О механизме пробивания металлических толстых стенок высокоскоростными микрочастицами

Рейтинг:   / 1
ПлохоОтлично 

Authors:

В.В.Соболев, д-р техн. наук, проф., Государственное высшее учебное заведение Национальный горный университет”, г. Днепр, Украина, e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.">valeriysobolev@rambler.ru

А.С.Баскевич, канд. физ.-мат. наук, Государственное высшее учебное заведение “Украинский государственный химико-технологический университет, г. Днепр, Украина, e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.">abaskevich@ukr.net

Л.Н.Шиман, член-кор. НАН Украины, д-р техн. наук, Государственное предприятие Научно-производственное объединение Павлоградский химический завод”, г. Павлоград, Украина, e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.">dirphz@pkhz.dp.ua

С.М.Ушеренко, д-р техн. наук, проф., Белорусский национальный технический университет, г. Минск, Беларусь, e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.">usherenko@gmail.com

Abstract:

Цель. Анализ и оценка физических параметров, которые в комплексе создают условия для проникания микрочастиц в микроструктуру металла на аномально большие глубины.

Методика. Использована квантово-механическая трехцентровая модель для исследования закономерностей движения электрона в поле двух кулоновских центров и численного решения задачи о влиянии внешнего электрического заряда на устойчивость химической связи. Решалось уравнение теплопроводности для оценки температуры нагревания микрочастиц при их сжатии и разгоне взрывным ускорителем. Использовалось уравнение Стокса для оценки значения вязкости гипотетической среды, в которую на большую глубину и на высокой скорости способна проникнуть микрочастица. Проведены аналитические исследования с применением микрорентгеноспектрального, рентгеноструктурного и микроструктурного анализов; масс-спектрометрии, электронной спектроскопии и др.

Результаты. Решение квантово-механической модели показывает, что электрические заряды являются катализаторами, существенно снижающими энергетический барьер химических реакций. Для реализации сверхглубокого проникания необходимо выполнить обязательное условие, которое заключается в разгоне большого количества микрочастиц в специальном взрывном ускорители. В результате нагревания, интенсивного перемешивания и трения происходит электризация поверхности микрочастиц – проявляется известный трибоэлектрический эффект. Выдвинута гипотеза о физико-химическом механизме проникания микрочастиц в металлы в результате высокоскоростного удара.

Научная новизна. Установлена взаимосвязь между размером микрочастиц, разгоняемых взрывом, плотностью электрических зарядов на их поверхности и глубиной проникания микрочастицы в металлическую преграду. Экспериментально установлено, что максимальная глубина проникания микрочастиц прямо пропорциональна наибольшей плотности поверхностных зарядов, характерных для частиц размером 50…80 мкм. Предполагается, что проникание микрочастиц в металлы на большие глубины обусловлено уменьшением вязкости материала преграды в зоне контакта микрочастицы с преградой за счет проявления квантово-механических эффектов в плазме твердого тела.

Практическая значимость. Создание металлических композитов нового поколения. Перспективы связаны с новой технологией утилизации радиоактивных материалов.

References / Список літератури

1. Glasmacher, U.A., Lang, M., Keppler, H., Langenhorst, F., Neumann, R., Schardt, D., Trautmann, C. and Günther, A. Wagner, 2006. Phase Transitions in Solids Stimulated by Simultaneous Exposure to High Pressure and Relativistic Heavy Ions. [online] Physical Review Letters. Available at <http://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett. 96.195701>.

2. Sobolev, V.V. and Usherenko, S.M., 2006. Shockwave initiation of nuclear transmutation of chemical elements. Journal de Physique. IV, No. 134, pp. 977–982.

3. Malikov, L.P., 2012. Structure and properties of plasma-detonation coating. Journal of physics and surface engineering, Vol. 12, No. 2, pp. 550–555.

Маликов Л.П. Структура и свойства плазменно-детонационного покрытия / Л.П.Маликов // Журнал физики и инженерии поверхности. – 2012. – Т. 12. – № 2. – С. 550–555.

4. Aleksentseva, S.E. and Krivchenko, A.L., 2012. Peculiarities of the Dynamic Interaction Between the Directed Stream of High Speed Particles and Мetals. In: Shock Waves in Condensed Matter. Kyiv, Ukraine, 16–21 September 2012. Kyiv.

5. Adamenko, S.V., Selleri, F. and A. van der Merwe eds., 2007. Controlled Nucleosynthesis. Breakthroughs in Experiment and Theory. Springer.

6. Figovskty, O., Gotlib, E., Ilicheva, E. and Mokeev, A., 2013. Super deep penetration – new method of nanoreinforced composites producing based on polymer matrixes. In: High energy systems, processes and their models. Dnipropetrovsk: AktsentPP. pp. 123–130.

Super deep penetration – new method of nanoreinforced composites producing based on polymer matrixes / O.Figovskty, E.Gotlib, E.Ilicheva, A.Mokeev // Сб. научн. трудовВысокоэнергетические системы, процессы и их модели“. – Днепропетровск: АкцентПП, 2013. – С. 123–130.

7. Fortov, V.E., Khrapak, A.G., Khrapak, S.А., Molotkov, V.I. and Petrov, O.F., 2004. Dust plasma. Success of physical sciences, Vol. 174, No. 5, pp. 495–544.

Пылевая плазма / В.Е.Фортов, А.Г.Храпак, С.А.Храпак [и др.] // Успехи физических наук. – 2004. – Т. 174. – № 5. – С. 495–544.

8. Ovchinnikov, V.I., 2007. Magneto-dynamic effects in cumulative processes of explosion. In: Physics and technology of high energy material processing. Dnipropetrovsk: Art-Press, pp. 134–143.

Овчинников В.И. Магнитодинамические эффекты в кумулятивных процессах взрыва // Сборник научн. трудов „Физика и техника высокоэнергетической обработки материалов“. – Днепропетровск: Арт-Пресс, 2007. – С. 134–143.

Files:
06_2016_Sobolev
Date 2017-01-19 Filesize 1.98 MB Download 331

Посетители

2075982
Сегодня
За месяц
Всего
45
2233
2075982

Гостевая книга

Если у вас есть вопросы, пожелания или предложения, вы можете написать их в нашей «Гостевой книге»

Регистрационные данные

ISSN (print) 2071-2227,
ISSN (online) 2223-2362.
Журнал зарегистрирован в Министерстве юстиции Украины.
 Регистрационный номер КВ № 17742-6592ПР от 27.04.2011.

Контакты

49000, г. Днепропетровск,
пр. К. Маркса 19, корп. 3, к. 24а
Тел.: 47-45-24
e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Вы здесь: Главная Архив журнала по разделам Обогащение полезных ископаемых О механизме пробивания металлических толстых стенок высокоскоростными микрочастицами