природой связей образуемых смолой с пластификатором. Литература 1. ГОСТ 10587-84. «Смолы эпоксидно-диановые неотверждённые. Техни-ческие условия». 2. ГОСТ 5476-80. «Масла растительные. Методы определения кислотно-го числа». 3. СТБ ИСО 6388-2001. «Вещества поверхностно активные. Определение характеристик текучести с помощью ротационного вискозиметра». УДК 621.785: 621.9.025.523 Плазменно-вакуумное упрочнение круглопильного дереворежущего инетрумента Студент гр. 2 факультета ХТиТ Шабан Е.Е. Назшный руководитель - Вершина А. К. Белорусский государственный технологический университет г. Минск Эффективное использование основных производственных фондов в лесном комплексе определяется внедрением современных видов оборудования и совершенствованием серийно выпускаемого. При этом особые требования предъявляются к дереворежущему инструменту в связи с интенсификацией режимов обработки, в частности режимов пиления круглыми пилами, сверления, фрезерования, а также точности обработки из-за изменения системы допусков и посадок. Применение традиционных известных методов повышения режущих свойств деревообрабатывающего инструмента путем его сложного легирования в настоящее время ограничено из-за дефицита ряда химических элементов. Кроме того, в ряде случаев этот путь не дает требуемых результатов. Поэтому в последнее время в мировой практике все большее применение находят методы повышения работоспособности инструмента путем нанесения соответствующих функциональных покрытий. Эти методы обладают высокой производительностью, универсальностью, экономичностью. Появляется возможность управления условиями формирования и свойствами покрытий, а также свойствами композиции покрытие - инструментальный материал. Кристаллохимические, физико-механические и теплофизические свойства покрытий на поверхностях режущего инструмента могут сильно отличаться от соответствующих показателей инструментального материала [1]. Поэтому покрытие способно заметно улучшить свойства инструментального материала с точки зрения повышения его сопротивляемости микро- и макроразрушению [2]. Применение покрытий для деревообрабатывающего инструмента может способствовать уменьшению контактных нагрузок, снижению мощности тепловых источников и благоприятному перераспределению теплопотоков, тем самым уменьшая термохимическую напряженность режущей части инструмента. Особый интерес в этом направлении представляет создание на поверхностях тонкопленочных износостойких композиций с градиентным распределением свойств, являющееся новым этапом в совершенствовании структуры инструментального материала [3]. Причем наиболее эффективным методом формирования модифицированных слоев с высокой износостойкостью являются плазменно-вакуумные методы, обладающие по сравнению с методами химико-термической и лазерной обработки, ионной имплантации и химического осаждения рядом преимуществ. Среди последних следует вьщелить низкую температзфу осаждения покрытий (200-500°С), высокую адгезионную прочность, возможность варьирования наносимого материала, возможность обработки сложнопрофильного и крупногабаритного инструмента, изготовленного из различного материала, включая диэлектрический, высокую чистоту наносимого покрытия относительную его однородность по толщине, возможность автоматизированного управления процессом упрочняющей обработки. Для деревообрабатывающего инструмента покрытие должно рассматриваться как своеобразная промежуточная технологическая среда между контактирующими поверхностями инструментального (диск пилы) и обрабатьшаемого (древесина) материалов с уникальной способностью одновременно снижать термомеханическую нагрузку в зоне резания и повышать сопротивляемость контактных площадок инструмента разрушению в связи с этим для рассматриваемого вида инструмента покрытие должно быть как минимум двухслойным: первый слой, непосредственно осаждаемый на диск пилы - высокотеплопроводный, второй - износостойкий. В качестве высокотеплопроводного подслоя предложено использовать медь и углерод, осаждаемые соответственно вакуумным электродуговым методом и методом магнетронного распыления, а в качестве материалов износостойкого слоя - тугоплавкие соединения хрома и титана. Стойкостные испытания круглопильного дереворежущего инструмента, упрочненного вышеотмеченными композициями, показали, что при резании медный подслой толщиной менее 0,5 мкм не оказьшает существенного влияния на стойкость инструмента. С точки зрения увеличения теплового влияния покрытия толщина медного подслоя должна быть по возможности большей. Однако при соотношении 147 толщины высокотеплопроводного слоя к общей толщине покрытия, превышающей 0,4, за счет возникнове­ ния критических растягивающих напряжений и в результате температурного разупрочнения медного подслоя происходит хрупкое разрушение износостойкого покрытия и, как следствие, снижение стойкости инструмента. Аналогичная ситуация наблюдается при использовании вместо медного подслоя углеродного. Однако здесь предельное значение указанного соотношения существенно меньше и составляет порядка 0,15. В целом анализ результатов стойкостных испытаний показал, что нанесение износостойкого высокотеплопроводного покрытия позволяет повысить стойкость дисковой пилы в 1,4-1,7 раза. Следует отметить, что в научно-технической литературе, описывающей опыт освоения в производстве износостойких покрытий, относительно состава и многослойности композиционных покрытий преобладает эмпиризм, встречаются подчас противоречивые данные. И если в качестве материалов подслоя, непосредственно прилегающего к диску пилы, однозначно должны быть использованы материалы с высоким коэффициентом теплопроводности, то материалом износостойкого слоя могут быть также и сплавы стеллита (ВЗК, ВЗКР). Технология упрочнения дереворежущего инструмента путем наплавки указанных материалов на зубья рамных и круглых пил сегодня востребована на предприятиях лесотехнического профиля Западной Европы и России. Применение этих материалов в ряде случаев дает существенное повышение износостойкости инструмента. Однако сложности технологии наплавки стеллита, применение плющилок или плющильных автоматов, необходимость строгого поддержания дозированного нагрева зуба и послеоперационной термической обработки инструмента с наплавленным материалом требуют разработки для этих целей специализированных станков и автоматов, что также не всегда экономически оправдано. Поэтому более рациональным представляется использование сплавов стеллита в качестве упрочняющих материалов в тонкопленочном исполнении, формируемых плазменно-вакуумными методами. При таком подходе не только устраняются недостатки технологии наплавки и известные проблемы эксплуатации напаянного инструмента, но и появляются возможности управления процессом формирования и структзфой упрочняющей композиции. Литература 1. Григорьев С.Н., Кутергина Т.Н. Оценка эффективности технологий нанесения покрытий на режущий инструмент// Вестник машиностроения. 2005. № 2. С. 68-72. 2. Верещака А.С. Работоспособность режущего инструмента с износостойкими покрытиями. М: Машиностроение, 1993. Фадеев В.С., Верхотуров А.Д., Паладин Н.М., Чигрин Ю.Х. Разработка и создание слоистых материалов инструментального назначения с заданным градиентом свойств // Перспективные материалы. 2004. № 5. С. 45-52. 148 Охрана труда и промышленная безопасность 149 УДК 621.74:628.517 Загазованность воздуха рабочих зон литейных цехов Студенты гр. 104114 Сошенко А.А., Козлова О.В. Наз^ный руководитель - Лазаренков А.М. Белорусский национальный технический университет г. Минск Загазованность воздуха рабочих мест литейных цехов является одним из основных факторов производственной среды, оказывающих влияние на состояние условий труда литейщиков и на организм работающих. Основными источниками выделения вредных веществ в литейных цехах являются стержневые автоматы с нагреваемой оснасткой, установки холоднотвердеющих смесей, заливаемые формы и выбивка отливок из форм. При разработке современного оборудования для указанных процессов предусматривается оснащение его устройствами по улавливанию и удалению вредных вьщелений, чтобы не наблюдалось попадания газов в воздух рабочей зоны. Таким образом в проектируемых или реконструируемых литейных цехах, оснащаемых современным оборудованием, не требуется прогнозирования загазованности з^астков. Однако для производств, где используется старое литейное оборудование и не предусматривается его замена современным, оценку ожидаемой загазованности воздуха рабочих зон участков литейных цехов необходимо осуществлять. Тем более это следует делать, чтобы показать в ряде слз^аев опшбочность решений проектантов, не заменяющих в реконструируемых цехах старое оборудование на современное, имеющее устройства улавливания и удаления вредных газов. Кроме того это позволит получить объективные данные по содержанию газов, необходимые для расчета систем приточно-вытяжной вен­ тиляции участков этих цехов. Для определения прогнозируемых концентраций газов в воздухе участков ли­ тейных цехов использовали стандартные зфавнения газовой динамики [1—3], но при этом ограничились рассмотрением газовых смесей только с двумя компонентами. Одним из этих компонентов является газ, входящий в состав вьщеляющейся газовой смеси, а другим — воздух помещения зшастка. На основании результатов проведенных исследований была построена диаграмма содержания различных вредных веществ в воздухе рабочих зон участков литейных цехов с различным характером производства, которая показывает, что в воздушной среде литейных цехов отмечаются оксид углерода, азота оксиды, фенол, формальдегид, метиловый спирт, этиловый спирт, углеводороды, ангидрид сернистый, аммиак и др. Наличие и количество того или иного вещества в воздухе рабочих зон определяется применяемыми технологическими процессами. Наибольшему влиянию вредных веществ в литейных цехах подвергаются работающие при подготовке формовочных материалов, приготовлении стержневых смесей, плавке металла, заливке и выбивке форм. Причем практически на всех участках фиксируется оксид углерода, в одних слзшаях происходит его выделение при протекании технологических процессов (стержневой, плавильный, заливочный, выбивной, термообрубной участок), а в других — за счет миграции с соседних неизолированных друг от друга зшастков (высокая подвижность воздуха и разные величины кратностей воздухообмена на различных зшастках). Поэтому при проектировании литейных цехов необходимо размещать зшастки с разными газовьщелениями изолированно друг от друга или создавать одинаковые кратности воздухообмена во избежание переноса загазованного воздуха на рядом расположенные участки, где нет выделений вредных веществ. Самая неблагоприятная обстановка по оксиду углерода отмечается на рабочих местах плавильщиков и заливщиков, где концентрации превышают допустимые в 1,5—2 раза. При этом следует отметить, что в цехах массового производства, несмотря на большую интенсивность технологических процессов, не фиксируются наибольшие концентрации оксида углерода. Это говорит об эффективности вытяжной системы вентиляции. И совершенно иная картина имеет место при заливке форм на плацу в цехе среднего и крупного литья серийного производства, когда концентрация достигает в среднем 40—50 мг/м .^ Наибольшему воздействию вредных веществ подвергаются стерженщики литейных цехов (в основном массового производства), где используются технологические процессы изготовления стержней по нагреваемой оснастке. На этих рабочих местах фиксируется превышение предельно допустимых концентраций (ПДК) в среднем до 1,5—2 раз, однако максимально разовые концентрации веществ превьппают допустимые до 4—5 раз. Такое положение создается недостаточным отсосом загрязненного воздуха системой вытяжной вентиляции от стержневых ящиков, а также тем, что доотверждение стержней происходит здесь же у рабочих мест. Аналогичное положение характерно и для стержневых зшастков и участка литья гильз литейного цеха серийного производства. Однако следует отметить, что на стержневом участке литейного цеха, где используются жидкостекольные смеси, обстановка с загазованностью воздуха рабочих мест наиболее благоприятная для работающих. Значительные газовьщеления характерны и для выбивных зшастков литейных цехов массового и серийного производства. Однако на рабочих местах выбивщиков, как правило, их содержание незначительно превышает ПДК, так как выбивные решетки чаще всего расположены в изолированных помещениях, а рабочие места операторов — в специальных кабинах. И совершенно иная картина наблюдается при выбивке средних и крупных отливок на решетках, установленных на зшастках. 150 Существующее положение с загазованностью рабочих мест литейных цехов объясняется несовершенством технологических процессов изготовления отливок в песчаных формах с использованием смесей на органических связующих, недостаточной эффективностью работы систем вытяжной вентиляции, несовершенством технологического оборудования (отсутствие укрытий и встроенных местных отсосов или неэффективностью их работы). Кроме того анализ результатов проведенных исследований подтвердил наше заключение о локальности источников газовьщелений оборудования или отдельных операций технологических процессов. Поэтому для сведения до минимума вьщелений вредных веществ в рабочую зону необходимо проектировщикам литейного оборудования оснащать его устройствами по локализации газовыделений. что было подтверждено и расчетами концентраций газов на рабочем месте заливщика форм на плацу, где не имеется местной вытяжной вентиляции (цех мелкосерийного и единичного производства). На данном рабочем месте в воздух участка вьщеляется оксид углерода, фенол, метиловый спирт и бензол. Определение значений коэффициента диффузии вышеуказанных газов в воздух показало, что наибольшее значение имеет коэффициент диффузии оксида углерода, по которому и проводили дальнейший расчет. Определение концентраций оксида углерода осуществляли для рабочего места заливщика (расстояние от источника газовьщелений принимали равным 0,8 м) через различное время от начала заливки. Установлено, что концентрация оксида углерода на рабочем месте превысит ПДК на 9 минуте и наблюдается дальнейшее увеличение ее. Используя полученные данные проектировщики могут осуществить расчет систем местной вытяжной вентиляции для создания допустимых значений концентраций вредных веществ на рабочих местах стерженщиков, заливщиков, выбивщиков. Таким образом на основании представленных данных можно сделать вывод о том, что вредные вещества оказьшают влияние на работающих в литейных цехах, степень воздействия которого определяется применяемыми технологическими процессами и оборудованием для приготовления смесей связующими материалами для изготовления стержней и форм, плавки и заливке металла, выбивке форм, зфовнем механизации и автоматизации, а также характером производства. Кроме того на стадии проектирования литейных зшастков и цехов при выборе технологических процессов можно с использованием разработанной методики расчета определить ожидаемые концентрации вредных веществ на рабочих местах. Литература 1. Лойцянский л.г. Механика жидкости и газа. — М.: Наука, 1970. — 905 с. 2. Бретшнайдер С. Свойства газов и жидкостей . — М.—Л.: Химия, 1966. — 535 с. 3. Бонд Дж., Уотсон К., Уэлч Дж. Физическая теория газовой динамики / Пер. с англ, под ред. Г.А. Тирского. — М.: Мир, 1968. — 556 с. УДК 658.382 Безопасность ноутбуков Студент гр. 113515 Курицына О. Назшный руководитель - Науменко А.М., Автушко Г.Л. Белорусский национальный технический университет г. Минск Несколько лет назад существовало мнение, что портативные компьютеры типа ноутбуков безопасны для пользователей и не нуждаются в таких дополнительных мерах защиты, как приэкранные фильтры. В основе подобных представлений лежит тот факт, что в портативных компьютерах используются экраны на основе жидких кристаллов, которые не генерируют вредных излучений, присущих отдельным мониторам с электронно-лзшевой трубкой. Электростатическое поле и неиспользуемое рентгеновское излзшение у жидкокристаллических (далее ЖК) экранов действительно отсутствуют, но что касается электромагнитных излзшений, то исследования показали: во многих портативных компьютерах оно значительно превышает допустимые нормы. Гигиенические требования к видеодисплейным терминалам, электронно-вычислительным машинам и организации работы представлены в СанПиН 9-131 РБ 2000. Поэтому можно оценить соответствие этим нормам и аппаратуры с ЖК-экранами. Ведь эти портативные компьютеры обычно располагаются ближе к пользователю и, следовательно, источники излзшения будут с большей вероятностью воздействовать на области жизненно-важных органов человека, тем более, что зачастую пользователи ноутбуков имеют привычку располагать свой компьютер на коленях. Монитор - не единственный источник излучения. Поля могут генерироваться преобразователем напряжения питания (при работе от электросети), схемами управления и формирования информации на дискретных ЖК-экранах и другими элементами аппаратуры. Для портативных компьютеров с ЖК-экранами свойственны два режима электропитания - от встроенного аккумулятора или от сети. В первом слзшае, как показали измерения, излзшения, естественно, меньше, но они существуют. В режиме электропитания от сети портативный компьютер излзшает 151 электрическую составляющую переменного электромагнитного поля, мало отличающуюся по интенсивности от ПК с дисплеями на ЭЛТ. Измерения напряженности переменного электрического поля ноутбука фирмы Epson на двух расстояниях от центра клавиатуры 30 см и 50 см показали, что излучения нревыгпают нормы в первом и во втором диапазонах (5 Гц02кГц и 2-400 кГц). При питании от аккумулятора у больгпинства портативных компьютерах нанряженность поля в первом диапазоне заметно нревыгпает норму, а во втором нревыгпение отмечено только справа и сзади от экрана. Не только самому пользователю ноутбука, но и его соседям по самолетным креслам или салону автомобиля есть над чем задуматься. Особую заботу о своем здоровье следует проявить человеку, сидящему впереди справа от пользователя, работающему у компьютера. Именно в этом нанравлении все исследованные компьютеры излучали наиболее сильно. УДК 621.395 Безопасность сотовых телефонов: точки угроз Студент гр. 113525 Кундикова Е.А. Наз^ный руководитель - Науменко А.М. Белорусский национальный технический университет г. Минск Оценивать безопасность (или наоборот - опасность) нрименения сотовых телефонов следует исходить из следующего: 1. Длительное воздействие высокочастотного электромагнитного излз^ения (ЭМИ) - вредно для здоровья человека. Изготовители и потребители с пониманием и одобрением относятся к защитным экранам и другим мерам, нринимаемым для уменьгпения воздействия ЭМИ нри работе компьютеров и т.д. 2. При онределенных условиях, указанных в ме5цдународных или национальных стандартах, по которым нроводится сертификация мобильных телефонов, - воздействие ЭМИ телефона на здоровье пользующихся им людей является безвредным или, по крайней мере не вызывает патологических изменений в состоянии органов или самочувствии человека. Официальная позиция фирм-нроизводителей сотовых телефонов хоропю известна - вынускаемые сотовые телефоны (легально ввозимые) сертифицированы согласно всем существующим в данной стране технологическим и санитарным нормам, а потому - безвредны. Существуют санитарно-гигиенические нормы, требованиям которых должны соответствовать сотовые телефоны. Основными здесь являются Санитарные нравила и нормы СанПин 2.2.4./2.1.8.9-36-2002 «Электромагнитные излз^ения радиочастотного диапазона (ЭМИ РЧ)». В названных нормативах указано: «Оцениваемым параметром для условий ненрофессионального воздействия, в то числе для населения, проживающего на территориях, нрилегаюгцих к Базовым станциям (излучающим радиосигнал СВЧ-диапазона), являются значения ППЭ (плотность потока энергии эквивалентной плоской волны, выраженной в мкВт/см^) вне зависимости от времени воздействия. Предельно донустимый зфовень (ПДУ) ППЭ нри этом составляет 10 мкВт/см^. Высокочастотное электромагнитное излучение Рассмотрим этот важный параметр (плотность потока энергии эквивалентной плоской волны, выраженной в мкВт/см^). Он характеризует степень воздействия ЭМИ сотового телефона в диапазоне 300 МГЦ-300 ГГЦ (СанПиН 2.2.4./2.1.8.9-36-2002) на организм человека. Понятно, что значения в действующих Гигиенических нормативах и СанПиНе стали результатом неоднократных исследований. Так, «Донустимые параметры электромагнитных излз^ений в помещениях жилых и общественных зданий и на селитебных территориях» (МГСН 2.03-97), нредельно донустимые значения ППЭ от передающих радиотехнических объектов не должны нревыгпать 3 мкВт/см^ в нроизводственных и административных зданиях и 2 мкВт/см^ в жилых зданиях (в том же диапазоне частот 300 МГЦ-300 ГГЦ). В настоящее время имеются только экспериментальные достоверные данные, указьшающие, что при облучении центральных структур головного мозга ЭМП с удельной поглощенной дозой от 0,4 Вт/кг или от 40 мкВт/кв.см^ и более, возможно возникновение временных реакций, которые можно рассматривать как реакции на раздражитель. «Санитарными нормами допустимых зфовней физических факторов нри нрименении товаров народного потребления в бытовых условиях» МСанПиН 001-96 для частот 30 кГц - 300 ГГц установлено максимальное донустимое значение ППЭ высокочастотного излз^ения для частей тела работника (кроме кистей рук) на нроизводстве, равное 10 мкВт/см^. Вторым важным параметром, характеризующим степень воздействия на организм человека является SAR (Specific Adsorption Rate) - удельная поглощенная мощность, выраженная на единицу массы тела или ткани. В единицах СИ SAR онределяется в ваттах на 1 кг (Вт/кг). 152 Для измерения SAR до настоящего времени не было единой регламентированной процедуры измерений, поэтому данные этого параметра, измеряемые обычно в независимых центрах, могут разниться даже в несколько раз. Следует так же отметить, что этот параметр так же зависит от частоты, которой проводились измерения (имеется ввиду возможность излз^ения радиосигнала сотовым телефоном на частоте 900 или 1800 МГц); при этом измеренная величина SAR на частоте 1800 МГЦ может быть на 100-200 % меньше значения, измеренного на 900 МГц. Кроме того, относительно выбранных предельных значений SAR (1,6 или 2,0 Вт/кг) есть ряд существенных замечаний. Во-первых, сравнительно недавно в Великобритании безопасным зфовнем SAR считался зфовень равный 10 Вт/кг, а нринятую в стандарте максимальную величину SAR (1,6 Вт/кг) даже нельзя с уверенностью отнести к «жестким» или к «мягким» нормам. Во-вторых, принятые и в США и в Европе стандарты определения величины SAR (все нормирование микроволнового излзшения от сотовых телефонов) базируются только на термическом эффекте, то есть связанном с нагреванием тканей. Не принимая в расчет, что низкие частоты сотовых аппаратов совпадают с частотами собственной, естественной биоэлектрической активности головного мозга человека, которые регистрируются на электроэнцефалограмме (ЭЭГ). Следовательно, извне (из непосредственной близости) в головной мозг человека переносятся сигналы, которые способны взаимодействовать с собственной биоэлектрической активностью головного мозга (например, путем резонанса) и тем самым, нарушать его функции. В-третьих, если предельная величина SAR (1,6 или 2,0 Вт/кг) выбрана правильно, то все сотовые телефоны, прошедшие сертификацию, являются безопасными в смысле воздействия ЭИМ на органы человека (именно это и заявляют представители фирм производителей сотовых телефонов). Ученые из «Land University) (Малмо, Швеция) показали, что постоянное воздействие электромагнитных полей, создаваемых мобильными телефонами во время разговора, приводит к изменению структзфы и функции отделов головного мозга, ответственных на процессы запоминания информации и контроля движений, клеточных изменениях. При этом зфовень излзшения, воздействию которого подвергались животными, был подобран таким образом, чтобы максимально близко имитировать реальное воздействие сотового телефона на головной мозг человека, а продолжительность воздействия (два часа в сутки) соответствовала времени которое ежедневно затрачивают на разговоры по «мобильникам». В-четвертых, принято, что электромагнитные излзшения от СВЧ-приборов не должны вызывать у человека даже временного нарушения биологических функций. В то же время западные исследователи полагают, что можно повышать уровень излзшения до того, пока не начнет возникать патология, пока организм не заболевает. Напрашивается следующий вывод: если предельные значения SAR (1,6 или 2,0 Вт/кг) выбраны как граничные условия появления патологии у человека, то учитьшая существенно отличающийся уровень состояния здоровья у разных людей, можно предположить, что кто-то может быть и останется здоров после значительного срока пользования мобильным телефоном, не а для кого-то патология станет необратимой. УДК 331.451 Важнейшее ередетво корректировки еоетояния здоровья работающих во вредных уеловиях труда Студент гр. 112136 Гаврилов В.М. Назшный руководитель - Вершеня Е.Г. Белорусский национальный технический университет г. Минск Молоко - является важнейшим средством корректировки состояния здоровья работающих во вредных условиях труда. Бесплатная выдача молока или других равноценных пищевых продуктов работникам, занятым на работах с вредными и (или) опасными условиями труда, предусмотрена ст. 225 Трудового Кодекса Республики Беларусь. В соответствии с этой статьей наниматели независимо от форм собственности и организационно -правовых форм обязаны обеспечить бесплатную вьщачу молока или других равноценных гшщевых продуктов (далее молока) работникам, которые в процессе своей профессиональной деятельности имеют контакт с вредными веществами и иными вредными производственными факторами. Почему, именно молоко рекомендовано в качестве целебного продукта, снижающего негативное воздействие на организм различных вредных веществ? Почему не зеленый чай или, скажем красное вино? Этому факту есть объяснение - уникальные полезные свойства молока и молочных продуктов. Молоко содержит все необходимые для человеческого организма вещества: белки, жиры и углеводы, которые находятся в сбалансированном соотношении и очень легко усваиваются организмом. В этом с молоком не может сравниться ни один другой натуральный продукт. Молочные белки характеризуются высокой усвояемостью, содержат все жизненно необходимые незаменимые аминокислоты 153 в оптимальных пропорциях. Многие микроэлементы, содержащиеся в молоке, также усваиваются гораздо лз^ше, чем в других продуктах. Молоко так же является источником витаминов, ферментов, гормонов и иммунных тел, помогающих организму противостоять различным заболеваниям. Надо отметить, что полезно не только свежее молоко, но и кисломолочные продукты, которые хорошо усваиваются и обладают дополнительными целебными свойствами. Теоретические и экспериментальные исследования показали, что молоко являются незаменимым элементом профилактического питания, повышающим сопротивляемость организма к неблагоприятным факторам производственной среды. Именно поэтому оно вьщается лицам, работающим в контакте с вредными факторами и токсическими веществами, вызьшаюпщми нарушение функции печени, белковых и минерального обмена. Перечень вредных веществ, при работе с которыми в профилактических целях показано употребление молока или равноценных пищевых продуктов, утвержден постановлением Министерства труда и социальной защиты Республики Беларусь от 19.03.2002 г. Правилами определено, что к работе с вредными веществами относится любая профессиональная деятельность, обуславливающая контакт работниками с данными веществами. В том числе, если контакт с вредными веществами обусловлен при их: • производстве • применении • хранении • транспортировке • эксплуатации, ремонте и очистке: - технологического оборудования, - тары, - инвентаря, - средств защиты; • при других производственных процессах, а также при работе с открытыми радионуклидными источниками с активностью на рабочем месте. При организации выдачи молока необходимо соблюдать следующие условия: - молоко вьщается работнику по 0,5 литра за рабочий день (смену) - не допускается замена молока денежной компенсацией, товарами и другими продуктами, кроме равноценных (кефир, простокваша и т.д.). При контакте работника с неорганическими соединениями свинца рекомендуется вместо молока вьщавать в таком же количестве один из видов кисломолочных продуктов, получаемых продуктов, получаемых сквашиванием молока заквасками (кефир, ацидофилин, простокваша и др.). Профилактические свойства молочных продуктов не связаны с их жирностью. Поэтому нельзя уменьшать норму вьщаваемого молока или заменяющих его продуктов, например не 0,5 л а меньше, но с большим содержанием жирового компонента. УДК 612.014 Проблемы влияния вибрации на организм человека Студенты гр. 115215 Крякин В.В., Кишко А.А. Назшный руководитель - Автушко Г.Л. Белорусский национальный технический университет г. Минск Некоторые виды вибрации неблагоприятно воздействуют на нервную и сердечно-сосудистую системы, вестибулярный аппарат. Наиболее вредное влияние на организм человека оказывает вибрация, частота которой совпадает с частотой собственных колебаний отдельных органов. Организму человека вибрация передается в момент контакта с вибрирующим объектом: при передаче через руки возникает локальная вибрация, а через опорные точки - общая. Локальная вибрация поражает нервно-мьппечные ткани и опорно-двигательный аппарат и приводит к спазмам периферических сосудов. При длительных и интенсивных вибрациях в некоторых случаях развивается профессиональная патология (к ней чаще приводит локальная вибрация): периферическая, церебральная или церебрально-периферическая вибрационная болезнь. Местные вибрации вызывают спазмы сосудов, которые развиваются с концевых фаланг пальцев, распространяясь на всю кисть, предплечье, и охватывают сосуды сердца. Тело человека рассматривается как сочетание масс с упругими элементами. В одном случае это все туловище с нижней частью позвоночника и тазом, в другом - верхняя часть туловища в сочетании с верхней частью позвоночника, наклоненной вперед. В производственных условиях ручные машины, вибрация которых имеет максимальные зфовни энергии (максимальный зфовень виброскорости) в полосах низких частот (до 36 Гц), вызьшают вибрационную 154 патологию с преимущественным поражением нервно-мышечной ткани и опорно-двигательного аппарата. При работе с рзшными машинами, вибрация которых имеет максимальный зфовень энергии в высокочастотной области спектра (выше 125 Гц), возникают главным образом сосудистые расстройства. Общая вибрация разных параметром вызьшает различную степень выраженности изменений нервно и системы (центральной и вегетативной), сердечнососудистой системы и вестибулярного аппарата. В зависимости от параметров (частота, амплитуда) вибрация может как положительно, так и отрицательно влиять на отдельные ткани и организм в целом. Вибрацию используют при лечении некоторых заболеваний, но чаще всего вибрацию (производственную) считают вредно влияющим фактором. Производственная вибрация, характеризующаяся значительной амплитудой и продолжительностью действия, вызывает у работающих раздражительность, бессонницу, головную боль, ноющие боли в руках людей, имеющих дело с вибрирующим инструментом. При воздействии общей вибрации более выражены изменения со стороны центральной нервной системы. Основные параметры вибрации: частота и амплитуда колебаний. Колебательное движение характеризуется также скоростью и ускорением, представляющими собой производные от амплитуды и частоты. Причем органы чувств человека воспринимают не мгновенное значение параметров вибрации, а действующее. Для защиты от вибрации применяют следующие методы: снижение виброактивности машин; отстройка от резонансных частот; вибродемпфирование; виброизоляция; виброгашение, а также индивидуальные средства защиты. Снижение виброактивности машин (уменьшение Рш) достигается изменением технологического процесса, применением машин с такими кинематическими схемами, при которых динамические процессы, вызываемые ударами, ускорениями и т. п. были бы исключены или предельно снижены. Отстройка от резонансных частот заключается в изменении режимов работы машины и соответственно частоты возмущающей вибросилы; собственной частоты колебаний машины путем изменения жесткости системы с например установкой ребер жесткости или изменения массы системы. Вибродемпфирование - это метод снижения вибрации путем усиления в конструкции процессов трения, рассеиваюпщх колебательную энергию в результате необратимого преобразования ее в теплоту при деформациях, возникающих в материалах, из которых изготовлена конструкция. Виброгашение (увеличение массы системы) осуществляют путем установки агрегатов на массивный фундамент. Виброизоляция заключается в уменьшении передачи колебаний от источника к защищаемому объекту при помощи устройств, помещаемых ме5цду ними. Для виброизоляции чаще всего применяют виброизолирующие опоры типа упругих прокладок, пружин или их сочетания. От неудовлетворительного состояния дел с безопасностью жизнедеятельности страна ежегодно несет большие человеческие, финансово-экономические, материальные и моральные потери. Обеспечение безопасности производства и охраны труда работников - одна из самых главных проблем национальной безопасности страны. УДК 628.517 Применение СИЗ органа елуха Студентка гр. 106225 Воронцова О. Назшный руководитель - Вершеня Е.Г. Белорусский национальный технический университет г. Минск СИЗ - средства индивидуальной защиты. Многочисленными исследованиями установлено, что длительное воздействие шума на человека сказьшается на его здоровье. Причем страдает не только слух. Слуховой аппарат человека является всего лишь «воротами», через которые шум проникает в организм и воздействует на центральную нервную систему. В повседневной жизни и на производстве человек «привыкает» к шуму. Ему кажется, что шум не мешает, однако это впечатление обманчиво. Вредное воздействие на организм оказывается независимо от того, обращает на это человек внимание или нет. Причем это зависит порой не от зфовня и длительности воздействия шума, а в большей степени от состояния человека в данный промежуток времени. Шум снижает не только работоспособность человека, производительность и качество его труда, но и его безопасность выполняемых работ. Средства защиты работающих подразделяются на средства коллективной и индивидуальной защиты. Конечно, более «правильно» бороться с шумом, воздействуя на источник его образования или предотвращения его распространения. Наиболее перспективным направлением снижения шума является создание малошумных машин, оборудования и средств транспорта. Поэтому технически обоснованное ограничение шумовых характеристик машин непосредственно как источников шума имеет первостепенное значение, поскольку позволяет прогнозировать зфовни шума на рабочих местах. 155 Снижение шума на пути его распространения: организационные методы, звукоизоляция, звукопоглощение, виброизоляция, дистанционное управление из звукоизолирующих кабин. Эти способы достаточно сложные, и не всегда приносят ожидаемый результат. Причем очень часто технические и архитектзфно-строительные методы снижения шума требуют значительных материальных затрат. Поэтому в большинстве слзшаев надежно защитить человека в условиях производства возможно только с помощью средств индивидуальной защиты органа слуха, или противошумов. СИЗ должны обеспечивать не только надежную защиту, но и достаточно комфортные и безопасные условия их применения. В настоящее время имеется достаточно большой ассортимент противошумов: наушники, вкладыши, наушники с креплением на запщтных касках, шлемах. Разработаны государственные стандарты Республики Беларусь: СТБ ГОСТ Р 12.4.208-2006 «Система стандартов безопасности труда. Средства индивидуальной защиты органа слуха. Наушники. Общие технические требования. Методы испытаний» и СТБ ГОСТ Р 12.4.209-2006 «Система стандартов безопасности труда. Средства индивидуальной защиты органа слуха. Вкладыши. Общие технические требования. Методы испытаний». В этих документах заложены четкие требования к маркировке и руководству по эксплуатации. В соответствии с ними производитель СИЗ органа слуха должен обеспечить потребителя достаточно полной и разносторонней информацией об изделии, воспользовавшись которой, можно подобрать СИЗ, наиболее отвечаюпще специфике конкретного производства. Прежде чем заказывать те или иные СИЗ, служба охраны труда должна ознакомить работников с предлагаемым ассортиментом противошумов и получить от них предварительное согласие. В этом слзшае есть определенные гарантии, что СИЗ будут дисциплинированно применяться и, следовательно, эффект от их использования будет максимальным. Противошумы следует применять исходя из частоты спектра шума на рабочем месте, требований норм по ограничению шума, удобства их использования при данной рабочей операции, климатических условий, а также индивидуальной переносимости каждым работающим. Лицам, длительное время работающим в условиях шума, необходимо привьпсать к противошумам постепенно, в течение одного - двух месяцев, что позволит организму перестроиться без возможных неприятных ощущений. Если применение СИЗ в течение всей рабочей смены невозможно, то рекомендуется использовать их периодически. Это позволяет частично восстанавливать чувствительность органа слуха и значительно снизить его утомление. Ка5цдый противошум должен иметь сертификат качества. УДК 613.644 Измерение шума Студент гр. 113535 Турло С.В. Назшный руководитель - Науменко А.М. Белорусский национальный технический университет г. Минск Приборы для измерения уровня шума включают измерители уровня шума, шумовые дозиметры и вспомогательное оборудование. Основным при этом является измеритель зфовня шума - электронный прибор, состоящий из микрофона, усилителя, различных фильтров, спрямителя, экспоненциального усреднителя и индикатора зфовня шума в децибелах. Измерители зфовня шума делятся на категории в зависимости от точности показаний от наиболее (тип 0) до наименее (тип 3) точных. Измерители типа 0 обычно используются в лаборатории, тип 1 - для других требующих точности измерений уровня шума, тип 2 является многоцелевым прибором общего назначения, а тип 3 - измеритель для обзорных исследований - не рекомендован для промышленного использования. Измерители зфовня шума оснащены также встроенными устройствами для определения частоты, представляющими собой фильтры, которые, пропуская большинство частот, задерживают при этом некоторые другие. Чаще всего в качестве фильтра используется А-нагрузочная сетка, моделирующая кривую реакции человеческого уха при умеренных уровнях шумового воздействия. Измерители уровня шума обладают различной чувствительностью: замедленной (с константой в 1 секунду), быстрой (с константой в 0,125 секунды) или импульсной (с 35-милисекундной реакцией на участке нарастания сигнала и 1500-милисекундной константой на зшастке затухания сигнала). Для проведения более точного акустического анализа к современным измерителям зфовня шума могут быть присоединены или встроены в них наборы фильтров полнооктавного диапазона или 1/3- октавного диапазона. В настоящее время измерители зфовня шума становятся все более и более миниатюрными и удобными в использовании при постоянно расширении их возможностей. 156 Наиболее удобным для измерения неустойчивых (периодических или импульсных) шумовых воздействий является интегрирующий измеритель уровня шума. Этот прибор может одновременно фиксировать эквивалентные, пиковые и максимальные звуковые зфовни, а также автоматически вьиислять, регистрировать т хранить несколько величин. Измеритель «дозы» шума или дозиметр представляет собой интегрирующий измеритель зфовня шума, который можно поместить в карман или прикрепить к одежде рабочего. Данные, ползшенные с помощью шумового дозиметра, могут быть заведены в компьютер, а затем распечатаны. Важно следить за тем, чтобы приборы, измеряющие уровень шума, были постоянно должным образом откалиброваны. Это достигается ежедневной акустической проверкой калибровки приборов до и после их использования, а также с помощью электронной проверки, проводимой через установленные промежутки времени. Выбор того или иного метода измерения зфовня шума зависит от следуюпщх целей измерения: 1. определить вероятность повреждения слухового аппарата 2. определить потребность в использовании технических средств борьбы с шумом и подобрать нужный их тип 3. определить «шумовую нагрузку» совместимую с характером выполняемых работ 4. определить фоновый зфовень, необходимый для обеспечения общения и техники безопасности. Международный стандарт ICO 2204 предусматривает три различных метода измерения зфовня шума: обзорный, технический, прецизионный. Обзорный метод требует наименьших затрат и оборудования. Уровни шума в рабочей зоне определяются с помощью измерителя уровня шума с использованием ограниченного количества точек измерения. Хотя детальный акустический анализ при этом не производится, зшету подлежат временные параметры, такие как постоянный или периодический характер и продолжительность шумового воздействия на работников. Обьино обзорный метод предполагает использование А-нагрузочной сети. Но в условиях преобладания низкочастотного компонента более подходящими могут оказаться С-нагрузочная сеть или линейная характеристика. При использовании технического метода к измерениям уровня глума с А-нагрузочной сетью или с сетями других видов нагрузки добавляются измерения, произведенные с помощью полнооктавных или 1/3- октавных фильтров. Количество точек измерения и диапазоны частот выбираются в соответствии с целями измерения. Временные параметры также подлежат здесь зшету. Этот метод используется для оценки помех по отношению к речевому общению путем вычисления уровня указанных помех (SIL), а также для разработки программ по снижению зфовня глума и для оценки слуховых и неслуховых воздействий глума. Использование прецизионного метода требуется в сложных ситуациях, где необходимо наиболее полное иззшение проблемы, возникшей из-за наличия глума. Полномасштабные измерения уровня звука дополняются полнооктавными или 1/3-октавными измерениями, фиксируются результаты наблюдений за определенные промежутки времени в соответствии с продолжительностью и колебаниями зфовня звука. Например, может возникнуть необходимость в измерении пиковых звуковых зфовней импульсов с использованием режима «удержания пикового значения» или измерить уровни инфразвука или ультразвука, для чего потребуются особые возможности в плане измерения частот, направленности микрофона и т.д. Тем, кто использует прецизионный метод, следует удостовериться в том, что динамический диапазон прибора достаточно велик, чтобы не допустить загпкаливания при замере импульсов, и что частотная характеристика позволяет производить инфра- и ультразвуковые измерения. Прибор должен обладать способностью к измерению низких (до 2 Гц) частот для инфразвуковой части спектра и высоких (до 16 кГц) частот для ультразвуковой части спектра, а также достаточно малыми микрофонами. УДК 613.644 Измерение и анализ вибрации Студентка гр. 113535 Ямная Д.А. Назшный руководитель - Науменко А.М. Белорусский национальный технический университет г. Минск Вибрация (от лат. Vibratio — колебание, дрожание), механические колебания. В технике (машинах, механизмах, сооружениях, конструкциях и т.д.) бьшает полезная и вредная вибрация. Полезная вибрация возбу5цдается преднамеренно вибраторами, используется в строительных, дорожных и др. машинах и для вьшолнения различных технологических операций. Различают возбуждение вибрации динамическое, или силовое, когда внепшие колеблющиеся силы или моменты сил, не зависящие от состояния вибрируемой системы, приложены к одному или нескольким инерционным элементам этой системы; кинематическое, когда одной или нескольким точкам вибрируемой системы извне сообщаются колебания, не зависящие от её состояния; параметрическое, когда вибрация системы возбуждается не зависящими от её состояния изменениями значения одного или нескольких 157 параметров (например, коэффициент жёсткости, момента инерции, коэффициент сопротивления); самовозбу5цдение колебаний, или автоколебания, когда вибрацию поддерживают за счёт поглотцения порции энергии от постоянного источника. В больпшнстве вибрационных устройств использованы первые два принципа возбу5цдения вибрации. Вредная вибрация может возбуждаться каждым из перечисленных способов. Имеет место и смегпанное возбуждение вибрации, например, совмегцение кинематически выну5цденных колебаний с автоколебаниями. Вредная вибрация, возникаюгцая при движении транспортных средств, работе двигателей, турбин и др. магпин, иногда приводит к наругпению режима работы и даже разругпению устройств. Для подавления вредной вибрации и снижения её действия применяют различные меры загциты. Измерение вибрации производится для того, чтобы создать данные, которые являются необходимыми для того, чтобы сделать значимый и сугцественный вывод о системе, подвергнутой проверке. Упомянутые данные могут быть очень полезными как в сокрагцении, так и в полном устранении вибрации. Среди устройств, используемых в типичной системе измерения вибрации, - датчики-преобразователи, предусилители и приборы для обработки и показания данных. Датчики-преобразователи, как правило, используются в измерении вибрации и исследованиях, так как они отвечают за то, чтобы преобразовать механическую энергию в электрическую. Они делают это, производя электрический сигнал, который является ролью механической вибрации. Скоростные датчики и акселерометры, установленные или связанные с вибрируюгцей структзфой, считаются преобразователями. Скоростные датчики производят исходный электрический сигнал, который является пропорциональным скорости вибрируюгцего устройства. Так как скорость вибрируюгцего механизма является естественно циклической, чувствительность скоростных датчиков выражена в рамках мВ/см/с (милливольт на сантиметр в секунду). Это, таким образом, величина наиряжения, созданного в режиме оптимальной скорости. Естественные частоты оборудования очень низки, и они настроены, чтобы вьиислять частоты вибрации, которые являются больгпими, чем естественная частота датчиков. Данные скоростные датчики считаются полезными нреобразователями, так как они чувствительны, но достаточно сильны, чтобы сонротивляться напряжению крепкой нроизводственной атмосферы. Акселерометр - устройство, которое производит исходный сигнал. Уровень этого электрического сигнала нропорционален ускорению вибрируюгцего механизма. Акселерометры обладают хорогпими качествами чувствительности и гпироким, полезным частотным диапазоном. Несмотря на маленький размер и легкий вес, акселерометры способны к вычислению вибрации в онределенной точке без обгцей загрузки вибрируюгцего аппарата. Кроме того, акселерометры могут легко работать с объединенными электронными сетями, чтобы достигнуть наиряжения, которое является нропорциональным смегцению или скорости. Следуюгций аппарат, который является полезным в измерении вибрации - нредусилитель. Состоягцее из одной или более платформ, это оборудование имеет две очень сугцественных функции. Одна его цель состоит в том, чтобы усилить сигнал датчика вибрации, который является вообгце слабым, а другая состоит в том, чтобы служить инструментом изоляции или трансформатором полного сонротивления мс5цду нроцессами и показателем датчика вибрации. Оборудование, иредназначенное для того, чтобы обрабатывать и показывать данные вибрации, - это обычно спектральный анализатор. Упомянутый анализатор может быть простым устройством, которое обеспечивает среднеквадратический эквивалент смегцения вибрации, или он может быть устройством, которое по сугцеству дает мгновенный анализ целого частотного диапазона вибрации. Эти анализаторы - возможно, самые важные устройства в измерении вибрации. Обычно они являются или постоянной полосой нро ну Скания нроцента или видом постоянной полосы нронускания инструмента. Они обычно имеют графический показ, чтобы дать всестороннюю информацию о частоте. УДК 628.517.2 Влияние шума на здоровье человека Курсанты тр. 115115 КлимчукЕ.Е., Федоринов И. Наз^ный руководитель - Автушко Е.Л. Белорусский национальный технический университет г. Минск Целью настоягцей работы является усиление внимания к проблеме влияния глума на здоровье человека. Звуком называют такие механические колебания внешней среды, которые воснринимаются слуховым аппаратом человека (от 16 до 20000 колебаний в секунду). Колебания большей частоты называют ультразвуком, меньшей - инфразвуком. Шум - громкие звуки, слившиеся в нестройное звучание. Шум измеряется в единицах, выражаюгцих зфовень звукового давления, - децибелах. Это давление воснринимается не беснредельно. Уровень глума в 20-30 децибелов (дБ) практически безвреден для человека, это естественный гпумовой фон. Что же касается громких звуков, то здесь допустимая граница составляет примерно 80 децибелов. Звук в 130 децибелов уже вызывает у человека болевое огцугцение, а 150 становится для него непереносимым. 158 Для всех живых организмов, в том числе и человека, звук является одним из воздействий окружающей среды. В природе громкие звуки редки, піум относительно слаб и непродолжителен. Сочетание звуковых раздражителей дает время животным и человеку, необходимое для оценки их характера и формирования ответной реакции. Звуки и піумы большой мощности поражают слуховой аппарат, нервные центры, могут вызвать болевые огцущения и шок. Так действует гпумовое загрязнение. Очень высок уровень промышленных гпумов. На многих работах и гпумных производствах он достигает 90-100 децибелов и более. Не намного тише и у нас дома, где появляются все новые источники глума - так называемая бытовая техника. Тихий шелест листвы, ж}фчание ручья, птичьи голоса, легкий плеск воды и глум прибоя всегда приятны человеку. Они успокаивают его, снимают стрессы. Это используется в лечебных заведениях, в кабинетах психологической разгрузки. Но естественные звзшания голосов природы становятся все более редкими, исчезают совсем или заглушаются промышленными, транспортными и другими глумами. Длительный глум неблагоприятно влияет на орган слуха, понижая чувствительность к звуку. Он приводит к расстройству деятельности сердца, печени, к истощению и перенапряжению нервных клеток. Ослабленные клетки нервной системы не могут достаточно четко координировать работу различных систем организма. Отсюда возникают нарушения их деятельности. Долгое время влияние глума на организм человека специально не назвалось, хотя уже в древности знали о его вреде. В настоящее время зшеные во многих странах мира ведут различные исследования с целью выяснения влияния глума на здоровье человека. Их исследования показали, что глум наносит огцутимый вред здоровью человека, но и абсолютная тишина пугает и угнетает его. Также зшеные установили, что звуки определенной силы стимулируют процесс мыглления, в особенности процесс счета. Каждый человек воспринимает глум по-разному. Многое зависит от возраста, темперамента, состояния здоровья, окружающих условий. Некоторые люди теряют слух даже после короткого воздействия глума сравнительно небольшой интенсивности. Постоянное воздействие сильного глума может не только отрицательно повлиять на слух, но и вызывать другие вредные последствия - звон в ушах, головокружение, головную боль, повышение усталости. Шум обладает аккумулятивным эффектом, то есть акустические раздражения, накапливаясь в организме, все сильнее угнетают нервную систему. Поэтому перед потерей слуха от воздействия гпумов возникает функциональное расстройство центральной нервной системы. Особенно вредное влияние оказьшает глум на нервно-психологическую деятельность организма. Процесс нервно-психологических заболеваний выше среди лиц, работаюгцих в гпумных условиях, нежели у лиц, работающих в нормальных звуковых условиях. Шумы вызьшают функциональные расстройства сердечно-сосудистой системы; оказьшают вредное влияние на зрительный и вестибулярный анализаторы, снижают рефлекторную деятельность, что часто становится причиной несчастных слзшаев и травм. Как показали исследования, неслышимые звуки также могут оказать вредное воздействие на здоровье человека. Так, инфразвуки особое влияние оказывают на психическую сферу человека: поражаются все виды интеллектуальной деятельности, ухудшается настроение, иногда появляется огцущение растерянности, тревоги, испуга, страха, и при высокой интенсивности - чувство слабости, как после сильного нервного потрясения. Ультразвуки, занимающие заметное место в гамме производственных гпумов, также опасны. Механизмы их действия на живые организмы крайне многообразны. Особенно сильно их отрицательному воздействию подвержены клетки нервной системы. Шум коварен, его вредное воздействие на организм совершается незримо, незаметно. Нарушения в организме обнаруживаются не сразу. К тому же организм человека против глума практически беззащитен. В настоящее время врачи говорят о гпумовой болезни, развивающейся в результате воздействия глума с преимущественным поражением слуха и нервной системы. 159 УДК 628.9 Нормирование освещения с учетом его биологических аспектов Студент гр. 112127 Малашко А.М. Наз^ный руководитель - Жзфавков Н.М. Белорусский национальный технический университет г. Минск Последнее десятилетие ознаменовалось рядом научных открытий в области воздействия спектрального состава оптического излз^ения на зрительные и эмоциональные функции человеческого организма. Основными задачами охраны гигиены освещения, как фактора безопасности труда являются: охрана зрения, предупре5цдение или уменьгпение зрительного и общего утомления, охрана здоровья. С этих позиций при разработке новых осветительных устройств должна быть обеспечена не только их эффективность, но и безопасность. Исследованиями установлено [1] существование третьего вида фоторецепторов - меланопсина - молекулярного образования, находящегося в ганглиозных клектах сетчатки (ГКС), которые ответственны за суточные (циркадные) ритмы чувствительности к свету. Они не создают изображение, так как имеют обгпирную ветвистую структуру и сравнительно больпюй радиус, но являются оптимальными для пространственного гпирокого захватывания света из окружающей среды. Наибольгпую чувствительность ГКС имеют в диапазоне 445 - 447 мм (голубая часть спектра). Новый рецептор представляет собой «недостающее звено» в описании механизма биологических воздействий света, управляемого циклической сменой света и темноты. Таким образом, в настоящее время известны три фоторецепторные системы в зрительном анализаторе человека: две, ответственные за зрительное восприятие изображений - палочки и колбочки, и третья - меланопсинсодержагцие клетки сетчатки, регулирующие нейроповеденческие функции организма, приспособленного к 24-х часовому ритму с активными фазами в течение дня и отдыхом ночью. Ночью, в темноте, гпиппсовидная железа производит гормон мелатонин, который управляет усталостью человека и его потребностью во сне [2]. С изобретением искусственного освещения в ряде случаев произопшо наругпение естественного (цирктеадного) ритма дня и ночи, приведгпего к негативным последствиям для здоровья. Лигпение организма мелатонина в течение длительного периода может оказаться опасным. Установлено, что световое облучение в ночное время снижает секрецию мелатонина и в высгпей степени повыгпает риск онкологических заболеваний, т.е. наряду во всевозможными фототоксическими эффектами ночное световое освещение, возможно, канцерогенно. Больгпинство несчастных случаев, вызванных человеческой огпибкой вследствие наругпения циркадных ритмов, происходит мс5цду тремя и пятью часами утра, объясняемой самой низкой работоспособностью в это время суток. Зрительная работоспособность определяется как скорость и точность выполнения любой зрительной задачи, связанной например с ритмом вождения технических средств. Для количественной оценки работоспособности использовались составляющие: визуальная (способность видеть заданную мигпень), познавательная (замечание присутствия чего-то) и моторная (реакция рук на быстрое появление мигпени), из которых наиболее подходящей оказалась последняя, характеризующая время реакции. Кроме того, использовались пороговый контраст, быстрота обнаружения, время поиска и острота зрения. Система освещения (использование значимых его изменений), создающая эффект биологического возбу5цдения, может воздействовать как область профилактической медицины для сохранения здоровья людей и восприятия окружающего мира. Литература 1. Измерения цикадных характеристик излз^ения на рабочих местах аппаратурой с пространственным разрегпением. К. Биске, К. Вандал. Технический университет, Ильменау. Светотехника, 2006, №2, с. 39-42. 2. Stevens R.G. (2005) Orcadian Pisraption and Breast Cancer: frora raelatonin to cloch genes. Epidemioloqn, IG 254 - 258. 160 УДК 612.858.76 О влиянии сотовой связи на организм человека Студент гр. 101724 Науменко А. А. Наз^ный руководитель - Филянович Л.П. Белорусский национальный технический университет г. Минск С каяедым годом идет наращивание использования электромагнитной энергии, увеличивается число искусственных источников электромагнитных излз^ений, а также число лиц, подвергающихся их воздействию. В настоящее время мобильная связь является реальным источником воздействия электромагнитного излз^ения на население. Сотовая связь обеспечивается радиопередающими базовыми станциями в виде приемно-передающих антенн и мобильными радиотелефонами пользователей-абонентов. В мире идут дискуссии о вредном воздействии базовых станций сотовой связи на здоровье человека и окружающую среду в целом. Экспериментальные данные как отечественных, так и зарубежных исследователей свидетельствуют о высокой биологической активности электромагнитных полей во всех частотных диапазонах, возникающих в различных органах и системах организма, не выходят за рамки нормального функционирования и отражают неспецифический защитный ответ на воздействие. Республиканским наз^чно-практическим центром гигиены были проведены комплексные исследования особенностей распространения электромагнитного излз^ения от базовых станций сотовой связи в помещениях зданий, а также проведены исследования электромагнитного излз^ения от носимых сотовых радиотелефонов. Полз^енные результаты свидетельствуют, что в исследованных помещениях зданий максимальные уровни плотности потока энергии электромагнитного поля от базовых станций сотовой связи в диапазоне частот сотовой мобильной связи 450, 900, 1800 МГц не превыгпали действующего предельно допустимого уровня 10 мкВт/см^, и только в отдельных помещениях максимальные зарегистрированные зфовни плотности потока энергии достигали значений 3,32 - 4,48 мкВт/см^. При изз^ении сотовых телефонов было установлено, что максимальные зфовни плотности потока энергии, создаваемые ими в ходе эксплуатации, находятся в пределах 25 - 95 мкВт/см^ при допустимом уровне 100 мкВт/см^. В результате исследования не было выявлено значительных отличий интенсивности электромагнитного излз^ения от сотовых телефонов различных фирм производителей. Биологический эффект действия электромагнитного поля формируется в зависимости от: - технических характеристик телефона (значений сочетания частоты и мощности, типа модуляции ЭМП); - режима и длительности воздействия (частоты и продолжительности телефонных разговоров); - исходного состояния объекта воздействия (возраст, пол, состояние здоровья, индивидуальная чувствительность и т.д.); - распределения энергии в биологических тканях (вид ткани, глубина проникновения и т.д.). На данный момент времени отсутствуют достоверные подтвер5цдения тому, что воздействие сигнала от базовых станций или длительное использование мобильного телефона вызьшают какие-либо изменения в состоянии здоровья людей. Современное состояние научных знаний о проблеме не позволяет прогнозировать все последствия действия электромагнитного поля, создаваемого элементами сотовой связи. Многие аспекты проблемы пока еще не освещены и требуют дополнительных исследований. В этой ситуации согласно рекомендациям Всемирной организации здравоохранения можно порекомендовать пользователям сотовой связи придерживаться предупредительной политики: - ограничить время каждого разговора до 3- 4 минут; - не допускать использования сотового телефона детьми; - ограничить использование мобильного телефона в период беременности; - выбирать телефон с меньгпей мощностью излз^ения; - избегать разговоров по мобильному телефону, находясь в автомобиле, в железобетонных конструкциях, являющихся хорогпим экраном для электромагнитного излз^ения, вследствие чего телефону «приходится» работать на максимальной мощности, чтобы обеспечить постоянство качественной связи; - не носить телефон в нагрудных карманах и карманах брюк и др. 161 УДК 331.45:621(035) Опасные и вредные производственные факторы при изготовлении форм и стержней Студентка гр. 104327 Бэйнер М.В. Наз^ный руководитель - Ушакова И.Н. Белорусский национальный технический университет г. Минск В соответствии со статьями 28,29 закона Республики Беларусь ”06 охране труда ”, который вышел в 2008 году, производственное оборудование и процессы должны соответствовать требованиям по охране труда. Формовочное оборудование и материалы в случае несоблюдения требований по охране труда представляют опасность для жизни рабочих литейных цехов, неправильная их эксплуатация может привести к профессиональным заболеваниям, таким как пневмокониозы, виброболезни, глухота и т.д. Условия труда формовгциков литейных цехов являются вредными и тяжелыми. Они работают по спискам №1 или №2, которые дают право на пенсию по возрасту с особыми условиями труда. В работе иззшены опасные и вредные производственные факторы при разных видах формовки и основные законодательные акты по мерам безопасности при изготовлении форм и стержней. Опасные и вредные производственные факторы при изготовлении форм и стержней классифицированы в соответствии с ГОСТ 12-0.003. Основными из них являются физические опасные и вредные производственные факторы: подвижные части производственного оборудования, повышенная запыленность и загазованность воздуха рабочей зоны, повышенный уровень глума на рабочем месте, повышенный уровень вибрации, повышенное значение напряжения в электрической цепи, замыкание которой может произойти через тело человека. Кроме этих факторов при изготовлении литейных форм и стержней на работаюгцих действуют психофизиологические опасные и вредные факторы: физические перегрузки, монотонность труда. Количество вредных и опасных производственных факторов зависит от метода формовки. В течение длительного периода традиционными способами изготовления литейных форм являлись вибрационные и встряхиваюгцие методы. Формовочное оборудование, используемое для реализации этих методов, отличается высоким гпумовым эффектом (особенно встряхиваюгцая формовка). В связи с этим в последние годы все более широкое применение в литейных цехах находит метод формовки воздушным потоком с последующим прессованием (Сейатсу-процесс), который практически лигпен выгпеперечисленных недостатков, что делает этот способ наиболее перспективным с точки зрения как получения высококачественных отливок, снижения расхода энергоносителей, так и улзшгпения условий труда в литейном цехе. Основной нормативный правовой акт, устанавливаюгций требования к формовочному оборудованию, материалам и процессу изготовления форм и стержней является “Правила технической безопасности и охраны труда в литейном производстве”, утвержденный МЧС и Минпром в 2005 г. Основными требованиями безопасности этого правового акта являются: конструкция встряхивающих машин должна предусматривать устройства для снижения уровня глума при соударении рабочих поверхностей; зона действия кантуюгцих механизмов должна быть ограждена или окрашена в предупредительный цвет. При изготовлении формовочных и стержневых смесей независимо от видов формовки используются материалы, которые должны иметь сертификаты соответствия с указаниями токсичной характеристики. Требования безопасности при изготовлении форм и стержней установлены также в “Правилах безопасности и охраны труда металлургических производств”, утв. пост. Минпром. РБ в 2007 году. Они направлены на обеспечение безопасности технологического оборудования при эксплуатации, осмотре, ремонте. Эти правила устанавливают порядок организации работ повышенной опасности и обучения работаюгцих, требования к контрольно- измерительным приборам, техническим устройствам. В Правилах установлены требования к аспирационным системам, что важно для формовочных и стержневых отделений литейных цехов и связано с удалением пылегазовоздушных вьщелений. Для загциты от действия опасных и вредных производственных факторов большое значение имеет соблюдение требований нормативных правовых актов, совершенствование технологических процессов формовки, конструкций оборудования, комплексная механизация и автоматизация процессов, дистанционное управление, применение средств индивидуальной защиты работающих. 162 УДК 658.345 Охрана труда женщин Студентка гр. 105426 Гайдо Ю.С. Наз^ный руководитель - Мордик Е.В. Белорусский национальный технический университет г. Минск В соответствии со ст.32, 42 Конституции Республики Беларусь мужчина и женщина имеют равные права и свободы и равные возможности для их реализации. «...Женщинам обеспечивается предоставление равных с мужчинами возможностей в получении образования и профессиональной подготовке, в труде и продвижении по службе (работе), в общественно- политической, культзрной и других сферах деятельности, а также создание условий для охраны их труда и здоровья...» ст. 32 Конституции Республики Беларусь. «... Женщины и мужчины, взрослые и несовергпеннолетние имеют право на равное вознаграждение за труд равной ценности» ст. 42 Конституции Республики Беларусь. Однако физиологические особенности женщины, ее детородная функция не могут не наложить отпечаток на объем ее прав в процессе осуществления трудовой деятельности. Ограничения нри вьшолнении тяжелых работ, подъеме тяжестей нредоставление перерывов для кормления трудного ребенка дополнительный отпуск по уходу за ним и другие льготы нредоставляемые нагпим трудовым и социальным законодательством, нанравлены на то, чтобы действительно обеспечивать мужчине и женщине равные возможности в обществе. Все эти нормы можно классифицировать на две труппы: • раснространяющиеся на всех женщин; • раснространяющиеся на беременных женщин и матерей, имеющих малолетних детей. К первой труппе относятся нормы, занрещаютцие нрименение труда женщин на тяжелых и подземных работах, на работах с вредными условиями труда согласно специальному перечню. На подземных работах в горнодобывающей нромьппленности и строительстве подземных сооружений женщины могут выполнять только нефизическую работу и работу по санитарному и бытовому обслуживанию. Установлены нредельные нормы переноски и передвижения тяжестей для женщин. В слз^ае подъема и перемещения тяжестей нри чередовании с другой работой (до 2 раз в час) - 10 кг. Если подъем и перемещение тяжестей осуществляется постоянно в течение рабочей смены - 7 кг. В массу поднимаемого и перемещаемого груза включается и вес тары и упаковки. На нромыпшенных нреднриятиях, гпироко нрименяютих женский труд, должны быть созданы условия для санитарно-бытового обслуживания женщин (комнаты личной гигиены, дугпевые и т.д.) Труд женщин ограничен в ночное время. Только в тех отраслях, где вызывается особой необходимостью, он может быть разрегпен в качестве временной меры. УДК 613.632.4 Воздух рабочей зоны, лазерный принтер как иеточник твердых чаетиц и вредных вещеетв Студент гр. 113515 Власюк О.А. Наз^ный руководитель - Науменко А.М. Белорусский национальный технический университет г. Минск Требования к допустимому содержанию вредных веществ в воздухе рабочей зоны установлены СанПиН № 11-19-94 «Перечень регламентированных в воздухе рабочей зоны вредных веществ». Основными источниками вредных веществ, твердых частиц и микрочастиц, поступающих в воздух рабочих мест, оснащенных современной оргтехникой, согласно последним исследованиям, являются лазерные нринтеры. Данный вид оргтехники может наносить не меньгпий вред здоровью человека, чем кзрение — к такому вьшоду пригпли австралийские з^еные из Квинслендского технологического университета. Результаты этих исследований были опубликованы в начале августа в наз^ном журнале Envirorunental Science and Technology Американского химического общества. В ходе проверки эффективности системы вентиляции офисного здания были нроведены исследования проб воздуха. При этом выяснилось, что в помещениях, где запрещено курение, зровень содержания твёрдых частиц в пять раз нревыгпает уровень твёрдых частиц в пробах, взятых около близлежащей автомобильной трассы. Было принято регпение выяснить, что же служит источником столь 163 сильного загрязнения воздуха, и первое же подозрение пало на лазерные принтеры, в которых при печати используется чрезвычайно мелкий поропіок-тонер. Интенсивность выброса зависит как от модели, так и от возраста принтера и картриджа. Больгпе всего частиц выделяют принтеры с недавно установленным картриджем, а также при печати графики и фотографий, поскольку в этих случаях расходуется гораздо больгпе тонера, чем при печати текстовых документов. Нужно подчеркнуть, что при оценке результатов в данном случае не принимались во внимание ни модель принтера, ни его износ, ни тип картриджа. Изз^ив результаты тестов, з^ёные пригпли к выводу, что принтеры могут наносить не меньгпий вред лёгким, чем кзрение. В одном слз^ае нахождение рядом с работаюгцим принтером можно было приравнять к нахо5цдению в обгцестве курягцего человека. Вьщеляемые принтерами микрочастицы примерно в тысячу раз меньгпе частиц обычной пыли и по размеру сходны с частицами дыма сигарет. Они могут проникать глубоко в лёгкие и даже в кровь и в течение длительного времени наносить здоровью серьёзный угцерб, сравнимый с негативными последствиями от вдыхания табачного дыма. Вред от вдыхания микрочастиц тонера зависит от состава этих частиц, и может выражаться как в простом раздражении дыхательных путей, так и в поражении сердечно-сосудистой системы и даже раке. Авторы исследования утверждают, что сугцествует реальная необходимость законодательного регулирования уровня выделений микрочастиц у печатаюгцих устройств, как это делается в случае с автомобилями, заводами и электростанциями. Пока же регпением проблемы может быть лигпь усиленная вентиляция в помегцениях, где используются лазерные принтеры. В наз^ной литератзре чрезвьиайно мало исследований современных принтеров. В 1997 году Агентство по загците окружаюгцей среды США (US ЕРА) проводило исследования принтеров и фотокопировальных устройств, однако с тех пор печатаюгцие устройства изменились настолько, что результаты этих исследований представляют, скорее, чисто исторический интерес. Сугцественные изменения претерпела как конструкция принтеров, так и используемые при печати материалы и вегцества. В планах австралийских з^ёных - расгпиренные тесты, среди которых проверка нескольких принтеров одной и той же модели, а также изз^ение химического состава вьщеляемых ими микрочастиц. УДК 658.345 Оценка показателей травматизма на производетве Белорусский Студент гр. 104215 Анушко Т.Ю. Наз^ный руководитель - Киселева Т.Н. национальный технический университет г. Минск Прогнозирование производственного травматизма и профессиональной заболеваемости является стратегическим ориентиром для разработки конкретных мероприятий по снижению их зровня. Обоснованный прогноз позволит выявить скрытые закономерности и обеспечить успегпную профилактику производственного травматизма и заболеваемости. Особенно это касается ситуаций, когда отсутствует возможность экспериментальной проверки безопасности новых конструкций и технологий. Серьезной предпосылкой для качественного анализа и прогнозирования проблемы является вьщеление доминируюгцих факторов, сугцественно влияюгцих на исследуемый показатель. Показатели производственного травматизма могут выражаться в абсолютном и относительном виде. Абсолютные отражают количество несчастных случаев, произогпедгпих в организации, в отрасли, по министерствам и ведомствам за определенный период времени. Относительные показатели используются для сравнения зровня производственного травматизма для различных периодов времени организаций, отраслей и т.д. В основу расчета показателей травматизма положены статистические данные, к которым относятся акты о несчастных случаях Н-1 и НП. Основными показателями производственного травматизма являются: коэффициент частоты (К,) - показьшает количество несчастных случаев, происходягцих на 1000 работаюгцих; коэффициент частоты, травматизма со смертельным исходом (К,см) - показьшает количество травмоопасных со смертельным исходом на 10000 работаюгцих; коэффициент тяжести травматизма (КД - показывает среднее число дней нетрудоспособности, приходяпщеся на один несчастных случай. Показатели К^ см и К, характеризуют реактивный стиль управления, однако для профилактики производственного травматизма и улз^чшения условий труда следует использовать проактивный, опережающий стиль управления, основанный на прогнозной оценке возможности травмирования работников. Для этого необходимо заесть многочисленные производственные факторы, характеризующие зровни риска гибели и травмирования работников. Установлено, что производственному травматизму способствуют: низкий зровень профессиональной подготовки персонала, невнимательные, неправильные (ошибочные) действия при выполнении работ; безответственное отношение к безопасным приемам труда; низкая квалификация руководителей и специалистов по вопросам охраны труда; текучесть кадров; совмещение обязанностей и должностей 164 руководителей и специалистов; отсутствие средств наглядной агитации по охране труда и ряд других причин. Вследствие взаимосвязи множества факторов, формирующих условия труда на рабочем месте, сложно вьщелить один из них, вызывающий несчастные слз^аи или заболеваемость работников. Однако, следует иметь в виду, что проблемы, ведущие к снижению качества продукции или перерывам в производственном процессе, приводят и к потере здоровья. Такие показатели рассматриваются как косвенные, характеризующие трудовой процесс и организации, производства в целом. К ним относятся: текучесть и смена кадров; инвестиционные вложения в улз^шение условий труда; обз^ение и повышение квалификации в области охраны труда; профессионально-техническое обзшение; вложение в производственную сферу и безопасность труда. При идентификации показателей оценки профессиональных рисков, связанных со степенью организации производства, технического обеспечения, с квалификацией работников, зфовнем обеспечения работ по охране труда, зшитывались опасности, которые представляют: производственное оборудование; материалы и вещества, используемые в производственном процессе; технологические особенности производственного процесса; состояние производственной среды; надежные средства защиты работников. Полный перечень показателей, охватывающий трудовой процесс и организацию производства, выглядит следующим образом: 1. характеризующие интенсивные вложения в улзшшение условий труда: затраты на ремонт зданий, на мероприятия по охране труда, в связи с несчастными слзшаями на производстве, затраты на компенсации по условиям труда и другие; 2. характеризующие обучение в области охраны труда; 3. характеризующие вложения в производственную сферу; 4. характеризующие вложения в организацию производственного процесса; 5. характеризующие текучесть кадров. Таким образом, представленная методика оценки показателей травматизма позволяет выявить основные возможные ошибки и недостатки в функционировании производственных систем управления разного уровня и способствуют предупреждению несчастных случаев и профессиональной заболеваемости на производстве. УДК 628.742 Преимущества порошкового пожаротушения на строительных объектах Студент гр. 114616 Трипузо Ю.Ю. Назшный руководитель - Кузьмич Т.П. Белорусский национальный технический университет г. Минск Вопросы противопожарной защиты строящихся объектов условно можно разделить на два этапа: противопожарная защита строительных объектов на этапе строительства, непосредственно в период проведения строительных работ. Предусмотренное проектом оборудование зданий и помещений системами пожарной сигнализации и пожаротушения. Для этого существует множество способов и решений, большинство которых хорошо известны проектировщикам и регламентированы множеством нормативных документов. В данной статье мы хотим ознакомить Вас с новым, в последнее время динамично развивающимся, видом пожаротушения - порошковым. Первое. Экологически безопасны, не содержат токсичных компонентов и озоноразрушающих веществ. Испытания и тесты, проведенные многими государственными зшреждениями, в том числе Министерством здравоохранения. Государственной санитарно-эпидемиологической службой и др., подтвердили соответствие модулей государственным санитарно-эпидемиологическим правилам и нормативам и их безопасность для человека и окружающей среды. Второе. Быстрое реагирование и раннее подавление очага возгорания без зшастия человека. Модули порошкового пожаротушения и построенные на их основе автоматические системы срабатывают в течение нескольких секунд после обнаружения очага возгорания и обеспечивают надежное подавление пожара в начальной стадии его развития. Благодаря этому достигается значительное сокращение объемов материального ущерба, который обычно порождается пожарами. Третье. Широкий спектр применения по функциональному назначению защищаемых объектов, так и по климатическим условиям. Установки на основе модулей порошкового пожаротушения могут монтироваться практически на любых объектах промышленного и общегражданского назначения. Работают они в широком спектре температзф от -50 до +50 градусов по Цельсию. Четвертое. Универсальность применения. Модули благодаря используемому в них огнетушащему составу могут применяться для тушения возгораний различных веществ, в том числе твердых, жидких, газообразных и электрических установок, находящихся над напряжением. 165 Пятое. Безопасность хранения и надежность срабатывания. Большинство модулей, в обычном состоянии характеризуются отсутствием в них избыточного давления. Тим самым устраняются такие беспокоящиеся факторы как «травление» или угроза взрыва при нагревании и увеличивается процент безошибочного срабатьшания. Шестое. Высокая эффективность при сравнительно низкой стоимости. Быстродействующий метод выброса огнетушащего вещества (от 1 до 20 сек) обеспечивает модулям высокую эффективность тушения пожаров при малых расходах самого огнетушащего вещества. При этом оригинальная конструкция модулей и простая схема их включения позволяют создавать системы в 3 - 4 раза дешевле, чем водяные и в 8 - 10 раз - чем газовые. Седьмое. Простота монтажа и обслуживания. Монтаж модулей и систем на их основе не требует специальной подготовки монтажников и осуществляется обычным инструментом. В течение всего срока службы модули подвергаются лишь внешнему осмотру и периодическим проверкам целостности электрических соединений. УДК 614.8.027 Пути снижения травматизма на производстве Студент гр. 104215 Анушко Т.Ю. Назшный руководитель - Филянович Л.П. Белорусский национальный технический университет г. Минск Охрана труда для работника - единственный способ сохранить самое главное богатство - жизнь, здоровье и трудоспособность. Она должна быть неотъемлемой частью его трудовых обязанностей. Уходя на работу, каждый работник и его семья должны быть уверены в том, что он вернется домой живым и здоровым. Основной и фундаментальный принцип охраны труда - предотвращение производственного травматизма и профессиональной заболеваемости. Именно на это должны быть направлены все мероприятия охраны труда. Так, по оперативным данным Минского городского управления Департамента государственной инспекции труда Министерства труда и социальной защиты Республики Беларусь за 8 месяцев 2008 года в результате несчастных случаев на производстве в организациях города погибло 29 человек. По сравнению с аналогичным периодом 2007 года наблюдается существенное снижение. Причины травматизма на производстве в организациях города на протяжении последних лет - это невьшолнение руководителями и специалистами обязанностей по охране труда; несоблюдение работниками требований трудовой и производственной дисциплины; недостатки в обучении и инструктировании по охране труда потерпевшего; нарушение требований безопасности при эксплуатации транспортных средств, машин, механизмов, оборудования; допуск к эксплуатации машин и оборудования, не отвечающих требованиям безопасности; неудовлетворительное содержание рабочих мест и недостатки в их организации. Наиболее высокий травматизм наблюдается в строительной сфере. Так за 8 месяцев текущего года при вьшолнении строительно-монтажных и ремонтно-строительных работ на объектах г. Минска произошло 4 несчастных слзшая со смертельным исходом и 26 несчастных случаев с тяжелым исходом. При этом количество несчастных случаев с тяжелым исходом при вьшолнении строительно-монтажных работ по сравнению с пропшым годом увеличилось на 35 %. В результате проводимой работы Минским городским управлением Департамента государственной инспекции труда за 8 месяцев 2008 года выявлено и пресечено 15,5 тыс. нарушений законодательства о труде и охране труда, приостановлена эксплуатация 193 единиц оборудования, мапшн и механизмов, создающих угрозу жизни и здоровью работников, а также 15 производственных зшасток. В качестве воспитательной меры к административной ответственности в виде штрафа за нарушения законодательства о труде и охране труда привлечены 343 нанимателя и 669 должностных лиц. Отстранено от выполнения работ 1218 работников. По выявленным нарушениям запрещено проведение отдельных видов работ, в том числе - на строительных объектах города. Недостатки и упущения в работе по созданию надлежащих условий труда, нарушения требований охраны труда приводят к травматизму на производстве, профессиональной заболеваемости, необходимости производить дополнительные затраты на выплату компенсаций работникам по условиям труда. Обеспечение охраны труда имеет большое социально-экономическое значение. Известно, что условия труда в значительной степени влияют на его производительность. При благоприятных условиях труда работник не затрачивает сил на защиту организма от воздействия опасных и вредных производственных факторов. Необходимо добиваться такого положения, когда выполнение требований законодательства и локальных нормативных актов по охране труда для всех работников стало бы внутренней убежденностью. Достигнуть этого можно за счет поднятия зфовня общей производственной культзфы работников. 166 подлинного осознания ими того, что от работы каждого из них зависит состояние охраны труда в организации и их личное благополучие. Требованиям норм и правил по охране труда должны быть не просто знакомы и известны, а всесторонне изучены и обеспечены в реальных условиях каждым работником, и это должно стать для каждого работника неотъемлемой привычкой поведения на протяжении всего трудового процесса. УДК 621.319:331.822 Воздействие статического электричества на организм человека Студент гр. 113515 Вереник Я.А. Наз^ный руководитель - Науменко А.М. Белорусский национальный технический университет г. Минск Электростатические заряды возникают на поверхностях некоторых материалов, как жидких, так и твердых, в результате сложного процесса контактной электролизации. Интенсивность образования электрических зарядов определяется различием электрических свойств материалов в материалах электрических свойств, а также силой и скоростью трения. Чем больгпе сила и скорость трения и больгпе различие электрических свойств, тем интенсивнее происходит образование электрических зарядов. Заряды могут возникнуть при измельчении, пересыпании и пневмотранспортировке твердых материалов, при переливании, перекачивании по трубопроводам, перевозке в цистернах диэлектрических жидкостей (бензина, керосина), при обработке диэлектрических материалов (эбонита, оргстекла), при сматывании тканей, бумаги, пленки (например, полиэтиленовой). При пробуксовьшании резиновой ленты транспортера относительно роликов или ремня ременной передачи относительно гпкива могут возникнуть электрические заряды с потенциалом до 45 кВ. Кроме трения, причиной образования статических зарядов является электрическая индукция, в результате которой изолированные от земли тела во внегпнем электрическом поле приобретают электрический заряд. Особенно велика индукционная электролизация электропроводягцих объектов. Например, на металлических предметах (автомобиль и т.п.), изолированных от земли, в сухую погоду под действием электрического поля высоковольтных линий электропередач или грозовых облаков могут образовываться значительные электрические заряды. При прикосновении человека к предмету, несугцему электрический заряд, происходит разряд последнего через тело человека. Величины возникающих при разрядке токов небольгпие и они очень кратковременны. Поэтому электротравм не возникает. Однако разряд, как правило, вызывает рефлекторное движение человека, что в ряде случаев может привести к резкому движению, падению человека с высоты. Кроме того, при образовании заряда с больгпим электрическим потенциалом вокруг них создается электрическое поле повыгпенной напряженности, которое вредно для человека. При длительном пребывании человека в таком поле наблюдаются функциональные изменения в центральной нервной, сердечнососудистой и других системах. Наибольгпая опасность электростатических зарядов заключается в том, что искровой разряд может обладать энергией, достаточной для воспламенения горючей или взрывоопасной смеси. Искра, возникающая при разрядке электростатических зарядов, является частой причиной пожаров и взрывов. Наибольгпую опасность статическое электричество представляет на производстве и на транспорте, особенно при наличии пожаро-взрывоопасных смесей, пыли и паров легковоспламеняющихся жидкостей. Допустимые зфовни напряженности электростатических полей установлены в ГОСТ 12.1.045-84. «Электростатические поля. Допустимые уровни на рабочих местах и требования к проведению контроля». Допустимые уровни напряженности полей зависят от времени пребьшания на рабочих местах. Предельно допустимый зфовень напряженности электростатических полей ( ) равен 60 кВ/м в течение 1 ч. При напряженности электростатических полей менее 20 кВ/м время пребывания в электростатических полях не регламентируется. В диапазоне напряженности от 20 до 60 кВ/м допустимое время пребывания персонала в электростатическом поле без средств защиты в часах определяется по формуле f ^ доп Е. Упред к факт J где Еф^^^ - фактическое значение напряженности электростатического поля, кВ/м. Применение средств защиты работающих обязательно в тех случаях, когда фактические уровни напряженности электростатических полей на рабочих местах превыпіают 60 кВ/м. 167 При выборе средств защиты от статического электричества должны учитываться особенности технологических процессов, физико-химические свойства обрабатываемого материала, микроклимат помещений и др., что определяет дифференцированный подход при разработке защитных мероприятий. Защита от статического электричества осуществляется двумя путями: • уменьщением интенсивности образования электрических зарядов; • устранением образовавщихся зарядов статического электричества. Уменьщение интенсивности образования электрических зарядов достигается за счет снижения скорости и силы трения, различия в диэлектрических свойствах материалов и повыщения их электропроводимости. Уменьщение силы трения достигается смазкой, снижением щероховатости и площади контакта взаимодействующих поверхностей. Скорости трения ограничивают за счет снижения скоростей обработки и транспортировки материалов. Для защиты от статического электричества необходимо применять слабоэлектризующиеся или неэлектризующиеся материалы, устранять или ограничивать трение, распыление, разбрызгивание, плескание диэлектрических жидкостей. Еще один распространенный метод устранения электростатических зарядов -ионизация воздуха. Образующиеся при работе ионизатора ионы нейтрализуют заряды статического электричества. Таким образом, бытовые ионизаторы воздуха не только улучщают аэроионный состав воздущной среды в помещении, но и устраняют электростатические заряды, образующиеся в сухой воздущной среде на коврах, ковровых синтетических покрытиях, одежде. На производстве используют специальные мощные ионизаторы воздуха различных конструкций, но наиболее распространены электрические ионизаторы. В качестве индивидуальных средств защиты могут применяться антистатическая обувь, антистатические халаты, заземляющие браслеты для защиты рук и другие средства, обеспечивающие электростатическое заземление тела человека. УДК 621.74:628.517 Исследование освещенности рабочих мест литейных цехов Студенты гр. 104124 Крук Е.Г., Чересьев Д.Н. Назщный руководитель - Лазаренков А.М. Белорусский национальный технический университет г. Минск Свет обеспечивает связь организма с внещней средой, обладает высоким биологическим и тонизирующим действием. Зрение - главный «информатор» человека: около 90% всей информации о внепшем мире поступает в нащ мозг через глаза. Рациональное освещение является одним из существенных показателей условий труда, охраны здоровья человека. При неудовлетворительном освещении зрительная способность глаза снижается, могут появиться головные боли, резь в глазах, близорукость, катаракта. Поэтому немаловажное значение должно придаваться созданию хорощей освещенности рабочего места. Производственное освещение, правильно спроектированное и выполненное, улучщает условия зрительной работы, снижает утомление, способствует повьппению производительности труда и качества вьщускаемой продукции, благоприятно влияет на производственную среду, оказывая положительное психологическое воздействие на работающего, повыщает безопасность труда и снижает травматизм на производстве. Исследование естественного освещения участков литейных цехов показало, что коэффициент естественного освещения не соответствует нормированным значениям практически на всех участках цехов. Такое положение создается за счет того, что остекления боковых окон и светоаэрационных фонарей сильно загрязнены и не подвергаются чистке в установленные сроки. Часто часть площади оконных проемов закрыты эстакадами, технологическим оборудованием, стекла заменены стеклоблоками или армированным стеклом, имеющими невысокую светопропускную способность. В табл. 1 приведены результаты исследований искусственного освещения рабочих мест литейных цехов. Сравнение фактической освещенности рабочих мест с нормативной показало недостаточность в системе искусственного освещения практически на всех з^астках литейных цехов. При изз^ении причин выявлено, что не все лампы работают (перегоревпше лампы длительное время не заменяются), установленные сроки чистки светильников не соблюдаются. Все это приводит к значительному снижению освещенности рабочих мест. Такое неблагоползщное положение в литейных цехах серийного и мелкосерийного производств в сравнении с цехами массового производства объясняется тем, что в данных цехах невысокий уровень механизации и автоматизации, а на каящом з^астке необходимо использовать грузоподъемные механизмы, такие как мостовой кран. Использование же мостовых кранов приводит к размещению светильников общего освещения на больщой высоте (8-15 м от пола цеха), что значительно затрудняет оперативную замену перегоревщих ламп, чистку и мойку светильников. А это существенно снижает световой поток от светильника и не обеспечивает требуемой освещенности. Исследования, 168 проведенные нами в ряде литеиных цехов, показали, что плановые чистки и моики светильников и замена перегоревших ламп увеличивают освещенность рабочих мест до 2-3 раз (табл. 1). Однако следует отметить, что плановые чистки и мойки светильников проводятся крайне редко (в лзшшем слзшае два раза в год), в то время как на отдельных зшастках их нужно осуществлять ежемесячно. Но даже вьппеназванные профилактические мероприятия в большинстве слзшаев не позволяют получить на рабочих местах требуемую по нормам освещенность. Исследуя освещенность рабочих мест литейных цехов построили гистограммы распределения ис­ кусственного освещения по зфовням (ступеням) до и после чистки, мойки светильников и замены перего­ ревших ламп. Анализ ползшенных результатов показал, что до проведения профилактических мероприятий освещенность соответствовала нормам только на 12,5% рабочих мест литейных цехов массового, 2,4% - серийного и в 9,8% цехе мелкосерийного производства. Несколько лзшшее положение с освещением отмечается в литейных цехах массового и мелкосерийного производств, технологические процессы и оборудование которых позволяет размещать светильники на меньшей высоте в связи с отсутствием на большинстве участков мостовых кранов, а также использованием в светильниках дуговых ртутных высокого давления ламп большой мощности (тип ДРЛ). Таблица 1 - Результаты исследований освещенности рабочих мест литейных цехов Участок цеха Фактическая освещенность, лк Норма освещенности, ЛКдо профилактики после профилактики Шихтовый 20-30 60-90 100 Смесеприготовительный 30-80 80-120 200 Стержневой 50-115 110-150 300 Формовочный 30-55 100-140 200 Плавильно-заливочный 30-45 100-130 200 Выбивной 30-85 85-140 200 Обрубочно-очистной 60-110 130-190 200 Цветного литья 90-110 130-150 200 Литья гильз 55-90 120-200 200 После осуществления профилактических мероприятий освещенность соответствовала нормам на 45,4% рабочих мест литейных цехов массового, 15,6% - серийного и 29,5% рабочих мест цеха мел­ косерийного производства. Как видно из приведенных данных, профилактика систем освещения играет большую роль и дает ощутимые результаты, причем на большинстве рабочих мест литейных цехов освещенность составляет 100 лк. Однако этого недостаточно для выполнения многих работ. На более чем половине рабочих мест освещенность недостаточна, особенно это отмечается в литейных цехах серийного производства, где профилактические мероприятия практически не дают эффекта. Такое неблагополучное положение с освещением рабочих мест литейных цехов показало необходимость оценки существующих систем искусственного освещения, для чего были проведены расчеты по разработанным программам с использованием ЭВМ. В программах заложены светотехнические данные по 63 типам светильников с лампами накаливания (ЛН), дуговыми ртутными высокого давления (ДРЛ), металлогалогенными (МГЛ), натриевыми высокого давления (НЛВД) и люминесцентными лампами (ЛЛ), используемых в настоящее время или рекомендуемых для условий конкретных литейных цехов. При подборе типов светильников было учтено также, что основные производственные отделения и участки литейных цехов располагаются в высоких одно- или двухэтажных зданиях, оборудованных мостовыми кранами или тельферами, и вследствие этого для систем общего освещения следует использовать в основном источники с большой единичной мощностью и различными кривыми силы света светильников типа К - концентрированная, Г - глубокая и Д - косинусная. Вначале были проведены расчеты требуемой мощности ламп в светильниках, используемых на различных зшастках обследованных нами литейных цехов. Анализ полученных данных показал, что в большинстве слзшаев в цехах предусмотрены типы светильников, уступающие по своим светотехническим характеристикам рекомендуемым и заведомо неспособные решить задачу создания нормальных зрительных условий труда работающих. Причем светильники не обеспечивают нормативную освещенность даже при коэффициенте запаса равном единице, в то время как в литейных цехах необходимо принимать его значение 1,5-2,0. Сравнение расчетных и экспериментальных (полученных при проведении исследований) данных по участкам литейных цехов с разным характером производства свидетельствует, что разработанные программы позволяют определить наиболее оптимальные характеристики светильников для условий проектируемых или реконструируемых производств, оценить возможности систем искусственного освещения в действующих цехах и внести коррективы при их несоответствии. Однако наиболее ввшолным вариантом увеличения освещенности рабочих мест является применение ламп большей мощности типа ДРЛ и МГЛ в используемых типах светильников. 169 в справочной литератзфс по светотехнике приведены параметры осветительных установок для характерных строительных решений отделений литейных производств. В частности, для различных строительных модулей при разных высотах подвеса светильников даны мощность лампы в светильнике и количество светильников на модуль. Проведенные нами расчеты по определению освещенности рабочих мест различных зшастков литейных цехов показали, что в ряде случаев рекомендуемые характеристики осветительных установок не обеспечивают требуемой освещенности рабочих мест. Так, для шихтового двора при строительном модуле 6 х 18 м требуемая освещенность обеспечивается при рекомендуемом количестве и мощности ламп только при высотах подвеса установок от 14 до 18 м, а при меньшей и большей высоте она ниже нормативной до полутора раз. При модуле 6 х 24 м рекомендуемое количество светильников не создает требуемой освещенности на всех высотах подвеса (освещенность не более 120-130 лк при нормативной 150 лк). Для стержневых и формовочных участков со строительными модулями 6 х 18, 6 х 24 и 6 х 30 м рекомендуемые параметры осветительных установок также могут создавать нормативную освещенность только при высотах подвеса более 14 м. Кроме того замечено, что некоторые рекомендуемые светильники вообще не пригодны для условий этих зшастков, так как создаваемая ими мощность ниже требуемой до 2 раз. Аналогичное положение характерно и для зшастков выбивки, обрубки и очистки литья. Таким образом, анализ результатов исследований освещения действующих литейных цехов со всей очевидностью показал, что действующие системы искусственного освещения, как правило, не отвечают предъявляемым к ним требованиям по созданию нормальных зрительных условий труда и не позволяют получить требуемую освещенность на большинстве рабочих мест литейных цехов. Поэтому необходимо определять оптимальные варианты осветительных установок с использованием ламп типа ДРЛ и МГЛ на стадии проектирования или реконструкции, а также для действующих литейных цехов; следует строго вы­ полнять рекомендуемые сроки проведения профилактических мероприятий, что позволит создавать требуемые зрительные условия труда литейщиков или значительно улучшить их. УДК 159.9:658.345 Психология безопасности труда. Риск-факторы Студент гр. 105416 Пупко В.В., Якушкина А. В. Назшный руководитель - Мордик Е. В. Белорусский национальный технический университет г. Минск Психология безопасности труда — это применение психологических знаний в области охраны труда. Она является относительно мало иззшенной областью назшного исследования и практического применения и представляет собой один из разделов психологии труда. Её задача — способствовать тому, чтобы трудовая деятельность становилась легче, безопаснее, доставляла больше радости, чтобы человеческие отношения на предприятии становились гармоничнее, а отношение к труду как можно более сознательным и активным. Психология труда решает эту общую задачу специфически, а именно — путем иззшения так называемых психических факторов. Под психическими факторами понимают психические явления, регулирующие поведение и деятельность человека: его внимание, ощущение, эмоциональную жизнь, мьппление, волю и др. Безопасность значительной части трудовых процессов зависит именно от точной, быстрой и правильной реакции рабочего на определенные явления, возникающие в ходе трудового процесса. Для этого важную роль играет установление взаимодействия между двигательным анализатором и другими органами чувств. Значительная часть несчастных случаев связана с неточностью мьппечных ощущений или недостаточным зрительным контролем за движением. С точки зрения безопасности труда весьма важно добиться от работника, чтобы он знал, в какой момент и за какими объектами ему нужно следить с особой тщательностью. Тут важную роль играют: внимание, память, воображение, мьппление, эмоции, воля. Факторы, устойчиво повышающие подверженность опасности: 1. Постоянные функциональные изменения в нервной системе или других органах, имеющие болезненный характер или близкое к нему состояние. 2. Различные изъяны органов чувств, например частичная потеря зрения, глухота и др. 3. Нарушения связи между сенсорными и двигательными центрами высших отделов нервной системы (лицо неспособно с должной быстротой и точностью реагировать на внешние воздействия, воспринимаемые его органами чувств). 4. Дефекты, возникающие в согласованности, координации движений (неловкость). 5. Незфавновешенность эмоциональных процессов. Например, повьппенная эмоциональная неустойчивость, неожиданные смены радости и злобы, острые эмоциональные реакции на незначительные внешние раздражения. 6. Пагубные пристрастия к алкоголю, наркотикам. 170 7. Неудовлетворенность работой, отсутствие интереса к ней. Человек, который не интересуется работой и не полз^ает удовлетворения, не способен психологически правильно настроиться и сосредоточить свое внимание на точном выполнении приемов и движений. Факторы, временно повышающие подверженность опасности: 1. Неопытность. Практический опыт является фактором, снижающим подверженность опасности несчастного слзшая; профессиональный опыт, стаж работы человека влияют на повышение его безопасности. 2. Неосторожность — это такой фактор, который увеличивает подверженность опасности несчастных слзшаев в течение какого-то времени одного рабочего или целых коллективов. 3. Утомление. Состояние утомления является следствием различных нарушений в организме, отклонений от нормы в функциях нервной системы; в особенно тяжелых слзшаях оно может рассматриваться как патологическое явление, повьппающее подверженность опасности несчастных слзшаев. Таким образом, для повышения индивидуальной защищенности человека от несчастных случаев необходимо усилить его мотивацию к безопасной работе. Если такая мотивация окажется достаточно сильной, она будет способствовать не только более точному выполнению правил и более безопасному поведению рабочего, но и снижению в его деятельности числа рискованных действий, что косвенно повысит безопасность его труда. Одно из средств усиления мотивации рабочих к безопасному труду — создание нетерпимого отношения к нарушению правил. Для усиления мотивации рабочих к труду и его безопасности используются различные методы стимуляции. Усилить мотивацию рабочих к безопасному труду можно с помощью как положительной стимуляции (морального и материального поощрения за безопасный труд), так и отрицательной (социальных и материальных наказаний за нарушение правил). Отрицательная стимуляция за нарушения полезна только в процессе обучения и выработки навьпсов, где наказания препятствуют закреплению опасных и запрещенных приемов труда. В общем же слзшае безопасному труду больше способствует положительная стимуляция. Проблема обеспечения безопасности труда — не только техническая или организационная, но в значительной мере и психологическая. Этот факт непременно следует учитывать при организации системы охраны труда на производстве. Есть вполне определенные психофизиологические, социальные и профессиональные качества, а также индивидуальные состояния, которые отрицательно сказьшаются на защищенности рабочих от профессиональных опасностей. Эти качества и состояния должны своевременно выявляться и зшитьшаться при профилактике трудового травматизма. УДК 628.742 Технические возможности модулей порошкового пожаротушения Студент гр. 114616 Трипузо Ю.Ю. Назшный руководитель - Кузьмич Т.П. Белорусский национальный технический университет г. Минск Технические возможности модулей порошкового пожаротушения в настоящее время разработаны и выпускаются модули порошкового пожаротушения с объемом от 0,3 до 100 литров. На основе вьшускаемых в стране модулей порошкового пожаротушения возможно построение автоматической системы пожаротушения. Факторы пожара в нашем случае контролируются пожарными извещателями. Выбор извещателя лежит на проектировщике. Это могут быть дымовые извещатели, извещатели пламени, тепловые извещатели и т.п. В начальной стадии пожара происходит срабатывание соответствующего пожарного извещателя. Сигнал от извещателя передается на прибор приемно-контрольный пожарный (1111КП). На приборе выдается звуковой, световой сигналы тревоги и вьщается сигнал на устройство управления запуском средств пожаротушения. Прибор пожарный управления (ПНУ) предназначен для формирования сигналов управления автоматическими средствами пожаротушения, контроля их состояния, управления световыми и звуковыми оповещателями. Соответственно ПНУ, при поступлении сигнала о пожаре от 1111КП, включает звуковые и световые оповещатели и с задержкой в 35 - 45 сек (либо расчетного времени) запускает модули порошкового пожаротушения В настоящее время на рынке приборов пожарной автоматики для одного - двух защищаемых помещений (зон защиты) можно приобрести приборы, совмещающие в себе и 1111КП и ГШУ. Принцип построения модульных установок порошкового пожаротушения заложен в самом названии - «модульная», т.е. состоящая из блоков - модулей. Другими словами это кубики из детской игры, которые Вам нужно подобрать и составить вместе. 171 Используя порошковые модули возможно построение системы порошкового пожаротушения, адаптированной с любой системой пожарной сигнализации, в том числе импортными системами (Vista, Fittich и Т.П.). Если Вам необходимо защитить какое-то здание, сооружение, сеть офисов системой пожарной сигнализации, а в подземном гараже установить систему пожаротугпения, то Вы можете успегпно регпить задачу, используя порогпковые системы пожаротугпения. В отличие от традипцонных средств пожаротугпения (водяные, пенные, газовые), система порогпкового пожаротугпения, в силу универсальности используемого огнетугпагцего средства (порогпка), имеет ряд иреимугцеств, оказывающих сугцественное влияние на выбор типа автоматической установки пожаротушения: - возможность ликвидации загораний твердых горючих материалов, горючих жидкостей, газов и электроустановок под напряжением; - возможность применения установки в неотапливаемых помегцениях с температзфными условиями эксплуатации от - 50 °С до +50 °С; - отсутствие необходимости загциты чувствительного оборудования от повреждения водой, устройства сбора и удаления воды после срабатывания спринклерной (дренчерной) установки пожаротушения; - порошковые системы пожаротушения неприхотливы к требованиям герметичности помегцения (возможность тушения при открытых проемах и на открытых плогцадках). Кроме того, при монтаже модульных установок порошкового пожаротушения не требуется наличие отдельного помегцения для размещения оборудования, не требуется прокладка трубопроводов большой длины, подающих огнетушащий состав. Именно эти обстоятельства делают модульные порошковые системы привлекательными для проектно-монтажных организаций и позволяют использовать данной средство тушения для защиты торговых предприятий, офисных помещений, гаражных боксов, а также нромьппленных объектов. Примеры размещения порошковых модулей на различных объектах: порошковое пожаротушение предпочтительно использовать для защиты пространств за подвесными потолками, фальшполами, кабельных колодцев, складских ячеек и т.п., где тушение возможных загораний водой (спринклерные установки) невозможно из-за токонроводности огнетушащего средства (воды), а тушение газовыми составами нерентабельно из-за высокой стоимости оборудования и огнетушащих составов. Учитывая данное обстоятельство, системами порошкового пожаротушения в настоящее время оборудуются автозанравочные станции, расходные склады ГСМ и другие пожароопасные объекты в различных регионах страны. УДК 614.842.611 О тушении загораний порошковыми составами Студент тр. 108415 Яганов Е.О. Назшный руководитель - Филянович Л.П. Белорусский национальный технический университет г. Минск Огнетушашие порошковые составы представляют собой тонко измельченные минеральные соли с различными добавками, служащими для уменьшения слеживаемости и комкования. Преимущества порошков по сравнению с другими огнетушащими средствами следующие: очень высокая огнетушащая способность (в несколько раз выше, чем даже у галоидированных углеводородов); универсальность - ими можно тушить даже материалы, не поддающиеся тушению водой, пеной, газовыми или галоидированными составами (в частности, щелочные металлы, кремний- и металлоорганические соединения); разнообразие способов пожаротушения (объемный, локальный, комбинированный); невысокая стоимость. Огнетушаший эффект нри использовании пороппсов достигается за счет комплексного воздействия таких факторов, как: ингибирование (торможение) химических реакций в зоне горения; охла5цдение зоны горения вследствие расходования тепла на нагрев и термическое разложение частиц порошка; разбавление горючей среды как частицами порошка, так и продуктами его разложения; эффект огненретраждения (нри тушении по поверхности) по аналогии с сетчатыми и гравийными огненреградителями. Тушение пожаров большинства веществ и материалов с помощью порошков достигается за 5 - 7 с. Достоинством порошковых составов является не только их высокая огнетушащая эффективность, но и диэлектрические свойства, которые делают возможным нрименение их для тушения пожаров различного рода электроустановок. Однако большинство порошковых составов имеет недостатки: высокую гигроскопичность, способность к слеживанию и образованию комков, несовместимость с пеной. Различают порошки общего и специального назначения. Порошки общего назначения используют для тушения пожаров обычных (органических) горючих материалов (легковоспламеняющихся (ЛВЖ) и горючих (ЕЖ) жидкостей, нанример различных нефтепродуктов, растворителей, углеводородных 172 сжиженных газов, твердых материалов - древесины, резин, пластиков и т.п.). Тушение этих материалов достигается путем создания порошкового облака, которое окутывает очаг горения. Огнетушагцие порошки являются сложными гетерогенными системами, поэтому они обладают специфическими свойствами. Химический состав порошков определяет их огнетушагцее действие и эксплутационные свойства. При разработке огнетушагцих порошков подбирают соли, которые удовлетворяют обоим требованиям, или соли подвергают специальной обработке. Эффективность использования порошков зависит также от способа и условий их подачи в очаг пожара. В настоягцее время доминирует пневматический способ подачи, заключаюгцийся в выдавливании порошка из сосуда сжатым газом. Стационарные установки порошкового пожаротушения предназначены для тушения пожаров и загораний спиртов, нефтепродуктов, гцелочных металлов, кремний- и металлоорганических соединений и других горючих материалов, а также различных электроустановок напряжением до 1000 В. При эксплуатации установок порошкового тушения проводят следуюгцие виды технического обслуживания: ежедневный осмотр; ежемесячное техническое обслуживание; полугодовое техническое обслуживание. При ежедневном осмотре необходимо: произвести внепший осмотр (убедиться в отсутствии повреждений и коррозии, наличии пломб, проверить состояние заземления); проверить давление в пусковых баллонах до показания манометра. При ежемесячном техническом обслуживании кроме ежедневного осмотра необходимо: произвести внешний осмотр частей установки (убедиться в отсутствии повреждений и коррозии); проверить состояние креплений, резьбовые соединения подтянуть; проверить давление в баллонах по показаниям манометров; места с нарушенным покрытием очистить от ржавчины и покрыть антикоррозионной смазкой. При полугодовом техническом обслуживании выполняют все работы ежедневного и ежемесячного технического обслуживания и дополнительно: проверяют дату последнего освидетельствования манометров, баллонов, сосудов и при необходимости производят проверку или техническое освидетельствование в установленном порядке; проверяют качество порошка. УДК 621.791.65: 658.345 Характеристика вредных веществ, выделяющихся при сварке плавлением Студент гр. 104814 Дубинчик О.Ю. Назшный руководитель - Данилко Б.М. Белорусский национальный технический университет г. Минск Целью настоящей работы является усиление внимания к состоянию воздушной среды в рабочей зоне при вьшолнении сварочных работ. Процессы сварки плавлением широко применяются во многих отраслях промышленности. Сварка плавлением характеризуется высокими технико-экономическими показателями. Однако, сварка плавлением обладает и некоторыми отрицательными свойствами: опасность для работающих поражения электрическим током, брызги расплавленного металла, инфракрасное (тепловое) и ультрафиолетовое излзшения. Кроме того воздух рабочей зоны и производственного помещения в целом загрязняется пылью (сварочным аэрозолем), состоящей из оксидов железа, марганца, кремния, хрома, никеля, фтористого водорода, оксидов азота и углерода и др. веществ, входящих в состав свариваемых изделий и сварочных материалов. Вредные вещества, выделяющиеся при сварке, оказьшают неблагоприятное воздействие на организм работающих. Марганец проникает в организм человека через легкие, оказьшает токсическое воздействие на центральную нервную систему. Фтористый водород приводит к раздражению и воспалению слизистых оболочек носа и носоглотки. Оксид азота приникает в дыхательные пути, раздражает слизистые оболочки глаз и носа, возможен токсический отек легких. Сварочный аэрозоль в целом является веществом раздражающего и удушающего действия, при высоких концентрациях вызывает токсические пневмокониозы и металлическую лихорадку. Озон оказьшает раздражающее действие, которое усиливается при совместном воздействии оксидов азота и при физической нагрузке. Значительное количество вредных веществ выделяется при электродуговой сварке покрытыми электродами. Валовое содержание их в рабочей зоне зависит от состава свариваемого металла, металла стержня электродов, покрытия электродов, силы сварочного тока, конфигурации свариваемого изделия, положения сварщика относительно сварочной дуги и эффективности вентиляции. При сжигании электродов выделяется на 1 кг сварочного материала железа оксида 7,0 - 20,0 г, марганца - 0,6 - 1,8 г, фтористого водорода - 2,0 - 3,0 г. При механизированной сварке в углекислом газе на 1 кг электродной проволоки вьщеляется 0,2 - 1,8 г оксидов марганца, 0,5 -2,0 г оксидов хрома, 8,0 - 12,0 г оксидов железа, 2,7 - 3,0 г оксидов углерода, 0,06 - о, 1 г оксидов азота. 173 При автоматической сварке сталей под флюсом на 1 кг электродной проволоки вьщеляется марганца - 0,09 г, фтористого водорода - 0,04 - 0,15 г, оксида углерода 17,0 - 22,0 г. Исследования воздуха рабочей зоны показали, что концентрация вредных вегцеств при электросварке покрытыми электродами составляет: - марганец - 0,13 - 0,32 мг/м ^(ПДК - 0,2 мг/м^); - оксид железа - 3,2 - 7,6 мг/м ^(ПДК - 6,0 мг/м^); - водород фтористый - 0,15 - 0,5 мг/м^ (ПДК - 1,0 мг/м^); - оксид азота - 1,2 - 3,8 мг/м^ (ПДК - 5,0 мг/м^); - оксид углерода - 7,3 - 12,5 мг/м^ (ПДК - 20 мг/м^). При механизированной сварке в углекислом газе концентрация вредных вегцеств следуюгцая: - марганец - 0,1 - 0,22 мг/м^; - оксид железа - 3,0 - 6,5 мг/м^; - оксид азота - 1,5 - 3,0 мг/м^; - оксид углерода - 4,5 - 7,0 мг/м^); - озон 0,05 -0 ,1 мг/м ^(ПДК -0 ,1 мг/м^). Из всех способов электродуговой сварки наиболее благоприятным с гигиенической точки зрения является сварка неплавягцимся электродом в аргоне. Концентрапци гшли в зоне сварке не выходит за пределы 2 - 2,5 мг/м^,марганца - 0,01 - 0,05 мг/м^, озона - 0,08 - 0,15 мг/м .^ Снизить содержание вредных вегцеств в воздухе рабочей зоны можно за счет работы на оптимальных режимах сварки, в частности следует сварку производить на малых токах и использованием высококачественных сварочных материалов. Обязательным является эффективная вентиляция в рабочей зоне сваргциков за счет применения местных отсосов. УДК 613.644 Шум, его вредное воздейетвие на организм человека. Современные ередетва индивидуальной защиты от шума Студенты гр. 112316 Новогорская А.Ю., Потапчик Т.Л. Наз^ный руководитель - Кузьмич Т.П. Белорусский национальный технический университет г. Минск Проблема защиты от глума стоит в ряду важнейших во многих видах производств. Следует отметить, что бороться с глумом начали давно: еще за три тысячи лет до нашей эры глум еры приказывали оружейникам убирать свои мастерские из центра городов. Юлий Цезарь почти 2000 лет назад в Риме запретил езду ночью на грохочущих колесницах. Тогда же появился запрет на петушиное пение до наступления рассвета. А всего 400 лет назад королева Англии Елизавета 111 издала закон, который существует по сей день и запрещает мужьям бить своих жен после 10 часов вечера и до пяти утра: «чтобы их крики не беспокоили соседей». Многие зшеные твердо убе5цдены, что глум (сочетание различных по частоте и силе звуков) является «загрязнителем рабочей среды» и наносит серьезный ущерб здоровью служащих, так как: - его воздействие приводит к повышению давления; - у 60 % персонала происходят нарушения сна и изменения в характере далеко не в лзшглую сторону; - 5 % сотрудников становятся вспыльчивыми и раздражительными; - у 28 % женщин нарушается менструальный цикл; - 40 % людей теряют слух (профессиональная глухота чаще всего поражает людей «глумных» профессий: клепальщиков, молотобойцев, ткачей, артиллеристов, звукорежиссеров, музьпсантов джазовых и симфонических оркестров. К группе риска относятся даже космонавты, поскольку круглосуточная работа приборов и вентиляторов создает на космических станциях глумовой фон 80 децибел). Именно поэтому установлены ограничения и изданы нормативы, регламентирующие глумовое воздействие на людей. По информации Всемирной организации здравоохранения, человек не может отдыхать при глуме свыше 40 децибел. Для подростков предельно допустимая сила звука - 70 дБ, для взрослых - 90 дБ. Зоны свыше 86 дБ опасны, а в зонах с глумом, превышающим 135 дБ, запрещено даже кратковременное пребывание людей. Шум в 15- дБ не переносится человеком, а при180 дБ уже наступает «усталость» металлов и выбиваются заклепки. Интересны следующие данные: звуковой комфорт - 20 дБ; глум проезжей части улицы - 60 дБ; интенсивное движение - 80 дБ; работа пылесоса - 75 - 80 дБ; глум в метро - 90 -100 дБ; концерт - 120 дБ; взлет самолета - 145 - 150 дБ; взрьш атомной бомбы - 200 дБ. Современная наука накопила большой арсенал средств загциты от глума на производстве, наиболее распространенным их которых являются средства индивидуальной загциты, создающие физическое препятствие на пути распространения звуковых волн, уменьшая тем самым вредное воздействие их на чувствительный орган - ухо. Первым и главным типом таких средств являются глумоподавляющие 174 наушники, которые должны применяться везде, где уровень шума превышает 90 дБ при продолжительности работы 8 часов. Чтобы не нанести вреда здоровью, необходимо соблюдать правило: начиная с 90 дБ, увеличение шума на каждые 3 дБ должно повлечь за собой сокращение рабочего времени в два раза. Например, при зфовне шума 91 - 94 дБ продолжительность работы (без дополнительной защиты) может равняться 4 часам; от 94 до 97 дБ - 2 часам; а от 103 до 106 дБ - всего 15 минутам. В настоящее время белорусская фирма «Фригат» предлагает средства индивидуальной защиты слуха производства французской компании Sperain под торговыми марками Howard Leigh! (нротивошумные вкладьппи) и ВіНош (наушники). Наушники «Кларити» специально нредназначены для того, чтобы обеспечить рабочему возможность слышать лучше в условиях повышенного зфовня шума без нрименения электроники и обеспечить достаточный зфовень защиты. Они фильтруют воздействие шума на вредных частотах, свободно нронуская нредунреждающие сигналы и звуки человеческой печи, что позволяет рабочим общаться во время выполнения нроизводственных задач. В ассортименте наушников, нредлагаемых на белорусском рынке, есть и обеспечиваюпще максимальную защиту слуха - наушники «Тандер». Эти наушники снабжены недеформируемым удобным двойным оголовьем с вентилируемым слоем и телескопической регулировкой. Наушники «Тандер» рекомендованы также и для безопасной работы в электроустановках. Особенностью наушников серии «Лайтинг» является оголовье из прочной стальной нроволоки, которая выдерживает самые сзфовые нроизводственные условия. Наушники серии «Тандер» и «Лайтнинг» изготавливаются с нрименением запатентованной технологии Air Flow Control. Традиционные наушники очень плохо подавляют шум на низких частотах и обеспечивают неоднородную защиту от шумов на высоких частотах. Поэтому они не могут быть признаны оптимальными средствами защиты органа слуха в производственных условиях с различными типами шумов. Запатентованная конструкция вышеназванных наушников позволяет воздуху свободно выходить из внутренней части чашек наушников наружу, что позволяет снизить вибрацию чашек наушников, вызьшаемую шумом на низких частотах. Высокотехнологичный слой нетканого материала пропускает поток воздуха на низких частотах, блокируя высокие частоты. Таким образом, эти наушники имеют равномерное шумоподавление на всех частотах и подходят для производственных условий с любыми типами шумов. Альтернативой использованию наушников для многих видов работ является применение противошумных вкладышей. Они комфортны, удобны и обеспечивают высокий (до 37 дБ) зфовень защиты от воздействия шума. Компания Sperain предлагает как вкладыши от ограниченного срока использования, так и многоразовые противошумные вкладыши из различных материалов. Самые популярные из вкладышей ограниченного срока использования - это вкладыши, изготовленные из вспененного полиуретана. Этот мягкий материал легко скрзшивается и вставляется в ухо. Затем вкладыш расправляется и принимает первоначальный размер и форму, хорошо закрывая ушной канал. При этом он не оказывает давления на ушной канал, не вызывает чувства дискомфорта. Особенность противошумных вкладышей Matrix из термопластиковой резины состоит в том, что они не требуют скрзшивания и фильтруют шум на вредных частотах, пропуская звуки на частоте речи человека. Это дает возможность услышать звук приближающегося транспорта или сигнализации. Ушные вкладыши из полиуретана экономичны и могут использоваться несколько раз. Их даже не нужно мыть, а можно просто протирать и, конечно, следует хранить в чистом месте. Эти вкладыши можно использовать в течение нескольких рабочих недель. Таким образом, необходимо строгое соблюдение установленных правил по защите соответствующих средств индивидуальной защиты и повышение их эффективности. УДК 613.94:614.876(476) Защита от ионизирующих излучений в домах - здоровье и безопаеноеть граждан Реепублики Беларуеь Студент 3 курса БГТУ Жук Н.Н. Назшный руководитель - Терешко В.В. Белорусский государственный технологический университет г. Минск Целью настоящей работы является усиление внимания специалистов и общественности к проблеме защиты населения от действия ионизирующих излзшений. Одним из основных принципов государственной политики в современных условиях утверждается принцип поддержания здоровья и безопасности граждан Республики Беларусь (РБ). Решение проблемы защиты людей от вредного воздействия ионизирующих излучений (ИИ), является одной из составляющих национальной безопасности Республики Беларусь. Эта тема особенно актуальна для местностей с повышенной искусственной радиоактивностью вызванной последствиями Чернобыльской катастрофы. В РБ создана и успешно функционирует широкая система радиационного мониторинга окружающей среды. Объектами наблюдений при проведении мониторинга являются атмосферный воздух, почва, поверхностные и подземные воды. Проведение исследований, направленных на иззшение закономерностей вредных воздействий в системе «человек - среда обитания» позволит разрабатывать теоретические основы по 175 совершенствованию и разработке новых технологий и систем, максимально снижаюпщх вредного действия радиации на человека и окружающую среду. В помещениях (при отсутствии искусственных источников) человек подвергается воздействию техногенно изменённого естественного радиационного фона, обусловленного природными источниками ионизирующего излзшения. В первую очередь, это космическим излзшением и излзшениями естественных (земного происхождения) радионуклидов (ЕРН), содержащихся в грунте, на котором возведено знание, в строительных материалах, из которых изготовлены ограждающие конструкции, а также радионуклидами, поступающими в помещения вместе с воздухом, водой и в результате сгорания топлива. Неблагоприятное воздействие на организм человека в жилом помещении (особенно в квартирах на первых этажах) оказывает радон - радиоактивный газ, являющийся природным источником ионизирующих излучений. Основная часть облзшения населения ЕРН уранового и ториевого семейств зависит от деятельности и образа жизни людей и может регулироваться ими. Типичным примером является внешнее облучение, обусловленное гамма-излучением радия-226, тория-232, калия-40, и внутреннее облучение за счёт вдыхания радона и торона, содержащихся в приземном слое атмосферы и в воздухе закрытых помещений. Концентрации этих радиоактивных газов определяются содержанием материнских радионуклидов в грунтах на зшастках застройки и строительных материалах, используемых при сооружении домов. Основная же доля радиации приходится на воздействие атмосферных продуктов распада газа радона - 43%. При рассмотрении вопросов, связанных с ущербом, который наносит организму человека ИИ, необходимо иметь данные об уровне радиационного фона, который кроме природной составляющей имеет и техногенное происхо5цдение. В настоящее время на территории СНЕ мощность эквивалентной (экспозиционной) дозы (МЭД) или природный радиационный фон в среднем составляет 0,05-0,50 мкЗв/ч (5- 50 мкР/ч), а для Беларуси - 0,1-0,2 мкЗв/ч (10-20 мкР/ч). Естественный радиационный фон в пределах 0,1- 0,2 мкЗв/ч (10-20 мкР/ч) признано считать нормальным, фон 0,2-0,6мкЗв/ч (20-60 мкР/ч) считается допустимым, а фон свыше 0,6-1,2 мкЗв/ч (60-120 мкР/ч) - повьппенным. На естественный фон излучения, зависящий от геологических и планетарных факторов, выпадают 22%. На кафедре безопасности жизнедеятельности БЕТУ проведены специальные исследования по оценке мощности дозы в современных зданиях из различных материалов и на разных этажах. Исследование проводилось с целью получения достоверной информации о радиационной обстановке и сбора статистической информации. В ходе эксперимента, измерения проводились в помещениях, выявлялся вклад перекрытий и стеновых ограждений из различных материалов в формирование величины МЭД. Измерение производились в основном приборами ДРЕ-01Т1 и ДБЕ-06Т, оборудованными газоразрядными счётчиками. Средние значения мощности дозы в помещениях в зданиях из сборного железобетона повышенной этажности постройки 2006 года, оказались равными соответственно от 0,11 до 0,15 мкЗв/ч. При этом, изменение МЭД с повышением этажа, отмечается незначительно. Распределение значений мощности дозы в этих зданиях на всех этажах соответствует нормальному. А в 5-и этажных кирпичных зданиях постройки 1978 года от 0,12 до 0,17 мкЗв/ч, что также соответствует нормальному. Анализируя результаты измерений, установлено, что мощность гамма-излучения в помещении зависит от содержания радионуклидов в ограждающих строительных конструкциях. Снижение гамма-фона в помещениях уже построенных гражданских, жилых и общественных зданий является практически невозможным или, как правило, экономически нецелесообразным в связи со значительной проникающей способностью гамма-излучения. Еакое снижение реально только в тех слзиаях, когда повышенный зфовень гамма-фона обусловлен использованием материалов для устройства теплоизоляционных засьшок или территорий около здания с повышенным содержанием природных радионуклидов. Кроме того, определено, что с повышением этажа здания мощность дозы имеет тенденцию к увеличению. Это увеличение обусловлено, по-видимому, излзнением перекрытий нижележащих этажей. Следует считать, что основной вклад в мощность дозы в центре помещения вносят железобетонные плиты перекрытий, а около 40% МЭД формируется излучением, проникающим из соседних помещений через огра5цдающие конструкции, оконные и дверные проёмы. Еаким образом, полученные расчётные значения следует увеличивать в 1,4 раза. При нормируемом значении удельной эффективной активности строительных материалов, равной 370 Бк/кг, мощность дозы в центре помещения может достигать 30- 35 мкР/ч, что считается допустимой. Еаким образом, становится очевидным, что уровень облзнения населения ЕРН будет зависеть от радиоактивности строительных материалов, изготавливаемых, как правило, из местного минерального сырья, сложившейся практики строительства в стране и климатических особенностей конкретного региона. На основе полученных результатов измерений можно сделать предварительный вывод о возможности безопасного проживания в современных домах. Ухудшение характеристик окружающей среды, связанное с присутствием, перераспределением и возможностью локального концентрирования природных источников облзиения в среде обитания, требует принятия соответствующих мер контроля законодательно­ правового, нормативного и организационно-технического характера. Правильная оценка нагрузок от естественных радионуклидов позволяет провести сопоставление уровней от естественных и искусственных источников излучения, определить объёмы, направленность и даже целесообразность проведения реабилитационных мероприятий. Кроме того, снижение общей текущей 176 дозовой нагрузки, следовательно, и вредных последствий облучения может быть более эффективным при реализации мероприятий по снижению облучения населения природными источниками. Опыт свидетельствует о том, что оценка роли опасности в среде обитания человека позволяет на практике полностью обеспечить его защиту, создав условия для нормальной жизни. Именно поэтому необходимо ввести ту запретную черту во взаимодействии человека с окружающим миром, переступать которую человечество не имеет права ни при каких обстоятельствах. УДК [614.8.02:54]:551.5(1-21) Оценка последствий чрезвычайной ситуации в условиях города Студентка гр. 4 ЛХФ Романенко М.О. Назлные руководители - Перетрухин В.В., Астахова Т.А. Белорусский государственный технологический университет г. Минск Целью настоящей работы является усиление внимания к проблеме защиты населения и окружающей среды от аварийных химически опасных веществ В районе расположения УО «Белорусский государственный технологический университет» потенциальным источником химической опасности является РУП «Белмедпрепараты» в технологическом цикле которого используется 6 т аммиака. СДЯВ выбрасьшаемые при авариях на химических предприятиях переносятся и рассеиваются в атмосфере по-разному в зависимости от ряда факторов: метеорологических, климатических, рельефа местности и расположения на ней объектов предприятий, плотности застройки, растительного покрова. При этом к важнейпшм метеорологическим и климатическим факторам относят скорость ветра, температзру окружающего воздуха и распределение ее по вертикали, осадки. Особая роль их проявляется в нижнем слое атмосферы - до высоты 50-250 м над поверхностью земли. После выброса из источника СДЯВ, они не остаются в атмосфере в неизменном виде. Поступивгпие в атмосферу частицы СДЯВ перемещаются благодаря молекулярной и турбулентной диффузии. Информация о скоростях и направлениях ветра в рассматриваемом районе расположения химически опасного объекта используется для анализа и выявления частоты образования неблагоприятных метеорологических условий, при которых возникает повьппенное загрязнение воздуха. СДЯВ после выброса разбавляется незараженным воздухом, при этом особое значение имеет концентрация СДЯВ в приземном слое воздуха до двух метров, где находятся люди. Прогнозирование масгптабов химического заражения в условиях города тесно связано с его климатом. Климатические условия в городах значительно отличается от окружающих районов, причем эти отличия при прочих равных условиях тем больгпе, чем значительнее территория города. С использованием методики РД 52.04.253-90 были проведены расчеты для РУП «Белмедпрепараты», в технологическом цикле которого используется 6 т аммиака. Расчеты проведены при скорости ветра от 1 до 15 м/с и при различных степенях вертикальной устойчивости воздуха. Из данных приведенных в табл. 1-3 видно, что наиболее сильное влияние на зровень приземной концентрации СДЯВ оказьшает температзрная стратификация атмосферы (степень вертикальной устойчивости атмосферы), т.е. характер вертикального распределения температзр. Температзрная стратификация определяется способностью поверхности земли поглощать или излучать тепло. Таблица 1 - Глубина зоны заражения (км) и площади зоны заражения (км^) (степень вертикальной устойчивости атмосферы - инверсия) Скорость ветра, м/с Температура воздуха °С -20°С -10°С о°с 10°С 20°С зо°с 1 0.519 0.589 0.684 0.778 0.871 0.945 0,022 0,028 0,038 0,049 0,061 0,072 0 3 1 6 0.430 0.488 0.561 0.628 0.686 Ł 0,012 0,015 0,019 0,025 0,032 0,038 0.320 0.359 0.405 0.461 0.516 0.561 О 0,008 0,010 0,013 0,017 0,021 0,025 0.302 0.335 0.3450 0.410 0.474 0.515 0,007 0,009 0,0096 0,014 0,018 0,021 177 Таблица 2 - Глубина зоны заражения (км) и площади зоны заражения (км2) (степень вертикальной устойчивости атмосферы - конвекция) Скорость Температура воздуха °С ветра, м/с 0°С 10°С 20°С зо°с 1 0.0840 0.1220 0.1410 0.160 0,0016 0,0034 0,0046 0,006 0.0600 0.0860 0.100 0.1200 Ł 0,0008 0,0017 0,002 0,0034 0.0520 0.0740 0.0850 0.1090 э 0,0006 0,0013 0,0017 0,0027 0.0460 0.0600 0.0750 0.1000 0,0005 0,0008 0,0013 0,0023 Таблица 3 - Глубина зоны заражения (км) и площади зоны заражения (км2) (степень вертикальной устойчивости атмосферы - изотермия) Скорость ветра, м/с Температура воздуха °С -20°С -10°С о°с 10°С 20°С зо°с 1 0.1360 0.174 0.251 0.326 0.403 0.427 0,0024 0,004 0,008 0,014 0,022 0,024 0.1000 0.126 0.178 0.232 0.282 0.298 Ł 0,0013 0,002 0,004 0,007 0,010 0,012 0.090 0.1120 0.156 0.2000 0.2440 0.2570 э 0,001 0,0016 0,003 0,0053 0,0079 0,0087 0.08100 0.1000 0.1380 0.175 0.214 0.2250 0,00087 0,0013 0,0025 0,004 0,006 0,0067 Локализация источника аварии играет решающую роль в предупреждении массового поражения людей. Быстрое осуществление этой задачи может направить аварийную ситуацию в контролируемое русло, уменьшить выброс СДЯВ и снизить ущерб. УДК 613.2-022.232:504 Оптимизация питания населения, проживающего в условиях повышенного экологического риска Студентка 4 к}фса факультета ТТЛП 4 группы ЛевчукН.С. Назшные руководители - Перетрухни В.В., Чернушевич Г. А. Белорусский государственный технологический университет г. Минск Целью настоящей работы является сохранение здоровья человека за счет правильного сочетания пищевых веществ в суточном рационе. Авария на Чернобыльской АЭС привела к значительному радиоактивному загрязнению территории Беларуси открытыми источниками, постоянному хроническому облучению окружающей среды. Радиоактивный выброс состоял из 20% йода-131, 13% цезия-137, 10% цезия-134, 4% стронция-90 и др. Эти радионуклиды включаются в биологические циклы миграции и поступают непосредственно в организм животных и человека, тем самым создают множественность источников внешнего и внутреннего облучения населения [1]. Если в первые месяцы, годы после аварии, главная часть дозовой нагрузки для южных регионов Беларуси формировалась за счет внешнего облзшения, то сейчас большую часть дозовой нагрузки население получает за счет потребления продуктов питания местного производства и даров природы со значительным содержанием в них радионуклидов [2]. В отличие от внешнего облзшения опасность радионуклидов, попавших внутрь организма, обусловлена тем, то их действие продолжается в течение всего промежутка времени, пока радионуклиды не будут вьшедены из организма в результате физиологических обменных процессов и радиоактивного распада. Основным дозообразуюпщм элементом является цезий-137. Из-за экономических трудностей ни государство, ни жители Беларуси не могут обеспечить производство и потребление чистых продуктов питания, поэтому необходима системная работа по мерам 178 радиационной защиты. При осуществлении комплекса защитных мер следует з^итывать, что главную дозовую нагрузку от воздействия радиации (по различным оценкам от 70 до 90%) жители загрязненных районов Беларуси получают за счет потребления продуктов питания произведенных в частном секторе и даров леса не прошедших промышленной переработки [3]. Дозы внешнего облучения работников лесного хозяйства в 2-3 раза выше по сравнению с остальным сельским населением, работниками других отраслей экономики республики [2]. Организм человека находится в тесной взаимосвязи с внешней средой, непрерывно взаимодействующей на центральную систему. Одним из важнейших факторов внешней среды является пища, которая переходит во внутреннюю среду организма и зшаствует во всех жизненных процессах. Важнейшей задачей рационального питания является правильное сочетание всех пищевых веществ в суточном рационе человека, притом, они должны быть введены в количествах, полностью покрывающих все траты организма как в количественном, так и в качественном отношении. Питательные вещества поступают в организм с пищей в виде: белка (мясо, рыба, яйца, молоко, грибы, орехи, бобовые, спаржа), углеводов (овощи, злаки, фрукты, ягоды), жиров, витаминов и микроэлементов. Для ограничения внутреннего облучения населения в Беларуси установлены нормативы предельно допустимого содержания радионуклидов цезия-137 и стронция-90 в продуктах питания (РДУ-99). При хроническом потреблении загрязненных цезием-137 продуктов питания расчет индивидуальной дозы внутреннего облучения осуществляется по формуле: ^ в н у т р - л , ^ i где к - пересчетный коэффициент, равный 1,3 10^ * Зв/Бк; да, - годовое потребление / продукта питания, кг; Пи -удельная активность / продукта, Бк/кг. В таблице нредставлена статистическая информация о годовом потреблении основных продуктов питания жителями Республики Беларусь за 2007 год и результаты расчетов их активности по содержанию цезия-137 соответствующая нормам РДУ-99 и возможная годовая доза внутреннего облзшения при употреблении данного рациона [4]. Таблица - Потребление основных продуктов питания на душу населения в год, кг Продукт Г одовое потребление, кг, л РДУ-99, Бк/кг Г одовое поступление, Бк/год Г одовая доза, мЗв/год г овядина 23 500 11500 0,14950 Свинина 23 180 4140 0,05382 Птица 24 180 4320 0,05619 Масло живот. 10 100 1000 0,01300 Творог 20 50 1000 0,01300 Сыр 20 50 1000 0,01300 Молоко 200 100 20000 0,26000 Яйцо (275 шт) 13,7 50 685 0,00890 Рыба 17,5 180 3150 0,04095 Сахар 34,2 60 2052 0,02667 Раст, масло 15,7 40 628 0,00816 Картофель 188 80 15040 0,19552 Овощи 138 100 13800 0,17940 Фрукты 40 40 1600 0,02080 Ягоды 18 70 1260 0,01638 Хлеб, крупы 92 40 3680 0,04784 Вода 365 10 3650 0,04746 Рацион 88505 1,15056 Из данных табл, видно, что если население употребит в течение года этот пищевой рацион, то суммарная доза внутреннего облзшения составит около 1 мЗв. Суммарная годовая доза внутреннего облучения приобретает значение 1 мЗв/год при 70% вкладе четырех ее составляющих (говядина, молоко, картофель и овощи), следовательно, по этим компонентам пищевого рациона следует уменьшить допустимые зфовни загрязнения. Любая дополнительная доза радиации, сверх естественного радиапцонного фона, не является безопасной для человека и требует обязательного принятия мер по ее снижению. Ползшаемую дополнительную дозу радиации можно снизить путем выведения радионуклидов из продуктов питания с помощью их кулинарной обработки и переработки овощей и фруктов (квашение, маринование). Для уменьшения внутреннего облучения и разрушающего действия радиации необходимо проводить ускоренное вьшедение радионуклидов из организма с помощью специальных препаратов - энтеросорбентов. Этим требованиям отвечают пищевые волокна, которые являются неусвояемыми углеводами, клетчаткой растительного происхо5цдения, в частности, пектины. В Республике Беларусь 179 выпускаются пектино-витаминные пищевые добавки «Витапект» и «Витапект-2» прием которых, ускоряет выведение радионуклидов из организма человека. Литература 1. ЛЕС. ЧЕЛОВЕК. ЧЕРНОБЫЛЬ. Лесные экосистемы после аварии на Чернобыльской АЭС: состояние, прогноз, реакция населения, пути реабилитации. В. А. Ипатьев, В. Ф. Багинский, И. М. Булавик и др. Под ред. В. А. Ипатьева. - Еомель: ИЛ НАН, 1999. -454 с. 2. Байрашевская, Д. А. Формирование дозы внутреннего облз^ения населения, употребляющего продукты загрязненных лесных экосистем. - Минск, МГЭУ, 2005. -330 с. 3. Как оставаться молодым / Под ред. Н. Ярошенко - Санкт-Петербург, «Техническая книга», 2001. -534 с. 4. Статистический ежегодник Республики Беларусь. - Минск. Елавный вьиислительный центр, 2008. -760с. УДК 621.1 Оценка условий труда начальника смены электростанции Студенты гр. 106515 Шишпар С.Е., гр. 106525 БилибаЮ.Э., гр. 106625 Васильев Е.Д. Назлный руководитель - Винерский С.Н. Белорусский национальный технический университет г. Минск Начальник смены электростанции относится к группе руководящего оперативного персонала, поэтому фактический баланс рабочего времени его включает организационное обслуживание (5 % времени смены) и оперативное время, которое предусматривает контроль за работой оперативного персонала и оборудования, как по показаниям КИП и приборов автоматики на главном щите управления, так и личным осмотром работающего оборудования во время обхода. Фактический баланс оперативного времени при работе начальника смены электростанции в КЕЦ Оршанской ЕЭЦ представлен в таблице. Еочки обслуживания Процент времени смены 1. Елавный щит управления 75,0 2. Котельное отделение: - мазутный, газовый и питательный узлы (отметка 6,6 м) 5,0 - отметка обслуживания барабана котла (отметка 18 м) 2,5 - нулевая отметка 2,5 3. Езфбинное отделение: - отметка 4,5 м 5,0 - нулевая отметка 2,5 4. Мазутонасосная 2,5 Содержание вредных химических веществ в воздухе рабочей зоны, мгш дано в таблице Место замера N02 (ПДК = 2 мг/м^) SO2 (ПДК = 10 мг/м^) СО (ПДК = 20 мг/м^) СпН^ (ПДК = 300 мг/м^) Масла минеральные (ПДК = 5 мг/м^) 1. Г лавный щит управления 1,02 0,9 10,0 36 - 2. Котельное отделение: - мазутный, газовый и питательный узлы 1,6 1,4 15,8 70 - - отметка обслуживания барабана котла 4,2 1,8 21,2 65,0 - - нулевая отметка 0,8 0,7 8,6 30,0 - 3. Езфбинное отделение: - отметка 4,5 м 0,6 0,52 8,3 - 2,2 - нулевая отметка 0,68 0,6 9,4 - 2,6 4. Мазутонасосная - - - 30,0 7,9 Параметры шума и температура воздуха на местах замера даны в таблице. Место замера Параметры шума Еемпература, “С Нормативное Фактическая Нормативное Фактическая значение (ПДУ), величина, дБА значение величина 180 ДБА 1. Елавный щит управления 65 70 21...25 29,8 2. Котельное отделение: - мазутный, газовый и питательный узлы 80 88 17...25 23,2 - отметка обслуживания барабана котла 80 85 17...25 50 - нулевая отметка 80 82 17...25 21 3. Тзфбинное отделение: - отметка 4,5 м у КРУ - 6 кВ 80 87 17...25 22 - нулевая отметка 80 90 17...25 24 4. Мазутонасосная 80 96 17...25 39 Анализ приведенных данных показьшает, что работа начальника смены электростанции выполняется при постоянном присутствии в воздухе рабочей зоны вредных химических веществ, при уровне шума, постоянно превьппающем предельно допустимые параметры, при температзфс, превышающей допустимые значения большую часть времени смены. Кроме того, его работа вьшолняется с регулярно чередующейся ночной сменой (при 3-х сменной работе) в условиях постоянного нервно­ эмоционального напряжения, связанного с потенциальным риском аварийных ситуаций. УДК 621.181 Оценка условий труда машиниста котлов на Оршанской ТЭЦ Студенты гр. 106515 Камошина М.А., Муслина Д.Б., Новик Е.А., Юркевич Е.В. Назшный руководитель - Винерский С.Н. Белорусский национальный технический университет г. Минск Функции машиниста котлов заключаются в контроле за работающим оборудованием по показаниям КИП и приборов автоматики, опробовании работоспособности предохранительных клапанов, осмотре оборудования, оценке его состояния и своевременном выявлении дефектов и нарушений в работе оборудования во время регулярных обходов. Машинист котлов относится к оперативному дежзфному персоналу, обслуживающему оборудование в соответствии с утвержденным графиком дежурств при 3-х сменной работе с регулярно чередующейся ночной сменой. Его работа начинается с приема смены от предыдущего дежурного и заканчивается сдачей смены следующему по графику дежзфному, а фактический баланс оперативного времени при работе машиниста котлов представлен в таблице. Рабочая зона (точки обслуживания) Процент времени смены Центральный щит управления 75,0 Мазутный, газовый и питательный узлы (отметка 6,6 м) 7,5 Отметка обслуживания барабана котла (отметка 18,0 м) 7,5 Нулевая отметка 5,0 Концентрация вредных веществ в воздухе рабочей зоны, мгш дана в таблице: Место замера N02 (ПДК = 2 мг/м^) SO2 (ПДК = 10 мг/м^) СО (ПДК = 20 мг/м^) СпН^ (ПДК = 300 мг/м^) Центральный щит управления 1,0 0,9 10,0 36,0 Мазутный, газовый и питательный узлы (отметка 6,6 м) 1,6 1,4 15,8 70,0 Отметка обслуживания барабана котла (отметка 18,0 м) 4,2 1,8 21,2 65,0 Нулевая отметка 0,8 0,7 8,6 30,0 181 Уровни шума, создаваемые в точках обслуживания котла, приведены в таблице. Место замера Нормативное значение (ПДУ), дБА Фактическая величина, дБА Центральный щит управления 65 66 Мазутный, газовый и питательный узлы (отметка 6,6 м) 80 88 Отметка обслуживания барабана котла (отметка 18,0 м) 80 84 Нулевая отметка 80 81 Параметры микроклимата приведены в таблице. Место замера Температура, "С Относительная влажность, % Нормативное Фактическая Нормативное Фактическая значение величина значение величина Центральный щит управления 21...25 29,8 не более 75 30 Мазутный, газовый и питательный узлы (отметка 6,6 м) 17...25 23,2 не более 75 39 Отметка обслуживания барабана котла (отметка 18,0 м) 17...25 50,0 не более 75 18 Нулевая отметка 17...25 21,0 не более 75 46 Таким образом, работа машиниста котлов вьшолняется в потенциально жизне- и травмоопасных условиях с возможностью аварийных ситуаций и риском для здоровья (с сосудами под давлением и вредными химическими веществами), в неблагоприятных санитарно-гигиенических условиях труда (при повышенном зфовне шума, высокой температуре и низкой относительной влажности), при регулярно чередующейся трехсменной работе с ночной сменой. УДК 621.165 Режим работы старшего машиниста турбинного отделения и загазованность воздушной среды в зонах обслуживания Студенты гр. 106415 Спивак О.В., гр. 106425 Жавино К.В., Липский Е.А. Назшный руководитель - Винерский С.Н. Белорусский национальный технический университет г. Минск Нами произведена оценка режима работы старшего машиниста тзфбинного оборудования и загазованности воздушной среды в зонах обслуживания оборудования в котлотзфбинном цехе Оршанской ТЭЦ. Старший машинист тзфбинного отделения относится к оперативному деж}фному персоналу, обслуживающему производственные участки в соответствии с утвержденным 3-х сменным графиком деж}фств, поэтому прежде всего, приступая к работе, каждый деж}фный должен принять смену от предыдущего дежурного, а после окончания работы сдать смену следующему по графику дежурному. При приемке смены деж}фный должен: - ознакомиться с состоянием, схемой и режимом работы оборудования, находящегося в его оперативном управлении в объеме, определяемом соответствующими инструкциями; - получить сведения от сдающего смену об оборудовании, за которым необходимо вести особо тщательное наблюдение для предупреждения нарушений в работе, и об оборудовании, находящемся в ремонте; - выяснить, какие работы вьшолняются по нарядам и распоряжением; - проверить и принять инструкции, ключи от помещений, оперативную документацию и документацию рабочего места; - ознакомиться со всеми записями и распоряжениями за время, прошедшее со своего предыдущего дежурства; - доложить начальнику смены о вступлении в деж}фство и недостатках, выявленных при приемке смены; 182 - оформить приемку-сдачу смены записью в журнале, заверив своей подписью и подписью сдающего смену. В течение смены он должен по утвержденным графикам осуществлять контроль за работающим оборудованием, производить опробование, профилактические осмотры оборудования, контролировать показания КИП, приборов автоматики, а при нарушениях режима работы оборудования немедленно принять меры к восстановлению нормального режима работы или ликвидации аварийного положения и предотвращению аварии, а также сообщить о происшедшем начальнику смены или начальнику котлотурбинного цеха. Фактический баланс рабочего времени старшего машиниста турбинного отделения представлен в таблице 1. Таблица 1 - Фактический баланс рабочего времени старшего машиниста тзфбинного отделения Рабочая зона (точки обслуживания) Процент времени смены 1. Главный щит управления 30,0 2. На отметке 4,5 м: - у турбины, у рабочего стола 30,0 - у бойлеров 2,5 - У подогревателей высокого давления 2,5 3. На нулевой отметке: - у сетевых насосов, подогревателей, питательных насосов ПЭН 12,5 - у масло- и воздухоохладителей 5,0 4. На отметке 11,0 м на площадке обслуживания деаэраторов 7,5 5. На отметке 14,5 м на площадке обслуживания РОУ-2 и РОУ-3 5,0 Концентрация вредных веществ в воздухе рабочей зоны, мгш , представлена в таблице 2. Таблица 2 - Концентрация вредных веществ в воздухе рабочей зоны, мг/м^ Место замера N02 (ПДК = 2 мг/м^) СО2 (ПДК = 10 мг/м^) SO (ПДК = 20 мг/м^) СпНш (ПДК = 300 мг/м^) Масла минеральные (ПДК = 5 мг/м^) 1. Г лавный щит управления 1,02 0,9 10,0 36 - 2. На отметке 4,5 м 0,6 0,52 8,3 - 2,2 3. На нулевой отметке 0,68 0,6 9,4 - 2,6 4. На отметке 11,0 м 0,9 0,8 13,8 - - 5. На отметке 14,5 м 0,95 0,82 12,4 - - Анализ состояния воздушной среды в зонах обслуживания показывает, что работа старшего машиниста тзфбинного отделения вьшолняется во вредных условиях при постоянном присутствии в воздухе рабочей зоны оксидов азота, углерода, сернистого ангидрида, углеводородов, минеральных масел. Учитывая, что воздействие вредных веществ на человека в условиях интенсивного шума (на отметке 4,5 м, на нулевой отметке, на отметке 14,5 м зфовень шума составляет от 87 до 102 дБА при ПДУ = 80 дБА) и высоких температзф (на главном щите управления, на отметках 4,5 м, 11,0 м и 14,5 м она составляет от 29,4 °С до 40,8 °С) усиливается, эта работа может приводить к серьезным нарушениям в работе отдельных органов или организма человека в целом. Кроме того, работа старшего машиниста тзфбинного отделения характеризуется напряженностью внимания (число объектов одновременного наблюдения более 10) и нервно-эмоциональным напряжением, связанным с высоким чувством ответственности за бесперебойную, безаварийную работу контролируемого им оборудования. УДК 621.165 Оценка условий труда старшего машиниста турбинного отделения Студенты гр. 106425 Бурий Ю.Э., Коленковский С.О., Транчак Н.В. Назшный руководитель - Винерский С.Н. Белорусский национальный технический университет г. Минск Баланс рабочего времени старшего машиниста турбинного отделения КТЦ Оршанской ТЭЦ включает: организационное обслуживание (допуск по наряду, прием и сдачу смены) - 5 % времени смены и оперативное время (контроль за работающим оборудованием) при нахо5цдении: 183 - на главном щите управления - 25 % времени смены; - на отметке 4,5 м у турбины, у рабочего стола, у бойлеров, у подогревателей высокого давления - 35 % времени смены; - на нулевой отметке у подогревателей, питательных насосов, масло- и воздухоохладителей - 17,5 % времени смены; - на отметке 11,0 м на площадке обслуживания деаэраторов - 7,5 % времени смены; - на отметке 14,5 м на площадке обслуживания РОУ - 5 % времени смены. Уровни глума в различных точках рабочей зоны составили. Место замера Параметры шума Нормативное значение (ПДУ), дБА Фактическая величина, дБА 1. главный щит управления 65 67 2. На отметке 4,5 м - у рабочего стола 80 90 - у тзфбины 80 95 - у бойлеров 80 87 - У подогревателей высокого давления 80 88 3. На нулевой отметке: - у питательных насосов 80 91 - у генераторов возле воздухоохладителей 80 90 4. На отметке 11,0 м: - на площадке обслуживания деаэраторов 80 84 5. На отметке 14,5 м: - на площадке обслуживания РОУ-2 и РОУ-3 80 101 Температура воздуха в рабочей зоне приведена в таблице. Место замера Нормативное значение, °С Фактическая величина, °С 1. Г лавный щит управления 20...25 29,8 2. На отметке 4,5 м - у рабочего стола 17...25 29,4 - у тзфбины 17...25 23,8 - у бойлеров 17...25 22,0 - У подогревателей высокого давления 17...25 23,2 3. На нулевой отметке: - У питательных насосов 17...25 24,0 - у генераторов возле воздухоохладителей 17...25 25,0 4. На отметке 11,0 м: - на площадке обслуживания деаэраторов 17...25 31,0 5. На отметке 14,5 м: - на площадке обслуживания РОУ-2 и РОУ-3 17...25 40,8 Интенсивность инфракрасного (теплового) излз^ения у блока регулирования нагрузки на турбину на отметке 4,5 м составила от 350 до 490 Вт/м^ (допустимая величина - 100 Вт/м^). Анализ состояния воздуха рабочей зоны показывает, что работа старгпего мапшниста тзфбинного оборудования на всех отметках происходит при постоянном присутствии в рабочей зоне оксидов азота, углерода и сернистого ангидрида. Таким образом, работа старгпего магпиниста тзфбинного отделения выполняется в неблагоприятных санитарно-гигиенических условиях труда (при повьппенном зфовне глума, высокой температзфс, инфракрасном излз^ении, наличии вредных веществ в воздухе рабочей зоны) при регулярно чередующейся 3-х сменной работе (с ночной сменой) и связана с высоким нервно-эмоциональным напряжением, вызываемом риском возможных аварийных ситуаций. 184 УДК 621.181 Условия труда машиниста котлов в котлотурбинном цехе БелГРЭС Студенты гр. 106525 Сандова Г.А., ФлоризякЕ.В. Назлный руководитель - Винерский С.Н. Белорусский национальный технический университет г. Минск Нами произведена оценка режима работы и условий труда машиниста котлов в котлотзрбинном цехе БелГРЭС. Фотография рабочего дня машиниста котлов включает организационное обслуживание (прием и сдачу смены) и оперативное время (контроль за работаюгцим оборудованием по показаниям КИП и приборов безопасности, проверку работоспособности предохранительных клапанов и осмотр оборудования во время регулярных обходов). Фактический баланс оперативного времени при работе машиниста котлов представлен в таблице. Рабочая зона (точки обслуживания) Процент времени смены Тепловой щит управления (отметка 4,75 м) 70,8 Площадка обслуживания форсунок (отметка 6,75 м) 10,0 Площадка у барабана котла 5,0 Дымососная площадка 5,0 Зольная (нулевая отметка) 5,0 Концентрация вредных вегцеств в воздухе рабочей зоны, мг/м^ дана в таблице: Место замера N02 (ПДК = 2 мг/м^) SO2 (ПДК = 10 мг/м^) СО (ПДК = 20 мг/м^) СпНд, (ПДК = 300 мг/м^) Тепловой щит управления (отметка 4,75 м) 1,15 1,05 10,7 38,6 Площадка у форсунок 1,41 1,21 13,9 50,6 Площадка у барабана котла 1,65 1,5 16,9 68,8 Дымососная площадка 3,94 1,7 24,5 80,8 Зольная 0,7 0,65 6,8 25,2 Анализ состояния воздушной среды в зонах обслуживания показывает, что работа машиниста котлов выполняется во вредных условиях при постоянном присутствии в воздухе рабочей зоны оксидов азота и углерода, сернистого ангидрида, углеводородов, причем на дымососной площадке отмечено превышение ПДК для оксида углерода в 1,2 раза, а для диоксида азота в 1,97 раза. Параметры глума, создаваемые в точках обслуживания, составили: - у пульта машиниста котлов (у теплового щита управления) - 79 дБА (ПДУ = 65 дБА); - на площадке у форсунок - 85 дБА (ПДУ = 80 дБА); - на дымососной площадке - 88 дБА (ПДУ = 80 дБА); - у барабана котла - 90 дБА (ПДУ = 80 дБА). Температура воздуха в рабочей зоне составила: - у пульта машиниста котлов (у теплового щита управления) - 24,2 °С (при 1доп = 21.. .25 °С); - на площадке у форсунок - 32,2 °С (при 1доп = 17...25 °С); - на дымососной площадке - 42,0 °С (при 1доп = 17.. .25 °С). Интенсивность инфракрасного излзшения на отметке обслуживания барабана котла была в пределах от 200 до 350 Вт/м^ (нормативное значение равно 100 Вт/м^). Учитывая, что воздействие вредных веществ на организм человека в условиях интенсивного глума (он везде превьплает ПДУ) и высоких температзр усиливается, эта работа вызывает серьезные нарушения в функционировании отдельных органов и организма человека в целом, что подтверждает потенциально жизне- и травмоопасные условия работы мапшниста котлов. 185 Роль таможенной службы в выявлении и пресечении административных таможенных правонарушений Студент ФТУГ Демещик К.А., Наз^ный руководитель - Бровка Г.М. Белорусский национальный технический университет г. Минск Важнейшая роль в деле обеспечения экономических интересов Республики Беларусь, поддержании внешнеэкономической политики принадлежит таможенной службе - одному из базовых институтов экономики. Значительное место в деятельности таможенных органов занимает правоохранительная функция, основу которой составляет борьба с таможенными преступлениями. В нстоягцее время преступления в сфере таможенного дела являются одним из распространенных видов преступной деятельности, наносягцих сугцественный угцерб национальной, в том числе и экономической безопасности Республики Беларусь. В 2008 году особое внимание было сконцентрировано на выполнеии поручения Г лавы государства об обеспечении повышения качества оперативно-розыскной деятельности. Немного статистики. Так, в результате проведения операций таможенного контроля, специальных и оперативно­ розыскных мероприятий таможенными органами выявлено в истекшем году 15706 нарушений таможенного законодательства. Для сравнения, в 2007 году - 15022. В 2008 году по сравнению с 2007 годом стоимость товаров, изъятых и арестованных по делам о таможенных правонарушениях возросла на 40% и в сумме составила 87,7 млрд.рублей. Данный перечень можно перечислять долго. Тенденция одна. По сравнению с 2007 годом, в 2008 году колличество таможенных правонарушений возраело. То ли таможенные органы стали работать оперативнее, то ли растёт количество нарушений в сфере таможенного законодательства? Очевидно, что в сложившейся ситуации необходимо тесное взаимодействиие правоохранительных подразделений таможенных органов с иными правоохранительными и контролируюгцими органами. Качественному повышению эффективности межведомственного сотрудничества способствовала реализация мероприятий, предусмотренных Планом совместных действий ГТК, МВД, КГБ, МНС, КГК и ГПК по борьбе с контрабандой и преступностью в сфере внешнеэкономической деятельности на 2007-2008 годы. Так, результатом исполнения данного Плана в 2008 году стало выявление в ходе совместных мероприятий 131 нарушения таможенного законодательства, стоимость изъятых при этом товаров составила 5,3 млрд, рублей. Для сравнения, в 2007 г. - выявлено 100 нарушений таможенного законодательства, стоимость изъятых товаров - 4,5 млрд, рублей. Всего несколько цифр, а статистика роста таможенных правонарушений впечатляет. Временной отрезок всего в год, а как выросли показатели? В любом деле как известно две стороны медали. Одна сторона медали - блестягцая деятельность таможенных правоохранительных органов в союзе с другими межведомственными органами. Вторая сторона медали? Проанализируем. Должностными лицами таможенных органов ежегодно составляется большое количество протоколов об административных правонарушениях. Не секрет, что при этом ими допускаются различные ошибки. Данные ошибки приводят не только к неправильной квалификации деяний, но иногда и к необоснованному привлечению, например, граждан к административной ответственности. Одной из причин несоблюдения законности является незнание или недоетаточное знание самими гражданами, индивидуальными предпринимателями, представителями юридических лиц норм административно-деликтного материального и процессуального законодательства, регулируюгцего их права и обязанности. Прогце говоря, недостаточная правовая культзфа. Необходимо отметить, что Таможенный кодекс Республики Беларусь далеко не единственный нормативно-правовой акт, регулируюгций отношения в области таможенного дела. Сугцествует ряд правовых актов, издаваемых Президентом, Советом Министров и Государственным таможенным комитетом. Возникают разночтения. В заключении хочу отметить, что весьма важно, что бы таможенная политика страны была направлена на соблюдение интересов как самого государства, так и его населения. Данной гармонии можно достичь благодаря: - воспитанию правовой культуры населения благодаря иззшению действуюгцего законодательства; - устранению разночтений в действуюгцем таможенном законодательстве. 186 Химические технологии 187 УДК 625.7 Новые материалы для дорожной разметки Студент гр. 104137 Лигатко Л.А. Назлный руководитель - Яглов В.Н. Белорусский национальный технический университет г. Минск Рациональная разметка дорог является эффективным средством повыпіенйя скорости, а также удобства и безопасности движения. Материалы, используемые для разметки проезжей части дороги, должны обеспечивать хорогпую адгезию к асфальтовому покрытию, хорогпую видимость разметки при любых погодных условиях, обладать необходимой износостойкостью, иметь достаточную гпероховатость, стойкость к атмосферным осадкам и антигололедным средствам, обладать масло- и бензостойкостью и, наконец, быть технологичными при нанесении на поверхность дороги. Для этих целей применяют различные дорожные разметочные материалы, среди которых следует отметить краски, термопластики, холодные пластики и световозврагцаюгцие материалы. Вместе с тем во многих странах ведется разработка новых более эффективных технологий нанесения разметки на дорожные покрытия и создание новых дорожных маркировочных материалов с улучгпенными качествами. Как отмечалось, ранее одно из основных требований к разметочным материалам гласит - разметка должна быть хоропю видна в любое время суток и в любую погоду. Предлагается обратить внимание на один из перспективных способов повыгпения качества оптических свойств разметочных материалов, применения которого позволяет сделать разметку более четкой, яркой и видимой на достаточно больгпих расстояниях. Такие материалы могут быть получены путем применения люминофоров, флуоресцируюгцих пигментов и красок и использование технологий, повыгпаюгцих световозврагцаюший эффект. Особой эффективностью обладают фосфоресцирующие краски, содержащие неорганические или органические люминофоры. Эффективными неорганическими люминофорами могут служить люминофоры, получаемые Ставропольским наз^но-производственным объединением «Люминофор» (Россия) марок ФК-5 - ФК-9, которые по своему составу представляют сульфиды цинка-кадмия, активированные медью или серебром, а также люминофоры с длительным послесвечением, полз^аемые ООО «Кронвер» г. Фрязино (Россия), которые по своему составу представляют алюминаты стронция, активированные европием и диспрозием. Кроме того, одной из российских фирм разработана люминофорная краска ХВ-589 на базе неорганического фосфора. В качестве органических люминофоров могут быть использованы кумарины, родамины, производные антрацена и другие соединения. Краски, приготовленные на основе выгпеуказанных люминофоров, обладают яркой флуоресценцией в видимой области спектра (400 - 690 нм) с выходом свечения 0,8 - 0,96, и могут быть использованы для разметки автомобильных дорог и изготовления дорожных знаков. УДК 546.65 Влияние температуры на эффективноеть экетракции еоединений РЗЭ из азотнокиелых раетворов Студент гр. 104117 Нестеренко В.А. Наз^ный руководитель - Слепнева Л.М. Белорусский национальный технический университет г. Минск Практически все существующие производства редкоземельных элементов, как известно, независимо от типа сырья и характера растворов после его разложения используют жидкостную экстракцию для получения концентратов и индивидуальных соединений РЗЭ. В качестве экстрагентов применяли нейтральные фосфорорганические экстрагенты: трибутилфосфат (ТБФ), диизооктилметилфосфонат (ДиОМФ), изоамилдибутилфосфиноксид (ФОР), обладающие значительной емкостью и селективностью при извлечении РЗЭ из растворов сложного солевого состава. В настоящей работе исследовано влияние температуры на эффективность экстракции соединений РЗЭ из азотнокислых растворов. Характер температзфной зависимости коэффициентов распределения РЗЭ может быть обусловлен различными факторами - температзфным изменением значений констант равновесия реакции экстрагирования и других процессов, протекающих в каждой из фаз, а также влиянием температзфы на значения коэффициентов активности ионов в растворах. Поэтому для выяснения действительных причин, вызьшающих изменение коэффициента распределения РЗЭ, была исследована температзфная зависимость экстракционного процесса, что дало возможность проследить изменение эффективности изз^енных 188 экстракционных процессов в зависимости от условии экстракции и от состава и строения нейтральных фосфорорганических экстрагентов и имело большое значение для их правильного выбора. Установлено, что ход изотерм раснределения нитратов РЗЭ без высаливателя нри экстракции ТБФ, ФОР, ДИОМФ одинаков нри различных температурах и характерен для экстракции ионов металлов по сольватному механизму. Повьппение температзфы приводит к некоторому снижению равновесной концентрации РЗЭ в органической фазе и соответственно коэффициента раснределения. При повышении концентрации РЗЭ в водной фазе различия в величинах концентраций РЗЭ в экстракте нри разных температзфах уменьшаются, а в области насыгцения концентрапця РЗЭ в органической фазе (емкость экстрагента) не зависит от температзфы - все кривые сливаются в одну. Температзфная зависимость раснределения РЗЭ нри экстракции ФОР, ДИОМФ и ТБФ подобна. Коэффициенты раснределения РЗЭ нри использовании ДИОМФ и ФОР существенно выше, чем для ТБФ во всем исследованном температзфном интервале. При экстракции лантаноидов повышение концентрации азотной кислоты нриводит к значительному снижению коэффициента раснределения РЗЭ за счет конкурирующей экстракции азотной кислоты и снижения свободной концентрации экстрагента. Повышение концентрации азотной кислоты в растворе нриводит к уменьшению температзфной зависимости коэффициента раснределения РЗЭ и влияние температзфы тем меньше, чем больше степень насыщения экстрагента. При любой температзфе коэффициент раснределения является функцией концентрации кислоты в водной фазе и проходит через максимум, но этот максимум тем меньше, чем выше температзфа. Ход зависимости коэффициента раснределения РЗЭ от температзфы объясняется зависимостью от нее констант равновесия реакций экстрагирования и других реакций, нротекающих в водной и органической фазах. УДК 666.01 Синтез и исследование стекол для рабочей части pH метрических электродов Студентка 5 к}фса, тр. 8 Кигцук Е.В. Назшный руководитель - Бобкова Н.М. Белорусский государственный технологический университет г. Минск В последнее время в стекольной отрасли большое внимание уделяется разработке новых составов электродных стекол, устойчивых к щелочным средам с pH более 14. Такие стекла используются для изготовления рабочей части стеклянных электродов для pH метрических приборов. Используемые в настоящее время составы характеризуются высокой стоимостью (за счет введения CS2O) и недостаточной устойчивостью в высокощелочных средах, что нриводит к быстрой потери их электродных свойств. SiO^ 54 Рисунок 1- Область составов исследуемых стекол Настоящая работа посвящена синтезу и исследованию новых составов электродных стекол на основе 8102“Ва0 - 2Ю2 стеклообразующей системы (рис. 1), модифицированной оксидами Ьа20з, БІ20, К2О и ТІО2 (Е 34 %), способных длительное время устойчиво работать в щелочных средах с pH более 14. Одним из важных критериев нри оптимизации составов электродных стекол является устойчивость их стеклообразного состояния в интервале температур формования и спаивания с корнусной частью электрода. Иззшение кристаллизационной способности экспериментальных стекол позволило установить, что большинство из них характеризуются высокой устойчивостью стеклообразного состояния. 189 Синтез экспериментальных стекол осуществлялся в корундизовых тиглях в газовой печи с вьщержкой при максимальной температуре 1350 °С. Для интенсификации процесса стекловарения поддерживались окислительные условия варки. Визуальная оценка синтезируемых стекол позволяет сделать заключение, что при выбранных условиях синтеза все исследуемые стекла хорошо проварены и осветлены. Успешное использование разработанных составов стекол в качестве рабочей части стеклянного электрода определяется совокупностью их физико-технических свойств, в частности значениями ТКЛР, щелочестойкости и электрическими свойствами. Температурный коэффициент линейного расширения (ТКЛР) эксплуатационных свойств электродных стекол при спаивании экспериментальных стекол данный показатель изменяется в Сопоставительный анализ значений ТКЛР корпусного стекла (92,0-98,0) показал, что большинство из них отвечает требованиям по согласованности термического расширения (разница не превышает 10 %). Согласно международной классификации D1N 12122 по щелочестойкости разработанные составы стекол относятся к 1 классу. Потери массы при кипячении в течение 3 часов в растворе 1н NaOH+Ін ПагСОз составляет 14,2-18,3 г/дм ,^ что обеспечит длительность работы электрода. Удельное электрическое сопротивление разработанных стекол составляет более 10'° Ом-м. Таким образом, большинство разработанных составов стекол характеризуются высокой щелочестойкостью при необходимом уровне значений ТКЛР и электрического сопротивления и могут быть использованы для изготовления рабочей части стеклянных электродов для pH метрических приборов. является одним из важнейших с корпусным пределах (98,0-105,0)10 стеклом. Для к-\ .10-7 j -^1 И синтезированных стекол УДК 676.024.74 Влияние композиционного состава мешочной бумаги на ее свойства Студент факультета ТОВ, 5 группы Купе Е.А. Назшный руководитель - Жолнерович Н.В. Белорусский государственный технологический университет г. Минск Изготовленные из мешочной бумаги многослойные мешки в настоящее время находят широкое применение в пищевой промышленности (для упаковки муки, сахара и других сыпучих продуктов), в производстве строительных материалов (упаковка цемента, гипса), в химической промышленности (упаковка извести, мела и других химических продуктов), а также в производстве минеральных удобрений и др. Отсюда понятно, что требования, предъявляемые к мешочной бумаге, должны учитывать весьма разнообразные условия изготовления и эксплуатации бумажных мешков. Однако создать универсальный вид бумаги, удовлетворяющий всех потребителей, практически невозможно, да и нецелесообразно. Достижение определенных требований возможно путем комбинирования нескольких видов мешочной бумаги в виде многослойного мешка [1]. Возрастающий интерес к данному виду продукции обусловлен преимуществами бумажной упаковки по сравнению с другими видами упаковочных материалов. К основным из них относятся простота утилизации отработанной упаковки, возможность переработки и использования отработанного упаковочного материала в качестве вторичных ресурсов. Это обусловливает необходимость проводимых исследований с практической точки зрения, которые направлены на повышение конкурентно способности мешочной бумаги на мировом рынке упаковки. Традиционно мешочная бумага изготавливается из небеленой сульфатной хвойной целлюлозы с добавлением в композицию проклеивающих материалов и упрочняющих добавок. Однако технология ее получения постоянно совершенствуется например, путем перевода процесса проклейки в область нейтральных значений pH, использованием новых упрочняющих добавок, нанесением поверхностного покрытия (приданием napo-, водо-, газонепроницаемости, ламинированием полиэтиленом) и др. Кроме этого возможна замена в композиции данного вида продукции волокнистых полуфабрикатов на более дешевые, например бисульфитную целлюлозу. Мнения ученых неоднозначны по данному вопросу. Например, одни считают, что применение данного вида волокнистых полуфабрикатов нецелесообразно для указанного вида бумаги в связи со снижением величины ударных нагрузок материалом вследствие высокой жесткости данного волокнистого полуфабриката. Однако данный вопрос остался открытым и требует проведения дальнейших исследований. Целью настоящей работы являлось определение композиционного состава мешочной бумаги, содержащей в своей композиции бисульфитную целлюлозу. Для достижения поставленной цели в лабораторных условиях были изготовлены и испытаны образцы мешочной бумаги массой 70 г/м^ с различным композиционным составом по волокну. Для исследований использована целлюлоза бисульфитная производства ОАО «Светлогорский целлюлозно­ картонный комбинат» и макулатура. Композиционный состав варьировался от 0 до 100% целлюлозы и от 100 до 0% макулатуры. Шаг изменения расхода волокнистого полуфабриката в композиции был 190 равен 20%. Кроме этого, в композицию бумаги для придания ей гидрофобных свойств и влагопрочности вводили синтетическое проклеивающее вещество на основе алкилкетен димеров в количестве 0,5% от а.с.в. и влагопрочную смолу в количестве 0,8% от а.с.в. Расход расход указанных химикатов был постоянным во всех опытах. Изготовление образцов мешочной бумаги осуществляли в соответствии со стандартной методикой. Важно отметить, что оценки прочностных характеристик, которыми традиционно характеризуют качество бумаги, для мешочной бумаги недостаточно, т.к. условия эксплуатации данного вида продукции предполагают динамические нагрузки. В итоге проведенных в разных странах экспериментальных работ, исследователи пришли к единодушному выводу, что четкой зависимости между прочностью мешков и физико-механическими свойствами бумаги не существует [2, 3]. Это вызвано различиями в условиях приложения нагрузки, конструктивными особенностями мешков и свойствами затаренного продукта. В связи с этим в качестве критериев оценки качества полученных образцов бумаги нами были выбраны такие показатели как поглощение энергии при разрыве, Дж/м^, разрьшная длина, м, жесткость при разрьше, кН/м и модуль Юнга, СПа. На основании полученных экспериментальных данных были получены адекватные математические модели, описывающие влияние расходных и режимных параметров изготовления мешочной бумаги на ее свойства. Сравнительная оценка полученных результатов влияния композиционного состава по волокну на свойства образцов мешочной бумаги показала, что при увеличении содержания в композиции целлюлозного волокна и одновременном снижении доли макулатуры разрывная длина образцов бумаги увеличивается. При этом, если не принимать во внимание изменение остальных показателей, то можно говорить о том, что наиболее целесообразно изготавливать мешочную бумагу из 100% целлюлозы. Однако, одновременная оценка качества данного вида продукции по показателям динамической прочности (жесткость при разрыве, модуль Юнга и поглощение энергии при разрыве) позволяет выявить совершенно иную картину. Во-первых, при увеличении в композиции образцов доли бисульфитной целлюлозы от 0 до 100% приводит к монотонному возрастанию жесткости при разрыве и модуля Юнга на значительную величину от 460,3 до 753,9 кН/м и от 3,069 до 5,026 ГПа соответственно. А это уже является негативным фактором, который отражается на эластичности бумаги. Следовательно, бумагу мешочную нецелесообразно изготавливать из 100% бисульфитной целлюлозы, т. к. она будет обладать низкой динамической прочностью. Если при этом проанализировать изменение поглощение энергии при разрыве образцов бумаги, то видно, что при увеличении доли целлюлозы в композиции бумаги от 0 до 60% данный показатель возрастает от 33,6 до 56, Дж/м^, при повышении доли целлюлозы и соответственно снижении доли макулатуры наблюдается падение данного показателя. Это говорит о падении динамической прочности образцов. Таким образом, сравнительный анализ полученных данных показал, что при содержании в композиции целлюлозы 40-60% и макулатуры 60-40% значение разрывной длины, жесткости при разрыве и модуля Юнга находятся в допустимых пределах, а поглощение энергии при разрыве достигает максимальных значений. Поэтому изготовление мешочной бумаги возможно из бисульфитной целлюлозы при содержании ее в композиции бумаги в количестве 40-60% в сочетании с соответствующим количеством макулатурного сырья. Литература 1. Андреев Б. По данным 2005 года // Целлюлоза. Бумага. Картон. - 2006. - № 2. - С. 26-27. 2. Сушкова Н. Д. Бумажные мешки. - М.: Лесная промышленность, 1974. - 168 с. 3. Фляге .Д. М. Свойства бумаги. - М.: Лесная промышленность, 1976. - 648 с. УДК 543.272.8 Отработка методики и определение еодержания хрома в образцах различных еталей Студент гр. 104517 Капуста Д.О. Назшный руководитель - Беляцкий В.Н. Белорусский национальный технический университет г. Минск Известно, что соединения хрома широко применяют для легирования сплавов. К коррозионно- стойким сталям относят хромистые, хромоникелевые, хромо-марганцевоникелевые, хромомарганцевые. Хромистые стали, содержащие 13%Сг, при комнатной температуре устойчивы на воздухе в слабых растворах кислот и растворах солей (кроме хлоридов). Стали с содержанием 17-20%Сг устойчивы в 65%HN03 до 50°С, с содержанием 15-28%Сг - в горячих концентрированных растворах щелочей. Хромистые стали с низким содержанием углерода (С<0,01%) обладают высокой стойкостью против всех видов коррозии в горячих растворах хлоридов. Специфические свойства силицидов хрома используют для 191 раскисления сталей. Поэтому проведение анализа на содержание хрома в образцах сталей является, несомненно, актуальной задачей. Целью работы являлось определение содержание хрома в образцах различных материалов. Для определения содержания хрома подходят многие методы как разрушающего, так и неразрушающего контроля. Методы, основанные на растворении образца в растворах кислот с последующим количественным анализом образовавшихся катионов обладают высокой точностью, экспрессностью, воспроизводимостью, а также требуют сравнительно недорогого оборудования при проведении анализов. При растворении в кислоте образца стали хром переходит в раствор в виде катионов Сг^ ,^ который может быть проанализирован непосредственно, однако для целей химического анализа наиболее подходяпщм является перевод в шестивалентное состояние с его последующим анализом либо титриметрическим, либо фотометрическим методами, что обеспечивает более высокую точность. Нами был разработан метод растворения образца стали в соляной кислоте, перевод полученного катиона хрома в хромат-ион в щелочной среде с последующим фотометрированием ползшенного раствора при Х=364нм. Выбор условий проводился с целью повышения скорости проведения анализа при сохранении высокой точности данных. Суть разработанной методики состояла в следующем. Сразу проводилось растворение образцов стали и перевод хрома в раствор. Для этого навеска стали (~0,05грамм) взвешивалась с точностью до 0,1 мг и растворялась в 5мл НССощ, при нагревании. Затем производился перевод железа в нерастворимый гидроксид железа (III) и хрома в шестивалентное состояние. Для этого к 10,0 мл раствора, ползшенного на предыдущей стадии, при интенсивном перемешивании прибавлялось 2мл перекиси водорода Н2О2 (кощ) и затем, через ~0,5мин прибавлялось 3 мл раствора гидроксида аммония NH4OH (кощ)- (со~20%-^25%).0 необходимом уровне pH говорит образование бурого осадка гидроксида железа (III), который на этой стадии маскирует образование ярко-желтого хромата аммония (NH4)2Ct04B растворе. Раствор выдерживался при слабом кипении в течение 10 мин для завершения реакции окисления. Гидроксид железа (III) отделялся от хромата аммония фильтрованием через бумажный фильтр «белая лента». Объем полученного фильтрата доводился по объема 100мл и проводилось фотометрирование полученного раствора на фотоколориметре при Х=364нм. Определение концентрации хромат-иона в растворе проводили по калибровочному графику, построенному предварительно. Иззшение содержания хрома в образце нержавеющей стали Х18Н9Т показало наличие металлического хрома в количестве 17,5%. После этого был иззшен состав стали, используемый для изготовления бритвенных лезвий типа «Жилет» и «Спутник». Проведенный анализ показал содержание хрома в образцах 7,5% и 4,8% соответственно. УДК 666. 9 Ремонт дорожных одежд методом екороетного бетонирования Студент гр. 104818 Подлипский С.Н. Назшный руководитель - Бзфак Г. А. Белорусский национальный технический университет г. Минск В настоящее время главной задачей является не строительство новых, а содержание и реконструкция существующих дорог. Новые методы строительства и восстановления дорожных покрытий, позволяет открывать движение менее чем через 12 ч после проведения ремонтных работ и сводит эти проблемы к минимуму. Это метод скоростного бетонирования дорожных покрытий . Установлено, что укладка слоя цементобетона толщиной 5-7,5 см на существующее дорожное покрытие из цементобетона целесообразна с точки зрения экономики и долговечности по сравнению с укладкой асфальтобетонного слоя. Для приготовления смесей использовался быстротвердеющий цемент, крупно- и мелкозернистый минеральный заполнитель и тонкая зола-уноса, способствующая твердению. Прочность сцепления с существующим дорожным покрытием каждой смеси с введением различного количества водоуменьшающих и ускоряющих добавок, а так же хлористого кальция определялась в возрасте 6,8,12,18 и 24 ч. Цементопесчанный раствор, образующий промежуточный слой состоял из равных массовых частей портландцемента и песка, смешиваемых с водой, в количестве, обеспечивающем удобоукладываемость раствора. Время от момента приготовления раствора до его распределения не превышало 90 мин. После проведения подготовительных работ в местах, где в старом дорожном покрытии имелись швы, и в местах ямочного ремонта на всю толщину размещались пластмассовые прокладки. Позже, после укладки слоя усиления, в этих местах пропиливали швы, которые заполняли силиконовым герметиком. После такой подготовки поверхности дорожного покрытия распределяли тонкий слой раствора, обеспечивающего сцепление, и до его схватывания укладывали цементобетонный слой усиления. 192 Такой материал удаляли после того, как слой бетона набирал минимальную прочность 2,5 МПа. Операции уплотнения, отделки, создания текстуры и нанесение состава для ухода вьшолнялись за время не превьппающее 45 мин. Выбоина предварительно продувается сжатым воздухом и смачивается летучим растворителем. Для ремонта при сухой погоде используется следующий состав: щебень фр. 2,5 - 5 мм, и 30% раствор пенополистирола. Полз^ается сыпучий материал, который можно транспортировать навалом или в затаренном состоянии. На месте производства работ этот щебень смачивают летучим растворителем (щебень: растворитель 10:1) и укладывается в выбоину, прикатываясь катком. Сверху укладывается защитный слой песка и раствора полистирола. Через 2 часа можно открыть движение транспорта. Может быть использован при сухой погоде также вяжущее, полз^енное путем смешения раствора полиуретанового аддукта, растворителя и инициатора полимеризации. В полученное вяжущее добавляют сухой песок или гранитные отсевы. После перемешивания смесь укладывается в выбоину на дороге и прикатывается катком. Через 3 часа открывают движение транспорта. При любой погоде может быть использовано вяжущее путем смешения карбамидоформальдегидной смолы, отвердителя и латекса. В полученное вяжущее добавляют песок или гранитные отсевы (можно влажные). Скоростной метод бетонирования позволяет увеличить безопасность движения транспорта, сократить сроки строительства, уменьшить стоимость и увеличить срок службы покрытия магистрали. УДК 625.7 Разработка составов комплексных водостойких быстротвердеющих вяжущих строительного назначения Студент гр. 104138 Слижов Д.Ю. Назшные руководители - Шагойко Ю.В., Дубинчик И.В. Белорусский национальный технический университет г. Минск В настоящее время в связи с ростом интенсивности и грузонапряженности движения транспортных средств важную роль приобретает качество проведения работ по текущему ремонту покрытий. Совершенствования технологии ремонта дорог при неблагоприятных условиях можно достигнуть повышением качества асфальтобетонных смесей, в частности улучшением их адгезионных свойств путем введения в битум поверхностно-активных добавок. Выявлено достаточно большое количество катионоактивных веществ, положительно влияющих на свойства асфальтобетонных смесей. Улзшшение свойств наблюдается при использовании карбоксиламина, битумной присадки, вещества на основе полиэтиленполиамина и синтетических жирных кислот-БП-3. Так, введение БП-3 в количестве 0,5-1,5% позволяет увеличить полное сцепление поверхности сухих и влажных минеральных материалов кислых пород и вязкими битумами, снизить температзфу приготовления смесей и уменьшить расход битума. Уплотнять смеси при низких температзфах позволяет применение полимерно­ битумного вяжущего на основе дивинилстирольных термоэластопластов (ДСТ). Используются ДСТ, содержащие 28-32% связанного стирола. Вяжущее получают введением в битум 2-2,5% ДСТ, предварительно растворив в углеводородных растворителях: сольвенте, ксилоле или бензине. Снижается температзфа нагрева битума при применении катионной добавки - флотореагента АНП- 2. Добавку смешивают с водой и битумом в соотношении 1:3 и вводят в смеситель в количестве 0,01-0,2% от массы минерального материала. Улзшшить эластичные свойства битума позволяет пластифицирующая добавка, представляющая собой продукт термоокисления остатков от регеннерации отработанных смазочных масел ПН-2. Масло вводится в выпаренный битум при температзфе 100°С в количестве 10-15%. Перспективными материалами являются резинобитумные мастики и пасты. Сочетая различные синтетические смолы, казшук, пластификаторы и наполнители можно получить мастику с заданными свойствами. Так, мастика, состоящая из битума (70%) , резиновой крошки(16%) , фильтр пресной пыли (11%) и ПВА (3%) отличается высокой эластичностью и морозостойкостью. Практика эксплуатации автомобильных дорог показывает, что одним из многочисленных факторов, влияющих на снижение долговечности асфальтобетонных покрытий, является применение в асфальтобетонных смесях битума низкого качества. Для повышения качества асфальтобетонных покрытий в верхних слоях автомобильных дорог 1—11 технических категорий рекомендовано применять модифицированные битумы, обладаюпще по сравнению с дорожными битумами более высоким зфовнем физико-механических показателей. Применение данных модификаторов позволяет существенно расширить интервал пластичности дорожных битумов, характеризуемый разностью между температзфой размягчения и температзфой хрупкости вяжущего. Физико-механические показатели полимерно-битумных вяжущих на основе 193 полимеров типа СБС имеют более высокий уровень свойств и нашли более широкое практическое применение по сравнению с другими модификаторами. Полимерно-битумное вяжущее (ПБВ) на основе термоэластопластов является качественно новым материалом, позволяющим повысить срок службы дорожного покрытия. По сравнению с нефтяными дорожными битумами полимерно-битумные вяжущие обладают новым комплексом свойств, существенно отличающихся от свойств исходных битумов: эластичностью, трещиностойкостью, широким интервалом пластичности (ИП), повышением прочности при растяжении .Вяжущие полимерно-битумные дорожные на ПБВ получают путем растворения термоэластопласта в битуме. В качестве термоэластопласта используют блоксополимеры дивинила со стиролом типа СБС, чаще всего марок ДСТ 30-01, ДСТ 30 Р-01, и их зарубежный аналог Кратон Д 1101. Для получения вяжущих использовались песок ,битум , гудрон, кратон , ДСТ и растворители : РС- 2 и сольвент. Для ползшения вяжущего ДСТ растворялся в РС-2 в течение суток (30%-ый раствор). Ползшенная густая масса добавлялась в разогретый битум и смесь перемешивалась при нагревании до однородной массы. В песок добавлялось вяжущее, состав перемепшвался при нагревании и формовались образцы-балочки ( состав 1). Было опробовано растворение ДСТ в РС-2 в течение суток (30%-ый раствор). В полученную массу добавлялся РС-2 (20 см^). В расплавленный битум добавлялся РС-2 (15 см^), а затем раствор ДСТ. В песок добавлялось вяжущее, состав перемешивался на холоду и формовались образцы-балочки (состав 2). Кратон растворялся при перемешивании в 15 см ^ РС-2 . В расплавленный битум добавлялся РС-2 (15 см^), а затем раствор кратона. В песок добавлялось вяжущее, состав перемешивался на холоду и формовались образцы-балочки. Иззшена растворимость ДСТ в растворителях: сольвенте и РС-2. Изготовлены образцы на основе битума, ДСТ, кратона и определены прочностные показатели. На основании ползшенных экспериментальных данных, можно сделать вывод о возможности использования ДСТ и кратона для получения битумно-полимерных вяжущих на основе местного сырья.. Оптимальный состав: песок -1600 г, 7% вяжущего (битум и ДСТ-20% раствор в сольвенте). УДК 546.226+546.185 Исследование кристаллогидратов в неорганической технологии Студентка 1 кзфса Василевская Т. А. Назшный руководитель - Малашонок И.Е. Белорусский государственный технологический университет г. Минск Современная неорганическая технология (производство минеральных удобрений, технических и реактивных солей, строительных материалов, катализаторов, неорганических материалов специального назначения) включает химико-технологические методы переработки минерального сырья и неорганических полупродуктов и характеризуется широким спектром применяемых исходных и получаемых веществ, разнообразием химико-технологических условий проведения процессов, большим диапазоном свойств и требований к продукции. Вопросы идентификации исходных, промежуточных и конечных продуктов приобретают особую актуальность, в том числе определение в составе соединений молекул воды и способов ее связывания в кристаллической решетке. Многие соли при синтезе из растворов крисстализуются в виде гидратов. Как показывает экспериментальный материал, молекулы воды, входящие в состав неорганических кристаллогидратов, не являются нейтральными структурными элементами в решетке гидрата, а зшаствуют в различных взаимодействиях с катионной и анионной подрешеткой соли. Состояние воды в кристаллогидратах, т.е. способ расположения и характер связи ее молекул с другими элементами кристаллической решетки, в значительной степени определяет ход термической дегидратации этих соединений, особенно в слзшае кристаллогидратов типа аквакомплексов, число молекул воды в которых равно или меньше координационного числа катиона. Основными видами взаимодействия молекул воды со структзфными элементами решетки гидрата являются координация катионом и зшастие в образовании водородной связи. В этом проявляется характерная особенность, определяющая практически все свойства воды в конденсированном состоянии, заключающаяся в способности ее молекул одновременно быть донором электронов и донором протонов. Водородная связь оказывает большое влияние на состояние воды в кристаллогидратах, поскольку трудно найти гидрат, в котором молекулы воды не зшаствовали бы в образовании водородной связи либо с анионом соли, либо с другими молекулами воды. Участие в образовании водородной связи с анионом приводит к уменьшению силовой постоянной 0—Н-связи. В водородной связи ОН...Э ковалентно связанный атом водорода образует другую связь с другим атомом (Э). Водородная связь сильнее ван-дер-ваальсова взаимодействия, но слабее ковалентной связи. Водородная связь может быть легко разрушена при повышении температуры или даже при разбавлении инертным растворителем. 194 Для молекулы воды ожно вьщелить три типа основных колебаний (показаны на рисунке), проявляющиеся в инфракрасных спектрах. Валентное симметричное Валентное антисимметричное / симметричное деформационное (ножницы) Молекула воды обладает дипольным моментом (ц = 1,85 Д), который изменяется во время симметричного валентного колебания. Антисимметричное валентное колебание также ИК-активно. Движение атомов водорода по нанравлению друг к другу, а затем в обратном нанравлении приводит к симметричному деформационному колебанию типа «ножницы». При этом также происходит изменение дипольного момента и наблюдается полоса поглощения в ИК-спектре.Поляризующее действие на воду оказывают также катионы. При образовании водородной связи функция потенциальной энергии свободных ОН-групп видоизменяется, она становится гпире, и колебательные уровни становятся ближе, что нроявляется Изменение силовых характеристик молекулы воды в результате координации по кислороду и связи по водороду отражается в колебательном спектре воды, что и обусловило гпирокое использование методов колебательной спектроскопии для характеристики состояния воды в твердых телах и жидкостях. Наиболее характерными нроявлениями водородной связи в колебательном спектре воды являются низкочастотный сдвиг, возрастание интенсивности и значительное угпирение полосы валентных колебаний ОН-групп. Эти изменения в спектре воды служат своеобразным критерием участия ее молекул в образовании водородной связи. Самой чувствительной характеристикой к образованию водородной связи оказьшается интегральная интенсивность полосы валентных ОН-колебаний, в ряде случаев она увеличивается более чем на порядок. Наиболее часто используемой экспериментальной величиной, получаемой из ИК-слектров поглощения, является сдвиг полосы валентных колебаний воды Av = Vo - v где Vo - частота валентного колебания воды в отсутствие водородной связи, нринимаемая равной 3700 см'. Низкочастотное смещение полосы v (ОН) достаточно хоропю коррелирует с длиной связи О—Н ... Э, и на основании этого были нредложены многочисленные эмпирические и полуэмпирические зависимости, позволяющие приближенно оценить величины R q- э и г 0 - Н и з спектроскопических данных. Установлена также зависимость между низкочастотным сдвигом полосы v (ОН) и энергией водородной связи, дающая возможность охарактеризовать относительную нрочность водородной связи. Энергия водородной связи, образуемой молекулой воды и анионом соли, увеличивается с усиленном нротоноакцепторной способности аниона. При исследовании ИК-спектров поглощения различных гидратов - - 2- 2- 2- 3- было установлено, что в ряду СЮ 4 < N 0 з < WO 4 < СО з < 80 4 <РО 4 энергия водородной связи 3- возрастает и изменяется от ~8 кДж/моль для С Ю 4 до —38 кДж/моль для иона РОт . В этом же ряду возрастает и нротоноакцепторная способность указанных анионов. Таким образом, ортофосфат-анион обладает значительной протоноакцепторной способностью и поэтому в гидратированных фосфатах возможно образование достаточно прочных водородных связей, особенно нри наличии в структуре гидрата координированных молекул водыЧисло кристаллографически неэквивалентных видов молекул волы в регпетке гидрата может быть оценено по числу компонент частоты деформационного колебания воды (1590-1650 см-1), сам факт присутствия которой в ИК-спектре может служить доказательством существования в исследуемом соединении молекулы воды как целого. Особенности вхозцдения молекул воды в структзфу кристаллогидратов нредонределяют механизм их дегидратации. Температурные пределы дегидратации связаны с прочностью связьшания молекул воды. Ступенчатая дегидратация чаще всего является следствием неэквивалентности молекул воды в структзфе. Размывание температур дегидратации в температурную область наблюдается нри обезвоживании гидратов, когда нроявляется диссоциация воды. При этом нроцесс дегидратации часто сонровождается нроцессом деструкции аниона, как, например, нри дегидратации гексагидрата трифосфата натрия Слабо связанные молекулы воды удаляются без разрушения структуры вещества, как, например, нри дегидратации гидратов циклотетрафосфата натрия. 195 УДК 625.7 Получение ремонтных емееей на оенове полиуретановой емолы Студент гр. 104138 Савченко А.И. Наз^ный руководитель - Евсеева Е.А. Белорусский национальный технический университет г. Минск Полиуретановые вяжущие для ремонта дорожных покрытий отличаются тем, что образующийся из них продукт не меняет своего объема после отверждения, поэтому в композите не возникает внутренних напряжений. Исследуемое вяжущее состояло из двух компонентов: полиуретановой смолы марки УК 8103 и отвердителя марки КУ 5400. Твердый пластичный композиционный материал получался при смегпении полиуретанового вяжущего и фракционированного промытого строительного песка с модулем крупности Мк = 2,5. Испытания показали, что оптимальным соотногпением смола: отвердитель является 5:1 или 6:1 по массе и 3,7:1 или 4:1 по объему. При смегпении смолы и отвердителя в указанных соотногпениях осуществляется их химическое взаимодействие и твердение вяжущего. Время жизни смеси составляет 40-70 минут. Особенностью данного вяжущего является то, что оно может отверждаться как в холодном, так и в теплом состоянии. Время отверждения можно значительно сократить за счет повыгпения температзфы или добавления ускорителя. Изменения прочности на сдвиг в зависимости от времени отверждения вяжущего при 20°С составило: через 4 часа - 3 МПа, 24 часа - 5,5 МПа, 48 часов - 7 МПа, 4 суток - 7 МПа, 7 суток - 7,5 МПа. Изменение прочности на сдвиг в зависимости от времени отвер5цдения вяжущего при 80°С составило: через 0,5 часа - 6,5 МПа; 1 час - 7,5 МПа; 2 часа - 8,5 МПа; 3 часа - 11 МПа; 7 часов - 11 МПа. Прочность на сдвиг вяжущего через 1 сутки при температурах: -40°С -12 МПа; - 20°С -11 МПа; 0°С - 10 МПа; + 40°С - 5 МПа; +60°С - 4 МПа. Зависимость прочностных характеристик ремонтных смесей от содержания вяжущего приведена в табл. 1. Табл. 1. Зависимость прочности ремонтной смеси от содержания вяжущего (возраст - 24 часа). № п/п Состав ремонтной смеси Прочность Водопоглощение, W, %Песок, % Отногпение с м о л а Отногпение в я ж у щ е е /о п е с о к Исж, МПа Кизг, МПа о т в е р д и т е л ь 1 100 6 5 4 1,3 3,2 2 100 6 7 9 3,5 2,1 3 100 6 9 13 4,5 1,2 4 100 6 11 13,1 4,8 0,9 Из данных табл. 1 следует, что резкое увеличение прочности показателей наблюдается до содержания вяжущего 9-10% масс. Исследование динамики набора прочности в зависимости от возраста образцов показало, что прочность растет преимущественно в течение первых суток (табл.2.). Таблица 2 - Зависимость прочностных свойств ремонтных смесей от времени твердения (содержание вяжущего - 9% масс.) № Время твердения, час Прочностьп/п Исж, МПа Кизг, МПа 1 3 4,7 1,2 2 5 7,2 2,5 3 15 10,0 3,5 4 20 12,0 4,0 5 24 13,0 4,5 6 72 13,8 5,0 Таким образом, на основе полиуретановой смолы может быть получена смесь для проведения ремонтных работ, твердеющая в течение суток и проявляющая достаточную прочность. Учитывая, что полиуретановая смола и особенно отвердитель являются сравнительно дорогими продуктами, дополнительно было проведено изучение возможности использования в качестве заменителя полиуретановой смолы промежуточного продукта переработки полимерных отходов (полизфетанового аддукта), полученного в ЕНУ «Институт механики металлополимерных систем им. В.А. Белого НАН 196 Беларуси». Там же был ползшей и второй промежуточный продукт переработки, содержащий изоцианаты, который был использован в качестве отвердителя. Аддукт был переведен в жидкотекучее состояние путем растворения его в этилацетате или сольвенте. Дальнейшее исследование проводили с раствором полиуретанового аддукта в этилацетате и сольвенте. Содержание вяжущего (аддукт + отвердитель) в ремонтной смеси изменяли от 9 до 11% масс от массы песка. Соотношение аддукт : отвердитель колебалось от 6,5:1 до 8:1. Более высокие прочностные свойства были получены при использовании в качестве растворителя аддукта - этилацетата (через 24 часа Исж = 10,7 МПа, Кизг = 4,7 МПа). Те же характеристики при использовании сольвента составили Rc* = 9,3 МПа, Кизг = 4,9 МПа. Концентрация аддукта в растворе этилацетата составила около 80% масс., в сольвенте - порядка 70% масс. Следует отметить низкое водопоглощение образцов - балочек 4x4x16 см, которое составляло от 2 до 0,5%. Таким образом, ремонтная смесь с достаточными прочностными характеристиками может быть изготовлена на основе полизфстанового аддукта и отвердителя, полученных при переработки полимерных отходов. Получение и изучение евойетв мембран из полиэфиреульфона Студент группы 4/2 Емельянов М.Ю. Назшные руководители - Бильдюкевич А.В., Крутько Э.Т. Белорусский государственный технологический университет г. Минск Целью назшной работы является усиление внимания к проблеме разработки новых высококачественных материалов, которые могли бы использоваться для импортозамещения и создания продукции мирового уровня. Полиэфирсульфон (ПЭС) является перспективным материалом для получения мембран методом инверсии фаз. Настоящая работа посвящена разработке способа получения ультрафильтрационных мембран в виде полых волокон для очистки воды. У ползшаемых мембран проницаемость по воде должна быть не менее 600 л*час/м^ и они должны быть стабильны под давлением не менее 4 атм. Нами было установлено, что получение полых волокон можно проводить из высококонцентрированных растворов ПЭС (21-23%) в смеси хорошего (диметилацетамид (ДМАА)) и плохого (полиэтиленгликоль-400 (ПЭГ-400)) растворителей. Однако ползшаемые из этой системы волокна достаточно гидрофобны и предложено их гидрофилизовать введением небольших количеств (0,1-2%) высокомолекулярного поливинилпирролидона (ПВП) в формовочный раствор. Установлено, что при постоянном содержании ПЭС и ПВП увеличение содержания плохого растворителя в растворяющей смеси приводит к увеличению проницаемости волокон (рис.1). Несмотря на то, что ПЭГ можно вводить в формовочный раствор до 70%, введение его в количестве более 35% не целесообразно, т.к. инициирует формирование дефектных волокон. гоТ ■кцо 20 25 30 35 40 45 С .% Рисунок 1 - Зависимость гидравлической проницаемости полых волокон от содержания ПЭГ-400 в формовочном растворе. Концентрация ПЭС = 22%. Концентрация ПВП=0,5%. Температура внутренней осадительной ванны 67 Давление внутреннего осадителя 0,35 атм. Давление полимера 1,3 атм. 197 Полые волокна получали мокрым способом, который состоит в «свободном падении» волокна на воздухе с подачей внутреннего осадителя (воды) внутрь жидкой нити полимерного раствора. Сформованное волокно под собственным весом поступает в приемную ванну, где сматывается в бухту. Таким образом, процесс реализуется без использования внешней осадительной ванны и на свойства получаемых полых волокон оказьшают влияние только характеристики внутренней осадительной ванны, в частности ее температура (рис.2). Рисунок 2 - Зависимость гидравлической проницаемости полых волокон от температзфы внутренней осадительной ванны. Концентрация ПЭС = 22%. Концентрация ПЭГ =35%. Концентрация ПВП=0,5%. Давление внутреннего осадителя 0,35 атм. Давление полимера 1,3 атм. Из рисунке 2 следует, что для формирования высокопроизводительных структур целесообразно увеличивать температуру внутреннего осадителя. Таким образом, в рамках вьшолнения данной работы, установлены важные закономерности переработки растворов полиэфирсульфона в полые волокна, которые в дальнейшем будут использоваться для разработки промышленной технологии изготовления волокон для очистки воды. УДК 625.7 Теплоты растворения гексафторосиликатов в воде Студент гр. 104318 Бобровник А.В. Назшный руководитель - Зык Н.В. Белорусский национальный технический университет г. Минск В качестве объектов исследования использовали синтезированные нами гексафторосиликаты LizSiFe, ТІ28іРб*2 НгО, NazSiFg, KzSiFg, RbzSiFg, CszSiFg, MgSip6*6 H2O, CaSiPe, Са8іРб*2 Н2О, SrSlFg, 8г8іРб*2 Н2О, BaSiFe,, и покупной Na2SiF6 марки " ЧДА ". Исследуемые соли были получены растворением хлоридов, карбонатов или гидроксидов соответствующих элементов в 10—30 %-ном избытке Н281Рб (при использовании карбонатов или гидроксидов); безводные ТІ28іРб, CaSiFe и SrSiPe - путем термической дегидратации кристаллогидратов соответствующих солей при 100°С. Все исходные реактивы имели квалификацию не ниже марки "ЧДА". При проведении эксперимента использовали полиэтиленовую посуду и мешалки. Теплоты (энтальпии) растворения гексафторосиликатов в воде определяли методом калориметрии растворения в калориметре с изотермической оболочкой (ОХ-12 К) по стандартной методике. Навеску кристаллического гексафторосиликата вводили в калориметрический полиэтиленовый стакан с помощью медицинского одноразового шприца с отрезанным носиком так, чтобы содержимое шприца и поршень были ниже уровня воды в стакане. Температуру в калориметрическом стакане измеряли метастатическим термометром Бекмана в ходе предварительного и заключительного периодов - через каждые 60 с, а в главном периоде - через каждые 20 с. Калибровку калориметра проводили по эталонной теплоте растворения КС1 в воде. 198 в качестве результирующего значения определяемых экспериментально величин принимали среднее арифметическое трех-шести параллельных определений, абсолютное значение расхо5вдения между которыми не превьппало суммарной погрешности данного определения, которую принимали за допускаемую при доверительной вероятности 0,95. Теплоты растворения указанных гексафторосиликатов определяли с использованием жидкостного калориметра с изотермической оболочкой при атмосферном давлении и температзфах 298,0, 311,0 и 323,0 К. Ползшенные результаты с зшетом суммарной ошибки определения (не более 6 % из шести параллельных опытов) представлены в таблице. Таблица - Теплоты растворения гексафторосиликатов в воде А Н т (раств.), кДж/моль Соединение С, моль Н20/мОЛЬ вещества Калориметрическое определение Рраф. по 1 lnK,=f( — ) т 298,0 К 311,0 К 323,0 К СігБіРб 4300 4,7±0,2 4,8±0,3 5,5±0,3 5,5 ПагБіРб 5200 39,6±1,4 40,2±1,4 40,6±1,4 41,1 КзБІРб 12200 42,8±1,5 43,3±1,5 43,8±1,6 47,3 КЬгБіРб 17300 77,6±2,7 78,3±2,8 79,0±2,8 85,6 СзгБіРб 5700 91,3±2,8 91,6±2,7 92,0±2,7 100 РІ28іРб*2Н20 10900 21,4±0,9 20,4±0,9 19,5±0,9 22,3 СаБіРб 5100 -35,1±0,5 -34,3±0,5 -33,9±0,4 -34,0 8г8іРб 6400 -12,0±0,2 -11,2±0,2 -10,2±0,3 -12,2 ВаБіРб 7800 15,5±1,0 16,1±1,02 16,9±1,0 17,7 MgSip6*6H20 32000 1738±48 1736±47 1732±48 1762 Са8іРб*2Н20 12300 543±14 542±15 542±16 593 8г8іРб*2Н20 15000 59ІІІ5 589±16 589±16 645 УДК 627.7 Фосфатные цементы на основе карбонитридов титана Студент г р .104117 Никончук О.А. Назшный руководитель - Медведев Д.И. Белорусский национальный технический университет г. Минск Развитие техники и технологии требует создания новых перспективных материалов, определяющих назшно-технический прогресс. Ранее проведенные исследования показали возможность создания новых конструкционных материалов на основе фосфатных и силикатных связующих и тугоплавких бинарных соединений: нитридов, боридов, силицидов d-элементов. Полученные композиты могли быть использованы в качестве токопроводящих клеев, устойчивых в жидких и газообразных средах (Ог, Нг, интертных атмосферах) при высоких температурах. Учитывая высокую химическую устойчивость практически всех тугоплавких соединений в кислотах, например в Н3РО4 для проявления эффекта твердения при получении композиций необходимо использовать ультрадисперсные порошки размером порядка ~ 1 мкм. Наполнитель, который присутствовал в избытке в композитах обеспечивал составом специфические эксплутационные свойства. В настоящей работе исследована возможность получения фосфатных цементов на основе Н3РО4 или фосфатных связующих и карбонитридов титана. Последние представляют собой фазы переменного состава (TiCi.xNx), когда в кристаллическую решетку нитрида титана внедряются атомы углерода, замещая азот в кристаллической решетке нитрида титана. Таким образом, могли быть ползшены композиты, сочетающие лучшие свойства индивидуальных соединений карбида и нитрида титана. Для исследований был взят карбонитрид состава TiCo,4-o,5No,6-o,5 удельной поверхности 12 и 18 м /^г. Иззшена кинетика взаимодействия карбонитридов титана с ортофофсфорной кислотой. Показано, что на первом этапе (~ 110-50°С) с Н3РО4 взаимодействуют наиболее активные частицы полидисперсного карбонитрида титана, обладающие более высокой удельной поверхностью по сравнению с ее среднестатистическим значением, рассчитанным на полную массу вещества. Установлено, что повышение удельной поверхности карбонитрида смещает процесс взаимодействия в низкотемпературную область. При этом количество теплоты, выделенное при взаимодействии исходных компонентов возрастает. 199 На втором этапе при возрастании температуры реагируют более грубодисперсные частицы, а оставшиеся в избытке частица TiCN обуславливают при отвердевании композиций физико-химические свойства композитов. Установлено, что замена ортофосфорной кислоты алюмофосфатным связуютцим (АФС) снижают температзфу отверждения цементов. При этом электронроводность композитов увеличивает с 6 • 10' ^до 3,5 • Ю'^'Ом'-см'. УДК 625.7 Усадочные явления при старении битумов Студент гр. 104217 Буланов А.В. Назшный руководитель - Меженцев А. А. Белорусский национальный технический университет г. Минск Покрытия из асфальтового бетона, в начальный период эксплуатации отличаются высоким качеством. Они достаточно прочны и устойчивы к действию климатических факторов и воды, эластичны, благодаря упругопластическим свойствам бетона, снижают вибрацию автомобилей и обеспечивают снижение шума при движении транспорта. Однако по истечении некоторого времени проявляются и отрицательные свойства асфальтового бетона, связанные с процессом старения битума и композиций на его основе. Склонность битумов при старении к объемному сжимающему деформированию, то есть к уплотнению или усадке, из-за невозможности свободного перемещения покрытия всегда при повышенных температурах будет вызывать деформацию полззшести, а при низких температурах - возникновение растягивающих напряжений. Как деформации ползучести, так и напряжения, обусловленные усадкой битумов, приводят к преждевременному растрескиванию покрытий. Кроме того, усадка битумов при старении является одной из главных причин, препятствующих в летние месяцы (при нагревании асфальтобетонов) закрытию трещин, образовавшихся в покрытии зимой. Расчеты показывают, что для образования и асфальтобетонном покрытии поперечных трещин шириной 5 мм через каждые 20 м его линейная усадочная деформация должна быть равна 0,025%, а объемная усадка битума в асфальтобетоне - 0,18%. Уплотнение, которое сопровождает химические превращения битумов - реакции дегидрополиконденсации, обусловлено заменой межмолекулярных физических связей между низкомолекулярными компонентами химическими связями этих элементов в макромолекулах. Если допустить, что старение идет только за счет химических превращений, то ширина трещины в покрытии может достигнуть 50 мм. Однако усадка в покрытиях, особенно в первые годы эксплуатации, связана также с фазовыми превращениями в битумах. При старении битумов образуются и газообразные продукты, которые занимают объем, намного превышающий объем исходной жидкой или твердой фазы. Естественно, часть газообразных продуктов может находиться в битуме в растворенном состоянии, но может концентрироваться и в микропорах, которые возникли в битумных пленках в результате уплотнения при старении межпорового пространства. Вследствие весьма большого теплового расширения газообразных продуктов при нагревании будет создаваться избыточное давление, способствующее росту пор и образованию капилляров, что в целом приводит к снижению прочности и трещиностойкости покрытия. Уплотнение при старении битумов в покрытиях, лишенных возможности свободно перемещаться, вызьшает медленно релаксирующие при низких температурах напряжения, которые одновременно с возникающими в покрытии при охлаждении температурными напряжениями будут облегчать их растрескивание. На основе определения плотности образцов при 20 + 0,1°С было изучено влияние содержания битума и природы минерального наполнителя на усадку асфальтобетонов при его термоциклирования в интервале температур от 30 до -18°С. В асфальтобетонах с большим содержанием битума, как следовало ожидать, усадочные деформации были более высокими. Через 100 циклов термоциклирования в асфальтобетоне с содержанием 8% битума усадка была на 80% выше, чем в образце, содержащем 6,5% битума. 200 УДК 621.74; 699.131.7 Рециклинг меди из отработанных медьсодержащих катализаторов Студенты гр. 104115, Иванченко В.А., Федоров А.Н. Наз^ный руководитель - Проворова И.Б. Белорусский национальный технический университет г. Минск В республике Беларусь на предприятиях нефтехимии ежегодно скапливается порядка 150 тонн отработанных медьсодержащих катализаторов: НТК-4 (54% СиО; 11% ZnO; 21% AI2O3), КСО (45% СиО; 30% ZnO; 25% AI2O3), МЦА-1 (64% СиО; 33% ZnO; 3% AI2O3), СНМ-У (62% СиО; 33% ZnO; 3,5% AI2O3). Эти катализаторы могут являться сырьем для полз^ения меди. Для переработки отработанных катализаторов существует способ извлечения меди из медьсодержащих отходов, включающий вьпцелачивание серной кислотой при подогреве, нейтрализацию полученного раствора до pH = 2,5^3,0 и обработку металлическим цинком для высаживания меди. После отделения полз^енной меди остальную медь удаляют на второй стадии путем высаживания на металлическом цинке в отсутствие кислорода. Применение данного способа в полном объеме является нецелесообразным, так как металлический цинк используется для высаживания меди только из разбавленных растворов. Кроме того, существует способ извлечения меди из медьсодержащих отходов, включающий обработку исходного сырья серной кислотой в присутствии азотной кислоты и цементацию меди из раствора. Обработку сырья ведут 15 - 25% серной кислотой в присутствии 30 - 45% азотной кислоты при соотношении HNO 3 : H2SO4 = 1 : 8^12 и при температуре 85 - 95°С. После чего вводят 0,5% раствор полиакриламида, вьщерживают в течение 5 -6 часов, полученную суспензию отделяют от осадка и проводят электрохимическую экстракцию меди из ползшенного раствора при анодной плотности тока не выше 450 А/м ^и температзре 30 - 60 С до ползшения концентрации меди в растворе ниже 5 г/л. Недостатком этого метода является необходимость использования смеси кислот и раствора полиакриламида. Кроме того, предлагаемый метод не дает рекомендаций по производству порошковой меди. Целью исследования является упрощение процесса выщелачивания Си из отработанных катализаторов, определение параметров её осаждения и разработка технологии получения порошковой меди с различной дисперсностью частиц. Процесс извлечения меди, включает вьпцелачивание исходного сырья раствором серной кислоты при комнатной температзре и электролитическое осаждение, которое ведется при плотности тока, определяемой в зависимости от требуемой дисперсности порошка меди. Отработанный катализатор (ОК) без предварительной подготовки подается на выщелачивание 10 - 15% серной кислотой. Подача серной кислоты осуществляется только на первом цикле обработки. Вторая и последующая порции ОК обрабатываются оборотной кислотой, образующейся после электролиза раствора ChS04. ОК могут содержать нерастворимые в кислоте компоненты, выпадающие в осадок, которые могут содержать некоторое количество СиО, в связи с чем осадок может быть подвергнут повторному выщелачиванию. После декантации раствор CnS04 подается на электролиз. В связи с большим значением электродного потенциала у меди на катоде происходит вьщеление Си, а остальные компоненты катализатора остаются в растворе до конечной концентрации Си 0,3 - 0,5 г/л. О завершении осаждения меди можно судить по обесцвечиванию раствора. Образующуюся в результате электролиза H2SO4 направляют на позицию вьпцелачивания, а Си - на иромьшку. Установлено, что в зависимости от плотности тока на катоде может вьщеляться плотный осадок меди или порошковая медь, которая осыпается с катода и оседает на дне ванны. При этом, чем меньше плотность тока, тем мельче порошок. В таблице 1 приведены размеры частиц основной фракции порошка меди, ползшаемой при различной плотности тока. Таблица 1 - Размеры частиц основной фракции порошка меди, ползшаемой при различной плотности тока. Плотность тока, А/м^ 250 - 600 600 - 900 900 - 1200 1200 - 1800 1800 - 2400 Размер частиц основной фракции, мкм плотное покрытие 0,5-3 1 -5 2 -6 3 - 10 Проверку эффективности разработанной технологии осуществляли на отработанном медно­ цинковом катализаторе СНМ-У, для чего 800 г ОК обрабатывали 10% раствором серной кислоты в соотношении масс твердого к жидкому 1:7,5 в течение суток. После декантации ползшали раствор объемом 5,6 л с содержанием 54 г/л меди и 26,7 г/л цинка. Электролиз проводили при анодной плотности тока 360 А/м^ до содержания в растворе 0,3 г/л меди. Концентрация цинка в электролите после электролиза с зшётом испарения составила 35,4 г/л. 201 Цинк можно осадить электролизом на алюминиевом катоде после двух-трех циклов выщелачивания или вьщелить в осадок добавлением в раствор щелочи до достижения pH = 7^8, с последующей прокалкой Zn(OH)2 до ZnO. Осадок гидроксида цинка после промывки на фильтре и прокалки можно использовать в качестве пигмента для красок. В оставшийся после декантации осадок добавляли 10% раствор H2SO4 в количестве 4,6 л и вьщерживали в течение суток. Раствор, содержащий 6,9 г/л меди и 0,3 г/л цинка, расходовали на выщелачивание следующей порции ОК. Выход меди из ОК составил 91%, а цинка - 93%. Анализ ползшенных результатов позволяет сделать следующие вьшоды: - для переработки отработанных медьсодержащих катализаторов возможно использование технологии, включающей вьпцелачивание и осаждение меди методом электролиза, степень извлечения меди составляет более 90%. УДК 666.01 Синтез высокорасширяющихся керамических материалов на основе системы MgO-SiOi Студенты гр. 9 Ефимова Т.Н., Денищик О.В. Назшный руководитель - Дятлова Е.М. Белорусский государственный технологический университет г. Минск В последние годы возникла потребность в керамике с высокими значениями температзрного коэффициента линейного расширения (ТКЛР) и электросопротивления, что сопряжено с применением большого количества разнообразных спаев и сплавов керамических материалов с металлами и электродными стеклами. В частности, особенно ценны и интересны керамические ключи, предназначенные для работы в рН-метрических приборах, обеспечивающие определенную скорость фильтрации растворов. Они представляют собой твёрдые, плотно спекшиеся тела, обладающие малым водопоглощением, высокой механической прочностью, химической стойкостью к щелочным средам и повышенным ТКЛР. При изготовлении непроволочных сопротивлений на керамическую основу наносятся слои различной площади и толщины из металлов (N1, Ее и др.), что позволяет менять электросопротивление деталей. Наиболее перспективным в данной области применения является форстеритовая керамика. Целью исследований является разработка составов смесей и технологии получения керамических материалов с высоким ТКЛР на основе системы MgO-Si02 в области кристаллизации форстерита. В связи с этим решались задачи интенсификации спекания форстеритовой керамики, путём введения добавок огнеупорной глины и бентонита, отходов ванадиевых катализаторов (ОВК) и оксида марганца, что позволило снизить температзру спекания материала, и его пористость и водопоглощение и увеличить прочностные показатели. При этом решались задачи создания в структзре материала кристаллических составляющих, обладающих высокими значениями ТКЛР и электросопротивления. Исследования с помощью РФА показали, что фазовый состав образцов представлен форстеритом и небольшим количеством периклаза, энстатита и клиноэнстатита. Установлено, что замена бентонита и огнеупорной глины на отходы ванадиевых катализаторов не оказьшает сильного влияния на качественный фазовый состав ползшенного материала, и в частности на значения ТКЛР, однако существенно возрастают значения водопоглощения и соответственно снижается плотность и механическая прочность опытных образцов. Положительно в этом слзшае влияет введение в качестве минерализатора оксида марганца. Наибольшую степень спекания имеют материалы с максимальным его количеством (15 мас.%) при температзре обжига 1300°С, о чем свидетельствуют более низкие значения водопоглощения образцов (менее 8 %), открытой пористости (менее 20 %) и более высокие значения предела прочности при изгибе (48-50 МПа). По химической стойкости все исследуемые материалы более устойчивы и работоспособны в щелочной среде, так как содержат в большом количестве основные оксиды. Таким образом, при использовании оксида марганца в качестве минерализирующей добавки достигаются наиболее оптимальные результаты в области исследуемых параметров - высокие значения ТКЛР - 9,62-Ю^К ' (в интервале температур 20-400°С) и удельного объемного сопротивления - З ТО'^Ом-м, что предопределяет возможность использования разработанного керамического материала в радио- и электронной технике в качестве подложек, для производства электролитических ключей, применяемых в рН-метрических приборах, и других деталей в композициях с металлами и стеклами. 202 УДК 541.127:541.138.2:661.2:661.666.2. Электрохимическое выделение меди из металлосодержащих отходов инструментального производства Студентка IV к. 8 гр. факультета ТОВ Фалей А. А. Наз^ный руководитель - Кзрило И.И. Белорусский государственный технологический университет г. Минск Решение проблемы рационального использования имеющихся в стране сырьевых ресурсов предполагает разработку комплексных экологически безопасных технологий извлечения дорогостоящих металлических компонентов из бракованного и отработанного инструмента, а также отходов инструментального производства. Для решения этой задачи наиболее перспективным является использование электрохимических методов переработки, которые в отличие от распространенных в настоящее время химических методов, позволяют: • использование разбавленные экологически безопасные растворы; • исключить образование агрессивных жидких и газообразных продуктов процессов растворения, включая нитрозные газы, хлор, фтор и т.д.; • обеспечить высокие скорость растворения и производительность; • избежать безвозвратной потери реагентов; • организовать замкнутый цикл «переработка металлосодержащих отходов - регенерация рабочих электролитов». Целью данной работы является исследование процесса электрохимического выделения меди из металлосодержащих отходов на основе сплава Си-8п, который в настоящее время широко используется при производстве высококачественного алмазно-абразивного инструмента. В качестве анодов использовали оловянистую бронзу, содержащую, масс.%: Си - 80, Sn - 20. Катодом служили титановые пластинки. Исследование кинетики электродных процессов и изучение адсорбции ионов-депассиваторов проводили хроновольтамперометрическим методом в щелочных, кислых окислительных и неокислительных электролитах. Как показали исследования, в щелочных и комплексных электролитах с рН>6 анодное растворение оловянистой бронзы осложнено процессами частичной или полной солевой пассивацией. Дальнейшие исследования процессов рекуперации алмазов в этих электролитах не представляются целесообразным из-за крайне низких анодных выходов по току (1-20 %) и образования малорастворимых продуктов в объеме электролита. Процесс растворения сплава Cn-Sn в растворах азотной кислоты (1 М HNO 3) протекает практически во всей области потенциалов, что объясняется отсутствием процессов пассивации анода и высокой растворимостью нитратов. Однако, несмотря на высокие скорости растворения сплава, для азотнокислого электролита наблюдается протекание крайне нежелательных побочных процессов с образованием экологически опасных нитрозных газов (NOx). При этом в процессе электролиза происходит изменение состава электролита, необратимый расход компонентов, что приводит к частой корректировке и замене рабочего раствора. Кроме того, ввиду высокой окислительной способности нитрат-ионов и их катодного восстановления с образованием нитрозных газов, затруднена возможность катодной утилизации растворенных металлов. При анодном растворении исследуемых образцов в солянокислых электролитах (1 М НС1) практически не наблюдаются области пассивации, что объясняется сильным депассивирующим действием хлорид-ионов. Процесс катодного восстановления металлов протекает в две стадии: в области потенциалов от -0,4 до -0,22 В - и в области потенциалов от -0,12 до +0,2 В. Однако промышленное использование концентрированных солянокислых электролитов также затруднено, так как при высокой анодной поляризации наблюдается процесс вьщеления газообразного хлора. С точки зрения возможности катодного выделения металлических составляюпщх сплава Cn-Sn наибольший интерес представляли исследования в сернокислых электролитах. Хроновольтамперометрические исследования процессов катодного осаждения металлов показали, что при растворении оловянистой бронзы в сернокислых растворах наблюдается процесс двухстадийного восстановления ионов меди (в области потенциалов от -0,33 до -0,23 В и от -0,15 до 0,25 В). Олово накапливается в объеме электролита в виде малорастворимого осадка Sn02. Введение в сернокислый электролит добавок хлорид-ионов в количестве 5 г/л приводит к увеличению предельного тока и, следовательно, скорости осаждения меди в 1,5-2,5. Дополнительное введение сульфат-ионов в сернокислый электролит также несколько увеличивает предельный ток и скорость осаждения меди, а также смещает потенциал начала осаждения металла в область положительных значений. В сульфат-хлоридных средах в результате образования комплексных ионов СиС12- и СиС132- концентрация Си+ увеличивается. По этой причине при анодном растворении оловянистой бронзы ионизация меди идет по двум механизмам: в одну стадию до двухвалентного состояния и стадийно с образованием одновалентной меди и ее окислением до двухвалентного состояния. Установлено, что 203 устойчивость одновалентного состояния меди растет при увеличении концентрации ионов хлора в растворе, и в солянокислых растворах ионизация меди идет преимущественно с образованием устойчивых комплексов Си+. Проведенные исследования показали, что в растворах кислот катодное осаждение металлических составляющих оловянистой бронзы происходит на предельных токах. Ограничение скорости катодного процесса предельными токами обусловлено низким содержанием разряжающихся ионов металлов и приводит к их совместному разряду с образованием дисперсных осадков. Необходимо отметить, что проведение катодного процесса на предельных токах затрудняет полз^ение чистых пороппсов в случае присутствия в растворе нескольких металлических компонентов. С целью извлечения меди в виде компактных катодных осадков проводились исследования в электролитах с повышенным содержанием ионов меди. Установлено, что при растворении оловянистой бронзы в медно-сульфатном сернокислом электролите максимальная скорость катодного осаждения меди на титане увеличивается от 20 до 220 г/(м2 с) при увеличении содержания ионов меди от 2,5 до 25 г/л. При более высоких концентрациях ионов меди в растворе существенно усиливается солевая пассивация поверхности анода. Введение в медносульфатный сернокислый электролит депассиваторов (5-10 г/л хлорид-ионов), комплексообразователей (10 г/л аммиака; 10 г/л Трилона Б) не только позволяет достичь максимальных скоростей анодного растворения сплава Си-8п, но и существенно интенсифицировать катодный процесс с получением более компактных осадков меди. При этом энергозатраты при осаящении меди снижаются на 20-30%, что объясняется разрядом хлоридных комплексов одновалентной меди. При повьппении температзфы электролита возрастает растворимость исходных компонентов и продуктов электродной реакции. Это приводит к существенному уменьшению пассивации анодов и позволяет применять более концентрированные растворы. Кроме того, с ростом температзфы увеличивается электропроводность электролита, что, в свою очередь, приводит к значительному уменьшению общего напряжения электролиза и снижению удельных энергозатрат на извлечение меди. В ходе хроновольтамперометрических исследований также установлено, что повышение температзфы приводит к значительному увеличению предельных токов осаждения металлов. Так, в сернокислом электролите меднения предельные токи осаждения меди увеличиваются от 6,5 до 8,7 А/дм2 при увеличении температуры от 20 до ЗООС. Установлено, что перемешивание электролита способствует устранению диффузионных ограничений, выравниванию концентрации ионов металла в приэлектродных областях и в объеме электролита, уменьшению поляризации и увеличению предельных токов осаждения катодного выделения меди. Таким образом, проведенные исследования показали целесообразность использования электрохимических методов для вьщеления меди из лома и отходов инструментального производства на основе оловянистой бронзы. УДК 625.7 Исследование составов вяжущих материалов холодного отверждения на основе мочевино- формальдегидной смолы Студент гр. 104617 Заболотная Е.Б. Назшные руководители - Шнып И. А., Лукьянова Р.С. Белорусский национальный технический университет г. Минск Объектом исследования являлась мочевино-формальдегидная смола марки КФЖ, ГОСТ 14231. Смола представляет собой однородную подвижную суспензию светло-желтого цвета. Массовая доля сухого остатка (67 + 2)% регламентируется время желатинизации при 100°С - 40-60 с (т.е. при нагревании). Отвердевание при обычной температзфе не констатируется. В качестве наполнителя применяли щебень (Микашевичи). В качестве отвердителя холодного способа применяли щавелевую кислоту (НООС-СООН) в трех вариантах: а) в сухом виде; б) в виде водного раствора (шіп НгО) при комнатной температзфе; в) в виде заранее приготовленного 10%-ного водного раствора (отмеряли в в объеме). В качестве пластификатора для некоторых составов использовали поливинилацетатную эмульсию (клей ПВА-М) (ТУ-2385-006-0295619-96). Химический завод «Луч» Россия, 150029, г. Ярославль. Ниже (в таблице 1) приведены исследованные составы. 204 Таблица 1 - Исследованные составы № п/п И1щебня^ (г) ІІ^ смольп (г) И^отвердителя^ СуХОМ ВИДС) 1 100 12 1 2 100 15 1 3 100 20 1 Отвердевание при обычной температуре проходило быстро (10 - 15 минут), но при разломе образцов визуально было неравномерное распределение твердой фазы щавелевой кислоты. Следующие составы (таблица 2) готовились с введением пластификатора, поливинилацетатной эмульсии (ПВА). Таблица 2 - Составы, приготовленные с введением пластификатора, поливинилацетатной эмульсии (ПВА) № п/п И1щебня^ (г) ІІ^СМОЛЬП (г) тшА, (г) Йіртв.^ (г) В min Н2О Время отверждения 1 100 12 9 0,3 Не твердеет (недостаток отвердителя) 2 100 12 9 0,8 Не затвердевает в течение 3-х час. 3 100 12 3 0,5 Затвердевает за 10 пнут 4 100 12 9 1,2 Затвердевает за 10-15 минут 5 100 14 6 0,5 Затвердевает за 30 минут 6 100 14 3 0,5 Затвердевает за 10-15 минут 7 100 10 5 0,5 Не затвердевает 8 100 12 5 0,5 Не затвердевает в течение 1 часа 9 100 12 10 0,2 Не затвердевает в течение 1 часа 10 100 12 9 2 Затвердевает в течение 10-15 мин. 11 100 12,3 9 без отверд. Не затвердевает 12 100 12 9 0,5 Не затвердевает Анализируя приведенные данные, требуемым временем отверждения. можно выбрать оптимальный состав вяжущего материала с УДК 625.7 Изучение впитывания промышленных гидрофобных жидкоетей пориетой керамикой Студент гр. 104217 Бабицкая Д.В. Наз^ный руководитель - Шункевич В.О. Белорусский национальный технический университет г. Минск Было приготовлено 5 составов гидрофобной жидкости: Компоненты: 100т воды, 20г силоксановой жидкости (от 1 до 5г) с плотностью ~ 0,25г/смЗ Методика: в химический термостойкий стакан объемом около 200смЗ наливаем 100т дистиллированной воды(1 ~ 80°С) и при постоянном перемешивании добавляем 1-5г....мыла(р ~ 0,25г/смЗ). После образования однородной системы постепенно добавляем 20г силоксановой жидкости(ПМС-200) при постоянном перемешивании на магнитной мешалке без подогрева. После добавления ПМС-200 система становилась однородной примерно через 3-35мин в зависимости от концентрации мыла. При прекращении перемешивания наблюдается расслаивание системы. В следующем опыте состав 1 разбавили водой в Юраз. Образовалась эмульсия, в которой не замечалось расслоения через 12 часов, однако сверху наблюдалось присутствие небольшого слоя мыла. В дальнейших опытах предполагается уменьшать количество добавленного калиевого мыла и контролировать время расслоения эмульсии Количество гидрофобной жидкости в опытах: 2,5мл; количество воды ~ 0,2мл(1 капля). Название гидрофобной жидкости Время впитьшания в пластинку, мин Время водопоглащения после пропитки__________________ Аквафин-Ф Аквафин-СМК Аквафин-СМК Разведений(1:11) 35 35 9 2ч22мин ІчІОмйн 27мин 205 При изз^ении гидрофобизации тканей они были пропитаны гидрофобизующими жидкостями: гидроперм SRHA и церофил GTF. После нагревания образцов ткани до температуры ~ 120-170°С на поверхности ткани образовались покрытия, не пропускающие воду. Проведена гидрофобная обработка 5 образцов тканей, 1 образца кожи, 2 образцов стекла водным раствором аминополисилоксана. Методика: Исходный раствор подкислен уксусной кислотой до pH ~ 4-5. В раствор погружены образцы, вьщержаны 2 часа, просушены на воздухе, приглажены утюгом. Гидрофобность изделий проводилась по ГОСТ(0834-76). Гидрофобизированная ткань натягивалась на стакан диаметром 100-120мм таким образом, чтобы в середине стакана было углубление глубиной не менее 80мм. В это углубление наливаем ЮОсмЗ дистиллированной воды при комнатной температзфе.1-ая капля воды падала в стакан не менее чем через Зч после налива, что соответствовало требованиям настоящего стандарта. УДК 666.11.01:666.123.2/3 (476) Разработка составов полуфриттованных цветных глазурей для декорирования плиток для полов с использованием минерального сырья Республики Беларусь Студентка гр.9 Кастрицкая Н.А. Назшный руководитель - Маззфа Н.В. Белорусский государственный технологический университет г. Минск Целью настоящих исследований являлось изучение возможности получения цветных глаззфей для декорирования плиток для полов, в которых в качестве окрашивающего компонента использовалось новое потенциально перспективное минеральное сырье Республики Беларусь - габбро. Габбро Аргеловщинского месторо5цдения (д. Аргеловщина, Столбцовский р-н. Минская обл.) представляет собой промежуточную породу между амфиболовым габбро и среднезернистым магнетитсодержащим габбро переменного состава. Фазовый состав представлен следующими минералами: плагиоклазам, апатитом, биотитом, сфеном, магнезитом, пиритом и кварцем. Химический состав породы, проведенный с помощью микрозондового анализа, представлен следующими оксидами, мае. %: БіОг 51,1; АІ2О3 20,5; ХагО 6,4; К2О 1,6; СаО 5,7; MgO 2,7; ТІО2 0,4; Ге20з 11,6. Сравнительно высокое содержание оксида железа и позволило предположить хорошую окрашивающую способность габбро, помимо этого они характеризуются наличием необходимых для получения стеклокристаллических покрытий оксидов: БіОз, АІ2О3, RO, R2O. Исследование проводилось в системе сырьевых компонентов «фритта - габбро - песок кварцевый - доломит - глинозем - каолин» с последующим определением оптимальной области составов. Опытные глаззфи готовились совместным мокрым помолом составляющих компонентов в шаровой мельнице, наносились методом полива на высушенные до остаточной влажности не более 1 % полуфабрикат плиток для полов с последующим обжигом при температзфе 1200 °С в лабораторной муфельной электрической печи. Цветные глаззфи, синтезированные в указанной системе сырьевых компонентов, обладали преимущественно серо-коричневой цветовой гаммой различных оттенков, матовой фактзфой. Они имели следующие показатели физико-химических свойств и декоративно-эстетических характеристик: микротвердость - 6000 - 7300 МПа; ТКЛР (53 - 58) 10 ’ К '; твердость по шкале Мооса 5,5 - 7; блеск 6-12%; преобладающая длина волны 510-574 нм; светлота 35,1-35,5%; чистота тона 18-20 %; термостойкость - 125 - 200 °С; по химической устойчивости покрытия соответствуют требованиям нормативно-технической документации. Иззшение фазового состава покрытий методом рентгенофазового анализа показало, что он представлен гексагональными образованиями маггемита (Fe, Ті)20з, триклинным анортитом СаАІзБізОв и моноклинным герцинитом (Fe, АІ2)04, причем насьпценные коричневые тона обеспечивались, по-видимому, маггемитом и герцинитом. Повышение содержания габбро в составе сырьевой композиции ведет к увеличению интенсивности дифракционных максимумов маггемита и герцинита, с чем и связано увеличение интенсивности окраски покрытий. Таким образом, установлено, что использование габбро в составе сырьевой композиции полуфриттованных глаззфей позволит расширить их палитру, кроме этого При масштабном выпуске цветных износостойких плиток для полов будет снижена их стоимость за счет использования в шихтовых глазурных композициях недефицитных компонентов, превращенных в полезную сырьевую составляющую. 206 УДК 666.32 Получение поризованного керамичеекого кирпича е иепользованием выгорающих добавок Студентка гр.9 Кирей Т.С. Наз^ный руководитель - Маззфа Н.В. Белорусский государственный технологический университет г. Минск Кирпич как стеновой материал занимает доминирующее положение благодаря доступности сырья, отсутствию необходимости в металле, долговечности возводимых из него зданий и их архитектурной выразительности, а также комфортности жилья. За эталон комфортности зданий (по двадцатибальной шкале) принята стена из деревянного бруса - 1 - 2 балла, из керамического кирпича - 3 - 4 балла, из ячеистого бетона - 6 - 1 баллов, из силикатного кирпича - 10 - 12 баллов, из железобетона - 18 - 20 баллов. В настоящее время широко осваивается выпуск эффективной пустотелой продукции, которая должна постепенно заменять традиционный полнотелый кирпич. Это позволит не только экономить сырьё, но и уменьшать толщину и массу наружных стен без снижения их теплозащитных свойств, а также создавать облегчённые конструкции панелей для индустриализации строительства. Известны следующие способы образования высокопористой структзфы: использование естественной пористости сырьевых материалов, повышенное водозатворение формовочной массы, введение выгорающих добавок, пенообразование, газообразование, вспзшивание при нагревании. Кроме этого, для повышения пористости керамических материалов применяют разные приемы: использование узкофракционных зерен заполнителя; введение и последующее удаление добавки; использование волокнистых материалов; вспучивание в ходе термической обработки; использование полимерного пористого заполнителя. Целью нашей работы являлась разработка составов керамических масс для получения поризованных стеновых материалов путем введения выгорающих добавок, в качестве которых использовались отходы производства. Для вьшолнения поставленной цели необходимо решение следующих задач: исследование влияния различных порообразующих добавок (древесных опилок, древесной золы, отходов формальдегидных смол и костры льна) на физико-химические свойства поризованных керамических материалов; исследование влияния температзфы обжига на физико-химические свойства и структуру стеновых материалов; оптимизация рецептур масс для изготовления керамического кирпича с улучшенными теплофизическими свойствами. Наибольшее распространение получил метод введения выгораюпщх добавок. Наши исследования проводились на образцах, синтезированных на основе керамических масс, в которых в качестве пластичного компонента использовалась глина месторо5цдения «Гайдуковка» (Молодеченский р-н), в качестве отощителя - отходы формовочных смесей (отходы литейного производства ОАО «Минский автомобильный завод» и РУН «Минский тракторный завод»), а в качестве выгорающих добавок - костра льна, отходы формальдегидных смол, древесные опилки и древесная зола. Количество глины и ОФС во всех составах масс оставалось постоянным, а ползшение пористой структуры достигалось варьированием содержания вышеуказанных добавок. Возможность использования в качестве порообразователя костры льна, представляющей собой отход от первичной переработки льна-долгунца, обусловлена высоким содержанием в ней пентозанов (до 25 %) и целлюлозы (до 36 %). Отходы фенолформальдегидных смол (олигомеры) являются отходами предприятия «Гродно- Химволокно», имеющие консистенцию густой массы, хорошо смешиваются с водой и частично с органическими растворителями. В состав отходов входят органические вещества - фенолформальдегидные смолы, латекс, низкомолекулярные соединения капролактама (82 %), неорганические вещества - 4,3 %. Зола древесная является отходом при сжигании в топках в качестве топлива древесины. Она представляет собой мелкодисперсную массу светло-серого цвета с крупными включениями не прогоревшей древесины. Опилки древесные образуются при распиливании древесины, а их размеры зависят от вида режущего инструмента, скорости резания и скорости подачи обрабатываемого материала. Поризация структзфы изделий двумя последними компонентами обеспечивается за счет интенсивного газовьщеления при их горении. Синтез материалов осуществлялся методом пластического формования при влажности массы 17- 19 % по классической керамической технологии. Образцы изготавливались в виде кирпичиков размером (58x30x15) мм методом рзшной набивки пластической массы в металлические формы, а также с целью измерения теплопроводности - таблеток диаметром 15 мм и высотой 5 мм. После сушки образцов при температзфе 80 - 90°С они подвергались обжигу в лабораторной муфельной печи при температзфах 950, 1000 и 1050 °С с вьщержкой при максимальной температуре 1 ч. На опытных образцах проводилось определение следующих свойств: плотность, пористость, водопоглощение, линейная усадка, предел прочности при изгибе. Кроме того, с целью иззшения закономерностей поведения керамических масс в процессе термообработки проведен их дифференциально­ 207 термический анализ; а для выявления взаимосвязи свойств со структурой синтезированных материалов - рентгенофазовый анализ и оптическая микроскопия. В результате исследования зависимости вышеприведенных свойств от температзфы обжига установлено, что по мере повышения температзфы термообработки от 950 до 1050°С наблюдается закономерное уменьшение водопоглощения в среднем от 40-48 % до 20-27% %; открытой пористости от 42-52 % до 15-28 % при одновременном повышении механической прочности от 2-4 МПа до 6-10 МПа, что обусловлено интенсификацией процессов спекания за счет увеличения количества стекловидной фазы, способствующей формированию более плотной структуры образцов. Значение коэффициента теплопроводности составляло 0,4 - 0,15 Вт/(м-К), уменьшаясь по мере увеличения порообразующих добавок в составе массы, причем наиболее эффективным компонентом является костра льна, вводимая в количестве 5 %. Иззшение морозостойкости синтезированных образцов позволило сделать следующие выводы. При введении добавок до 5 % материалы можно отнести к марке F 35, то есть они вьщерживают 40 циклов попеременного замораживания и оттаивания; при дальнейшем увеличении их количества морозостойкость несколько снижается до марки F 25. Исследование фазового состава синтезированных образцов методом рентгенофазового анализа позволило выявить присутствие дифракционных максимумов а-кварца, гематита и анортита, относительная интенсивность которых практически не зависит от состава массы, наблюдается некоторое увеличение интенсивности максимумов анортита при повышении температзфы обжига, что свидетельствует о его кристаллизации из расплава и подтверждается соответствующим максимумом на кривой дифференциально- термического анализа. Иззшение структуры опытных образцов осуществлялось с помощью оптического микроскопа со встроенной аналого-цифровой фотокамерой. В основной массе черепка преобладает аморфизированное глинистое вещество, насыщенное оксидами железа, что определяет цвет черепка на снимках. На всех снимках отчетливо видны поры. Образец, в состав которого входили опилки, имеет глубокие вытянутые поры, в них отчетливо видны отпечатки древесных волокон. Образцы, в состав которых входила костра льна, имеют крупные неравномерно распределенные поры продолговатой формы. Материалы, в состав которых входила древесная зола, имеют мелкие равномерно распределенные поры округлой формы. Таким образом, в результате проведённых исследований установлена возможность получения эффективного кирпича при введении выгорающих добавок в количестве 2,5-5,0 % и температзфе синтеза 1000 оС, обладающего высоким комплексом механических и теплоизоляционных свойств. УДК 666.3.022 Получение тугоплавких керамичееких материалов на оенове алюмоеиликатного еырья Реепублики Беларуеь Студент гр. 9 Парфимович Н.Л. Назшный руководитель - Дятлова Е.М. Белорусский государственный технологический университет г. Минск Отопление как средство создания необходимых комфортных условий возникло в древнейшие времена и с тех пор является спутником человека на пути цивилизованного развития. Огонь в печи или камине создает в доме особый климат спокойствия. Но не следует одновременно забывать о том, какую угрозу несет в себе огонь. Исследования причин гибели и травматизма людей на пожарах, вьшолненные в НИИ пожарной безопасности и чрезвычайных ситуаций Республики Беларусь, показали, что большинство пожаров происходит из-за некачественных кладочных материалов, применяемых в строительстве бытовых печей. Установлено, что термостойкость выпускаемого в настоящее время керамического кирпича не превьппает в ряде слзшаев нескольких теплосмен, что может быть обусловлено неправильным подбором сырьевых компонентов и их зерновых составов, обжигом изделий при температзфе, не обеспечивающей достаточную термостойкость и другими факторами. Исследования термостойкости кирпича, вьшускаемого предприятиями РБ, наименьшее количество циклов нагрева и резкого охлаждения вьщержали изделия, где в качестве отощителя использован кварцевый песок и гранитные отсевы. Это обусловлено тем, что кварц подвержен полиморфным превращениям с изменением объема, что создает термические напряжения в материале. Рранитные отсевы способствуют образованию стеклофазы с ТКЛР, отличным от аморфизированной кристаллической матрицы, что также снижает термостойкость образцов. В этой связи возникает необходимость в разработке сырьевых масс и технологических параметров получения керамического кирпича с целью повышения его термических свойств. Улучшение эксплуатационных характеристик может быть достигнуто за счет регулирования химико-минералогического состава применяемого глинистого сырья, введения специальных добавок, оптимизации зернового состава массы, параметров формования и термической обработки. 208 На основе анализа термических свойств и структурных особенностей природного алюмосиликатного и техногенного сырья определены пределы содержания компонентов шихтовых композиций. Для синтеза первой серии опытных образцов материалов использовались по отдельности тугоплавкая глина месторождения «Городное» (70-90 %) и легкоплавкая глина месторождения «Лукомль» (30-35 %), а также их смесь 1:1 (по массе). В качестве отощителей применялись дегидратированная глина месторождения «Городное», дегидратированная глина месторождения «Лукомль», шамот алюмосиликатный и гранитные отсевы. Все отощители вводились в количестве от 10 до 30 %. Вторая серия опытных образцов синтезирована на основе различных сочетаний огнеупорной глины месторождения «Городное», каолина месторождения «Ситница» и ряда легкоплавких глин месторождений «Лукомль», «Осетки» и «Гайдуковка», которые используются на отечественных предприятиях в настоящее время. Вид отощителей ограничивался алюмосиликатным шамотом и дегидратированной глиной. Установлены закономерности степени спекания и изменения основных свойств керамических материалов от шихтового состава композиций, а также химико-минералогического состава глинистого сырья. Так, при использовании легкоплавких глин месторо5цдений «Осетки» и «Лукомль» количество расплава при обжиге увеличивается, что обусловлено их химическим составом; в этих глинах содержание щелочных и щелочноземельных оксидов гораздо выше, чем в глине «Городное». Это способствует уменьшению водопоглощения и открытой пористости, увеличению кажущейся плотности. Предел прочности при изгибе опытных образцов составлял 3,5 - 20,2 МПа, а при сжатии - (10,5 - 53,4) МПа. Наибольшее значение ТКЛР имеют образцы серии КГ на основе каолина «Ситница» и глины месторождения «Городное» (8,58Т0-6К-1), а наименьшее - образцы серии ОГ на основе глин месторождений «Осетки» и «Городное» (4,6Г10-6К-1), что обусловлено химическим и фазовым составом образцов. В процессе эксплуатации в печах бытового и другого назначения кирпич подвергается нагреву и охлаждению, которые сопровождаются неравномерным изменением объема, что вызьшает возникновение термических напряжений, приводящих в конечном итоге к разрушению кладки печи. В связи с этим было проведено исследование поведения материалов в процессе резкого термоциклирования более жесткого, чем условия эксплуатации в печи (нагрев до 800 °С и резкое охла5цдение в воде). Ползшенные данные свидетельствуют о том, что образцы разных серий ведут себя при термоциклировании неодинаково: у образцов, содержащих глину месторождений «Городное» и «Гайдуковка» (серия ГГ), а также на основе каолина «Ситница» и глины месторождения «Городное» (серия КГ), водопоглощение на первых циклах практически не изменяется, а затем несколько повышается. Для образцов серий ЛГ и ОГ сначала наблюдается некоторое снижение водопоглощения и открытой пористости за счет продолжающихся процессов спекания при нагреве, так как глины месторождений «Лукомль» и «Осетки» содержат меньше кварцевых включений и более склонны к спеканию. После 15 циклов наблюдается небольшой рост указанных показателей, поскольку в образцах появляются термические трещины. Все опытные образцы вьщержали 20 циклов термоциклирования без разрушения. На основании результатов проведенных исследований выбраны оптимальные составы материалов для ползшения кирпича с повышенными термомеханическими характеристиками. Свойства образцов оптимальных составов приведены в таблице. Таблица - Свойства образцов оптимальных составов Наименование показателя Шихтовой состав и значения показателя Шихтовой состав, % Г липа «Лукомль» Г липа «Г айдуковка» Глина «Осетки» -30%, -35%, глина «Город- 20%, глина «Город-ное» глина «Городное» - ное» -35%, шамот -50%, шамот 50%, шамот алюмосиликатный - алюмосиликатный - алюмосиликатный - 30% 30% 20% Температура обжига, °С 1100 1100 1100 Термостойкость, циклов более 20 более 20 более 20 6,3 4,46 4,73 Водопоглощение, % 12,7 11,46 6,95 Кажущаяся плотность, кг/м^ 1956 2199 2276 Открытая пористость, % 24,82 25,20 15,82 Предел прочности при сжатии, МПа 20,2 40,44 57,57 Установлено, что лзшшими показателями термостойкости обладают материалы на основе сочетания тугоплавкой глины месторождения «Городное» с легкоплавкими глинами месторождений «Гайдуковка», «Осетки» и «Лукомль» и шамота алюмосиликатного. 209 в результате проведенной работы установлена возможность получения термостойких керамических материалов, обладающих сравнительно низкими значениями термического расширения, при достаточно высоких показателях механической прочности и плотности, что предопределяет возможность использования их для строительства бытовых печей с повышенным сроком эксплуатации. УДК 666.321 Получение объемно-окрашенного керамичеекого кирпича путем еочетания глин различного минералогичеекого еоетава Студентка 9 гр. Свибович А.Н. Назшный руководитель - Бирюк В. А. Белорусский государственный технологический университет г. Минск В настоящее время существует значительное количество предприятий специализирующихся на выпуске кирпича керамического, но, несмотря на это, интерес к исследованиям в области получения новых цветов и оттенков стеновых изделий, предотвращение неоднородности окраски кирпича, улзшшения физико-химических свойств материалов всё время возрастает. Целью настоящей работы явилось разработка составов масс и технологии получения лицевого керамического кирпича на основе местных глин. В качестве способа получения окрашенного кирпича был выбран наиболее доступный технологический прием - сочетание глин различного минералогического состава. Для этого выбраны глины месторо5цдения «Городное» и «Тзфовское», а в качестве добавок - кварцевый песок «Добруш» и гранитоидные отсевы «Микашевичи». Гранитоидные отсевы месторо5цдения «Микашевичи» - отходы горнодобывающей промышленности. Они представлены среднезернистыми разностями розовато-серого цвета. Химический состав представлен наличием следующих оксидов, мае. %: БіОг - 65,70; АІ2О3 - 15,08; ТІО2 - 0,45; Рс20з - 5,36; СаО - 4,20; MgO - 1,60; ХазО - 3,52; К2О - 2,77; п.п.п. - 1,32. Минералогический состав гранитоидов представлен плагиоклазом, кварцем, биотитом, микроклином, единичными зернами амфибола. Иззшена широкая область составов масс, ограниченная содержанием указанных компонентов в следующих пределах, мас.%: глина «Городное» - 20-80, глина «Туровское» - 20-80, кварцевый песок «Добруш» - 10-20, гранитоидные отсевы «Микашевичи» -0-10. Опытные образцы были изготовлены по традиционной пластической технологии. Отформованные образцы подвяливали в течении суток, высушивали в сушильном шкафу при температуре 100±5 °С и обжигали в электрической печи при температурах 950°С, 1000°С, 1050°С. Определение окраски материалов проводилось визуально по криминалистическому атласу цветов, путем сопоставления цвета образца с эталонной карточкой. Так при температуре обжига 1000 °С, образцам с максимальным содержанием глины «Городное» соответствовала красно-кремово-оранжевая окраска, а с максимальным содержанием глины «Туровское» - розово-желтая. Отмечено также положительное влияние гранитоидных отсевов на основные эксплуатационные характеристики керамических материалов, которые предопределяют их использование в качестве стеновых изделий. Так, усадка находится в пределах 9 - 11,5%. По результатам опытов видно, что образцы, имеющие в своем составе гранитоидные отсевы, спекаются лучше, их водопоглощение не превышает 10,94%, а открытая пористость - 21,99%, кажущаяся плотность - 2010 кг/м .^ С увеличением температзфы обжига, водопоглощение также уменьшается, соответственно уменьшается открытая пористость и увеличивается кажущаяся плотность. Определение опытных образцов на морозостойкость показало, что они могут вьщерживать около 50 циклов попеременного замораживания и оттаивания, что соответствует марке морозостойкости Г 50. Основными кристаллическими фазами, присутствующими в образцах оптимального состава является а-кварц, гематит и анортит. Именно формирование гематита придает образцам красно-оранжевую окраску. На основании результатов проведенных исследований выбраны оптимальные составы материалов для получения керамического кирпича с улучшенными эксплуатационными свойствами и хорошими цветовыми характеристиками. 210 УДК 621.30 Исследование возможности электрохимической утилизации электролита химического никелирования Студентка 11 группы факультета ХТиТ Пашкович М. А. Назлный руководитель - Черник А. А. Белорусский государственный технологический университет г. Минск Целью настоягцей работы является оценка возможности электрохимической утилизации электролитов химического никелирования с электролитическим извлечением никеля на катоде и окислением фосфитов на аноде. Вследствие своих специфических свойств покрытия на основе химически осажденного никеля находят применение во многих отраслях магпиностроения и приборостроения: для покрытия металлических изделий сложного профиля; для увеличения износоустойчивости тругцихся поверхностей деталей магпин; для повыгпения коррозионной стойкости в среде кипягцей гцелочи и перегретого пара; для замены хромового покрытия (с последуюгцей термической обработкой химического никеля), чтобы использовать вместо коррозионно-стойкой стали более дегпевую сталь, покрытую химическим никелем; для никелирования крупногабаритной аппаратуры; для покрытия непроводягцих материалов, пластмасс, стекла, керамики и т.п. Электролиты химического никелирования имеют ограниченный срок службы и после 10 циклов осаждения требуют замены и утилизации. В процессе химического никелирования состав раствора все время меняется: уменьгпается количество гипофосфита и увеличивается содержание фосфитов, что оказьшает отрицательное действие на работоспособность и стабильность раствора, а также влияет на содержание фосфора в покрытии. Основным способом регенерации отработанного электролита является химический способ с вьщелением в виде осадка фосфита и гидроксида никеля. Однако, отработанные электролиты содержат до 15 г/л по никеля, который можно электрохимически извлечь в виде металлического покрытия. Раствор также может содержать 300 г/л фосфита натрия. В результате исследований был проведен цикл электрохимических исследований свежеприготовленного и отработанного электролитов химического никелирования. Исследования проводились в электролизере с ионообменной мембраной при различных плотностях тока и температзре электролита 50 °С. В качестве анода использовался диоксид свинца с целью окисления фосфитов и гипофосфитов, имеюгцихся в растворе. В качестве катода использовалась никелевая пластинка. Соотношение тшощади катода и анода было 20:1. Электролиз проводили в течении 3 часов при анодных плотностях тока 5, 7.5, 10, 15 А/дм .^ Объемная плотность тока была соответственно 1.3, 1.9, 2.6 и 3.9 А/дм^. В процессе электролиза проводился колориметрический анализ на содержание гипофосфита и никеля в катодной и анодной камерах электролизера. Установлено, что с течением времени концентрация гипофосфита в анодной камере электролизера уменьшалась, что свидетельствует о протекании процесса окисления гипофостит-аниона Н2РО2' до фосфит- аниона НРОз". На катоде наблюдалось достаточно активное осаждение никеля. При этом с течением времени выход по току никеля увеличивался при всех рабочих плотностях тока. Максимальный выход по току был получен при катодной плотности тока 0,75 А/дм^ (объемная плотность тока в катодной камере составила 3,9 А/дм^) и составил 46 %. За время электролиза концентрация никеля в катодной камере снизилась на 2 г/дм .^ УДК 678.01:537.222.24 Композиции ПЭВД с антистатическими свойствами длительного действия Студентка 1 гр. Кушнир Н.С. Назшный руководитель - Мануленко А.Ф. Белорусский государственный технологический университет г. Минск Целью данной работы является получение материалов с антистатическими свойствами длительного действия на основе ПЭВД для производства емкостей с пролонгированным сроком хранения ЛВЖ. Полимеры обладают хорошими диэлектрическими свойствами, что характеризует их способность к накоплению статистического электричества, возникаюгцего обычно при трении двух материалов. Трение смегцает равновесие электронов в вегцестве; один из материалов при этом теряет электроны и заряжается положительно, другой - принимает электроны и заряжается отрицательно. При контакте с проводягцими материалами происходит разряд в виде искры. Низкая влажность воздуха способствует возникновению статистического электричества. 211 Накопление статистического электричества в полимерных материалах можно предотвратить или снизить несколькими способами: 1) введением в полимер антистатиков, 2) введением в полимер электропроводящих наполнителей (технического углерода, графита, мелкодисперсного металла или окислов металла), 3) нанесением на поверхность слоя электропроводящего лака, 4) использованием электропроводящих высокомолекулярных соединений (например, полианилина, полипиррола, политиофена и поли-3,4-этилендиокситиофена (ПЭДГ)). В зависимости от химической природы антистатики можно разделить на краткосрочные, действие которых начинается уже в процессе изготовления изделия, но продолжается недолгое время (2-5 дней), и длительного действия, полная миграция на поверхность занимает 2-3 дня, но срок действия их в изделии - 6- 12 месяцев. В связи с этим разграничиваются области применения антистатиков с различными сроками действия: 1) При производстве упаковочных материалов; для уменьшения образования пыли и других загрязнений на поверхности потребительских товаров. При переработке полимеров: для реализации мер, направленных на предотвращение электризации смол, при операциях загрузки и транспортировки в перерабатывающих машинах. 2) В электротехнической промышленности и электронике: для безопасности при работе в целях предотвращения возникновения токопроводящих цепей и короткого замыкания. В промышленности: общие меры безопасности для предотвращения проблем, связанных с накоплением статистического электричества, например, опасности взрыва пыли, при работе с воспламеняющимися жидкостями и т.д. По другой классификации все антистатики делятся на две большие группы: внутренние и наружные. Наружные антистатики наносятся на поверхность изделия. Они быстро уносятся с поверхности, тем самым требуя постоянного обновления покрытия. В качестве наружных антистатиков используются преимущественно поверхностно-активные вещества (ПАВ). В качестве внутренних антистатиков могут применяться проводящие неорганические наполнители, например сажа, порошки металлов или углеродные волокна, те же ПАВ. Антистатики представляют собой широкий спектр соединений: - азотсодержапще соединения (длинноцепные амины, амиды или соли четвертичных аммониевых оснований); - сульфокиспоты и алкиларил сульфонаты; - многоатомные спирты и их производные; - производные полиэтиленгликоля; - этоксилированные соединения. Для проведения исследований были изготовлены литьем под давлением стандартные образцы в виде дисков (диаметр 100 мм, толщина 2 мм) из композиций на основе полиэтилена марки 15803-020 ГОСТ 16337-77 , содержащих различную концентрацию антистатиков. В соответствии с ГОСТом диски не должны иметь царапин, утолщений, вздутий, трещин и других дефектов и загрязнений. Перед испытанием образцы были вьщержаны при 20°С и 65%-й относительной влажности в течение 24 ч. В работе были исследованы следующие марки антистатиков: ПО АЭ-23, 10053-А, АЕ 50025, АЕ 50027 . Определение удельного поверхностного электрического сопротивления полимеров должно осуществляться в соответствии с ГОСТ 5433.2—71. Испытания образцов проводились на терраомметре Е6- 13А. Диапазон измеряемых прибором сопротивлений от 10 до Ю'"* Ом. В ходе испытаний были измерены значения удельного поверхностного электрического сопротивления образцов спустя 2 и 4недели пребьшания на воздухе и образцов, находящихся на воздухе 2 недели и затем в бензине в течение 2 недель. Результаты исследований приведены в таблице 1. Таблица 1 - Результаты исследований Концентрация добавленного антистатика, % Образец Удельное поверхностное сопротивление. Ом ПЭВД ПЭВД с ПО АЭ-23 ПЭВД с АЕ 50025 2 недели 5,23Т0'^ - - 0 4 недели 5,09Т0'^ - - В бензине 5,09Т0'^ - - 2 недели - 2,53Т0'^ 4,3-10'^ 1 4 недели - 7,21-10''' 1,44-Ю"' В бензине - 1,27-Ю"' 4,03-10'^ 2 2 недели - 1,58-10'^ 7,63-10'^ 212 4 недели - 2,54-Ю''' 5,94-10'® В бензине - 2,76-10'® 3 2 недели - 2,23-Ю'^ 3,46-10" 4 недели - 4,24-Ю'^ 1,27-10'® В бензине - 1,00-10'® 4,67-Ю'" 4 2 недели - 3,17-10'® 2,12-10" 4 недели - 4,24-10'® 3,18-10'® В бензине - 5,51-10'® 2,54-10'® Значение удельного поверхностного сопротивления образцов на воздухе имеет незначительное увеличение с течением времени. Эффективность антистатика не зависит от среды (воздух, бензин), так как значения поверхностного сопротивления образцов в бензине мало отличаются от значений образцов на воздухе, т.е. вымывание антистатика не происходит. Оптимальная концентрация - 2%. Литературк 1. В. С. Крикоров, Л. А. Колмакова Электропроводягцие полимерные материалы. М.: Энергохимиздат, 1984. - 176 с. 2. Электропроводягцие полимеры/ С.Кирхмейер, Л.Брассат// Полимерные материалы - (KHHStstoffe). - 2007. - №5 - (с.6-10). УДК 541.18.45 Пенообразующие евойетва препаратов Genapol и Техароп K12G Студ. 4 к. 7 гр. ф-та ТОВ Бурдолешсо О.Н., Лукагпевич Е.А. Наз^ные руководители - Бондаренко Ж.В., Эмелло Г.Г. Белоруссгсий государственный технологичесгсий университет г. Минск В настоящее время поверхностно-активные вещества гпироко используют в различных отраслях нромыгпленности. Их нрименяют как моющие средства, флотореагенты, стабилизаторы эмульсий и пен, антистатики и др. Широкое нрименение ПАВ обусловлено тем, что они способны нри низгсих концентрациях интенсифицировать некоторые технологичесгсие нроцессы и нридавать необходимые свойства полз^аемым продуктам. Пеномоющие средства личной гигиены, содержащие в своем составе ПАВ, должны хорогпо пениться, не разіфажать кожу, обеспечивать хоршпее удаление загрязнений и легко смываться. Эти свойства во многом определяются нриродой используемого ПАВ и его содержанием. Техничесгсие требования к пеномоющим средствам определяют обеспечение онределенных характеристик по пенообразующей способности и устойчивости пены. Нанример, для гпамнуней пенное число (высота пенного столба, полз^енного нри онределенных условиях) должно быть не менее 145 мм, а устойчивость пены - 80-100%. Целью работы явилось онределение пенного числа и устойчивости пен нрепаратов Genapol и Техароп K12G в зависимости от концентрации водных растворов. Препарат Техароп K12G нредставляет собой лаурилсульфат натрия, а нрепарат Genapol - этоксилированный лаурилсульфат натрия (степень этоксилирования 2-4). Они используются в составе различных косметичесгсих средств. Растворы исследуемых нрепаратов готовили с использованием дистиллированной воды, чтобы избежать влияния солей жесткости. Концентрация растворов исследуемых нрепаратов находилась в интервале 0,02-50 г/л. Эксперимент проводили нри температуре 18-20°С. Определение пенообразующей способности и устойчивости пены нрепаратов осуществляли с использованием прибора Росс-Майлса. Этот прибор нредставляет собой мерный цилиндр с водяной рубагпкой и стегслянной пипеткой (вместимостью 200 см^), соединенной с калиброванной трубкой. Из нриготовленного раствора отбирали 50 см ^ и вливали в мерный цилиндр тагсим образом, чтобы не образовалась пена. Затем с помощью резиновой гругпи в пипетку вводили 200 см ^ испытуемого раствора, избегая пенообразования. Пипетку с раствором закрепляли в приборе Росс-Майлса на расстоянии ее выходного отверстия 900 мм от зфовня жгщкости в цилиндре. Затем открывали гфан пипетгси и по окончании истечения жидкости вгслючали секугщомер. Через 30 сек и 5 мин замеряли высоту образовавшегося столба пены в миллиметрах. Пенное число характеризовали как высоту столба пены (мм) через 30 сек после истечения раствора из пипетки. Устойчивость пены определяли, как отношение высоты столба пены через 5 мин к высоте столба пены через 30 сек, и выражали в нроцентах. 213 Полз^енные данные по влиянию концентрации и вида препарата на пенообразуютцую способность и устойчивость пены нредставлены на рисунках 1 и 2. Как видно из нредставленных данных, с увеличением концентрации нроисходит возрастание пенообразующей способности обоих препаратов. Препарат Genapol в области малых концентраций обладает более высокой пенообразующей способностью. Это можно объяснить следующим. В состав его молекулы входят полярные оксиэтилированные труппы, что повыпіает численное значение гидрофильно­ липофильного баланса нрепарата по сравнению с нрепаратом Техароп K12G. При концентрации нрепаратов от 2 г/л (1п с= 0,693) и ВЫПІС пенные числа остаются нрактически постоянными и сопоставимыми (250-270 мм). Вероятно, это нроисходит вследствие достижения в растворах ПАВ критической концентрации мицеллообразования. Поверхностно-активные ионы ПАВ связываются в агрегаты и не нринимают з^астия в нроцессе пенообразования. In с ♦ Препарат Genapol Препарат Техароп К 12G Рисунок 1 - Влияние концентрации растворов нрепаратов на пенное число In с ♦ Препарат Genapol Препарат Техароп К 12G Рисунок 2 - Влияние концентрации растворов нрепаратов на устойчивость пены Из рисунка 2 видно, что в области малых концентраций растворов устойчивость пен, образуемых нрепаратами, различна. Препарат Genapol дает очень устойчивые пены (86-99%) в области всех изз^енных концентраций. Устойчивость пен растворов нрепарата Техароп K12G в области малых концентраций незначительна. Нанример, нри концентрации 0,02 г/л устойчивость пены не достигает 10%. С увеличение концентрации до 0,2 г/л данный показатель резко возрастает (до 86%), а нри дальнейгпем повьппении концентрации образуются пены, которые по устойчивости сопоставимы с пенами, полз^енными с использованием нрепарата Genapol. Эти результаты можно объяснить различием в строении молекул ПАВ двух нрепаратов. Наличие оксиэтилированных трупп в составе молекул препарат Genapol способствует дополнительной стабилизации пен за счет отличия в ориентации более полярных молекул ПАВ в поверхностном слое пленки. Таким образом, проведенные исследования позволяют сделать вывод, что препарат Genapol обладает лз^чшей пенообразующей способностью и дает очень устойчивую пену нри более низких концентрациях, чем препарат Техароп K12G. Поэтому его использование в составе пеномоющих средств (шамнуни, гели и др.) экономически более целесообразно. 214 УДК 537.31/.32+549.5 Термоэлектрические свойства слоистого купрата DyBaiCusOy-s Студентка 8 гр. 1 курса ф-та ХТиТ Врублевская Е.В. Наз^ный руководитель - Клындюк А.И. Белорусский государственный технологический университет г. Минск Слоистые купраты типа АВа2Сиз07_5 (R - редкоземельный элемент, РЗЭ) обладают свойством высокотемператзрной сверхпроводимости, а также могут быть использованы в качестве катализаторов химических реакций и материалов для термоэлектрических преобразователей энергии. Последнее обуславливает интерес к изз^ению электрофизических свойств соединений АВа2Сиз07_5 в широком интервале температур. В данной работе приведены результаты исследования удельной электропроводности (а) и термоэлектродвижущей силы (термо-ЭДС, S) слоистого купрата ВуВа2Сиз07_5. S, мкВ/К <т, Рисунок 1 - Температурные зависимости электропроводности (а), термо-ЭДС (S) и фактора мощности (Р) керамики состава ВуВа2Сиз07_5 Спеченные керамические образцы были предоставлены Клындюком А.И. Электропроводность измеряли четырехконтактным методом на воздухе в интервале температур 300-1100 К в динамическом режиме со скоростью нагрева-охлаждения 3-5 К/мин. Термо-ЭДС керамики измеряли относительно серебра на воздухе в интервале температур 300-1100 К; градиент температур между горячим и холодным концами образца в процессе измерения поддерживали на уровне 20-25 К. По полученным значениям а я S рассчитывали значения фактора мощности (Р) керамики: Р = Ś^-a. Результаты исследований приведены на рисунке. Положительный знак термо-ЭДС (>5^ 0) указывает на то, что основными носителями заряда в купрате ПуВа2Сиз07_5. являются «дырки», т.е. он является проводником р-типа. Характер электропроводности образца от полупроводникового (д а /д Т >0) к металлическому (д а /д Т < 0), а термо - ЭДС начинает резко возрастать вблизи 750-800 К, что, по всей видимости, связано с выделением из образца т.н. слабосвязанного кислорода. Максимальное значение электропроводности ПуВа2Сиз07_5 достигается при 800 К и составляет 1,9610^ См/м. Величина фактора мощности керамики изменяется с ростом температуры, изменяется так же, как и величина S образца, проходит через минимум при температуре 750 К и при температуре 1050 К достигает значения 194 мкВт/(м-К^). 215 Полз^енные в работе результаты согласуются с литератзфными данными и указывают на возможность использования фаз типа і?Ва2Снз07.5 в качестве материалов для термоэлектрических преобразователей энергии. УДК 665.58(07) Получение и иееледование евойетв мятного маела Студ. 5 к. 7 г. ф-та ТОВ Верховская И.А., Даниленко Е.В. Наз^ный руководитель - Бондаренко Ж.В. Белорусский государственный технологический университет г. Минск Последние десятилетия характеризуются повышением интереса к эфирным маслам при производстве лечебно-профилактических и косметических средств [1-2]. Использование эфирных масел в рецептзфах косметических продуктов представляет собой новый виток развития данной отрасли промышленности. Это связано с тем, что, несмотря на широкое применение синтетических ингредиентов взамен натзфальных, наиболее полезные свойства растительных продуктов синтетическими аналогами заменить невозможно [3]. К таким свойствам относятся витаминные, ангиоксиданные, общеукрепляюпще, иммуностимулирующие, тонизирующие и многие другие. Применение эфирных масел в косметических средствах может преследовать самые различные цели - от придания приятного запаха товару или его консервации до создания или усиления основного эффекта кремов, парфюмерной продукции или моющих средств. Целью работы было получение в лабораторных условиях мятного масла и иззшение его свойств для последующего использования в косметических средствах. Существуют различные методы получения эфирных масел из эфиромасличного сырья [4], но наибольшее развитие получила отгонка с паром. Сущность метода заключается в том, что при обработке эфирномасличного сырья паром компоненты эфирных масел переходят в паровую фазу и в смеси с парами воды направляются на конденсацию, а затем на отделение от воды. Разновидностями данного метода являются водная перегонка (гидродистилляция), водно-паровая перегонка, паровая перегонка. При гидродистилляции эфиромасличное сырьё загружают в аппарат, заливают водой и кипятят, используя только наружный обогрев глухим паром. Эфирное масло отгоняется с парами кипящей воды. При водно-паровой перегонке эфиромасличное сырьё заливают водой и кипятят, одновременно подавая в аппарат острый пар. Наружный обогрев осуществляется глухим паром [5]. Паровая отгонка наиболее распространенный способ переработки эфиромасличного сырья. Сущность способа заключается в том, что сырьё обрабатывается острым паром повышенного давления. При повышенном давлении и температзфе в паровой фазе возрастает содержание душистых компонентов и в 2-3 раза сокращается время переработки трудно перерабатываемых видов сырья [4]. Для ползшения в лаборатории мятного масла был использован метод вводно-паровой перегонки. Отделенное от воды мятное масло анализировали по основным показателям качества в соответствии с ОСТ 10-135-88. В эфирном масле определяли относительную плотность, которая представляет собой отношение массы масла при данной температзфе к массе того же объема воды. Поскольку величина плотности зависит от температзфы исследуемого масла и температзфы воды, то плотность, найденную при условиях опыта, пересчитывали на стандартные температзфу масла (20°С) и воды (4°С). Плотность мятного масла определяли с помощью пикнометра. Способность преломлять свет обусловлена изменением скорости его распространения при переходе из одной среды в другую. Ка5цдая преломляющая свет среда характеризуется абсолютным показателем преломления, который определяется как отношение скорости распространения света в вакууме к скорости его распространения в среде. Показатель преломления мятного масла определяли на рефрактометре ИРФ-23. Кислотное число масел (количество миллиграммов гидроксида калия, необходимое для нейтрализации свободных жирных кислот, содержащихся в одном грамме масла) является одним из качественных показателей, который нормируется стандартами и нормативными документами. Он зависит от качества сырья, способа получения масла, условий его хранения и других факторов. Метод определения кислотного числа основан на титровании пробы масла раствором гидроксида калия в присутствии индикатора фенолфталеина. Внешний вид, цвет, вкус и запах масла определяли органолептически. Ползшенные свойства мятного масла в сравнении с требованиями ОСТ 10-135-88 представлены в таблице. 216 Таблица - Свойства мятного масла Наименование показателя Значение показателяполученного масла по ОСТ 10-135-88 1. Внешний вид и цвет Прозрачная светло-жёлтая жидкость Прозрачная бесцветная или светло-жёлтая жидкость 2. Запах Перечной мяты без постороннего Перечной мяты без постороннего 3. Вкус Холодящий без горечи Холодящий без горечи 4. Плотность, г/см"* 0,901 0,900-0,910 5. Показатель преломления 1,4593 1,4590-1,4667 6. Кислотное число, мг КОН/г 0,63 0,70 7. Растворимость в 70%-ом этиловом спирте Полная растворимость в 3 объёмах спирта Полная растворимость, не более чем в 4 объёмах спирта Как видно из представленных данных, полз^енное в лабораторных условиях мятное масло соответствует по своим показателям требованиям стандарта и может использоваться при получении различных косметических средств. Литература 1 О применении эфирных масел в косметологии // Косметика и медицина.- 2003. - №4. - С.14-16, 18- 29, 22-25. 2 Войткевич, С. А. Эфирные масла для парфюмерии и ароматерапии / С. А. Войткевич. - Москва, 1999.- 190 с. 3 Натзфальные ингредиенты в косметических продуктах: тенденции и перспективы // Косметический рынок сегодня. - 2003. - №1-2. - С.4-8. 4 Сидоров, И. И. Технология натзфальных эфирных масел и синтетических душистых веществ / И. И. Сидоров, Н. А. Турышева, Л. П. Фалеева, Е. И. Ясюкевич. - М.: Легкая и пищевая пром-сть, 1984. - 368 с. 5 Гзфинович, Л. К. Эфирные масла: химия, технология, анализ и примечание / Л. К. Гзфинович, Т. В. Пучкова. - М.: Школа Косметических Химиков, 2005. - 190 с. УДК 666.635;666.295 Полуфриттованные матовые глазурные покрытия плиток для полов Студентка гр.9 Гвоздевич О.Ю. Назшный руководитель - Левицкий И. А. Белорусский государственный технологический университет г. Минск Целью настоящего исследования является разработка рецептур сырьевых композиций для получения матовых износостойких полуфриттованных покрытий для декорирования плиток для полов, которые могут использоваться в местах с интенсивным движением людского потока и, соответственно, работать в условиях повышенного абразивного воздействия. Синтез износостойких глаззфных покрытий для декорирования плиток для полов остается актуальной задачей керамического производства, поскольку они занимают значительный объем в общем выпуске строительных материалов Республики Беларусь (ОАО «Керамин», ОАО «Березастройматериалы»). До недавнего времени эта продукция изготавливалась с применением для глаззфования импортируемых из Италии компостов (смесей отдозированных сырьевых материалов), что обеспечивало высокую износоустойчивость покрытий со степенью истирания не ниже 3 и соответствующие декоративно­ эстетические характеристики. В настоящее время ОАО «Керамин» перешло на изготовление плиток с использованием разработанных предприятием составов, однако стабильность износостойкости со значением 3 и более не в полной мере обеспечивается, особенно у покрытий темных тонов, обеспеченных применением керамических пигментов. Сырьевые композиции являются полуфриттованными и содержат 17,5 - 27,5 % фритты. Задачей настоящего исследования являлось проведение структзфно-управляемого синтеза износостойких покрытий, обеспечивающего в процессе обжига формирование максимального количества кристаллических фаз, высокую износоустойчивость, требуемую бархатисто-матовую фактуру. Одновременно решалась задача снижения количества фритты при рациональном сочетании ее с другими составляющими глаззфной композиции. Обжиг проводился по температурно-временным режимам, существующим на производстве. 217 Полз^ение полуфриттованных покрытий осуществлялось с использованием стеклофритт, синтезированных в системе К20-К0-АІ20з-В20з-2г02-8і02, где R2O - Na20 и К2О, а RO - СаО и MgO, отличаюпщхся, в основном, содержанием щелочноземельных оксидов и Zr02. Основными компонентами, применяемыми для варки фритт, являлись кварцевый песок, борная кислота, доломит, сода кальцинированная, поташ, цирконовый концентрат и технический глинозем. Компоненты шихты высушивались до влажности не более 0,5 % и измельчались до величины зерен < 1 мм. Варка фритт осуществлялась при температуре 1450±20 °С в фарфоровых тиглях в газовой пламенной печи со скоростью подъема температзфы 250 °С/ч. Глаззфные стекла характеризовались удовлетворительными варочными свойствами, расплав гранулировался в холодной проточной воде. Значения ТКЛР синтезированных глазурных фритт находились в интервале (54,8-62,6) 10 ’ К микротвердость составляла 7300-7450 МПа, что свидетельствует о высокой износостойкости стекловидной составляющей и, безусловно, оказьшает положительное влияние на износостойкость синтезируемых полуфриттованных покрытий. В состав сырьевых композиций для получения полуфриттованных покрытий наряду с фриттой вводились пегматит чупинстсий КПШМ 0,20-2 и доломит мартси А. В качестве постоянных компонентов использовались тсварцевый песок мартси ВС-020, волластонитовый концентрат ВП-25, техничестсий глинозем ГК-2, цинковые белила и цттркобит мартси МО. Для улзшшенття реологичестсих характеристик суспензии в составах глаззфей ттриметтялся каолин ттросяновский КН-83 и глина Веско-Гранитик. Содержание постоянных компонентов составляет 35 %. С целью обеспеченття требуемых показателей текучести глаззфньтх суспензий ттриметтялся триполифосфат натрття, колттчество которого составляло 0,03-0,06 % (сверх 100 %). Исследуемые сьтрьевьте композиции получены по тслассической технологтш совместным мотфым помолом в шаровой мельнице до остатка на контрольном сите № 0063 в количестве 0,1-0,3 %. Ползшенная суспензия с влажностью 30-35 % наносилась на ттредварительно высушенные образцы керамичестсих плиток методом полива. ТКЛР керамической основы составляет (70-80) 10 ’ К О б ж и г плиток ттроводился в газопламенной конвейерной печи ттша RKS-1650 ттри температзфе 1160±10°С в течение 43±2 мин в условттях ОАО «Керамин» (г. Минск). Ползшенньте однократным обжигом полуфриттованньте глазури характеризовались матовой поверхностью бархатистой фактуры, хорошим разливом и отсутствием поверхностных дефектов в виде наколов, прочным сцеплением с керамической основой. Блеск и белизна покрытий, определенные на фотоэлектрическом блескомере ФБ-2 с использованием в качестве эталона при определении блеска увиолевого стекла, белизны - баритовой пластинки, составляли 15-25 % и 81-85 % соответственно. ТКЛР синтезированных глаззфей, измеренный на электронном дилатометре D1L 402 PC фирмы «Netzsch» (ФРГ) в интервале температур 20-400 °С, составил (67-72) 10 ’ 1Г\ Поскольку его значения несколько ниже ТКЛР керамической основы, глаззфное покрытие находится в состоянии сжатия, что предопределяет высокую прочность сцепления в системе «глаззфь-керамика». Микротвердость глазурей определялась на микротвердомере автоматическом Виккерса 402 MVD (Германия) при нагрузке на ицденгор 200 г. Значения микротвердости глазурных покрытий составляли 8960- 9020 МПа, твердость по шкале Мооса - 7-8. По износостойкости (ГОСТ 6787-90) покрытия отвечают 3-ей степени. Дифференциально-термический анализ гшзурей вьшолнен с помощью дериватографа OD-102 фирмы «МОМ» (Венгрия). Установлено, что в интервале температур 120-125°С эцдоэффекг связан с удалением физической влаги. При температуре 560°С отмечается эндотермический эффект, обусловленный разложением каолинита. Диссоциация карбонатов характеризуется двумя эцдоэффектами: первым - при температуре 810-815°С, обусловленным разложением доломита и декарбонизацией MgCOs и вторым - при 860-865°С, обусловленным диссоциацией СаСОз. Экзоэффект при 910-915°С с крутой восходящей ветвью свидетельствует о высокой интенсивности кристаллизационных процессов, происходягцих в глазурях при нагревании. Рентгенограммы синтезированных материалов получены на дифрактометре D 8 ADVANCE фирмы «Вгцкег» (Германия). Излучение - СиК<х, детектор - сцинтилляционный счетчик. Запись производилась в диапазоне углов 20 от 5 до 80° с шагом 0,1° и накоплением импульсов в течение 2 с. Для идентификации кристаллических фаз использовались международная картотека Join СошШе оц Powder Diffraction Standarts, 2003 и программное обеспечение D1FFRAC PLUS фирмы «Втокег». Установлено, что фазовый состав полуфриттованных глазурных покрытий представлен цирконом (ZrSi04), диопсидом (CaMgSi206), корундом (а-А^Оз), небольшими количествами акерманита (Ca2MgSi207) и синтетического анортита (А1зСао,58ізОц), а также а-кварцем. Рациональное сочетание вьппеуказанных кристаллических фаз обеспечивает высокие значения физико-механических свойств глаззфных покрытий и, прежде всего, износостойкости и микротвердости. По зфовню указанных свойств данные покрытия отвечают требованиям, предъявляемым к плиткам для настила полов. Преимуществом синтезированных составов является отсутствие в сырьевых композициях компонентов первого класса опасности (особо опасных веществ) при снижении до минимума (не более 3 %) содержания веществ второго класса опасности (цинковые белила). Наряду с экологическими преимуществами обеспечивается снижение расхода топливно-энергетических ресзфсов за счет уменьшения 218 количества фритты в сырьевых композициях и снижения содержания цинковых белил и цирконсодержащего компонента (циркосила либо циркобига). УДК 666.654 Твердые раетворы Ваі_х8ГхРЬі.іОзчг как перепективные материалы для термоэлектрогенераторов Студентка 10 гр. 5 курса ф-та ХТиТ Сазанович Н.В. Наз^ный руководитель - Клындюк А.И. Белорусский государственный технологический университет г. Минск Прямое преобразование тепловой энергии в электрическую может быть осуществлено в термоэлектрогенераторах при помощи термоэлектрических материалов. В качестве таких материалов можно использовать оксидные термоэлектрики ввиду их более высокой химической и термической устойчивости на воздухе [1]. В данной работе приведены результаты исследования кристаллической структуры и электрофизических свойств плюмбатов бария-стронция состава Ваі_х8ТхРЬі 1О3+5, синтезированных керамическим методом. Образцы были охарактеризованы при помощи рентгенофазового анализа (дифрактометр Bmker D8 XRD Advanced, СцКа-излучение). Электросопротивление (р) образцов измеряли на постоянном токе четырехконтактным методом на воздухе в интервале температзф 300-1100 К, термоэдс (S) определяли относительно Ag на воздухе в том же интервале температур. Градиент температур мс5цду горячим и холодным концами образца в процессе измерения термоэдс поддерживали на зфовне 20-25 К. Полученные образцы состава Ваі_х8ТхРЬі 1О3+5 имели орторомбически искаженную структуру перовскита (пр.гр.симм. Ibmm для х= 0.0-0.2 и РЬпт для х = 0 .4-1.0), параметры элементарной ячейки которой представлены в таблице. Как видно из данных, приведенных в таблице, размеры элементарной ячейки твердых растворов Bai_xSTxPbi 1О3+5 закономерно уменьшались с ростом х (при увеличении степени замещения большего по размеру катиона бария Ва^ ^ меньшим по размеру катионом стронция Sr^ )^. Полученные нами значения параметров кристаллической структуры твердых растворов Ваі_х8ТхРЬі 1О3+5 находятся в хорошем согласии с литератзфными данными [2]. Таблица. Значения параметров (а , Ь, с. А), объема (Г, А )^ и осевого отношения { d a ) элементарной ячейки твердых растворов плюмбатов Ваі_х8ТхРЬілОз_5, а также их фактора мощности (Р, mkBt-m -^k ^^ ) при температурах 700 и 1000 К. X а Ь С с/а Г Рюо Р 1000 0 6,0637 6,0296 6,0163 1,4141 311,08 328 187 0,2 6,0016 6,0017 6,0010 1,4038 305,69 300 269 0,4 5,9699 5,9742 5,9801 1,4166 301,62 247 296 0,6 5,9544 5,9521 5,9531 1,4139 298,38 775 459 0,8 5,9047 5,9492 5,9262 1,4194 294,41 728 404 1 5,8563 5,9522 5,8893 1,4222 290,32 223 704 Соединения Ваі_х8ТхРЬі 1О3+5 представляли собой проводниками w-типа, характер проводимости которых с ростом X изменялся от металлического (для х = 0.0) к полупроводниковому (для х = 1.0). На рисунке представлены температзфные зависимости р и Р для твердых растворов плюмбатов Ваі_ xSTxPbi 1О3+5. Значения р образцов с х = 0.2-0.6 слабо возрастали с ростом температуры в низкотемператзфной {Т < 650 К) и уменьшались с ростом Т в высокотемператзфной {Т > 650 ) области. Значения S образцов Ваі_х8ТхРЬі 1О3+5 уменьшались с ростом температуры в низкотемпературной области {Т < 700-800 К) и возрастали с ростом Т в высокотемпературной области {Т > 700-800 К). 219 Аномалии на зависимостях р = (7) и S = (Т) для твердых растворов плюмбатов Bai_xSTxPbi лОз+5 наблюдаются в одной и той же области температзф и, очевидно, имеют одну и ту же природу. По всей видимости, отмеченные аномалии обусловлены началом вьщеления кислорода из образцов при их нагревании [3]. Увеличение степени замещения бария стронцием в Ваі_х8ТхРЬі 1О3+5 приводит к росту электросопротивления и уменьшению коэффициента термоэдс образцов. Аномально низкие значения коэффициента термоэдс ползшенных в настоящей работе образцов обусловлены, по всей видимости, избыточным содержанием в них оксида свинца. Максимальными значениями фактора мощности характеризуются составы с X = 0.6, 0.8: 720-770 мкВт-м'-ЬГ^ в области температур 700-750 К. Полученные результаты позволяют рассматривать твердые растворы Bao^SroePbi 1О3+5, Bao2Sro8Pbi 1О3+5 как перспективные материалы для использования в термоэлектрогенераторах (в качестве п - ветвей) при высокотемператзфной термоэлектроконверсии. Литература 1. Oxide Thennoelectrics. Research Signpost / Eds К. Коншоіо, I. Terasaki, N. Мшауаша. Trivandnun, India. 2002. 255 p. 2. H. Nagaffloto, H. Kagotani, T. Oknbo, T. Koya. Positive іешрегаіше Рисунок. Температзфные зависимости электросопротивления р (а), термоэдс S (Ь) и фактора мощности Р (с) твердых растворов Ваі_х8ТхРЬі 1О3+5: х = 0.0 (7), 0.2 (2), 0.4 (5), 0.6 (4), 0.8 (5), 1.0 (6). coefficient of resistivity in Ваі.х8гхРЬі+уОз_5 ceramics. J. Am. Ceram. Soc. 1993. V. 76. P. 2053-2058. 3. А.И. Кльщдюк, Г. C. Петров, Л.A. Башкиров. Аномальные свойства твердых растворов на основе ВаРЬОз при высоких температурах. Неорган. Материалы. 2001. Т. 37. С. 482М88. УДК 543.544:543.8 Использование прямого измерения метана при определении компонентного состава природного горючего газа по ГОСТ 31371 (ISO 6974) методом газовой хроматографии Студент 4 кзфса 11 группы факультета ХТиТ Костюк Е.Н. Назшный руководитель - Черепица С.В. Белорусский государственный технологический университет г. Минск Хорошо известно, что коммерческие расчеты за природный горючий газ производятся не просто по количеству поставляемых кубических метров, а с зшетом эффективной теплотворной способности этого газа. Эта величина рассчитывается по ГОСТ 22667 [1] на основе данных хроматографических измерений компонентного состава поставляемого природного горючего газа, выполненных по ГОСТ 23781 [2]. В соответствии с решением (протокол №33-2008 от 6 июня 2008г.) Евразийского Совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ЕАСС) с 1 января 2010 года в странах зшастницах ЕАСС вступают в силу новые ГОСТ 31371 (ИСО 6974) [3]. Выполненный анализ содержания всех семи частей данного ГОСТ 31371 (ИСО 6974) [3] показал, что какое-либо упоминание на использование данных прямого измерения отклика основного компонента природного горючего метана полностью отсутствует. Наиболее вероятной причиной сложившейся ситуации, с нашей точки зрения, можно назвать отсутствие, вплоть до недавнего времени, у серийных газовых хроматографов широкодиапазонных систем регистрации, позволяющих регистрировать без искажений как компоненты природного газа с концентрацией на зфовне 220 тысячных долей процента объемного, так и основной компонент метан. Концентрация последнего для магистрального газа наиболее часто находится в диапазоне от 95 % до 99 % молярных. С целью экспериментальной апробации предложенного методического подхода были проведены первые измерения компонентного состава образца природного горючего газа с использованием прямого измерения метана при определении компонентного состава природного горючего газа. В соответствии с п. В.2 первой части ГОСТ 31371 были построены контрольные карты для компонентов исследуемого газа. В качестве примера на рис. 1-2 приведены соответствующие контрольные карты для метана, этана и пропана, 2-метилпропана (изобутана) и н-бутана. концентрации метана равно 97,759 процентов молярных. 3 4 5 Номер серии измерений для этана Рисунок 2 - Контрольные карты для этана. Слева представлены измерения, выполненные по ГОСТ 31371, а справа представлены измерения, выполненные с зрелом отклика этана. Паспортное значение концентрации этана равно 0,977 процентов молярных Заключение Таким образом, анализ полученных экспериментальных данных подтвердил существенное улз^шение такой основной метрологической характеристики, как сходимость получаемых данных при нормировке на регистрируемый сигнал основного компонента природного газа метан. В связи с наличием у современных газовых хроматографов широкодиапазонных систем регистрации целесообразно разработать и внести соответствующие коррективы в международные стандарты ИСО 6974 [4] и проекты межгосударственных ГОСТ 31371 с целью обеспечить возможность аккредитованным испытательным лабораториям внедрять у себя предложенный новый методический подход. Литература 1. ГОСТ 22667 Газы горючие природные. Расчетный метод определения теплоты сгорания, относительной плотности и числа Воббе. 2. ГОСТ 23781 Газы горючие природные. Хроматографический метод определении компонентного состава. 3. ГОСТ 31371 (ИСО 6974) Газ природный. Определение состава методом газовой хроматографии с оценкой неопределенности. 4. ISO 6974 Natoal gas. Determination of composition with defined imcertainty by gas chromatography. 221 УДК 693.22.004.18 Унификация работы с различным аналитическим оборудованием Студент 4 кзфса 11 группы факультета ХТиТ Костюк Е.Н. Наз^ный руководитель - Черепица С.В. Белорусский государственный технологический университет г. Минск В соответствии с современными требованиями работы аккредитованных испытательных лабораторий возрастает актуальность введения унификации программного обеспечения для работы с различным используемым аналитическим оборудованием. На сегоднягпний день сложилась ситуация, когда каяедый устоявгпийся на рынке производитель аналитического оборудования предлагает свой собственный специализированный пакет программного обеспечения (ПО), разработанный для работы со «своим железом». Например, Hewlett-Packard - ChemStation, Varian - Galaxy, Shimadzn - GC Solntion, ThermoFinnigan - Xcalibnr и т.д. Зачастую в лаборатории для проведения одного вида испытаний находится несколько приборов разных производителей с различным ПО. Как следствие, исследователям приходится осваивать различные программы. Очевидные неудобства по этой же причине происходят и в з^ебно-методическом процессе при разработке новых методов исследований и при подготовке/переподготовке кадров. На курсах повьппения квалификации занятия проводятся с применением одного ПО, а вернувгпись к себе в лабораторию эксперты вынуждены работать на другом ПО. Схожая ситуация имела место в начале девяностых годов, когда в лабораториях появились первые персональные компьютеры: ДВК и PC. Как правило, эти компьютеры сразу стали использоваться как автоматизированные печатные мапшнки. Для печатания текстов было предложено несколько различным текстовых редакторов: Lexicon, Framework, Chiwriter, «Слово и Дело». Однако принцип универсальности и возможность работы над одним и тем же документом на разных ПК в разных организациях привел сегодня к ситуации, когда во всех лабораториях документы подготавливаются в программе MS Word. По аналогии с вышесказанным для унификации работы с разным аналитическим оборудованием был разработан пакет программного обеспечения Unichrom www.unichrom.com . Приведем перечень основных аргументов, обосновьшаюгцих целесообразность применения пакета Unichrom в практике аналитических лабораторий: 1. На сегодняшний день Unichrom является уникальным пакетом ПО, позволяюгцим одновременно и независимо в едином стиле управлять разными, наиболее распространенными в CHF хроматографами, такими как Цвет-800, Кристалл2000М/5000, Agilent4890/5890/6890, Shimadznl7/2010/2014, ThermoFinnigan Tracc2000/Focns, Varian 3800/3900, Милихром-5/6, Милихром-А02, Стайер, оптические спектрометры JenWay, Solar, SpectraSystems. 2. Архитектзра пакета Unichrom является открытой, что обеспечивает возможность сторонним разработчикам самостоятельно дорабатывать драйверы управления новыми аналитическими приборами. 3. Unichrom позволяет хранить метод/методы управления прибором, аналитические данные, метод/методы обработки, результаты, калибровки, градуировки, andit trail log, данные GLP в одном файле; 4. Практика эксплуатации аналитического оборудования, в том числе разнотипного, различных ведугцих мировых фирм в испытательных аккредитованных лабораториях различных ведомств выявила уникальную возможность аккумулирования методических наработок и их доступный быстрый последуюгций перенос/миграцию на другие приборьг Простым копированием файла. 5. Накоплен многолетний опыт эксплуатации в испытательных аккредитованных лабораториях крупнейших предприятий нефтехимического комплекса Беларуси, России и Украины: ОАО «НАФТАП», ОАО «Полимир», ОАО «Мозырский НПЗ», ОАО «Лисичанский НПЗ», ОАО «Рродненский Азот», ОАО «Невинномысский Азот», ФРУП «Сибирский химкомбинат», ОАО «Щекино Азот», ОАО «Черкасский Азот», ОАО «БелТрансРаз» и др. 6. Для выполнения требований законов «Загциты прав потребителя», «О единстве измерений», «О метрологическом обеспечении» проведена метрологическая аттестация методики выполнения измерений МВИ 1329-2001 «Разохроматографическое определение содержания этилового спирта в жидких биологических средах организма». Впервые в CHF. На сегодняшний день в химико-токсикологических лабораториях городских и областных наркодиспансеров по данной методике с применением системы Unichrom выполнено более 700 тысяч химико-токсикологических экспертиз. 7. Для унификации электронного документооборота аккредитованных испытательных лабораторий разработана система E-Lab. К концу 2009 года данная система должна быть передана для испытаний в ведугцие аккредитованные испытательные лаборатории концерна «Белнефтехим» и Fосстандарта Беларуси. 8. С целью широкой апробации системы UniChrom, для ускоренной наработки учебно­ методического материала, предлагается во все медицинские вузы в зшебный и назшно-исследовательский процесс передать пакет Uni Chrom на безвозмездной основе. Одновременно предполагается предоставить технологии создания методического зшебного материала на основе современных компьютерных средств. 222 Заключение Непосредственно с работой системы UniChrom в учебном процессе можно ознакомится на кафедре аналитической химии нашего Университета (см. рис.1). Рисунок 1 - Все студенты 2-го курса Белорусского государственного технологического университета выполняют лабораторные работы по хроматографии с использованием системы UniChrom. УДК 666.615.014.83 Оптимизация составов боросиликатных стекол для получения мелкоразмерной медицинской стеклотары Студент Карпович Е.В. Научный руководитель - Терещенко И.М. Белорусский государственный технологический университет г. Минск Целью настоящей работы является синтез и исследование составов стекол для медицинской тары, производство которой организуется на территории Республики Беларусь. В настоящее время потребность в стеклотаре в нашей стране удовлетворяется частично за счёт экспорта и частью за счёт производства ампул, организованного ЗАО СП «Еврохрусталь», размещенного на площадях ПРУП «Борисовский хрустальный завод». Однако в обоих случаях стеклотрубка импортируется из России и Украины, причем ее качество не соответствует международным стандартам, а регулярность поставок постоянно вызывает нарекания и риск остановки белорусских заводов медицинских препаратов. В связи с этим предусмотрена организация производства медицинского стекла на территории Республики Беларусь, а базовым предприятием для специализированного производства выбран ПРУП «Борисовский хрустальный завод». Основной задачей проводимых исследований являлась оптимизация составов нейтральных стекол за счёт определения рационального соотношения оксидов БіОг, АІ2О3, RO и R2O, при сохранении уровня водо- и щелочеустойчивости, соответствующего первому классу и поддержания удовлетворительными технологических характеристик опытных стекол при минимальном содержании В2О3. Также необходимо было минимизировать содержание щелочных компонентов в опытных стеклах, поскольку ионы Na^ и легко переходят в растворы, ухудшая качество медицинской тары. Объектом исследования была выбрана система Ка20-К 20-С а0 -Ва0 -АІ20з-8і02. Изучение кристаллизационной способности экспериментальных стекол показало, что наибольшая устойчивость к кристаллизации достигалась за счёт введения в их составы 5,5 - 6,5 мас.% АІ2О3. Замена В2О3 на оксиды щелочных металлов не оказывала влияния на кристаллизационную способность. Увеличение содержания R2O свыше 10 мас.% приводило к существенному увеличению ТКЛР, и, как следствие, к снижению их термостойкости, также отмечалось ухудшение водостойкости опытных стекол вследствие роста миграции щелочных ионов в раствор, приводящее к изменению его состава. Минимально возможное содержание Na20+K20 в изученных сериях стекол составило 6 - 7 мас.%, а содержание В2О3 варьировалось в интервале 6 - 8 мас.%. Положительное влияние на повышение химической устойчивости оказала замена Na20 на оксид ВаО (до 4 мас.%). 223 Для достижения 1-го класса водо- и щелочеустойчивости при пониженном содержании В2О3 дополнительно предусмотрено введение ZnO (до 3 мас.%), а также ЬігО, обеспечивающего проявление полищелочного эффекта. В результате введения ZnO происходило снижение количества мигрирующих в раствор ионов на 40%, что соответственно увеличивало показатели водо- и щелочеустойчивости, причем положительное влияние оксида цинка выражено тем сильнее, чем меньше содержание В2О3 в составе стекла. Таким образом, установлены закономерности изменения кристаллизационных и физико-химических свойств стекол на основе системы Na20-K 20-Ca0 -Ba0 -A l203-Si02, модифицированной оксидами ТізО и ZnO, разработаны оптимизированные составы стекол, включающие, мас.%: S102 - (71,5 - 74,0); В2О3- (6,2 - 7,6); AI2O3- (5,5 - 6,5); RO - (7,2 - 9,1); R2O - (5,5 - 9,0). По своим свойствам медицинские стекла разработанных составов не уступают импортным составам медицинских стекол, что позволяет рекомендовать разработанные составы для изготовления медицинской тары при организации ее производства на ПРУП «Борисовский хрустальный завод». УДК 666.227.7 Боратные стекла для волоконно-оптических изделий Студентка 8 гр. Русан Н. В. Назшный руководитель - Папко Л. Ф. Белорусский государственный технологический университет г. Минск Целью исследования является разработка составов легкоплавких оптических стекол для ползшения оптического волокна. Легкоплавкое стекло используется в качестве оболочки многожильного световода. После химической обработки такого световода в 0,1 и растворе соляной кислоты оболочка растворяется, в результате получают гибкие жгуты оптического волокна. При использовании такого стекла в качестве сердцевины оптического волокна с последующей химической обработкой микроканальные пластины, которые используются в оптико-электронных преобразователях приборов ночного видения. Поскольку оптическое стекло подвергается химической обработке, в результате чего оно должно полностью раствориться, то химическая стойкость такого стекла должна быть низкой. Поэтому основой для разработки таких материалов являются боратные стекла. Для исследования выбрана система КзО-СаО- ВаО—AI2O3—В2О3—БіОз. Для обеспечения процесса вытягивания оптического волокна необходимо обеспечить заданные вязкостные характеристики, температзфный коэффициент линейного расширения должен составлять 79±1,5 В ходе работы синтезированы составы стекол, включающие, мол.% : В2О3 от 60 до 70; К2О от 5 до 15; АІ2О3 от 5 до 15; ВаО от 10 до 20; СаО - 5; БіОз - 5. Все стекла легкоплавкие, варка производилась при температуре 1100 °С. Кристаллизационная способность стекол для оптического волокна является важной характеристикой, потому что в процессе вытягивания стекла подвергаются длительной термической обработке. Все исследуемые составы стекол характеризуются низкой кристаллизационной способностью. Это проявляется в том, что в температурном интервале градиентной термообработки всех образцов не имеется признаков кристаллизации. Установлено, что с увеличением содержания К2О температура начала растекания снижается от 840 до 750 °С, а с увеличением содержания ВаО проявляется обратная зависимость - температзфа начала растекания увеличивается. Замена К2О и В2О3 на АІ2О3 приводит к повышению температзфы начала растекания. Показатель преломления уменьшается с увеличением содержания оксида бора от 1,575 до 1,531 как при замене им оксида щелочного металла, так и оксида бария. Существенное понижение показателей преломления обеспечивается при повышении содержания В2О3 от 60 до 70 мол.%. При проведении измерений температзфного коэффициента линейного расширения (ТКЛР) и последующей обработке результатов выявилась следующая закономерность: при увеличении содержания В2О3 значение ТКЛР увеличивается; с увеличением содержания ВаО, наоборот, значения ТКЛР уменьшаются. Рост величины ТКЛР с увеличением содержания В2О3 является особенностью боратных стекол, потому что в силикатных стеклах В2О3 обеспечивает существенное снижение ТКЛР. При замене В2О3 на ВаО и К2О микротвердость стекол увеличивается. При замене К2О на ВаО просматривается аналогичная зависимость. При оценке химической стойкости стекла установлено следующее: с увеличением содержания В2О3 потери массы возрастают, следовательно, химическая стойкость стекол снижается. И, наоборот, с увеличением содержания ВаО потери массы уменьшаются, что означает увеличение химической стойкости. 224 Также некоторое влияние оказывает К2О: при увеличении его содержания химическая стойкость снижается, но это снижение не столь значительно, как в случае с В2О3. По данным инфракрасной спектроскопии поглощения наличие максимума при 1200-1400 см ' свидетельствует о присутствии в структуре стекла групп [ВО3]. Полоса поглощения с максимумом при 1010-1050 см ' обусловлена наличием групп [ВО4]. Максимум при 3400 см ' соответствует наличию групп (ОН)-. Присутствие бора в тройной координации обусловливает снижение прочности связей в стекле. С увеличением в структуре стекла количества группировок [ВО3] с ростом содержания оксида бора снижается микротвердость и химическая устойчивость стекол, повышается ТКЛР. Разработан состав стекла с показателем преломления 1,553, средней дисперсией 0,009511, плотностью 2597 кг/м ,^ ТКЛР 80ТО"’ К"'. Температурный интервал вытягивания волокна, соответствующий изменения вязкости от 10’ до 10" Па-с, составляет 620-530 °С. Таким образом, в результате проведенного исследования разработан состав оптического стекла, который по показателям технологических и физико-химических свойств удовлетворяет требованиям, предъявляемым к стеклу для получения волоконно-оптических изделий. Разработанный состав стекла рекомендуется для варки на РУП «Завод «Оптик» УДК 666 Пигменты на основе диопсида Студент гр. 9 Радецкая С.С. Назшный руководитель - Пищ И.В. Белорусский государственный технологический университет г. Минск Пигменты являются одной из составных частей керамических красок. В настоящее время расширение ассортимента керамических пигментов на основе недефицитных материалов является актуальной задачей. Она может быть решена, в частности, на основе соединений, содержащих оксиды кальция, магния, кремния. Эти оксиды входят в обширную группу породообразующих минералов цепочечной структуры, назьшаемых пироксенами. Типичным представителем пироксенов является диопсид. Диопсид представляет собой тройное соединение Ca0-Mg0-2Si02, плавящееся конгруэнтно при температуре 1381°С. Подобно другим силикатам для диопсида характерно сочленение тетраэдров (S104) за счет катионов Са^ ,^ Na ,^ Fe^ ,^ Mg’^n др., располагающихся в октаэдрах по-разному относительно друг друга. Такая структзфа позволяет допустить предположение об изоморфном замещении, при котором одни ионы минерала замещаются на другие. В структуре не происходит изменений, если соотношение радиусов катионов, зшаствующих в изоморфизме, не более 15%. В изоморфном замещении диопсида могут участвовать Со^ ,^ Ni’ ,^ Сг^ ,^ Fe^ ,^ Ті"*^ и др. Это свидетельствует о возможности получения пигментов с различной окраской. Кроме того, синтез можно производить при относительно низкой температзфс без применения минерализаторов. В качестве сырьевых материалов можно использовать минеральное сырье, содержащее оксиды СаО, MgO, S102, например такие недефицитные минералы как доломит Ca-Mg[C03]2, магнезит MgCOs, кальцит СаСОз, xaHbKMg3[Si40io](OH)2 . Была проведена разработка составов керамических пигментов на основе диопсида. БсзОз окрашивает пигмент в коричнево-красные цвета, СГ2О3 в зеленый цвет. N10 придает пигментам серо-зеленые тона. СоО окрашивает в сине-фиолетовые цвета. Интенсивность цвета зависит от концентрации вводимого красящего оксида. Частично заменяли БЮз на Р2О5 и AI2O3 при введении тех же красящих оксидов. AI2O3 положительно влияет на фазообразование, так как цвета пигментов получались более яркими. Р2О5 также изменяет окраску пигментов, делая их цвета более насыщенными. Предположительно Р2О5 реагирует с компонентами шихты еще при приготовлении пигмента, т. е. до обжига. Даже необожженные пигменты имеют достаточно интенсивные цвета, а при их промывке фильтрат практически прозрачен. В составе диопсида Ca0 -Mg0 -2Si02 проводили частичное или полное замещение на красящие оксиды Со, N1, Сг, Fe. При замещении MgO на СоО (0,1-1,0 моль) цвет пигмента изменяется от розового до фиолетового. При частичной замене БЮз на AI2O3 цвет пигмента темно-синий, а при полной - голубовато-сиреневый. Наиболее яркий по цвету пигмент содержит 0,7-0,9 моль СоО. При замене БЮз на AI2O3 снижается температура синтеза (на 50 -70°С). Пигменты, полученные в результате введения в их состав N10 взамен MgO, приобретают салатовый и темно-зеленый цвет. При замещении в диопсиде MgO на оксиды железа цвет пигмента изменяется от розовато-серого до коричневатого, при этом плотность спеков синтезируемых пигментов увеличивается, что указьшает на возможность проведения процесса синтеза при более низких температурах (на 70-100°С). 225 При замене 8іОг на кремнегель (остаток химического производства фосфорной кислоты, обладающий высокой степенью дисперсности и светлым тоном) плотность спеков возрастает, что позволяет снизить температзфу синтеза. При введении СггОз цветовая гамма пигментов меняется от серо-голубых до зеленых тонов. С уменьшением содержания СггОз в диопсидосодержащем пигменте снижается температзфа его синтеза. Исследование влияния добавок оксидов группы RO на температуру спекания и цветовые характеристики кобальто- и никелесодержащих пигментов показало, что такие оксиды, как ВаО, ZnO, обусловливают снижение температуры синтеза кобальтосодержащих пигментов, а SrO - ее увеличение. В присутствии оксида цинка окраска пигмента может переходить от сиреневой до фиолетовой, в присутствии SrO - от темно-фиолетовой до сине-зеленой. При введении минерализаторов, в частности оксида бора, пигменты приобретают более насыщенную окраску, которая изменяется от сине-сиреневой до темно-синей. По цветовым характеристикам оптимальным является пигмент №1 содержащий С02О3 и ZnO. Этот пигмент ярко-сиреневого цвета отличается невысокой температзфой синтеза (1150°С). При введении ВаО и СггОз образуется пигмент №2 ярко салатового цвета. Для пигментов №№ 1, 2 были определены цветовые характеристики, которые приведены в таблице 1. Таблица 1 - Цветовые характеристики пигментов Номер пигмента Цвет пигмента Температура обжига, ° С Доминирующая длина волны, нм Чистота цвета, % 1 ярко-сиреневый 700 481,5 8 900 480 9,5 1100 478 14,5 2 ярко-салатовый 700 574,5 65 900 574 50 1200 573,5 39 Из таблицы видно, что чистота цвета пигмента №1 увеличивается с ростом температзфы. В качестве оптимальной температзфы синтеза рекомендовано 1100°С, т. к. при ней наблюдается максимальная чистота цвета. Для второго пигмента установлено, что при низких температзфах чистота цвета выше. Однако при введении такого пигмента в глаззфь происходит вспучивание, что свидетельствует о неполном протекании твердофазных реакций. Для пигмента синтезированного при 1200°С вспучивание отсутствует. Фазовый состав исследуемых пигментов был определен методом качественного рентгенофазового анализа. Во всех пигментах прослеживается наличие основной кристаллической фазы пироксена со структурой диопсида Ca0 -Mg0 -2Si02. Синтезированные оптимальные составы пигментов были подвергнуты испытанию на химическую устойчивость к 4% растворам СН3СООН и Na2C03, а также дистиллированной воде. Результаты исследования представлены в таблице 2. Таблица 2 - Химическая устойчивость оптимальных пигментов Номер пигмента 4% СНзСООН 4% Ха2СОз 4% дистил. Н2О 1 97,63 98,08 98,88 2 93,89 94,64 97,66 Из таблицы видно, что пигменты имеют низкую растворимость в указанных реагентах. В результате проведенного исследования можно предположить, что ползшенные диопсидсодержапще пигменты позволяют расширить палитру стойких керамических красок. Синтезированные пигменты оптимальных составов были опробованы в глаззфях для керамических облицовочных плиток. Исследования показали, что пигменты окрашивают глаззфи в сиреневые и салатовые цвета. УДК 666.767 Ангобные покрытия для огнеупорного припаса Студентка 5 курса 9 гр. ХТиТ Мелешко А. А. Назшный руководитель - Левицкий И. А. УО «Белорусский государственный технологический университет» г. Минск Целью настоящей работы является синтез высокоглиноземистых ангобных покрытий для огнеупорного припаса, применяемых против вырьша ножки фарфоровых изделий, обжигаемых в печах 226 скоростного обжига фирмы GRUN (Чехия) с использованием карбидокремниевых огнеупоров в условиях ЗАО «Добрушский фарфоровый завод» (г. Добруш, Республика Беларусь). В настоящее время в условиях ЗАО «Добрушский фарфоровый завод» (г. Добруш, Республика Беларусь) наблюдается повышенный брак продукции от вырыва ножки и засорки в связи с применением ангобного покрытия для карбидокремниевых плит, не отвечающих требованиям технологического процесса. Общий процент брака по этим дефектам составляет до 30 %, в том числе устранимый методом шлифовки и полировки ножки изделий - 10-12 %. Синтез ангобного покрытия осуществлялся на основе просяновского каолина мокрого обогащения марки КФН-3, глины огнеупорной «Керамик-Веско» Веселовского месторождения и глинозема технического марки ГК-2. Массы готовились путем методом мокрого помола в шаровой мельнице фирмы FR1TSCH до остатка на сите № 0063 1,5-2%. Полученные ангобные суспензии частично обезвоживались до влажности 18-19%. Из ползшенных пластических масс формовались пластины размером 50x40x3 мм и палочки длинной 50±1 мм и диаметром 5 мм для определения усадки, водопоглощения, плотности, пористости и температзфного коэффициента линейного расширения. После сушки образцы подвергались обжигу в производственной печи ЗАО «Добрушский фарфоровый завод» при температуре 1350±10°С с вьщержкой при максимальной температзфе в течение одного часа. Оптимальный состав высокоглиноземистого ангоба характеризуется следующими показателями свойств: общая усадка составляет 9,4-11,3 %, плотность - 1890-1910 кг/м ,^ водопоглощение - 23,2-25,6 %. Температурный коэффициент линейного расширения, выполненный с помощью электронного дилатометра D1L-402 PC фирмы Netzsch, составил (5,4—5,7)10^ 1С\ Теплопроводность образцов, измеренная с помощью прибора ИТ-Х-400, составила 1,1-1,3 Вт/(м-К). Исследование образцов рентгенофазовым анализом на рентгенофазовом дифрактометре фирмы «Втцкет» (излучение СиКД, позволило установить наличие а-корунда, (З-АІ2О3 и муллита. Электронная микроскопия покрытий, выполненная с помощью сканирующего электронного микроскопа JSM-5610 LV с системой химического анализа EDX JED-2201 JEOL, показала наличие плотноспекшейся структуры покрытий, в которых отмечаются изометричные кристаллы размером 0,1-3 мкм, равномерно расположенные по поверхности скола. Наблюдаются единичные поры, хаотично расположенные на анализируемой поверхности, размер которых составляет 0,3-1 мкм. С целью повышения реологических характеристик суспензий и лзшшего сцепления ангобного покрытия с карбидокремниевыми плитами исследовалось влияние добавок электролитов, в результате которых установлено положительное влияние триполифосфата натрия, водимого при помоле суспензии в количестве 0,2% сверх 100. Исследования синтезированных ангобных покрытий в условиях ЗАО «Добрушский фарфоровый завод» показали хорошие технологические свойства покрытий промазок по укрывистости огнеупорного припаса, сцеплению с огнеупорной основой и отсутствию вырыва ножек обжигаемых фарфоровых изделий при длительной эксплуатации плит, ресур которой составил 100 циклов. Применение синтезированных ангобных покрытий показьшает устарнение брака вырьша и засорки ножки фарфоровых изделий. УДК 621.30 Электрохимическое поведение ванадий содержащих электролитов. Студентка 11 гр. 5 к. ф-таХТиТ Агеенко О. В. Назшные руководители - Черник А. А., Жарский И. М. Белорусский государственный технологический университет г. Минск В процессе производства серной кислоты образуется достаточно большое количество отработанного ванадийсодержащего катализатора. Отработанный катализатор является ценным сырьем для ряда отраслей промышленности. Однако до настоящего времени в Республике Беларусь комплексная переработка отсутствует вторичного ванадиевого сырья на основе отработанных катализаторов сернокислого производства. Дезактивированные катализаторы вывозятся на переработку в Российскую Федерацию. Следует отметить, что ванадий и его соединения относятся к первому и второму классу опасности и представляют собой серьезную экологическую угрозу. Поэтому переработка данного вида промышленных отходов представляет собой актуальную задачу. Методом хроновольтамперометрии исследовалось электрохимическое поведение графитового и платинового электродов в растворах серной кислоты с добавлением чистого оксида ванадия (V), в который вводились восстановители Н2С2О4 и Ха280з. Установлено, что при анодных потенциалах в модельном растворе протекают следующие процессы: + 2Н^О ^ VO^ 4 + ЗН^О ^ VOl 4 Н ^ -ь 2е , Е° = 668 мВ + 6 Н ^ -ье ,Е ° = 1314мВ (1) (2) 227 VO^ + З Н ^ О ^ V O , + б Н ^ + 2 e , E ° = 1360 мВ (3) При катодных потенциалах в указанном растворе протекают процессы: + H ^ O ^ V O ^ V 2+ 2Н,0 ^ F O ' h 2 H ^ + е ,Е ° = 359 мВ 4 Н ^ + З е ,Е ° = 360 мВ (4) (5) При введении в раствор Н2С2О4 происходит восстановление V (V) до V (IV). При этом образуются устойчивые оксалато-комплексы V0 (C204)-2H20 и V0 (C204)4H20. При добавлении Па280з происходит восстановление V (V) до V(III). Методом хроновольтамперометрии и методом стационарной вольтамперометрии исследовано электрохимическое поведение растворов, полз^енных при растворении отработанного ванадиевого катализатора в воде (раствор первичного выщелачивания), и растворов полученных при растворении в воде твердого осадка после первичного выщелачивания (раствор вторичного вьпцелачивания). При использовании катодной электрохимической обработки на графитовом электроде при плотности тока 1 А/дм^ произошло полное растворение 20 г ванадиевого катализатора в течение 4 часов, при использовании плотности тока 5 А/дм^ полное растворении катализатора произошло в течение 1 часа. По данным титрометрического анализа после электролиза соединений V(V) в растворе не осталось. Произошло полное восстановление V (V) до V (IV) и V(III). На основании данных исследований установлена целесообразность использования электрохимических методов для регенерации оксида ванадия (V) из отработанных ванадиевых катализаторов сернокислого производства. Установлено, что наиболее оптимальным диапазоном потенциалов и плотностей тока для проведения электрохимического извлечения соединений ванадия из растворов выщелачивания отработанных ванадиевых катализаторов является потенциал от 1,1-1,3 В и плотность тока 2-10 А/дм .^ УДК 678.5.002.8 Внедрение и еовершенетвование процеееа производетва полиэтилентерефталата Студент 2 курса 10 МДХП Ненева М.В. Назшный руководитель - Долинская Р.М. Белорусский государственный технологический университет г. Минск Полиэтилентерефталат (ПЭТФ) - это полимер, который отличается высокой газопроницаемостью. ПЭТФ применяется в различных областях, и самое распространенное использование ПЭТФ - это производство тары. Кроме того, многие виды продуктов подвержены разрушительному воздействию ультрафиолетового излучения. Именно поэтому наибольшее количество разработок на рынке ПЭТФ находятся в области барьерных технологий. Эти технологии должны быть экономичными, эффективными, достаточно простыми, не должны влиять на прозрачность материала и, при этом, изделия должны легко подвергаться вторичной переработке. Разработки в области других типов добавок, таких как УФ-барьеры, антистатики, регуляторы вкуса и запаха были направлены на удовлетворение растущих требований со стороны упаковки в целом. Как известно, барьерные свойства ПЭТФ-упаковки, необходимые для продления срока годности упакованного продукта, могут быть улучшены благодаря использованию покрытий, пассивных полимерных барьерных слоев и введению в полимер активных поглотителей кислорода. Многослойная ПЭТФ-упаковка, как правило, содержит барьерный слой и, иногда, слой с поглотителем кислорода. В однослойных изделиях используется полиамид и поглотители кислорода, введенные непосредственно в ПЭТФ. Многообразие существующих технологий позволяет производителям упаковки выбрать наиболее экономически выгодное решение. Например, компания ColorMatrix разработала состав для производства пассивного барьера - это ароматический полиамид. Кроме того, ароматический полиамид может быть использован как в качестве пассивного барьера, так и в качестве активного поглотителя кислорода. В процессе получения смеси ПЭТФ с полиамидом используется катализатор на основе переходного металла, который эффективнее активизирует реакцию поглощения кислорода полиамидом, чем влага, которая также применяется для активации полиамида. Полиэтилентерефталат торговой марки ActiTUF производства M&G Group (Италия) выпускается с использованием активного поглотителя кислорода и пассивного газового барьера. Среди других продуктов компании - ПЭТФ только с активными поглотителями, только с пассивными барьерами или ПЭТФ с комбинированной защитой. 228 Компания Constar International Inc. (США), предлагает технологию активного поглогцения кислорода для многослойных бутылок, а также технологию для однослойных бутылок. По мнению специалистов компании, производство однослойной тары будет увеличиваться по сравнению с производством многослойной тары. В настоягцее время Constar разрабатывает технологию поглогцения кислорода для однослойных ПЭТФ-бутылок. Использование поглотителя DiamondClear позволит не только сохранить прозрачность ПЭТФ-тары, но и улучгпить ее блеск. Если говорить об используемых при производстве бутылок технологий и материалов, в 2007 году около 80% тары произведено из многослойного, либо однослойного смегпанного материала (соответственно 1,11 млрд гптук и 1,12 млрд гптук). Количество бутылок, нроизведенных по технологии нанесения покрытий, составило около 670 млн гптук. По данным Schonwald Consnlting, в будугцем на первое место выйдут однослойные смегпанные технологии и технологии нанесения покрытий. Таким образом, ПЭТФ используется нри нроизводстве упаковки для косметических и фармацевтических средств, а также нрактически всех видов пигцевых нродуктов: сынучих, пастообразных и жидких. Полиэтилентерефталат применяется в нроцессе производства видео-, аудио- и фотопленок, изготовления полимерной пленки, конденсаторов, различных хозяйственных и бытовых изделий. Ввиду высоких потребительских свойств тары, изготовленной из полиэтилентерефталата, нанравление использования ПЭТФ гранул для пигцевой нромыпшенности неуклонно растет. ПЭТФ тара в настоягцее время активно вытесняет такие традиционные виды сырья для упаковки как стекло и картон. УДК 687.01.042 Управление процеееами полимеризации акрилонитрила е целью получения еинтетичеекого волокна Студент 2 курса 10 МДХП Пилецкая А. С. Наз^ный руководитель - Долинская Р.М. Белорусский государственный технологический университет г. Минск Для изготовления полиакрилонитрильного волокна (ПАН-волокна) в основном используется способ производства в водных растворах роданистого натрия, который заключается в ряде последовательных операций, а именно: получение прядильного раствора путем сополимеризации акрилонитрила (АН) с метилакрилатом (МА) и итаконовой кислотой (ИТК), формование волокна, вытяжка, нромывка, сугпка, крашение. При этом используется следующий состав сополимера, мас.%: АН-93; МА-5,7; ИТК-1,3. К недостаткам волокна, полученного по данному способу можно отнести повьппенную хрупкость, что нроявляется в появлении нри переработке мелкой пыли (осыпи), которая затрудняет переработку и ухудшает условия труда. Отсутствие гидрофильных групп и малое набухание ПАН-волокна, значительный дзета-потенциал волокна затрудняет крашение сухого волокна. Наиболее близким техническим решением является способ получения полиакрилонитрильного волокна нриготовлением раствора (для формования волокна) сополимеризацией АН с МА, ИТК в 51-52%- ном водном растворе роданида натрия нри соотношении мономеры: растворитель 1: 3,0-3,5 и температзфе 84-86°С. Для снижения хрупкости волокна реакционную массу дополнительно вводится винилацетат[1]. Однако такое решение не позволяет улзшшить накрашиваемость ПАН-волокна в сухом виде. Кроме того, частичная замена МА на винилацетат в реакционной массе приводит к удорожанию волокна, так как винилацетат обусловливает снижение скорости полимеризации в большей степени, чем эквимолярное количество метилакрилата, что приведет к снижению нроизводительности нроцесса, увеличению расходных норм такого дорогостоящего реактива, как инициатор. Кроме того, узкий интервал параметров, при которых можно получить волокно с заданными свойствами, значительно снижает возможность нрименения данного нроцесса в нроизводстве. Наилзшшим вариантом является улучшение накрашиваемости сухого волокна катионными красителями и снижение его себестоимости. Это можно достигнуть использованием способа ползшения ПАН-волокна из раствора для формования волокна сополимеризацией АН с МА, ИТК и винилацетатом в водном растворе роданида натрия, в реакционную массу взамен винилацетата вводят акрилат натрия (натриевая соль акриловой кислоты) нри онределенном соотношении мономеров. Акрилат натрия может быть использован как в виде сухого продукта, так в виде водного раствора. Стоимость акрилата натрия равна или ниже стоимости метилакрилата. Наибольпшй экономический эффект наблюдается нри замене итаконовой кислоты на акрилат натрия. Следует отметить, что ИТК получают из таких пищевых нродуктов, как лимонная кислота и сахар. Волокно, полученное в работе[1], имеет нрочность в петле выше, чем у нромышленно выпускаемого волокна нитрон, обладает лзшшей накрашиваемостью. Таким образом, рассмотрев различные способы полимеризации акрилонитрила, следует отметить, что наиболее перспективным является метод получения ПАН-волокна нриготовлением раствора для формования волокна сополимеризацией АК с МА и акрилатом натрия вместо ИТК. Ползшенное этим 229 способом волокно обладает лучшей накрашиваемостью, имеет высокую прочность в петле и доступную цену. Литература 1. Способ изготовления полиакрилонитрильного волокна. Патент 2017865 РФ Заявл. 02.04.1992, опубл. 15.08.1994 НПК УДК 678.027.003 Влияние оеновных показателей карбамидоформальдегидных емол на качеетво ДСП Студент 2 курса 10 МДХП Решетина А.В. Назшный руководитель - Долинская Р.М. Белорусский государственный технологический университет г. Минск Карбамидоформальдегидные смолы сьпрали большую роль в развитии и совершенствовании производства древесностружечных плит. Подобный материал появился благодаря идее использовать стружку, которая получается при обработке дерева. ДСП-плиты формируются из стружечной массы, пропитанной специальной формальдегидной смолой для склеивания отдельных стружек между собой. В настоящее время в результате широкого внедрения в промьппленность клеящие карбамидные смолы приобрели значение самостоятельных клеящих веществ, обладающих ценными техническими свойствами. Высокая адгезионная способность, большая скорость отверждения в сочетании с богатыми источниками сырья для их производства, с простотой и удобством применения обусловили быстрый рост потребления карбамидных смол в деревообрабатывающей промышленности. В этом немалую роль сыграли также бесцветность карбамидных смол и отсутствие запаха, что выгодно отличает их от феноло- формальдегидных смол. Клеящие мочевино-формальдегидные смолы применяют для производства фанеры, мебели, древесностружечных плит, строительных деревянных конструкций и деталей, прессованных изделий, музыкальных инструментов, лыж и других клееных из древесины материалов. Эти смолы обеспечивают не только высокую прочность склеивания древесины, но и повышают производительность труда, возможность механизации и автоматизации процессов склеивания и фанерования. Изделия из древесины, склеенные карбамидными клеями, отличаются механической прочностью, биологической стойкостью и значительной водостойкостью. Однако клеевые соединения из карбамидных смол проявляют значительно меньшую устойчивость к нагреванию и одновременному воздействию влаги, чем соединения на основе феноло-формальдегцдных смол. Значительное преимущество клеев на основе мочевино-формальдегидных смол - большая скорость отверждения по сравнению с феноло- формальдегидными клеями. Также одним из основных преимуществ связующих на основе карбамидоформальдегидных смол - сочетание в них сравнительно высокой концентрации с пониженной вязкостью. Это позволяет наносить равномерный слой связующего на поверхность древесных частиц методом распыления. Исследованиями ЦНИИФ [1, стр. 174] установлено, что с ростом концентрации связующих от 30 до 50-52% (вязкость при этом возрастает от 12 до 14-20 сек.) повышается прочность плит при статическом изгибе и снижается водопоглощение. Использование клеевых растворов тех же объемов, но более высокой концентрации и вязкости из-за неравномерного их распределения на поверхности древесных частиц приводит к снижению прочности плит и повышению водопоглощения. Отвердители, применяемые для изготовления древесностружечных плит, тоже имеют некоторые особенности. Очень существенно, что они позволяют исключить влияние кислотности измельченной древесины, подвергающейся склеиванию. На практике в производстве древесностружечных плит наиболее широкое распространение получили комбинированные отвердители, содержащие в своем составе, кроме хлористого аммония, аммиачную воду и мочевину, или хлористый аммоний и мочевину. Доказано [1, стр. 177], что значительное содержание комбинированного отвердителя оказывает большое влияние на величину pH и время отверждения связующих. Однако введением в карбамидные смолы отвердителей определенного состава удается регулировать в требуемых пределах не только время отверждения связующих, но и другие их свойства - концентрацию, вязкость, содержание свободного формальдегида и др. Установлено [1, стр. 101], что процессы склеивания слоистой древесины с применением карбамидных смол при обычном контактном нагреве в гидравлических прессах протекают в 2 - 2,5 раза быстрее по сравнению со временем склеивания древесины однокомпонентными водорастворимыми феноло- формальдегидными клеями. Особенно резко проявляется разница в скоростях склеивания древесины карбамидными и фенольными клеями при нагреве в электрическом поле токов высокой частоты. Применение карбамидных клеев в этих условиях позволяет сократить цикл склеивания в 8 - 10 раз и более. 230 в настоящее время на предприятиях по производству древесных плит остро стоит вопрос токсичности карбамидных смол. Получение смолы по стандартной схеме синтеза и мольном соотношении 1: 1,10 и выше не позволяет ползшать смолу с низким содержанием свободного формальдегида до 0,1%, поэтому большинство предприятий переходят на производство смол, полученных при пониженном мольном соотношении компонентов, что отрицательно сказьшается на их клеящей способности. Главный показатель качества ДСП — соблюдение технологии при производстве. Европейским лидером по производству ДСП является австрийская фабрика FALCO, которая является основным поставщиком итальянских мебельных фабрик. ДСП изготавливается из древесных опилок и стружек, пропитанных связьшаюпщм веществом, — формальдегидными смолами. В странах СНГ выпускают в основном два вида ДСП: Е1иЕ2. Е1 отличается большей экологической чистотой, показатель эмиссии формальдегида у нее заметно ниже. А вот Е2 запрещается использовать в производстве детской мебели. В мебельном производстве используется ламинированная ДСП (это древесно-стружечная плита, облицованная пленкой на основе термореактивных полимеров, — бумажно-смоляными пленками). Любая ламинированная ДСП выдерживает высокие температзфы, устойчиво к химическому воздействию и легко моется — это свойство меламиновой смолы, которая и образует защитный слой. Важным показателем качества ДСП является также влагостойкость. Она онределяется показателем разбухания плиты в нроцентах от изначальной толщины за 24 часа. Для влагостойкой ДСП этот показатель не должен превьппать 15%. При изготовлении влагостойкой ДСП в древесно-стружечную массу перед прессованием вводят расплавленный парафин или специальную водоотталкиваюгцую эмульсию. Экологический стандарт ДСП - класс эмиссии формальдегида - обозначает допустимое ГОСТ 10632-89 содержание свободного формальдегида в 100 г абсолютно сухой ДСП. Это очень важный показатель качества ДСП. Для плиты класса Е1 он не превышает 10 мг, для плиты класса Е2 — 30 мг. Производство плиты с большим содержанием формальдегида недопустимо. Для изготовления детской мебели разрешается использовать только ДСП класса Е1. Именно такая плита, как правило, используется для производства ламинированных и кашированных плит. В настоящее время из-за дороговизны изделий из натзфального дерева ДСП является хорошей альтернативой в производстве строительных материалов и мебели. ДСП обладает высокой прочностью, которая не зависит от направления, в отличие от дерева. Кроме того, изделия из плит ДСП намного дешевле плит из массива дерева при сохранении основных полезных качеств. Единственным недостатком можно считать недостаточную устойчивость к воздействию воды. Плиты ДСП не используют для наружных работ, и не рекомендуется подвергать их воздействию воды и атмосферных осадков. Ламинирование и покрытие шпоном поверхности плит немного уменьшает этот негативный эффект. К утилизации ДСП следует подходить с осторожностью, т.к. вьщеляемый газ при сгорании формальдегида, вреден для здоровья. Литература 1. Темкина Р.З. Снижение выделения формальдегида из древесностружечных плит. - М., Химия, 1973, - 147с. УДК 678.01 Анализ возможности производства волокна капрон периодическим методом Студент гр. 10МДХП Ястремская Я. Г. Назшный руководитель - Долинская Р.М. Белорусский государственный технологический университет г. Минск Для изготовления одежды всегда старались пользоваться природными волокнами, ползшаемыми из хлопка, льна, шерсти некоторых животных, из нитей гусениц тутового шелкопряда. Но природные источники полностью удовлетворить все возрастаюгцую потребность в тканях не могут. Впервые синтетические полиамиды для создания волокон были получены в 1862 г. (поли-ц-бензамид) и в 1899 г. (поли-е-капрамид), а их промышленное производство было налажено в 1938 г. в США. В СССР производство полиамидов начато в 1948 г. К полимерам, используемым для получения высококачественных волокон, предъявляется целый комплекс специфических свойств: гфочностные и деформативные показатели, стабильность свойств волокон в пшроком интервале температур эксгвц^атации и т.д. Капрон или капроновое волокно - бело-прозрачное, очень прочное вещество. Эластичность капрона на много выше шелка. Капрон - это полиамидное волокно. Капрон методом формования из расплава. Исходное сырье - производные аминокислот. Капрон можно рассматривать как продукт внутримолекулярного взаимодействие карбоксильной группы и аминогруппы молекулы 6-аминогексановой кислоты. Упрощенно превращение капролактама в полимер, из которого производят капроновое волокно, можно представить следующим образом: 231 Капролактам в присутствии воды превращается в 6-аминогексановую кислоту, молекулы которой реагируют друг с другом. В результате этой реакции образуется высокомолекулярное вещество, макромолекулы которого имеют линейную структуру. Отдельные звенья полимера являются остатками 6- аминогексановой кислоты. Полимер представляет собой смолу. Для полз^ения волокон её плавят, пропускают через фильеры. Струи полимера охлаждаются потоком холодного воздуха и превращаются в волоконца, при скручивании которого образуются нити. После этого капрон подвергается дополнительной химической обработке. Прочность капрона зависит от технологии и тщательности производства. Окончательно выделанный капрон бело-прозрачный и очень прочный материал. Даже капроновая нить, диаметром 0,1 миллиметра вьщерживает 0,55 килограммов. За рубежом синтетическое волокно типа капрон именуется перлон и нейлон. Капрон вырабатьшается нескольких сортов; хрустально-прозрачный капрон более прочен, чем непрозрачный с мутно-желтоватым или молочным оттенком. Наряду с высокой прочностью капроновые волокна характеризуются устойчивостью к истиранию, действию многократной деформации (изгибов). Капроновые волокна не впитывают влагу, поэтому не теряют прочности во влажном состоянии. Но у капронового волокна есть и недостатки. Оно малоустойчиво к действию кислот - макромолекулы капрона подвергаются гидролизу по месту амидных связей. Сравнительно невелика и теплостойкость капрона. При нагревании его прочность снижается, при 215°С происходит плавление. Изделия из капрона, и в сочетании с капроном, стали уже обычными в нашем быту. Из капроновых нитей шьют одежду, которая стоит намного дешевле, чем одежда из натуральных природных материалов. Из капрона делают рыболовные сети, леску, фильтровальные материалы, кордную ткань. Из кордной ткани делают каркасы авто- и авиапокрышек. Шины с кордом из капрона более износоустойчивы, чем шины с вискозным и х/б кордом. Капроновая смола используется для ползшения пластмасс, из которых изготавливают различные деталь машин, шестерни, вкладыши для подшипников и т.д. Волокно капрон широко используется в производстве крзшенных изделий - канатов, шнзфов, веревок и Т.Д., что позволяет сэкономить природные материалы - хлопок и коноплю. Использование капроновых канатов вместо пеньки снижает расход сырья на 73%, уменьшает вес каната на 76%, затраты труда - на 73%, затраты электроэнергии - на 56%, а себестоимость продукции снижается на 40%. Использование волокна капрон вместо пеньки в канатах позволяет снизить капитальные вложения в 1,5 раза. Целесообразнасть создания промышленности синтетического волокна капрон в: 1. высокой технико-экономической эффективности применения волокна, 2. возможности широкого использования волокна капрон в сочетании с другими материалами. Применение химических волокон целесообразно не только в текстильной промышленности, но и в производстве разнообразных изделий технического назначения. Особое значение в Беларуси приобретают химические волокна в связи с наличием мопщой автомобильной и тракторной промышленности и заводов по вьшуску резинотехнических изделий. Рассматривая современную ситуацию в области производства химических волокон, можно утверждать, что в технологии целого ряда уже существующих волокон происходят весьма существенные изменения. К таким изменениям принципиального характера для волокон, формуемых из расплава, следует прежде всего отнести переход к высокоскоростному формованию. Дело в том, что нити, получаемые при обычно использовавшихся скоростях формования (800 - 1200 м/мин), фактически представляют собой полуфабрикат и не могут быть непосредственно применены для получения изделий. Для доведения этих нитей до состояния, пригодного к текстильной переработке, должно быть использовано дополнительное технологическое оборудование. При формовании на высоких скоростях ( 4 - 6 тыс. м/мин) готовые к текстильной переработке нити получают в результате одностадийного процесса непосредственно на машине формования. Одной из важнейших проблем производства химических волокон является создание волокон и нитей, применяемых для изготовления материалов, используемых в экстремальных условиях и прежде всего при высоких механических нагрузках и повышенной температзфе. Такие материалы определяют развитие многих направлений современной техники (изделия авиационной, космической и электропромьппленности, защитная противобаллистическая и негорючая спецодежда и др.). Следует отметить, что наиболее характерными чертами развития промышленности химических волокон на современном этапе является устойчивый рост общего объема их производства, а также изменение и расширение ассортимента вы­ пускаемой продукции. Можно предположить, что будущее в промьппленности химических волокон за предприятиями с гибкой технологией, способными быстро откликаться на изменяющиеся требования потребителей. Таким образом, для получения волокна капрон надлежащего качества периодическим методом необходимо осуществлять переход к высокоскоростному формованию. Для этого нужно использовать дополнительное технологическое оборудование. Использование капронового волокна в производстве крзшеных изделий позволяет сэкономить сырье, снизить капиталовложения, уменьшить вес готового изделия. Свойства капроновых волокон и широкое их использование делают целесообразным их массовое производство. 232 УДК 678.042 Эффективность производства полиэтилена высокого давления Студент 2 курса 10МДХП Стельмаков А.Ю. Наз^ный руководитель - Долинская Р.М. Белорусский государственный технологический университет г. Минск Полиэтилен представляет собой продукт полимеризации непредельного углеводорода олефинового ряда - этилена. Синтез полиэтилена методом высокого давления основан на полимеризации газа этилена при 14 14температзфс 180-200°С и давлении (10 -2х 10 МПа) в присутствии небольшого количества кислорода (0,01-0,1%) в качестве катализатора. Для суспензирования катализатора используют растворитель (насыщенный углеводород). Более предпочтительны растворители с узким интервалом кипения, содержащие циклопарафин, поскольку он обладает лзшшей растворяющей способностью по отношению к полимеру. Технологическая схема получения полиэтилена на окисном катализаторе изображена на рис.1. Суспензия катализатора в растворителе вместе с этиленом и дополнительным количеством растворителя подается в реактор. Температзфа реакции поддерживается но уровне 130-160 С, в зависимости от величины молекулярной массы, а давление - 1,7 х Ю" - 3,5 X 10 МПа. Время полимеризации регулируется скоростью подачи растворителя, а концентрация полиэтилена - скоростью подачи катализатора. Для отделения непрореагировавшего этилена используют газожидкостной сепаратор. Для отделения катализатора раствор полимера переводят в емкость, разбавляют и нагревают до температуры реакции и выше. Затем смесь раствора полимера и катализатора поступает в сепаратор, где отделяют катализатор центрифугированием или фильтрованием в горячем состоянии. Отделение растворителя производят перегонкой с паром либо осаждением полимера из охлажденного раствора с последующей фильтрацией. Для выпуска в товарном виде полиэтилен уплотняют методом экструзии в расплавленном состоянии. Тонкий порошок, полученный восаждением, прессуют на однороторном экструдере, а полимер, содержащий воду (при отгонке растворителя о паром), - на двухроторном экструдере. Для промышленных целей обычно изготавливают полиэтилен с индексом расплава от 0,2 до 5. Молекулярная масса полученного полиэтилена зависит от температзфы активации катализатора и от температзфы полимеризации. Молекулярная масса полиэтилена снижается с увеличением температзфы реакции- от 100000 до 25000, но возрастает с увеличением давления этилена. На активность катализатора оказывает влияние концентрация этилена в растворителе. При содержании его более 4% катализатор быстро выходит из строя. Рисунок 1 - Схема ползшения полиэтилена на окисном катализаторе: 1 - емкость катализатора; 2 - бак суспензии катализатора; 3- реактор; 4 - газожидкостной сепаратор; 5 - разбавитель; 6 - отделение фильтраций; 7 - отделение регенерации растворителя; 8 - экструдер; 9,10,11,12,13 - подогреватели Потоки: 1 - этилен; 11 - растворитель; 111 - регенерированный этилен; IV - вьщеленный катализатор; V - регенерированный растворитель; VI - полимер 233 в промышленности используются такие катализаторы как ИКТ-8-12 и ИКТ-8-13 для производства широкого ассортимента литьевых и экструзионных марок полиэтилена (ПЭ) высокой и средней плотности методом суспензионной полимеризации (в среде углеводорода) при температуре 80-90° С и давлении этилена 6 х 1 0 - 1 2 х 1 0 МПа. Таким образом, с целью ползшения полиэтилена, который будет перерабатьшаться методом литья под давлением, и обладать узким молекулярно- массовым распределением (4 - 6) необходимо использовать катализатор ИКТ- 8-12 и катализатор ИКТ-8-13 для получения полиэтилена, перерабатываемого методом экструзии. Указанные катализаторы обеспечивают эффективный контроль молекулярной массы и молекулярно - массового распределения полиэтилена и получение порошка полимера с оптимальной морфологией, что позволит повысить эффективность производства полиэтилена высокого давления и требуемого качества. УДК 547.621 Синтез производных бифенила в качеетве промежуточных для получения новых трифторметиларилкетонов Студент 1 группы 2 кзфса факультета ТОВ Трус И.Н. Назшный руководитель - Ковганко В.Н. Белорусский государственный технологический университет г. Минск Замещенные трифторметиларилкетоны предложено использовать в качестве сольватирующих добавок для мембран карбоксилат-селективных электродов. При этом подавляющее большинство предложенных материалов относится к ряду замещенных трифторметилфенилкетонов. Например, хорошо иззшенной сольватирующей добавкой является гексиловый эфир 4-трифторметилбензойной кислоты. Для веществ данного класса установлены основные закономерности влияния типа и положения заместителей в бензольном кольце на сольватирующую способность. В частности, улучшение сольватирующих свойств веществ ряда трифторметилфенилкетонов происходит при введении электроноакцепторных групп в мета- и пара-положения бензольного цикла по отношению к трифторметиацетильной группе. Однако для некоторых веществ с хорошей сольватирующей способностью была обнаружена сравнительно высокая растворимость в воде, что существенно ограничивает возможность их применения в качестве компонентов мембран ионселективных электродов. Нами предположено, что новые эффективные сольватирующие добавки группы трифторметиларилкетонов могут быть синтезированы на основе бифенила. В общем виде вещества данной группы могут быть изображены стуктурной формулой 1. Мы полагаем, что основные преимущества замещенных трифторметилацетилбифенилов связаны с дополнительными возможностями введения электроноакцепторных групп в два ароматических цикла, а также с вероятным понижением их растворимости в воде за счет увеличения гцдрофобности молекул в целом. где R - алкильный или арильный заместитель, X - электроноакцепторные функциональные группы С целью проверки указанных вьппе предположений и установления сольватирующих свойств новых веществ ряда трифторметилацетилбифенилов типа 1 нами предпринят их синтез. Работа интенсивно проводится в настоящий момент. В частности, синтезирован ряд ключевых промежуточных веществ. Реакцией бифенила с ацетилхлоридом в присутствии хлористого алюминия с выходом более 70% ползшей 4- ацетилбифенил. Бромоформным расщеплением этого вещества с высоким выходом получена бифенилкарбоновая кислота. Дальнейшая работа предполагает ползшение соответствующих сложных эфиров и ацилирование производными трифторуксусной кислоты. О результатах данной работы будет сообщено дополнительно. 234 УДК 621.30 Электрохимическое получение озона на допированных электродных материалах PbOi/SnOi в растворах хлорной кислоты Студентка 11 гр. 5 к. ф-та ХТиТ Пушило Я.И. Назшные руководители - Черник А.А., Болвако А.К. Белорусский государственный технологический университет г. Минск Одним из перспективных направлений химической технологии является применение в качестве окислителя озона. Высокий интерес к озону связан, прежде всего, с его экологической чистотой: он не загрязняет продукты синтеза, является хорошим бактерицидным и обеззараживаюгцим средством, при использовании озона отсутствуют не утилизируемые отходы производств. При этом озон можно получать достаточно простыми способами, как в малых, так и в промышленных количествах. Особый интерес представляет использование озона, как дезодорирующего, дезинфицирующего, деконцерогинизирующего средства, в том числе в локальных автономных системах. Однако это сдерживается высокими энергозатратами для его производства. Наиболее перспективным анодным материалом для электрохимического синтеза озона является диоксид свинца. Активность анодно осаждаемых пленок РЬОг в реакциях переноса кислорода может быть значительно увеличена при допировании в процессе осаждения различными катионными и анионными допантами, при этом наличие на поверхности электрода большего количества дефектов будет способствовать возрастанию количества образующегося при электролизе озона. Целью работы является иззшение активности анодных материалов на основе композиции РЬОг/БпОг, допированной катионами Fe^ ^ и N1^ ,^ в процессе электрохимического синтеза озона в растворах хлорной кислоты. Активное покрытие РЬОг/БпОг осаждалось на графит марки МПГ-6 при плотности тока 1 А/дм^ при введении электролита с добавками 5-20 ммоль/дм^ Fe^ ^ и N1^ .^ Все потенциалы приведены в шкале нормального водородного электрода. На рис. 1 представлены суммарные анодные поляризационные кривые на электроде РЬОг/БпОг, модифицированном Ni и Fe. V 2000 1600 1200 800 i 400 о У / : / : / л ЧЛ/ 1 ж Е,В 1 - PbOz/SnOz-Ni; 2 - PbOz/SnOz-Fe Рисунок 1 - Суммарные анодные поляризационные кривые в растворе 1 моль/дм^ H CIO 4 При анализе поляризационных кривых в тафелевских координатах, на поляризационных кривых можно вьщелить несколько линейных областей при потенциалах 2,0-2,5 В и 2,5-2,7 В. На первом зшастке сначала происходит образование кислорода, а затем при потенциалах больших, чем 2,5 В - озона. Из рис. 1 видно, что анодный процесс выделения озона идет при меньшей поляризации на электроде, модифицированном Ni. В свою очередь, электрохимическое ползшение озона на электроде, модифицированном Fe, происходит с большим перенапряжением. Механизм образования кислорода в первой области протекает с участием адсорбированных радикалов ОН, которые образуются при разряде воды, причем эта реакция является лимитирующей. А образование на аноде озона - последовательный процесс с образованием на поверхности электрода промежуточных соединений, например, пероксидных радикалов 0 -0 . Возможная схема озона может быть представлена следующим образом: 235 НгО — е —*■ ОНадс + Оадс+ аде + Н 2 О - 2е — *■ О О а д с + 2Н^ 20Надс - 2е —*■ ООадс + 2Н ^ ООадс + Н9О — 2е —*■ Оэ + 2Н^ О Н а д с G О, Анализируя зависимость выхода по току (ВТ) от анодного потенциала (рис. 2), можно видеть, что наибольший рост ВТ озона наблюдается в области потенциалов 2,9 - 3,1 В. н« 3 -1 2.5 - 2 1.5 1 0,5 2,4 2,6 2,8 3,2 3,4 Е.В 1 - PbOz/SnOz-Ni; 2 - PbOz/SnOz-Fe Рисунок 2 - Зависимость ВТ озона от анодного потенциала в растворе 1 моль/дм^ H CIO 4 Ползшенные данные свидетельствуют о том, что наиболее эффективно процесс вьщеления озона идет на Pb02/Sn02, допированном катионами N1^ .^ При потенциале 3,1 В ВТ озона достигает 2,9 %. В аналогичных условиях для Pb02/Sn02, допированном Fe, максимальный ВТ достигается при 3 В и составляет 1,6 %. Рост выхода по току озона при столь высоких положительных потенциалах может быть связан с участием в образовании озона анионов и продуктов их разряда. УДК 541.64:678.01 Метод термического анализа в идентификации полимерных материалов для их вторичной переработки Студент гр. 3 Белоусова Т. М. Назшные руководители - Прокопчук Н. Р., Шостак Л.М. Белорусский государственный технологический университет г. Минск Цель данной работы - идентификация полимерных материалов для их вторичной переработки методом термического анализа. Из полимерных материалов изготавливаются различные предметы первой необходимости, которые в процессе эксплуатации не разрушаются полностью и могут быть использованы повторно. Это полимерные бутылки разных емкостей, используемые в парфюмерной, химической и пищевой промышленности и многие другие изделия. Сбор вторичного сырья для переработки удешевит процесс производства полимерных изделий и улучшит экологию республики в целом, поскольку полимерные материалы могут пролежать в земле более 500 лет, так как не подвержены процессу гниения. Для изготовления изделий из вторичного полимерного сырья оно должно быть расплавлено (приведено в гомогенное состояние), поэтому материалы, обладаюпще разной температурой плавления, не могут вместе использоваться для вторичной переработки. Таким образом, чтобы процесс использования полимерных материалов для их вторичной переработки был качественным, необходимо идентифицировать эти материалы. Термический анализ - один из важнейших методов физико-химического исследования веществ и используется именно с этой целью. Метод ДТА (дифференциального термического анализа) основан на сравнении термических свойств образца исследуемого вещества и термически инертного образца, принятого в качестве эталона (прокаленного до 1500°С AI2O3). Регистрируемым параметром служит разность их температзф, измеряемая при нагревании или охлаждении образца с постоянной скоростью, которая может быть представлена в виде функции температуры (образца, эталона или нагревателя). Наиболее широко метод дифференциального термического анализа (ДТА) в последние годы применялся для исследования полимеров. Полимеры - высокомолекулярные соединения, молекулы (макромолекулы) которых состоят из большого числа регулярно или нерегулярно повторяющихся структурных единиц (звеньев). Метод 236 дифференциального термического анализа (ДГА) позволяет идентифицировать полимер и смесь полимеров по кривой ДТА. Каждый полимер имеет свою температуру плавления, которая отражается на кривой ДТА в виде эндотермического пика. Например, полиэтилен высокого давления (низкой плотности) ПЭВД (РБ; РФ); Аікаіеп , Petrolen, Dailan (США); Аікаіеп (Великобритания); Lnpolen, Staflen (Япония); Fertren (Италия) имеет температзфу плавления 95-105° С. Полиэтилен низкого давления (высокой плотности) ПЭНД (РБ; РФ); супер-дайлан, ВакеШе (США); Сагіеп (Великобритания); Мои len (Италия); Lotren (Франция); Novotec (Япония). Температура плавления 120-127° С. Политетрафторэтилен (Тефлон, ке! F (США); тефлон, фторпласт-4, фторлон-4 (РФ, РБ и др.)). Температура плавления 300-340°С. Полипропилен РР, липол, каплей, бален, топлен (РФ, РБ); Profax, Polypro (США); данлай, донбанд (Япония), Propaten (Великобритания). Температзфа плавления 165° С. Полиметилметакрилат («плексиглас», органическое стекло, дакрил (РФ РБ); Lnste (США); Diacon (Великобритания); Plexiglas (ФРТ); Vedril (Италия); Shincolite (Япония)). Температура плавления 150° С. Капрон, полиамид-6 (РА-6), капролон (РФ, РБ); Nylene, Adeli, Саргои, Zntel (США); Ultramid D, Dnretan В (ФРТ), Amilan CM (Япония). Температура плавления 215°-225° С. Найлон, полиамид-6,6 (РА-6,6) анид (РФ, РБ); Ultramid А, Nnlon 66, Zntel (США); Marannl, Sntron (Великобритания); Amilan (Япония). Температура плавления 250°-257° С. ПЭТФ - полиэтилентерефталат, лавсан (РФ РБ); Mailar , Dakron, Terilen (США); Grilpet, Hostafan (ФРТ); Pet, E R PET (Япония); Melinex, Terilen (Великобритания). Температура плавления 255°-265° С. Методом термогравиметрического анализа нами были исследованы для идентификации следуюгцие изделия: шприц одноразового использования фирмы «Не1пуесР> (производство Термания); флакон и пробка для флакона из-под антибактериального геля для умывания «Чистая кожа» (произведено фирмой «Белита», РБ); флакон и пробка для флакона из-под лосьона для снятия макияжа с век «Черный жемчуг» (произведено в РФ); пакет полиэтиленовый (производство РБ); бутылка и пробка от бутылки из-под напитка «Фруктель» (производство РБ); обертка колбасного изделия (производство РБ). Поскольку каждый полимер имеет свою температзфу плавления, которая отражается на кривой ДТА в виде эндотермического пика, было определено, что: шприц одноразового использования фирмы «Helmject» (производство Термания) (штуцер) изготовлен из ПЭНД (температзфа плавления-127° С). Шприц одноразового использования фирмы «HelmjecP) (производство Термания) (стакан) изготовлен из РР (температзфа плавления - 160° С). Флакон из- под антибактериального геля для умывания «Чистая кожа» (произведено фирмой «Белита», РБ) изготовлен из РР (температзфа плавления-147° С). Понижение температзфы плавления относительно стандартной говорит о получении флакона из вторичного сырья и добавлении красягцих вегцеств, так как флакон голубого цвета. Пробка для флакона из-под антибактериального геля для умывания «Чистая кожа» (произведено фирмой «Белита», РБ) изготовлена из РР (температзфа плавления-157° С). Флакон из-под лосьона для снятия макияжа с век «Черный жемчуг» (произведено в РФ) изготовлен из ПЭНД (температзфа плавления-120°С). Пробка для флакона из-под лосьона для снятия макияжа с век «Черный жемчуг» (произведено в РФ) изготовлена из РР (температзфа плавления-160° С). Бутылка из-под напитка «Фруктель» (производство РБ) изготовлена из ПЭТФ (температура плавления - 245° С). Пробка от бутылки из-под напитка «Фруктель» (производство РБ) изготовлена из ПЭНД (температзфа плавления-116° С). Понижение температзфы плавления, относительно стандартной, происходит при добавлении красягцих вегцеств. Пробка желтого цвета. Пакет полиэтиленовый (производство РБ) изготовлен из ПЭВД (температзфа плавления 105° С). Обертка колбасного изделия (производство РБ) изготовлена из ПА - 11 (температура плавления 215° С). В настоягцее время в Республике Беларусь отрасль утилизации и переработки вторичного полимерного сырья только формируется и может быть интересна как крупным инвесторам, так и мелким предпринимателям как способ ползшения хорошей прибыли во время сырьевого дефицита. Кроме того - это способ решения и экологических проблем. Для того чтобы процесс использования полимерных материалов для их вторичной переработки был качественным, необходимо идентифицировать эти материалы с помогцью термического анализа. Литература 1. Уэндландт У. Термические методы анализа. М.: Мир, 1978. 2. Пилоян O.F. Введение в теорию термического анализа. М.: Наука, 1984. 3. Топор Н.Д., Огородов Л.П., Мельчакова Л.В. Термический анализ минералов и неорганических соединений. М.: Изд-во МТУ, 1987. 4. Шестак Я. Теория термического анализа. М.: Мир, 1987. 5. Берг Л.Т., Бурмистрова Н.П., Озерова М.И., Пуринов F.F. Практическое руководство по термографии. Изд-во Казанского университета, 1967 г. 237 УДК 661.833 Механохимическая активация в процессе получения NPK удобрений на основе фосфоритов Каратау Студентка гр. 6 Подвысоцкая Е.Э., Млечко Е.Г. Наз^ный руководитель - Воробьев Н.И. Белорусский государственный технологический университет г.Минск Единственным производителем фосфорных удобрений в Республике Беларусь является Еомельский химический завод (ГХЗ), где производство фосфорных удобрений основано на сернокислотном методе переработки апатита. Данная технология приводит к образованию больгпих объемов экологически опасных отходов - фосфогипса (в отвалах накоплено около 20 млн. тонн) и летучих соединений фтора. Сырьем для производства фосфорных удобрений является Кировский апатитовый концентрат. Высокая стоимость сырья, транспортные затраты и стоимость производства приводят к высокой стоимости выпускаемых удобрений, которые стали недоступны для больгпинства сельскохозяйственных производителей. Вследствие этих причин производство фосфорных удобрений на ЕХЗ сократилось. Одним из возможных вариантов, альтернативный кислотной переработки, может стать полз^ение минеральных удобрений путем механохимической активации фосфатной составляюгцей (фторапатита, карбонатапатита) фосфоритов любого низкосортного фосфатного сырья, например фосфоритов бассейна Каратау (южный Казахстан). Технология, основанная на механохимической активации, экологически безопасна, позволяет использовать сырье без ограничения на примеси, не требует больгпих энергозатрат. Сугцность механохимической активации заключается в инициировании и ускорении химических преврагцений, при наложении на реагирующие вещества механического воздействия, вызьшающего деформацию структуры твердых реагентов. Фосфориты Каратау характеризуются сравнительно высоким содержанием Р2О5 в недрах в среднем по бассейну 25% Р2О5 при отношении Са0 :Р20з , равном 1,62, а для богатой руды (содержанием Р2О5 не менее 28%) отношение Са0 :Р20з составляет 1,5, что лишь на 15% превышает подобное соотношение в апатитовом концентрате. Цель механохимической активации - повысить растворимость (усвояемость) Р2О5 фосфоритной муки вследствие оказания механического воздействия на структуру в присутствии физиологически кислых добавок ( сульфата аммония, сульфата калия и хлорида калия). В данной работе исследовалось влияние растворимости Р2О5 от времени активации, шаровой нагрузки и состава активируемой композиции. В качестве исходного сырья для получения комплексных удобрений использовали фосфоритную муку бассейна Каратау (месторождение Джанатас), сульфат аммония - побочный продукт производства капролоктама ОАО «Еродно Азот», сульфат калия и хлорид калия, выпускаемый на РУП «ПО «Беларуськалий», сульфат калия. Фосфоритная мука подвергалась активации в присутствии соактивируемых добавок в следующих мольных соотношениях Р2О5 : N2=!:! и Р2О5 : N2 : К20=1:1:1. В ходе исследований было установлено, что с увеличением шаровой нагрузки увеличивается лимоннорастворимая форма Р2О5 Совместная механохимическая активация фосфорита и сульфата аммония привела к увеличению относительного содержания Р2О5 до 86,18%. А совместная активация фосфорита, сульфата аммония и сульфата калия дала наибольший эффект, при котором содержание Р2О5 достигает 90,49%. Активация фосфорита, сульфата аммония и хлорида калия дает 82,69% . Проведенные в лабораторных условиях эксперименты указьшают на высокую эффективность механохимической активации на фосфоритсодержащих смесей, приводягцую к существенному увеличению доли усвояемого фосфора, что позволяет рекомендовать данный метод, после соответствующих уточнений и доработки к промышленному внедрению, так как экологические и экологические преимущества данной технологии очевидны. УДК 678.675 Влияние детонационного алмазоеодержащего наноматериала на евойетва элаетомерных композиций на оенове каучуков общего назначения Студент Вишневский К.В. Назшный руководитель - Шашок Ж. С. Белоруссий государственный технологический университет г. Минск Целью настоящей работы было исследование влияния алмазосодержащей шихты марки ША-А с высокой степенью дисперсности на технологические и физико-механические свойства резиновых смесей. 238 Продукт ША, получаемый детонационным способом, представляет собой порошок черного цвета с насыпной плотностью 0,04 - 0,15 кг/м ^и плогцадью удельной поверхности - 350-450 м /^г. В качестве объектов исследования использовались резиновые смеси различного назначения на основе казшуков обгцего назначения. Модифицируюгцая добавка вводилась в количестве 0,01; 0,05; 0,1 и 0,2 мас.ч. на 100 мас.ч. казшука. Образцами сравнения являлись резиновые смеси и вулканизаты на их основе не содержащие нанодобавку. Исследование влияния нанодобавки на вязкость резиновой смеси по Муни проводилось на основе эластомерной композиции, состоящей их комбинации трех каучуков: СКИ-3, СКД и СК(М)С-30 АРКМ-15 в соотношении 50:30:20 соответственно. В качестве наполнителя в данной рецептуре применяется технический углерод марки N650 в количестве 65 мас.ч. Обнаружено, что с повышением содержания ША-А до 0,1 мас.ч. наблюдается рост вязкости резиновой смеси от 28,7 уел. ед. до 40,1 уел. ед. Муни. Дальнейшее увеличение содержания шихты приводит к снижению значения вязкости, что наблюдается при дозировке 0,2 мас.ч., вязкость по Муни составляет 32,3 уел. ед. Возможно, влияние алмазосодержащей добавки на вязкость связано с ультрадисперсностью, структзфой и шарообразной формой частиц [1]. Так, с повышением содержания ША-А до 0,1 мас.ч. наблюдается рост вязкости резиновой смеси, что объясняется усиливающим действием добавки. При дальнейшем увеличении ее концентрации она играет роль сухой смазки, облегчающей ориентацию макромолекул в направлении деформации. Дальнейпше исследования проводились с использованием четырех эластомерных композиций: первая на основе натурального каучука, две резиновые смеси на основе комбинации СКИ-3 и СК(М)С-30 АРКМ-15 в соотношениях 73:27 и 57:43 соответственно, а также на основе комбинации СКИ-3, СКД и СК(М)С-30 АРКМ- 15 в соотношении 50:30:20. Результаты исследований на виброреометре ODR-2000 резиновых смесей при температуре 153 °С приведены на рисунке 1. Из представленных данных видно, что введение модифицирующей добавки способствует сокращению времени достижения оптимума вулканизации как для натурального казшука, так и для синтетических. Наибольшее сокращение времени (практически на 10%) наблюдается для резиновой смеси на основе комбинации трех синтетических каучуков СКИ-3, СК(М)С-30 АРКМ-15 и СКД. Высокая активность поверхности и химический состав добавки в свою очередь могут оказывать влияние на кинетику вулканизации и конечные свойства вулканизатов. Возможно, это связано с взаимодействием частиц нанодобавки не только с полимером, но и с другими ингредиентами резиновой смеси, в частности с вулканизующей системой [2]. Наноматериал может адсорбировать на своей поверхности как ускорители, активаторы, так и вулканизующие агенты и тем самым оказывать влияние на процесс образования узлов пространственной сетки, что в свою очередь будет отражаться и на физико­ механических свойствах вулканизатов. 0,01 0,05 0,1 0,2без добавки - Резиновая смесь на основе НК - Резиновая смесь на основе комбинации каучуков СКИ-3 и СК(М)С-30 АРКМ-15 в соотношении 73:27 - Резиновая смесь на основе комбинации каучуков СКИ-3 и СК(М)С-30 АРКМ-15 в соотношении 57:43 Резиновая смесь на основе комбинации трех каучуков: СКИ-3, СК(М)С-30 АРКМ-15 и СКД в соотношении 50:20:30 Рисунок 1 - Время достижения оптимума вулканизации для смесей на основе казшуков общего назначения с различными дозировками модифицирующей добавки Определение физико-механические свойства вулканизатов показало, что вулканизатах на основе натурального каучука, а также на основе комбинации НК и СК(М)С-30 АРКМ-15 в соотношении 40:60 наблюдается увеличение эластических свойств с увеличением дозировки модифицирующей добавки. Если для комбинации натзфального и бутадиен-стирольного эта тенденция сохраняется при всех дозировках, то 239 для эластомерной композиции на основе НК отмечается уменьшение значения относительного удлинения при разрыве до значения соответствующего образцу сравнения. При этом добавка практически не оказывает влияния на такой показатель как условная прочность при растяжении вулканизатов. В вулканизатах резиновых смесей на основе комбинаций различных синтетических казшуков наблюдается усиливающее действие наноматериала в дозировках от 0,01 до 0,1. Оптимальная дозировка зависит от природы казшуков составляющих основу полимерной матрицы. Таким образом, в результате исследований было установлено, что введение высокодисперсной нанодобавки в эластомерную композицию приводит к незначительному изменению кинетики вулканизации резиновых смесей, а также в зависимости от природы казшука и дозировки наноматериала к повьппению прочностных свойств вулканизатов. Литература 3. Влияние детонационного наноуглерода на свойства смесей на основе казшуков СКИ-5 и СКИ-3/ Цыпкина И.М., Возняковский А.П.// Каучук и резина. - 2003, №1 - С. 10-12. 4. Применение ультрадисперсного алмазографита в качестве модификатора морозостойких уплотнительных эластомеров/ Адрианова О.А., Соколова М.Д., Попов С.Н.// Каучук и резина. - 1999, №6 - С.25-28. УДК 661.833 Получение комплекеных еероеодержащих удобрений на базе фоефоритов различных мееторождений Студентка гр. 6 Кузьмич В.Н. Назшный руководитель - Воробьев Н.И. Белорусский государственный технологический университет г.Минск Основным способом получения комплексных удобрений в Республике Беларусь является нейтрализация экстракционной фосфорной кислоты аммиаком с последующим смешением образовавшейся суспензии с карбамидом и хлористым калием, грануляцией и сушкой продукта. Таким методом получают аммофос и комплексные NPK - удобрения с различным соотношением питательных элементов. Основным сырьем для получения экстракционной кислоты до недавнего времени служили апатитовые концентраты Хибинского месторождения, содержащие 39,5% Р2О5.В настоящее время цены на апатитовые концентраты резко возросли, а поставки его сократились. В связи с этим ОАО «Гомельский химический завод» вынужден изыскивать альтернативные источники сырья, к числу которых относятся Сирийские фосфориты и фосфориты Кара-тау (Казахстан). Целью настоящей работы является разработка технологии получения комплексных серосодержащих NPK - удобрений на основе низкосортного сырья - фосфоритов Кара-тау и Сирийских фосфоритов как более дешевого сырья. С целью определения оптимальных технологических параметров получения комплексных удобрений из указанных источников сырья была иззшена зависимость коэффициента разложения фосфоритов от концентрации серной кислоты. Проведенные исследования показали, что максимальная скорость разложения достигается при концентрации серной кислоты 50-55%.В результате разложения образуется суспензия, содержащая фосфорную кислоту, сульфат кальция и неразложившийся фосфорит. Для ползшения NPKS удобрений по безотходной технологии образующаяся суспензия нейтрализуется аммиаком, смешивается с карбамидом и хлористым калием и подается на сушку и грануляцию. Таким образом, функциональная схема получения комплексных NPKS удобрений состоит из следующих стадий: 1. Разложение фосфорита серой кислотой. 2. Нейтрализация пульпы аммиаком. 3. Сушка и грануляция. Результаты расчетов показали, что на основе фосфоритов Каратау можно получить следующие виды NPK удобрений: неуравновешенное удобрение NP: 5:15, уравновешенное удобрение NP: 12:12, уравновешенное удобрение NPK: 10:10:10. А на основе Сирийских фосфоритов можно получить следующие виды NPK удобрений: незфавновешенное удобрение NP: 6:16. уравновешенное удобрение NP: 14:14. уравновешенное удобрение NPK: 11:11:11. 240 Для полз^ения более концентрированных удобрений процесс разложения необходимо вести смесью серной и фосфорной кислоты. УДК 661.833 Переработка фоефоритов Сирии методом механохимичеекой активации Студент гр. 6 Сочила Е.В., Макалович С.Н. Наз^ный руководитель - Соколов М.Т. Белорусский государственный технологический университет г. Минск Современное сельское хозяйство РБ испытывает острый недостаток в фосфорсодержащих удобрениях. Сырьем для нроизводства удобрений на единственном реснубликанском нроизводителе Гомельском химическом заводе является апатитовый концентрат Хибинского месторо5цдения. Цены на апатитовый концентрат в последние годы возросли и его поставки в РБ сократились. Запасы этого месторождения нсчерітываются и поэтому актуальны поиски новых источников фосфорсодержащего сырья. Одним из таких альтернативных сырьевых источников является Сирийский фосфорит. Методом переработки Сирийских фосфоритов может стать метод механохимичеекой активации. Сущность его заключается в инициировании, ускорении химических превращений, при наложении на реагирующие вещества механического воздействия, вызывающего деформацию структуры твердых реагентов. Пластинчатая деформация твердого тела обычно приводит не только к изменению формы твердого тела, но и накоплению в нем дефектов, изменяющих физико-химические свойства, в том числе реакционную способность. Накопление дефектов может быть использовано в химии для ускорения реакций с з^астием твердых веществ, снижения температзфы процессов и других путей интенсификации химических реакций в твердой фазе. Целью настоящей работы было исследовать возможность перевода неусвояемых форм фосфора исходного сырья в усвояемые посредством их механохимичеекой активации. Для исследования использовался сирийский фосфорит следующего химического состава, массовая доля, %: РгОзСобщ.) 29,6, РгОзСл.р.) 6,04, F 3.0, СаО 47,56, R2O3 (R - А1, Fe) 0.34, SO, 1.1, SiQz 7.3, MgO 0,54, содержание влаги 5,46. Механохимическую активацию сирийского фосфорита проводили в планетарной мельнице РцІуегІ5е11е-6 (фирма Fritsch, FepManna) со скоростью 400 мин \ время активации 5 - 120 мин, масса образцов для механохимичеекой активации 5 г, піаровая нагрузка 5:1, 10:1.Степень превращения неусвояемых форм в усвояемые оценивали по содержанию растворимого Р2О5 в растворах 2 % лимонной кислоты. Необработанный сирийский фосфорит характеризируется растворимостью (Р205(усв.)/ Р205(общ.), %) в растворах лимонной кислоты - 19,39%. Растворимость механоактивированых образцов сирийского фосфорита быстро повыгпается с увеличением времени активации и достигает максимального значения 43,5% при продолжительности активации 10 минут и піаровой нагрузке 10:1. Увеличение времени активации приводит к замедлению и установлению постоянных значений. Введение в композицию сульфата аммония и S102 повыгпают растворимость фосфорита в растворах лимонной кислоты до 57,45% при гпаровой нагрузке 5:1 и времени активации 80 минут. Возможно, это связано с внедрением в анионную подрегпетку анионов 804 '^ и 8104"'', ионные радиусы которых соизмеримы с ионным радиусом Р04 '^ .Снижение гпаровой нагрузки приводит к увеличению времени активации. Такой метод переработки Сирийского фосфорита имеет экологические преимущества перед традиционными, а именно: 1) механически активированные фосфаты не повыгпают кислотности почв, они являются мелиорантами, улз^чгпающими структуру почв, а в некоторых случаях понижают их кислотность; 2) в отличие от суперфосфата механически активированные фосфаты не взаимодействуют с оксидами железа и алюминия, которые содержатся в почве, и могут фиксировать часть подвижного фосфора, переводя его в неусвояемую растениями форму; 3) длительность действия механически активированных фосфатов составляет от 5 до 7 лет, в то время как традиционные водорастворимые фосфаты вводятся через каждые два года. Это снижает негативные последствия уштотнения почвы колесами сельскохозяйственных магпин, вносящих удобрения;4) при производстве удобрения не происходит вьщеления фтористого водорода. Находящийся в исходной руде фтор переходит в почву в виде нерастворимой и малоактивной формы флюорита. 241 УДК 666 Влияние минерализаторов на евойетва пигментов гранатоподобной етруктуры Студент гр. 9 Жиленко О. И. Наз^ный руководитель - Пищ И.В. Белорусский государственный технологический университет г. Минск Современное керамическое производство испытывает потребность в новых эффективных высокотемператзрных керамических пигментах, предопределяющих качество и потребительскую стоимость выпускаемой продукции. Цель работы определялась разработкой составов высокотемператзрных пигментов на основе доступных исходных сырьевых компонентов, а также з^читьшая, что на развитие цвета пигментов оказывает влияние стекловидная фаза, предложить наиболее подходящую минерализующую добавку. Керамические пигменты представляют собой окрашенные шпинели, гранаты, корунды и другие минералы. Они ползшаются при высокотемператзрном синтезе указанных выше минералов. Исследования проводились в системе Mg0 -Al203-Si02. В качестве сырьевых материалов использовали обогащенный кварцевый песок Гомельского ГОКа или кремнегель, технический глинозем, карбонат магния или оксид магния. Хромофорами выступали оксиды СоО, NiO, Гс20з, а минерализаторами - борная кислота и криолит. Применение данных сырьевых компонентов позволило синтезировать высокотемпературные пигменты гранатоподобной структзры с широкой цветовой палитрой. Расчет компонентов шихты осуществляли с учетом соотношения оксидов в химической формуле пиропа (3Mg0 Al203 '3Si02), для достижения максимального выхода этой кристаллической фазы. Синтез пигментов проводился в лабораторной электрической печи при температурах 1000, 1100, 1200°С с выдержкой 1 час. При визуальном осмотре пигментов установлено, что изменение окраски синтезированных пигментов обусловлено температзрой синтеза, соотношением исходных компонентов и наличием минерализаторов. С увеличением температзры синтеза наблюдается усиление окраски пигментов, что, очевидно, связано с видом и количеством формирующихся цветонесущих фаз. Установлено, что использование оксидов переходных металлов позволило синтезировать пигменты широкой цветовой гаммы: зеленого, салатового, фиолетового, коричневого цвета. Выявлено, что наиболее яркие тона получаются при температзре 1200 °С без минерализатора, а с минерализатором при температзре 1100°С. При данной температзре ползшены порошки средней плотности, имеюшце насьпценную окраску, о чем свидетельствуют кривые спектральных отражений. При замещении MgO на СоО (0,1-1,0 моль) цвет пигмента изменяется от бледно-сиреневого до фиолетового. При частичной замене AI2O3 на Ге20з цвет пигмента желтый, а при полной - темно-коричневый. Наиболее яркий по цвету и имеющий достаточно высокую степень чистоты пигмент содержит 1 моль СоО. Пигменты, полученные в замещением MgO на N10, приобретают салатовый и темно-зеленый цвет. Введение в состав пигментов минерализаторов позволило не только увеличить интенсивность окраски, но и снизить температуру обжига на 100 °С . Введение в состав шихты в виде минерализатора криолита позволило синтезировать пигменты розового, голубого и сиреневого цветов. Кривые спектральные отражения данных пигментов имеют достаточно низкие значения коэффициентов отражения (18-25%), что свидетельствует об их интенсивной окраске. Ниже приведены основные свойства оптимальных составов. Таблица 1- Цветовые характеристики синтезированных пигментов № пигмента Координаты цветности Доминирующая длинна волны, нм Чистота тона,% X У Z 1.1* 0,226 0,211 0,563 471 43 1.2* 0,234 0,229 0,537 478 45 1.3* 0,262 0,249 0,489 472 19 242 Таблица 2 - Результаты определения кислото- и щелочестойкости Номер состава Кислотостойкость, % Щелочестойкость, % 1.3* 96,3 96,1 2.3* 96,9 95,8 3.3* 96,4 96,1 Согласно данным рентгенофазового анализа никель- и кобальтсодержащих пигментов, установлено, что в ходе высокотемпературного синтеза формируются фазы муллита, а-кварца, кроме того образуются цветонесущие фазы следующего состава 2CoO Si02 и 2Ni0 Si02, а также присутствуют оксиды алюминия, кобальта и никеля. В железосодержащих и кобальтсодержащих пигментах при использовании криолита также отмечается присутствие фазы альмандина РсзАІ2[8і04]з и шпинели С0АІ2О4 соответственно. Ползшенные пигменты могут применяться для объемного окрашивания керамических и полимерных масс, вводится в состав глаззфсй, также использоваться для приготовления керамических красок, стойких к воздействию высоких температзф и ультрафиолетовых лучей. УДК 001.895 Критерии и показатели оценки эффективноети предетавления научно-техничеекой продукции на выетавочных мероприятиях Магистрант ПСФ - Томашева Т.И. Назшный руководитель - Алексеев Ю.Г. Белорусский национальный технический университет г. Минск Инновационный процесс включает в себя не только разработку новой технологии и получение нового продукта. На современном этапе особое значение приобретает технологический трансфер как в межстрановом, так и во внутригосударственном аспекте с целью укрепления научно-технического потенциала и результативного использования новейших достижений. Выставочно-ярмарочная деятельность является одним из эффективных инструментов на этапе продвижения новой продукции и высоких технологий, так как подобные мероприятия обеспечивают прямые контакты между разработчиками и покупателями. Для определения целесообразности участия в выставках необходимо проводить оценку эффективности. Решение этого вопроса является многоаспектной проблемой, осложненной отсутствием универсального единого подхода, позволяющего системно и целостно оценивать результативность с помощью количественных и качественных показателей. Исследовав подходы к оценке эффективности выставочной деятельности, проанализировав их преимущества и недостатки, была предложена методика, зшитывающая специфику самой назшно- технической продукции. Систему показателей эффективности можно представить четырьмя блоками, в которых отражены цели и соответствующие им показатели: 1. медалей); 2 . 3. 4. имиджевые (включение в выставочные каталоги, количество контактов, число полученных коммерческие (количество заключенных договоров, соглашений и т.д.); общие (количество выставочных мероприятий, качественный состав аудитории и другие); мощностные (площадь стенда, специализация и т.д.). Особенностями предложенной методики являются вьщеление временных периодов оценки эффективности; формирование системы специфических показателей оценки экономической эффективности участия организаций в выставке, а также системы дополняющих ее показателей имиджевой результативности; анализ полученных систем показателей. Методика предполагает двухэтапную оценку: первый этап - сразу после окончания выставки; второй этап - через несколько месяцев после ее проведения. Анализ результатов должен становится основой решений последующего участия в выставках. Результаты оценки всегда выявляют организационные ошибки, помогают выработать будущие концепции стенда, оказьшают влияние и на отбор участников в выставках. Сравнение в цифрах с предыдущими или сходными мероприятиями помогает понять современные тенденции и скорректировать решения по поводу участия в выставочно-ярмарочных мероприятиях. 243 а в т о р с к и й у к а за т е л ь Автушко г .л ........................................151, 154, 158 Агеенко О. В.........................................................227 Алексеев Д.А........................................................ 102 Алексеев П.А........................................................ 103 Алексеев Ю.Г....................................................... 243 Алимов В. И........................................................... 53 Алимов В.И............................................. 48, 51, 113 Андриц А.А........................................................... 22, 23 Аношко Н.В............................................................ 84 Анушко Т.Ю........................................................ 164, 166 Арабей А.В.............................................................. 8, 12 Астапенко А.А........................................................96 Астахов В.Ю.........................................................100 Астахова Т.А.........................................................177 Бабицкая Д.В........................................................ 205 Базылик Д.В...........................................................27, 57 Баранов Д. А...........................................................93 Батан А.В................................................................ 88 Батовский Е.Н.........................................................84 БежокАП.................................................................19 Белаш Е.В..............................................................129 Белоусова Т. М.....................................................236 Белявин К.Е............................................................ 84 Белявская В.Н.........................................................85 БеляцкийВ.Н........................................................ 191 БилибаЮ.Э...........................................................180 Бильдюкевич А.В................................................. 197 Бирюк В. А............................................................ 210 Бобкова Н.М......................................................... 189 БобровникА.В.................................................... 198 Болвако А.К..........................................................235 Болоболкин А.В..................................................... 46 Бондаренко А.А......................................................84 Бондаренко Ж.В.................................................. 213, 216 Борисов С.В............................................................ 30 Борткевич Е.В.........................................................30 Бровка Е.М........................................................... 186 Бостынец С.М....................................................... 27, 57 Бугаев А.В...............................................................99 Буевич Т.А................................................................ 9 БукатоН.Ю........................................................... 119 Буланов А.В..........................................................200 Булойчик И. А......................................................... 30 Бурак Е. А.............................................................. 192 Бурдоленко О.Н....................................................213 БурийЮ.Э............................................................ 183 Бэйнер М.В............................................................162 Варакса Д.В...........................................................130 Василевская Т. А.................................................. 194 Васильев Е.Д.........................................................180 Вейник В. А............................................................. 39 Величко Е. В...........................................................53 ВереникЯ.А..........................................................167 Веренич И. А......................................................... 134 Верховская И. А....................................................216 ВершеняЕ.Е.........................................................153, 155 Вершина А.К........................................................137, 147 Винерский С.Н.................... 180, 181, 182, 183, 185 Виолентий Д.Р...................................................... 134 Вишневский К.В.................................................. 238 Власюк О. А...........................................................163 Волочке А.Т.......................................................... 119 Волчкович ДВ......................................................136 Воробьев Н.И..............................................238, 240 Воронцова 0 ......................................................... 155 Врублевская Е.В...................................................215 Еаврилов В.М....................................................... 153 Еайдо Ю.С.............................................................163 Еалаев К .0.............................................................134 Танак А.П................................................................71 Гарост А. И..............................................................50 Гвоздевич О.Ю.....................................................217 Гегеня Д.В...............................................................32 Генюш И.П............................................................. 40 Г еоргиаду М.В........................................................48 Головков В.В.........................................................128 Голубцова Е. С......................116, 124, 127, 130, 144 Гралько В.В.............................................................19 Григорьев С.В.......................................................142 Григорьева И.М....................................................139 Громов С. А........................................................... 116 Гуминский Ю.Ю.................................................... 64 Давидович Л.М.......................................................84 Даниленко Е.В......................................................216 Данилко Б.М......................................................... 173 Демепщк К. А ....................................................... 186 Демченко Е.Б........................................................ 129 Денищик О.В........................................................202 Долинская Р.М.....................228, 229, 230, 231, 233 Домаш А.В..............................................................79 Дубаневич Е.Р........................................................ 55 Дубина В. А............................................................... 5 Дубинчик И.В....................................................... 193 Дубинчик О.Ю......................................................173 Дудинский В.М............................................... 28, 29 Дятлова Е.М................................................202, 208 Евсеева Е.А........................................................... 196 Емельянов М.Ю....................................................197 Ероховец П.А......................................................... 65 Ефимова Т.Н.........................................................202 Жавино К.В...........................................................182 Жарский И. М.......................................................227 Жертовская Н.В......................................................51 Жиленко О. И....................................................... 242 Жолнерович Н.В...................................................190 Жоховец Е.И...........................................................85 Жук Н.Н.................................................................175 Журавков Н.М...................................................... 160 Журавлева М.В.....................................................139 Забавнюк А.В........................................................144 Забавский В.О........................................................ 70 Заболотная Е.Б..................................................... 204 Задруцкий С.П..........................................................5 Замотин Г.Н............................................................ 87 Згурская АА........................................................... 119 Зенькевич А.В.........................................................94 Зенько П.В................................................................ 5 Зык Н.В..................................................................198 244 Иваницкий Д.М......................................................85 Иванов М.И.............................................................. 4 Иванова И .0..........................................................127 Иванченко В.А...................................................... 17, 201 Исаевич Л. А............................................................96 Кабальников С.С....................................................87 Кабишов С.М........................................................108 Казак А. Д................................................................ 16 Калошин К.Л........................................................... 6 Камошина М. А..................................................... 181 Капленко Е.С...................................................26, 38 Капуста Д .0.......................................................... 191 Капцевич В.М..................................................... 121, 132 Карбовский А. С......................................................88 Карнаух В.В............................................................69 Карпенко В.М.........................................................74 КарпицкийВ.С....................................................... 87 Карпович Е.В........................................................223 Касимцев В.С......................................................... 47 Кастрицкая Н.А....................................................206 Керженцева Л.Ф................................................... 129 Кирей Т.С..............................................................207 Кирсанов Б. А.......................................................... 13 Киселева Т.Н.........................................................164 Кишко А. А............................................................ 154 КищукЕ.В.............................................................189 Климашевич В. Б..................................................145 КлимчукЕ.Е..........................................................158 Клындюк А.И...................................................... 215, 219 Князев А.Е................................................................ 6 Кобец Е.В................................................................77 Ковганко В.Н........................................................234 Козлова О.В.......................................................... 150 Козлова О.Е.............................................................. 4 Коленковский С .0................................................183 Комаров О.С........................................................... 17 Кононова Н.Н......................................................... 12 Константинов В.М..........................................26, 38 Корзик А.И............................................................. 33 Корнеев С. В......................................................... 111 Коробко Е.В.......................................................... 139 Коротков С.Ю.........................................................16 Костюк Е.Н..........................................................220, 222 Круговец И.В..........................................................87 КрукЕ.Е................................................................ 168 Крутилин А.Н............................................66, 67, 69 Крутько Э. Т......................................................... 145 Крутько Э.Т.......................................................... 139 Крутько Э.Т......................................................... 139, 197 Крылов-Олефиренко В.В...................................... 42 Крышнёв В. А........................................................112 Крякни В.В............................................................154 Кудин М.В.............................................................. 88 Кузина М.А...........................................................109 Кузьмич В.Н......................................................... 240 Кузьмич Т.П........................................165, 171, 174 Кунс Е. А................................................................190 КулиничАС............................................................. 19 Кундикова Е. А......................................................152 Курило И.И...........................................................203 Курицына 0 .......................................................... 151 Кусин Р. А..............................................................117 Кухарчук М.Н.........................................................66 Кушнир Н.С..........................................................211 Лазаренков А.М...................................................150, 168 Лебедько С.В.........................................................27, 57 Левицкий А.Е........................................................116 Левицкий И. А......................................................217, 226 Левкович М. Н........................................................93 Левчук Н.С............................................................178 Лейман А. А...........................................................100 Леонович С.М.......................................................104 Лепихов А.Ю..........................................................74 Лецко А.И..............................................................136 Лигатко Л.А.......................................................... 188 Липницкий А. С...................................................... 98 Липский Е.А......................................................... 182 Лисовский М.А.......................................................98 Лобкова Ю.В.......................................................... 48 Логачев М .В .......................................................... 90 Ложечников Е.Б.......................................98, 99, 104 Лопа И.В................................................................102 Лукашевич Е.А.....................................................213 Лукьянова Р.С...................................................... 204 Лущик П.Е..............................................................11 ЛущикП.Е............................................................... 6, 12 Любимов В.И..........................................................91 Мазура Н.В.......................................................... 206, 207 Мазюк В.В.............................................................123 Макалович С.Н.....................................................241 Максимчик М.М.......................................................9 Малашко А.М....................................................... 160 Малашонок И.Е.................................................... 194 Мануленко А.Ф.................................................... 211 Маркова Е.В........................................................... 48 Мартынов В.В........................................................ 72 Марукович С.С..................................................... 142 Маскаленко Н.С....................................................134 Матюшинец Е.В..................................................... 79 Медведев Д.И....................................................... 199 Меженцев А. А......................................................200 Мелешко А. А....................................................... 226 Мельниченко А.Е................................................... 54 Менделеева О.Л..................................................... 32 Михальцов А.М......................................................16 Михлюк М.А..........................................................35 Мишкевич М.Е....................................................... 78 Млечко Е.Е........................................................... 238 Мордик Е. В.......................................................... 170 Мордик Е.В........................................................... 163 Морозов Д.С......................................................... 108 Муслина Д.Б......................................................... 181 Мухо А.Д................................................................ 91 Навойчик С. А....................................................... 124 Назарова О.И.........................................................41, 42 Науменко А. А.......................................................161 Науменко А.М............. 151, 152, 156, 157, 163, 167 Невар Н.Ф............................................................... 80 НеменёнокБ.М....................................................4, 5 Ненева М.В...........................................................228 Нестеренко В.А.................................................... 188 Нечаев Л.М.............................................................47 Николаенко А. С..................................................... 96 НиколайчикЮ.А.................................................. 70, 71 Никончук О. А.......................................................199 Нисс В.С................................................................130 245 Новик Е. А............................................................ 181 Новогорская А.Ю.................................................174 Новосельская Л. В..................................................50 Овчинников П. С....................................................93 Одиночко В.Ф............................................64, 72, 75 ОрличеняН.Г........................................................139 Острога С.П.......................................................... 144 Пажитных Е.В........................................................ 77 Панченко Е.В........................................................ 103 Панко Л. Ф............................................................224 Парницкий А.М......................................................36 Парницкий Н.М......................................................44 Парфимович Н.Л..................................................208 Пастухович С.В......................................................77 Пашкевич В.Ф........................................................ 59 Пашкович М.А..................................................... 211 Педан Д.Н..............................................................113 Перетрухин В.В...........................................177, 178 Петрикевич М.Е................................................... 132 Пивоварчик А. А.....................................................21 Пилецкая А. С....................................................... 229 Пилипович С.В.......................................................21 Пинт И В........................................................225,242 Подвысоцкая Е.Э................................................. 238 Подгорный Д.В.......................................................91 Подлипский С.Н................................................... 192 Полу ян М .0.............................................................. 5 ПотапчикТ.Л........................................................ 174 Проворова И.Б......................................................201 Прокопчук Н. Р.................................................... 236 Протасевич Е.Ф................................... 32, 36, 44, 55 Пунько С.Е............................................................. 75 Пупко В.В............................................................ 170 Пучков Э.П.....................................33, 35, 42, 45, 54 Пушило Я.И..........................................................235 Пясковская Т.В.......................................................49 Радецкая С.С.........................................................225 Раик А.Е.................................................................. 50 Ратников П.Э............................................... 110, 112 Рафальский И.В.............................. 6, 8, 11, 12, 108 Реутенок Ю. А....................................................... 123 Решетина А.В....................................................... 230 Родевич В.В............................................................ 23 Розум В. А..................................................................9 Романенко М .0.....................................................177 Романова Т.К........................................................ 128 Рудницкий Ф.И................................................65, 77 Румянцева Е. А...................................................... 109 Русан Н. В.............................................................224 Савченко А.И........................................................196 Сазанович Н.В......................................................219 Сайков М.А................................................64, 72, 75 СандоваЕ.А.......................................................... 185 Саранцев В.В.......................................................... 119 Свибович А.Н.......................................................210 СеледкинЕ.М....................................................... 100 Семянникова А. А................................................. 130 Сергеев Л.Е........................................................... 128 Сергеенко М.В......................................................117 Сергееня В.Н.......................................................... 67 Ситкевич М.В.........................................................40 Скворцов В. А...................................................70, 71 Сковородко О.В....................................................127 Слепнева Л.М....................................................... 188 Слижов Д.Ю......................................................... 193 Слуцкий А.Е..................................................... 13,19 Снарский А.С........................................................130 Соколов Е.Е.......................................................... 141 Соколов М.Т.........................................................241 Соколов Ю.В.......................................................... 41 Сочина Е.В............................................................241 Сошенко А.А.............................................8, 12, 150 Спивак О.В............................................................182 Стельмаков А.Ю.................................................. 233 Стефанович А.В..................................................... 57 Стефанович В. А.............................................. 27, 30 ТалакаТ.Л............................................................. 136 Терешко В.В......................................................... 175 Терещенко И.М.................................................... 223 Тихонова И.В......................................................... 48 Ткаченко Г. А......................................................... 38 Ткаченко Г. А.......................................................... 26 Томашева Т.И...................................................... 243 Транчак Н.В.......................................................... 183 ТрипузоЮ.Ю............................................... 165, 171 Трус И.Н............................................................... 234 Турло С.В.............................................................. 156 Урбанович Н.И....................................................... 17 Ушакова И.Н.........................................................162 Фалей А.А.............................................................203 Федоринов И.........................................................158 Федоров А.Н.........................................................201 Фёдоров А.Н........................................................... 17 Филоненко Н. Ю.................................................... 49 ФиляновичЛ.П....................................161, 166, 172 Флоризяк Е.В........................................................185 Фолежинский С.И..................................................94 Фомичева Н.Б.........................................................46 Хартанович О. А.................................................... 58 Хвалько А.Е.......................................................... 137 Хренов О.В............................................................117 Цуканов С.В..............................................................5 Черепица С.В................................................220, 222 Чересьев Д.Н.........................................................168 Черник А. А.......................................................... 227 Черник А.А...................................................211, 235 Чернушевич Г. А................................................... 178 Чирун Д. А.............................................................. 80 Чичко А. Н.............................................................. 78 Чугаев П.С............................................................121 Шабан Е.Е............................................................. 147 Шагойко Ю.В....................................................... 193 Шапчиц Д.В............................................................84 ШашокЖ.С.......................................................... 238 Шевцов А.А............................................................ 19 Шегидевич А.А...................................................... 88 ШестюкИ.В............................................................32 Шибеко 0 .0 .......................................................... 134 Шибут А.В............................................................ 110 Шидловский А.А....................................................16 Шиманович О. А..................................................... 94 Шишпар С.Г..........................................................180 ШныпИ.А.............................................................204 Шостак Л.М..........................................................236 Шохин А.А............................................................. 45 Шувыкин А. Ф........................................................90 246 Шумская А. С..........................................................42 Шункевич В.О......................................................205 Шуст А. С............................................................... 22 Щербаков Э.Д........................................... 28, 29, 59 Щербаков Ю.А....................................................... 16 ЩуракП.С................................................................ 4 Эмелло Г.Г............................................................213 Юркевич Е.В.........................................................181 Юрчак А. Н........................................................... 111 Яганов Е .0 ............................................................ 172 Яглов В.Н............................................................. 188 Язвинский Д.С..........................................................5 Якименко Д.С....................................................... 141 Якушкина А. В..................................................... 170 Ямная Д.А............................................................. 157 Янущик Н.М........................................................... 39 Ястремская Я.Е.................................................... 231 247 СОДЕРЖАНИЕ ЛИТЕИНОЕ ПРОИЗВОДСТВО ЧЕРНЫХ И ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ Анализ объёмов и состава вредных выбросов, образующихся при плавке сплава АК9 в индукционных тигельных печах 4 Студенты гр. 104114 Иванов М.И., ЩуракП.С., гр. 104126 Козлова О.Е. Назлный руководитель - Неменёнок Б.М. Совершенствование составов флюсовых композиций для проведения металлургического переплава алюминийсодержащих отходов 5 Студенты гр. 104125 Зенько П.В.Долуян М.О. Назлный руководитель - Задруцкий С.П. Получение пеноалюминия из вторичных алюминиевых сплавов 5 Студенты гр. 104115 Цуканов С.В., Дубина В.А., гр. 104125 Язвинский Д.С. Назлный руководитель - Неменёнок Б.М. Эффективные методы калибровки входных данных для систем компьютерного моделирования литейных процессов 6 Назлный руководитель - Рафальский И.В. Назлный консультант - Лущик П.Е. Студенты гр. 104125 - Калошин К.Л., Князев А.Е. Исследование методики компьютерного термического анализа для получения данных о фазовых превращениях в литейных алюминиевых сплавах 8 Студент группы 104114 - Сошенко А. А. Назлный руководитель - Рафальский И.В., Назлный консультант - аспирант Арабей А.В. Исследование влияния модифицирования барий-стронциевыми карбонатами на структуру и свойства стали 110 Г 13Л 9 Студенты гр. 104115 МаксимчикМ.М., гр. 104115 Буевич Т.А. Назлный руководитель - Розум В. А. Электронная база данных для анализа технологических факторов литейного производства, определяющих качество литейной продукции Назлный руководитель - Рафальский И.В. Магистрант - Лущик П.Е. 11 Неразрушающие акустические методы контроля качества литых изделий ответственного назначения Студенты группы 104114 Сошенко А. А., 104514 Кононова Н.Н., магистрант Лущик П.Е. Назшный руководитель - Рафальский И.В., Назшный консультант - аспирант Арабей А.В. 12 Быстроохлажденный, гранулированный модификатор для получения высокопрочного чугуна Студент группы 104114 Кирсанов Б. А. Назшный руководитель - Слуцкий А.Е. 13 Разработка состава водоэмульсионной смазки для пресс-форм литья под давлением алюминиевых сплавов Студент гр. 104124 Коротков С.Ю., ст. гр. 104125 Шидловский А.А. Назшный руководитель - Михальцов А.М. 16 248 Автоматизация и механизация разделительных покрытий при литье под давлением Студента гр. 104124 Щербаков Ю.А., Казак А.Д. Наз^ный руководитель - Михальцов А.М. 16 Вторичные рееуреы как иеточник дорогих металлов для комплекеного модифицирования чугунов 17 Студент гр. 104115 Иванченко В.А., студент гр104115 Фёдоров А.Н. Наз^ный руководитель - Урбанович Н.И., Комаров О. С. Моделирование литниково-питающих еиетем е иепользованием САПР AMD Студент гр. 104115 КулиничАС. Наз^ный руководитель - Бежок А.П. 19 Иееледование процеееа алюминотермичеекого воеетановления металлов для емееей е низкой термичноетью 19 Студент гр. 104114 - Шевцов А.А., студент гр. 104125 - Гралько В.В. Наз^ный руководитель - Слуцкий А.Г. Разделительные покрытия для изготовления етержней понагреваемой оенаетке Студент г р .104124 Пилипович С.В. Наз^ный руководитель - Пивоварчик А. А. 21 Импортозамещающая технология и оборудование для извлечения алюминия и меди из низкоеортных отходов производетва 22 Студент гр. 113624 Шуст А. С. Наз^ный руководитель - Андриц А. А. Анализ методов переработки олово- и евинецеодержащих отходов Студент гр. 104117 Родевич В.В. Наз^ный руководитель - Андриц А. А. 23 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ В МАШИНОСТРОЕНИИ Повышение изноеоетойкоети деталей корпуеов плугов Аспирант - Ткаченко Г. А., студент - Капленко Е.С. Наз^ный руководитель - Константинов В.М. 26 Оптимизация режимов отпуека быетрорежущей етали Студенты гр. 104514 Базылик Д.В., Бостынец С.М., Лебедько С.В. Наз^ный руководитель - Стефанович В. А. 27 Преимущества закалки в вакууме Студент гр. 104514 Дудинский В.М. Наз^ный руководитель - Щербаков Э. Д. 28 Применения вакуумного оборудования при химико-термичеекой обработке деталей Студент гр. 104514 Дудинский В.М. Наз^ный руководитель - Щербаков Э. Д. 29 Проблемы разрушения муфты замка для бурильных труб Студенты гр. 104215 Борткевич Г.В., Булойчик И. А. Наз^ные руководители - Стефанович В.А., Борисов С.В. 30 Новая форма интеграции науки и промышленноети Студент гр. 104126 Шестюк И.В. Наз^ный руководитель - Менделеева О. Л. 32 249 Особенности процесса цементации в современном производстве Студент гр. 104214 Гегеня Д.В. Наз^ный руководитель - Протасевич Г.Ф. 32 Маркировка сталей в странах Европейского Союза Студент гр. 104215 Корзик А.П. Наз^ный руководитель - Пз^ков Э.П. 33 Аморфные металлы Студентка гр.104215 Михлюк М.А Наз^ный руководитель - Пз^ков Э.П. 35 Металлические материалы в ядерной энергетике Студент гр. 104215 Парницкий А.М. Наз^ный руководитель - Протасевич Г.Ф. 36 Анализ технологий нитроцементации Студент гр. 104214 Капленко Е.С., аспирант Ткаченко Г. А. Наз^ный руководитель - Константинов В.М. 38 Алитирование сталей с целью повышения жаростойкости и термостойкости Студент гр. 104217 Янущик Н.М. Наз^ный руководитель - Вейник В. А. 39 Анализ эффективности использования химико-термической обработки для повышения стойкости оснастки для протягивания металлопроката в условиях МТЗ 40 Студент гр. 104214 ГенюшИ.П. Наз^ный руководитель - Ситкевич М.В. Структура и свойства напыленных покрытий NiCrBSi-Mo Студент гр. 104514 Назарова О.И. Наз^ный руководитель - Соколов Ю.В. 41 Состояние стали после плазменной резки Студент гр. 104514 Назарова О.И. Наз^ный руководитель - Крылов-0лефиренко В.В. 42 ПНП - сталй(ТКІР-сталй) Студентка гр.104215 Шумская А.С. Наз^ный руководитель - Пз^ков Э.П. 42 Ультралегкие сплавы Студент гр. 104215 Парницкий Н.М. Наз^ный руководитель - Протасевич Г.Ф. 44 Создание механически прочных цинковых покрытий на резьбовых соединениях труб Магистрант - Шохин А. А. Наз^ный руководитель - Пз^ков Э.П. 45 Определение критериев латентной усталости повреждаемости диффузионных зон сталей после химико-термической обработки Студент гр.430541 Болоболкин А.В. Наз^ный руководитель - Фомичева Н.Б. 46 250 Оценка пороговой трещиностойкости при усталостной повреждаемости Студент гр.420671 Касимцев В.С. Наз^ный руководитель - Нечаев Л.М. 47 Определение возможности образования кластеров атомов углерода в ферритной матрице Студент гр.440631 Маркова Е.В. Наз^ный руководитель - Тихонова И.В. 48 К вопросу о сфероидизации карбидов в стали Студентка группы МТ-08м Лобкова Ю.В. Наз^ные руководители - Алимов В.И., Георгиаду М.В. 48 Влияния предварительной горячей деформации на формирование диффузионной зоны при насыщении углеродом и бором низкоуглеродистых сталей Студент группы 4-МВПВ-8 Пясковская Т.В. Наз^ный руководитель - Филоненко Н. Ю. 49 Оценка влияния электрохимической коррозии при высокотемпературном воздействии газокапельной смеси на соединение труба-фланец 50 Студент 4 кзфса гр.2 Раик А.Г. Наз^ные руководители - Новосельская Л. В., Гарост А. И. Исследование качества защитных покрытий медных кристаллизаторов МНЛЗ Студент гр. ПМ-08с Жертовская Н.В. Наз^ный руководитель - Алимов В.И. 51 Влияние легирования на структуру и свойства сварных соединений из низкоуглеродистых сталей Студент гр. ПМ - 08 Величко Е. В. Наз^ный руководитель - Алимов В. И. 53 Двухфазные феррито - мартенситные стали Студентка гр.104215 Мельниченко А.Е. Наз^ный руководитель - Пз^ков Э.П. 54 Бериллий и его сплавы Студент гр. 104215 Дубаневич Е.Р. Наз^ный руководитель - Протасевич Е.Ф. 55 Исследование структурообразования наплавленных покрытий, полученных из проката, предварительно подвергнутого ХТО ст. гр. 104514 Бостынец С.М., Лебедько С.В., Базылик Д.В. Наз^ный руководитель - Стефанович А.В. 57 Использование промышленных отходов в новых материалах Студент гр.301413 Хартанович О. А. 58 Контролируемые атмосферы в машиностроении. Экзогаз Студент группы 104215 Пашкевич В. Ф. Назшный руководитель - Щербаков Э. Д. 59 МАШИНЫ И ТЕХНОЛОГИЯ ЛИТЕИНОГО ПРОИЗВОДСТВА Некоторые особенности процессов производства корпусных отливок из высокопрочных чугунов 64 Студент гр. 104316 Гуминский Ю.Ю. Назшные руководители - Одиночко В.Ф., Сайков М.А. 251 Перспективы использования литого инструмента Студент гр. 104315 Ероховец П. А. Наз^ный руководитель - Рудницкий Ф.И. 65 Процесс окисления сталей при повышенных температурах Студент гр. 104324 Кухарчук М.Н. Наз^ный руководитель - Крутилин А.Н. 66 Графитизирующее модифицирование чугуна Студент гр. 104326 Сергееня В.Н. Наз^ный руководитель - Крутилин А.Н. 67 Особенности абразивного и ударно-абразивного износа сплавов. Студент гр.304313 КарнаухВ.В. Наз^ный руководитель - Крутилин А.Н. 69 Безграфитовая защитная краска для изготовления чугунных отливок в кокиль Студент группы 104314 - Забавский В.О. Наз^ный руководитель - Скворцов В. А. Консультант - аспирант Николайчик Ю. А. 70 Противипригарная краска для изготовления отливок из железоуглеродистых сплавов Студент группы 104314 - Ганак А.Н. Наз^ный руководитель - Скворцов В. А. Консультант - аспирант Николайчик Ю. А. 71 Выбор оборудования для реконструкции плавильного и формовочного участков чугунолитейного цеха среднего литья РУП ГЛЗ «Центролит» Студент гр. 104314 Мартынов В.В. Наз^ные руководители - Одиночко В.Ф., Сайков М.А. 72 Анализ современных способов освежения отработанной формовочной смеси Студент гр. Л-41 Лепихов А.Ю. Наз^ный руководитель - Карпенко В.М. 74 Выбор оборудования для реконструкции плавильного и формовочного участков чугунолитейного цеха мелкого литья РУП ГЛЗ «Центролит» Студенты гр. 104314 Пунько С.Е., Пархимович В.М. Наз^ные руководители - Одиночко В.Ф., Сайков М.А. 75 Применение цирковых антифрикционных сплавов взамен бронз Студенты гр. 104314 Пажитных Е.В., Пастухович С.В., Кобец Е.В. Наз^ный руководитель - Рудницкий Ф.И. 77 К вопросу о распыливании металлических расплавов Студент гр. 104324 Мишкевич М.Г. Наз^ный руководитель - Чичко А. Н. 78 Получение качественных массивных отливок из высокопрочного чугуна Студент гр. 104324 Домаш А.В. Наз^ный руководитель - Матюшинец Т.В. 79 Влияние Ми, Si, Al на структуру и свойства высокобористого материала. Студент гр. 104324 Чирун Д. А. Наз^ный руководитель - Невар Н.Ф. 80 252 МАШИНЫ И ТЕХНОЛОГИЯ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ Влияние давления подпреееовки на процеее электричеекого епекания порошков Студенты тр. 104415 Шапчиц Д.В., Бондаренко А.А. Наз^ный руководитель - Белявин К.Е. 84 Разработка технологии изготовления и иееледование механичееких евойетв лапы етрельчатой Студенты тр. 104415 Аношко Н.В., Батовский Е.Н. Наз^ный руководитель - Давидович Л.М. 84 Оеобенноети технологии получения плаетичееким деформированием режущих граней ножей ротационных коеилок Студенты тр. 104425 Белявская В.Н., тр. 104415 Жоховец Е.И. Наз^ный руководитель - Иваницкий Д.М. 85 Горячая безоблойная штамповка поковок сложной формы в штампах е разъемними матрицами Студенты тр. 104425 Замотин Г.Н., Кабальников С.С., Круговец И.В. Наз^ный руководитель - Карпицкий В.С. 87 Математичеекое моделирование продольной прокатки Студенты тр. 104415 Шегидевич А.А., Карбовский А.С., Батан А.В. Наз^ный руководитель - Кудин М.В. 88 Технико-экономичеекий анализ различных епоеобов нагрева Студент тр. 104415 Шувыкин А. Ф. Наз^ный руководитель - Логачев М. В. 90 Оеобенноети вытяжки полых двухслойных изделий из плоских составных заготовок Студенты тр. 104425 Мухо А.Д., Подгорный Д.В. Наз^ный руководитель - Любимов В.И. 91 Анализ механизма пресса-автомата с самоподачей ленты Студенты тр. 104415 Левкович М. Н., тр. 104425 Баранов Д. А. Наз^ный руководитель - Овчинников П. С. 93 Навивка пружин и гибка проволоки на автоматах Студенты тр. 104425 - Фолежинский С.И., Зенькевич А.В. Наз^ный руководитель - Шиманович О. А. 94 Расчет усилия деформирования при пластическом формоизменении отбортованного фланца в трубной заготовке Студенты тр. 104415 Николаенко А.С., Астапенко А.А. Наз^ный руководитель - Исаевич Л. А. 96 Условия измельчения сыпучих материалов под действием внешних сил Студенты тр. 1044415 Липницкий А.С., Лисовский М.А. Наз^ный руководитель - Ложечников Е.Б. 98 Формирование тонких плоских заготовок из порошка Студент гр. 104414 Бугаев А.В. Наз^ный руководитель - Ложечников Е.Б. 99 Потеря устойчивости конической заготовки при раздаче Студент тр. 641541/40 Лейман А.А., аспирант Астахов В.Ю. Наз^ный руководитель - Селедкин Е.М. 100 253 Анализ напряженного состояния высоконагруженной зубчатой передачи Студент гр. 641441/03 Алексеев Д.А. Назлный руководитель - Лона И.В. 102 К вопросу о выборе режимов деформирования при сверхпластической формовке сферических мембран Студент гр. 641541/40 Алексеев П.А. Назлный руководитель - Панченко Е.В. 103 Методика расчета конструкторско-технологических параметров станов для прокатки порошков 104 Студент гр. 104414 Леонович С.М. Назлный руководитель - Ложечников Е.Б. МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ Компьютерный металлографический анализ в металлургическом производстве Студент гр. 104134 Морозов Д.С. Назлный руководитель - Кабишов С.М., Рафальский И.В. 108 Обоснование экономической целесообразности производства металлизированного сырья на базе железорудных месторождений Республики Беларусь 109 Студент гр. 104134 Кузина М.А. Назлный руководитель - Румянцева Г. А. Модернизация кузнечного цеха РУП МАЗ с целью снижения производственных затрат Студент гр.104134 Шибут А.В. Назлный руководитель - Ратников П.Э. 110 Разработка мероприятий, направленных на совершенствование производства и повышения качества отливок, изготавливаемых на участке латунного литья сепараторного цеха ОАО «МПЗ» 111 Студент гр. 104134 Юрчак А. Н. Назлный руководитель - Корнеев С. В. Разработка технологии выплавки кордовой стали в условиях ЭСПЦ-1 Студент гр.104134 Крышнёв В.А. Назлный руководитель - Ратников П.Э. 112 Коррозионная стойкость деформированной стальной арматуры Студент гр.ТО-08с Педан Д.Н. Назлный руководитель - Алимов В.И. 113 ПОРОШКОВЫЕ И КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ, ПОКРЫТИЯ И СВАРКА Исследование предварительного и послесварочного подогрева на величину ударной вязкости при сварке высокопрочных легированных сталей 116 Студенты гр. 104817 Громов С.А., Левицкий А.Г. Назлный руководитель - Голубцова Г.С. Изготовление пористых порошковых материалов из ильменита Студент гр. 104616 Сергеенко М.В. Назлные руководители - Кусин Р.А., Хренов О.В. 117 254 Получение керамичееких огаеупорных материалов на оенове алюмотермичееких реакций при иепользовании алюминиевого шлака 119 Студентка гр. 104615 Букато Н.Ю., Аспирантка Згурская А.А. Наз^ные руководители - Волочке А.Т.,Саранцев В.В. Обезвоживание емазочных материалов Магистрант Чугаев П.С. Научный руководитель - Капцевич В.М. 121 Повышение теплопередающей епоеобноети тепловой трубы в уеловиях неблагоприятного влияния еил тяжеети 123 Студент гр. 104615 Реутенок Ю.А. Наз^ный руководитель - Мазюк В.В. О методике выбора технологии еварки выеокопрочной ехали 15Х2Н4МДА без подогрева и термичеекой обработки Студент гр. 104817 Навойчик С. А. Наз^ный руководитель - Голубцова Е.С. 124 Уетановление етатиетичееких связей между величиной погонной энергии и характериетиками микроструктуры среднеуглеродистой высокопрочной стали ЗОНМДФ Студенты гр. 104817 Сковородко О.В., Иванова И.О. Наз^ный руководитель - Голубцова Е.С. 127 Обеспечение восстановления деталей хлебопекарного оборудования Студент группы 1 рпт Головков В.В. Наз^ные руководители - Сергеев Л.Е., Романова Т.К. 128 Контактная сварка разнородных материалов Студент гр. 104814 Белаш Е.В. Назшные руководители - Демченко Е.Б., Керженцева Л.Ф. 129 Совершенствование системы неразрушающего контроля при диагностике автоцистерн Студент гр.304813 Варакса Д.В. Назшный руководитель - Снарский А. С. 130 Исследование корреляционной связи между характеристиками свойств керамики на основе нитрида алюминия Студент гр. 104616 Семянникова А. А. Назшный руководитель - Голубцова Е.С., Нисс В.С. 130 Магнитная и электростатическая очистка жидкостей и газов с использованием композиционных фильтрующих материалов Студент гр. Зм АМФ Петрикевич М.Е. Назшный руководитель - Капцевич В.М. 132 Сохранение ламинарного режима защитного газового потока_при аргонодуговой сварке неплавящимся электродом Студент гр. 104816 Галаев КО. Назшный руководитель - Веренич И. А. 134 Исследование литьевых составов са1ащоШ для инжекционного формования керамики Студенты группы 104615 - Маскаленко Н.С., Шибеко 0 .0 . Назшный руководитель - Виолентий Д.Р. 134 255 Получение порошка на оенове алюминидов железа для нанееения защитных газотермичееких покрытий Студент гр. 104614 Волчкович Д.В. Наз^ные руководители - Лецко А.И., Талака Т.Л. 136 Плазменно-вакуумное упрочнение твердоеплавного металлорежущего инетрумента Студент гр. 2 факультета ХТиТ Хвалько А.Е. Наз^ный руководитель - Вершина А. К. 137 Пути повышения эффективноети процеееа отверждения эпокеидных емол Студенты К.4 гр. 4 ф-та ТОВ Орличеня Н.Г., Журавлева М.В. Назшный руководитель - Крутько Э.Т. 139 Иееледование реологичееких евойетв лаков промышленного производетва и разработанных еоетавов, применяемых в мебельном производетве РБ 139 Студентка гр. 4/2 Григорьева И.М. Назшные руководители - Крутько Э.Т., Коробко Е.В. Получение защитных покрытий на изделиях из порошковых материалов Студент гр. 07-М-СА1 Якименко Д.С. Назшный руководитель - Соколов Е.Г. 141 Завиеимоеть качеетва обрабатываемой поверхноети от физико-механичееких евойетв полимерной евязки абразивного инетрумента. 142 Студент гр. 104615 Марукович С.С. Назшный руководитель - Григорьев С.В. Выбор марки электродов для ручной электродуговой еварки е помощью обобщенного параметра оптимизации 144 Студенты гр. 104817 - Забавнюк А.В., Острога С.П. Назшный руководитель - Голубцова Е.С. Плаетификация эпокеидной емолы ЭД-20 рапеовым маелом и евойетва полученных композиций 145 Студентка гр.4/2, к. 5, факультет ТОВ - Климашевич В. Б. Назшный руководитель - Крутько Э. Т. Плазменно-вакуумное упрочнение круглопильного дереворежущего инетрумента Студент гр. 2 факультета ХТиТ Шабан Е.Е. Назшный руководитель - Вершина А. К. 147 ОХРАНА ТРУДА И ПРОМЫШЛЕННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ Загазованноеть воздуха рабочих зон литейных цехов Студенты гр. 104114 Сошенко А.А., Козлова О.В. Назшный руководитель - Лазаренков А.М. 150 Безопаеноеть ноутбуков Студент гр. 113515 Курицына О. Назшный руководитель - Науменко А.М., Автушко Г.Л. 151 Безопаеноеть еотовых телефонов: точки угроз Студент гр. 113525 Кундикова Е.А. Назшный руководитель - Науменко А.М. 152 256 Важнейшее ередетво корректировки еоетояния здоровья работающих во вредных уеловиях труда 153 Студент гр. 112136 Гаврилов В.М. Назлный руководитель - Вершеня Е.Г. Проблемы влияния вибрации на организм человека Студенты гр.115215 КрякинВ.В., Кишко А.А. Назлный руководитель - Автушко Г.Л. 154 Применение СИЗ органа елуха Студентка гр. 106225 Воронцова О. Назлный руководитель - Вершеня Е.Г. 155 Измерение шума Студент гр. 113535 Турло С.В. Назшный руководитель - Науменко А.М. 156 Измерение и анализ вибрации Студентка гр. 113535 Ямная Д.А. Назшный руководитель - Науменко А.М. 157 Влияние шума на здоровье человека Курсанты гр. 115115 КлимчукЕ.Е., Федоринов И. Назшный руководитель - Автушко Г.Л. 158 Нормирование оевещения е учетом его биологичееких аепектов Студент гр. 112127 МалашкоА.М. Назшный руководитель - Жзфавков Н.М. 160 О влиянии сотовой связи на организм человека Студент гр. 101724 Науменко А. А. Назшный руководитель - Филянович Л.П. 161 Опасные и вредные производственные факторы при изготовлении форм и стержней Студентка гр. 104327 Бэйнер М.В. Назшный руководитель - Ушакова И.Н. 162 Охрана труда женщин Студентка гр. 105426 Гайдо Ю.С. Назшный руководитель - Мордик Е.В. 163 Воздух рабочей зоны, лазерный принтер как источник твердых частиц и вредных веществ Студент гр. 113515 Власюк О.А. Назшный руководитель - Науменко А.М. 163 Оценка показателей травматизма на производстве Студент гр. 104215 Анушко Т.Ю. Назшный руководитель - Киселева Т.Н. 164 Преимущества порошкового пожаротушения на строительных обьектах Студент гр. 114616 Трипузо Ю.Ю. Назшный руководитель - Кузьмич Т.Н. 165 Пути снижения травматизма на производстве Студент гр. 104215 Анушко Т.Ю. Назшный руководитель - Филянович Л.П. 166 257 Воздействие статического электричества на организм человека Студент гр. 113515 Вереник Я.А. Наз^ный руководитель - Науменко А.М. 167 Исследование освещенности рабочих мест литейных цехов Студенты гр. 104124 Крук Е.Г., Чересьев Д.Н. Наз^ный руководитель - Лазаренков А.М. 168 Психология безопасности труда. Риск-факторы Студент гр. 105416 Пупко В.В., Якушкина А. В. Наз^ный руководитель - Мордик Е. В. 170 Технические возможности модулей порошкового пожаротушения Студент гр. 114616 Трипузо Ю.Ю. Наз^ный руководитель - Кузьмич Т.П. 171 О тушении загораний порошковыми составами Студент гр. 108415 Яганов Е.О. Наз^ный руководитель - Филянович Л.П. 172 Характеристика вредных веществ, выделяющихся при сварке плавлением Студент гр. 104814 Дубинчик О.Ю. Наз^ный руководитель - Данилко Б.М. 173 Шум, его вредное воздействие на организм человека. Современные средства индивидуальной защиты от шума Студенты гр. 112316 Новогорская А.Ю., Потапчик Т.Л. Наз^ный руководитель - Кузьмич Т.П. 174 Защита от ионизирующих излучений в домах - здоровье и безопасность граждан Республики Беларусь Студент 3 курса БЕТУ Жук Н.Н. Назщный руководитель - Терешко В.В. 175 Оценка последствий чрезвычайной ситуации в условиях города Студентка гр. 4 ЛХФ Романенко М.О. Назщные руководители - Перетрухни В.В., Астахова Т.А. 177 Оптимизация питания населения, проживающего в условиях повышенного экологического риска 178 Студентка 4 кзфса факультета ТТЛП 4 группы ЛевчукН.С. Назщные руководители - Перетрухин В.В., Чернушевич Г. А. Оценка условий труда начальника смены электростанции Студенты гр. 106515 Шишпар С.Г., гр.106525 БилибаЮ.Э., гр. 106625 Васильев Е.Д. Назщный руководитель - Винерский С.Н. 180 Оценка условий труда машиниста котлов на Оршанской ТЭЦ Студенты гр. 106515 Камошина М.А., Муслина Д.Б., Новик Е.А., Юркевич Е.В. Назщный руководитель - Винерский С.Н. 181 Режим работы старшего машиниста турбинного отделения и загазованность воздушной среды в зонах обслуживания 182 Студенты гр. 106415 Спивак О.В., гр. 106425 Жавино К.В., Липский Е.А. Назщный руководитель - Винерский С.Н. 258 Оценка условий труда старшего машиниста турбинного отделения Студенты гр. 106425 Бурий Ю.Э., Коленковский С.О., Транчак Н.В. Назлный руководитель - Винерский С.Н. 183 Условия труда машиниста котлов в котлотурбином цехе БелГРЭС Студенты гр. 106525 Саидова Г.А., ФлоризякЕ.В. Назлный руководитель - Винерский С.Н. 185 Роль таможенной службы в выявлении и пресечении административных таможенных правонарушений Студент ФТУГ Демещик К.А, Назлный руководитель - Бровка Г.М. 186 ХИМИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ Новые материалы для дорожной разметки Студент гр. 104137 Лигатко Л.А. Назлный руководитель - Яглов В.Н. 188 Влияние температуры на эффективность экстракции соединений РЗЭ из азотнокислых растворов 188 Студент гр. 104117 Нестеренко В.А. Назлный руководитель - Слепнева Л.М. Синтез и исследование стекол для рабочей части pH метрических электродов Студентка 5 Kjpca, гр. 8 Кигцук Е.В. Назлный руководитель - Бобкова Н.М. 189 Влияние композиционного состава мешочной бумаги на ее свойства Студент факультета ТОВ, 5 группы Кунс Е.А. Назлный руководитель - Жолнерович Н.В. 190 Отработка методики и определение содержания хрома в образцах различных сталей Студент гр. 104517 Капуста Д.О. Назлный руководитель - Беляцкий В.Н. 191 Ремонт дорожных одежд методом скоростного бетонирования Студент гр. 104818 Подлипский С.Н. Назлный руководитель - Бзрак Е.А. 192 Разработка составов комплексных водостойких быстротвердеющих вяжущих строительного назначения Студент гр. 104138 Слижов Д.Ю. Назлные руководители - Шагойко Ю.В., Дубинчик И.В. 193 Исследование кристаллогидратов в неорганической технологии Студентка 1 Kjpca Василевская Т. А. Назлный руководитель - Малашонок И.Е. 194 Получение ремонтных смесей на основе полиуретановой смолы Студент гр. 104138 Савченко А.И. Назлный руководитель - Евсеева Е.А. 196 Получение и изучение свойств мембран из полиэфирсульфона Студент группы 4/2 Емельянов М.Ю. Назлные руководители - Бильдюкевич А.В., Крутько Э.Т. 197 259 Теплоты растворения гексафторосиликатов в воде Студент гр. 104318 Бобровник А.В. Наз^ный руководитель - Зык Н.В. 198 Фосфатные цементы на основе карбонитридов титана Студент г р .104117 Никончук О. А. Наз^ный руководитель - Медведев Д.И. 199 Усадочные явления при старении битумов Студент гр. 104217 Буланов А.В. Наз^ный руководитель - Меженцев А. А. 200 Рециклинг меди из отработанных медьсодержащих катализаторов Студенты гр. 104115, Иванченко В.А., Федоров А.Н. Наз^ный руководитель - Проворова И.Б. 201 Синтез высокорасширяющихся керамических материалов на основе системы MgO-SiOi Студенты гр. 9 Ефимова Т.Н., Денищик О.В. Наз^ный руководитель - Дятлова Е.М. 202 Электрохимическое выделение меди из металлосодержащих отходов инструментального производства Студентка IV к. 8 гр. факультета ТОВ Фал ей А. А. Наз^ный руководитель - Кзфило И.И. 203 Исследование составов вяжущих материалов холодного отверждения на основе мочевино- формальдегидной смолы Студент гр. 104617 Заболотная Е.Б. Наз^ные руководители - Шнып И. А., Лукьянова Р.С. 204 Изучение впитывания промышленных гидрофобных жидкостей пористой керамикой Студент гр. 104217 Бабицкая Д.В. Наз^ный руководитель - Шункевич В.О. 205 Разработка составов полуфриттованных цветных глазурей для декорирования плиток для полов с использованием минерального сырья Республики Беларусь 206 Студентка гр.9 Кастрицкая Н.А. Наз^ный руководитель - Маззфа Н.В. Получение поризованного керамического кирпича с использованием выгорающих добавок 207 Студентка гр.9 Кирей Т.С. Наз^ный руководитель - Маззфа Н.В. Получение тугоплавких керамических материалов на основе алюмосиликатного сырья Республики Беларусь 208 Студент гр. 9 Парфимович Н.Л. Наз^ный руководитель - Дятлова Е.М. Получение обьемно-окрашенного керамического кирпича путем сочетания глин различного минералогического состава Студентка 9 гр. Свибович А.Н. Наз^ный руководитель - Бирюк В. А. 210 Исследование возможности электрохимической утилизации электролита химического никелирования Студентка 11 группы факультета ХТиТ Пашкович М. А. Наз^ный руководитель - Черник А. А. 211 260 Композиции ПЭВД с антистатическими свойствами длительного действия Студентка 1 гр. Кушнир Н.С. Наз^ный руководитель - Мануленко А.Ф. 211 Пенообразующие свойства препаратов Genapol и Техароп K12G Студ. 4 к. 7 гр. ф-та ТОВ Бурдоленко О.Н., Лукашевич Е.А. Назшные руководители - Бондаренко Ж.В., Эмелло Г.Г. 213 Термоэлектрические свойства слоистого купрата ВуВа2Сиз07_5 Студентка 8 гр. 1 курса ф-та ХТиТ Врублевская Е.В. Назшный руководитель - Клындюк А.И. 215 Получение и исследование свойств мятного масла Студ. 5 к. 7 г. ф-та ТОВ Верховская И.А., Даниленко Е.В. Назшный руководитель - Бондаренко Ж.В. 216 Полуфриттованные матовые глазурные покрытия плиток для полов Студентка гр.9 Евоздевич О.Ю. Назшный руководитель - Левицкий И. А. 217 Твердые растворы Ваі_х8ГхРЬі.іОзчг как перспективные материалы для термоэлектрогенераторов Студентка 10 гр. 5 курса ф-та ХТиТ Сазанович Н.В. Назшный руководитель - Клындюк А.И. 219 Использование прямого измерения метана при определении компонентного состава природного горючего газа по ГОСТ 31371 (ISO 6974) методом газовой хроматографии 220 Студент 4 кзрса 11 группы факультета ХТиТ Костюк Е.Н. Назшный руководитель - Черепица С.В. Унификация работы с различным аналитическим оборудованием Студент 4 кзрса 11 группы факультета ХТиТ Костюк Е.Н. Назшный руководитель - Черепица С.В. 222 Оптимизация составов боросиликатных стекол для получения мелкоразмерной медицинской стеклотары Студент Карпович Е.В. Назшный руководитель - Терещенко И.М. 223 Боратные стекла для волоконно-оптических изделий Студентка 8 гр. Русан Н. В. Назшный руководитель - Папко Л. Ф. 224 Пигменты на основе диопсида Студент гр. 9 Радецкая С.С. Назшный руководитель - Пищ И.В. 225 Ангобные покрытия для огнеупорного припаса Студентка 5 курса 9 гр. ХТиТ Мелешко А. А. Назшный руководитель - Левицкий И. А. 226 Электрохимическое поведение ванадий содержащих электролитов. Студентка 11 гр. 5 к. ф-та ХТиТ Агеенко О. В. Назшные руководители - Черник А. А., Жарский И. М. 227 261 Внедрение и еовершенетвование процеееа производетва полиэтилентерефталата Студент 2 курса 10 МДХП Ненева М.В. Наз^ный руководитель - Долинская Р.М. 228 Управление процессами полимеризации акрилонитрила с целью получения синтетического волокна Студент 2 курса 10 МДХП Пилецкая А. С. Наз^ный руководитель - Долинская Р.М. 229 Влияние оеновных показателей карбамидоформальдегидных емол на качеетво ДСП Студент 2 курса 10 МДХП Решетина А.В. Назшный руководитель - Долинская Р.М. 230 Анализ возможности производства волокна капрон периодическим методом Студент тр. 10МДХП Ястремская Я. Г. Назшный руководитель - Долинская Р.М. 231 Эффективность производства полиэтилена высокого давления Студент 2 курса 10МДХП Стельмаков А.Ю. Назшный руководитель - Долинская Р.М. 233 Синтез производных бифенила в качестве промежуточных для получения новых трифторметиларилкетонов Студент 1 труппы 2 кзфса факультета ТОВ Трус И.Н. Назшный руководитель - Ковганко В.Н. 234 Электрохимическое получение озона на допированных электродных материалах PbOi/SnOi в растворах хлорной кислоты Студентка 11 тр. 5 к. ф-та ХТиТ Пушило Я.И. Назшные руководители - Черник А.А., Болвако А.К. 235 Метод термического анализа в идентификации полимерных материалов для их вторичной переработки Студент тр. 3 Белоусова Т. М. Назшные руководители - Прокончук Н. Р., Шостак Л.М. 236 Механохимическая активация в процессе получения NPK удобрений на основе фосфоритов Каратау Студентка тр. 6 Подвысоцкая Е.Э., Млечко Е.Г. Назшный руководитель - Воробьев Н.И. 238 Влияние детонационного алмазосодержащего наноматериала на свойства эластомерных композиций на основе каучуков общего назначения Студент Вишневский К.В. Назшный руководитель - Шашок Ж. С. 238 Получение комплексных серосодержащих удобрений на базе фосфоритов различных месторождений Студентка тр. 6 Кузьмич В.Н. Научный руководитель - Воробьев Н.И.240 240 Переработка фосфоритов Сирии методом механохимической активации Студент тр. 6 Сочина Е.В., Макалович С.Н. Назшный руководитель - Соколов М.Т. 241 Влияние минерализаторов на свойства пигментов гранатоподобной структуры Студент тр. 9 Жиленко О. И. Назшный руководитель - Пищ И.В. 242 262 Критерии и показатели оценки эффективноети предетавления научно-техничеекой продукции на выетавочных мероприятиях 243 Магистрант ПСФ - Томашева Т.И. Наз^ный руководитель - Алексеев Ю.Г, АВТОРСКИЙ УКАЗАТЕЛЬ 244 263 Механико-технологический факультет Подготовка] по специальностям й'специйлизациям инженеров в области: - литейного производства черных и цветных ійеталлов; I - матвриапЬве,д^ш иобой^ ппания и технологии термической о(:^аботки; - организации металлургического производства; - композиц лонных порошковых материалов, покрытий; - машин и 'технологии лйтейі[іаго г,— произвддва; |J |H - о б о р уд ^^^я и технологЯІсварочіного произвоЯЬа УП “Течнопарк БИТУ “Метйтит" 220013, г. Минск, ул.Я.КолЯ-а,24. к.34/6 Тел/фапс (017)292-71-83 J