ВВЕДЕНИЕ ……………………………………………….……………… 5
Глава 1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР……………………………………… 10
1.1 Методы производства нанопластин слоистых кристаллов………… 10
1.1.1 Механическая эксфолиация……………………………………….. 12
1.1.2 Производство нанопластин графита в планетарной шаровой
мельнице………………………………………………………………….. 13
1.1.3 Эксфолиация с использованием ультразвука……………………… 15
1.1.4 Жидкофазная сдвиговая эксфолиация……………………………. 16
1.2 Моделирование процесса сдвиговой эксфолиации………………... 21
1.3 Модифицирование смазочных материалов нанопластинами
графита……………………………………………………………………. 27
Выводы по главе 1 и постановка задач исследования………………… 38
Глава 2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ
ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ЖИДКОФАЗНОЙ СДВИГОВОЙ
ЭКСФОЛИАЦИИ СЛОИСТЫХ КРИСТАЛЛОВ……………………… 40
2.1 Исследование качественной стороны процесса…………………….. 40
2.1.1 Механизм сдвиговой эксфолиации……………………………….. 40
2.1.2 Влияние массы стержня на интенсивность процесса эксфолиации 44
2.1.3 Влияние положения стержня в барабане на интенсивность
процесса эксфолиации…………………………………………………… 46
2.1.4 Снижение момента трения, который создают стержни,
скользящие по внутренней поверхности барабана……………………. 48
2.2 Экспериментальные исследования процесса эксфолиации……….. 49
2.2.1 Оборудование и материалы……………………………………….. 49
2.2.2 Методика проведения экспериментов…………………………….. 50
2.2.3 Результаты экспериментов………………………………………… 51
3
Выводы по главе 2……………………………………………………….. 63
Глава 3 МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА СДВИГОВОЙ
ЭКСФОЛИАЦИИ В СТЕРЖНЕВОЙ БАРАБАННОЙ МЕЛЬНИЦЕ
НЕПРЕРЫВНОГО ПРИНЦИПА ДЕЙСТВИЯ…………………………
64
3.1 Объект моделирования………………………………………………. 64
3.2 Моделирование процесса……………………………………………. 64
3.3 Численный эксперимент……………………………………………… 73
3.4 Идентификация параметров модели………………………………….. 79
Выводы по главе 3……………………………………………………….. 81
Глава 4 ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
ИССЛЕДОВАНИЙ………………………………………………………..
82
4.1 Анализ конструкций барабанных мельниц для производства
нанопластин слоистых кристаллов……………………………………….. 82
4.2 Разработка стержневой барабанной мельницы непрерывного
принципа действия………………………………………………………… 86
4.3 Совершенствование конструкции измельчающих стержней……… 90
4.4 Разработка секционированной стержневой мельницы……………. 95
4.5 Разработка стержневой мельницы с коническими барабанами….. 99
4.6 Совершенствование конструкции измельчающих стержней для
мельницы с коническими барабанами………………………………….. 104
4.7 Расчет массы измельчающих стержней и дополнительного стержня 105
4.8 Расчет основных параметров стержневой барабанной мельницы.. 107
4.8.1 Предварительный расчет числа, диаметров, длин и скорости
вращения барабанов…………………………………………………….. 107
4.8.2 Расчет коэффициентов заполнения барабанов обрабатываемой
суспензии………………………………………………………………….. 108
4.8.3 Расчет параметров стержневой загрузки………………………… 110
4
4.9 Разработка параметрического ряда стержневых мельниц 112
4.10 Модифицирование пластичной смазки нанопластинами графита 116
Выводы по главе 4……………………………………………………….. 117
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ…………….. 119
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ…………………….. 121
ПРИЛОЖЕНИЯ………………………………………………………..… 135
ПРИЛОЖЕНИЕ А Программа для среды Maple, реализующая расчеты
по модели процесса эксфолиации графита …………………….……… 136
ПРИЛОЖЕНИЕ Б Расчетные гистограммы распределения
нанопластин графита по толщине………………..………………… …. 141
ПРИЛОЖЕНИЕ В Акт об использовании результатов
диссертационной работы…………………………..……………………. 152
