Поиск по библиотеке
Результаты поиска
-
Разработка термодатчика на основе кремния с нанокластерами атомов никеля и технологии его изготовления
Каталог авторефератовАктуальность и востребованность темы диссертации. В настоящее время одним из важных физико-технологических проблем в динамично развивающемся направлении электронно-вычислительной и информационной техники является разработка датчиков температуры с улучшенными функциональными характеристиками на основе модифицированных полупроводников, в частности, с нанокластерами, используемых для диагностики различных параметров и процессов в промышленности, на атомных реакторах, научных исследованиях и в других областях народного хозяйства.
Исследование взаимосвязи электрофизических параметров активной области кремниевых терморезисторов содержащих нанокластерные включения различных атомов с их эксплуатационными параметрами, позволяют раскрыть их ранее неизвестные новые технические решения. Усовершенствование активной области, увеличение чувствительности и решение проблем снижения разброса параметров, а также разработка технологии изготовления нового поколения термодатчиков на основе материалов с нанокластерами обеспечивающих измерение температуры при различных условиях контроля является важным направлением исследований.
Применение в устройствах и системах контроля параметров промышленных объектов термодатчиков входящих в класс полупроводниковых приборов на основе материалов с нанокластерами требует исследования путей повышения их чувствительности и схем включения. Поэтому исследования, проводимые по диффузионным процессам различных нановключений, а также влияния на свойства терморезисторов нанокластерных включений, направленных на оптимизацию функциональных параметров терморезисторов являются актуальными.
Данное исследование направлено на создание нового способа диффузии обеспечивающего формирование нановключений, а также выбору параметров материала базы и разработке путей получения контактов с улучшенной адгезией, что в совокупности направлено на изготовление термодатчиков со стабильными параметрами. Необходимость улучшения функциональных характеристик таких термодатчиков, разработка экономичной технологии их изготовления и создание технологического маршрута этой технологии имеет важное научно-практическое значение.
Настоящая диссертация в определенной степени служит выполнению задач по повышению конкурентоспособности изделий электронной техники отмеченных в постановлении Президента Республики Узбекистан ПП-1442 «О приоритетах развития промышленности республики Узбекистан в 2011 -2015 годах» от 15 декабря 2010 года, а также в других нормативно-правовых документах, принятых в данной сфере.
Целью исследования является развитие диффузионной технологии получения высокочувствительных датчиков температуры с нанокластерами никеля и разработка на их основе управляющих температурные процессы комплекса термодатчиков и устройств со стабильными параметрами и устойчивых к различным видам воздействий для систем контроля температуры объектов.
Научная новизна исследования заключается в следующем:
разработан способ диффузии никеля в объем кремния с встраиваемыми нанокластерами в кремнии, который состоит из трех ступеней, то есть в каждой ступени температура (300-600; 600^-900; 900-4200 °C)
последовательно повышается со скоростью 5 град/мин., выдерживается в течение определенного времени (10 минут), затем охлаждается со скоростью 100 град/сек;
создана технология получения сильнолегированного слоя для омических контактов к кремниевой структуре легированной никелем, которая заключается в том, что на поверхность кремниевой структуры слой металла никеля осаждается химическим способом и подвергается термо-обработке при 650°С в течение 10 минут;
впервые на основе кремния с нанокластерами разработан термодатчик обладающий высокой чувствительностью (7800 К) и стабильностью выходных характеристик и предложен технологический маршрут его изготовления;
экспериментально показано, что введение корректирующей обратной связи с помощью операционного усилителя приводит к снижению времени переходного процесса термодатчика до одного порядка;
экспериментально показано, что удельное сопротивление легированных никелем кремниевых датчиков температуры с концентрацией носителей больше 1016 см'3 при воздействии гамма радиации дозой 106 рентген изменяется незначительно, то есть являются устойчивыми воздействию радиации, а в образцах с концентрацией носителей меньше 1014 см'3 при дозах (5-Н0)106 рентген происходит инверсия типа проводимости (п —>р);
предложен способ оптимального структурного параметрического проектирования измерительного преобразователя на основе термодатчика путем компьютерного моделирования позволяющая выбрать, в соответствии с требуемыми параметрами (чувствительность, линейность статических характеристик, быстродействие и других), форму, контактные вывода, защитный слой и параметры измерительной схемы;
определена возможность уменьшения погрешностей термодатчиков, характеризуемых тепловой инерционностью и нелинейностью статических характеристик, путем подбора требуемого граничного интервала температуры.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
На основе проведённых исследований по докторской диссертации на тему «Разработка термодатчика на основе кремния с нанокластерами атомов никеля и его технологии изготовления» представлены следующие выводы:
1. Предложен новый способ процесса диффузии никеля в кремний, заключающийся в проведении процесса диффузии в режиме нарастания температуры со скоростью 5-40 градус/минут в интервале температур 60СН-1250 °C обеспечивающий получение нанокластеров никеля в объеме кремния.
2. Для получения омического контакта с улучшенной адгезией к поверхности кремния, в объем которого проведена диффузия никеля, предложено произвести осаждение тонкого слоя (3 мкм) металла никеля химическим способом с последующей термообработкой при 650 градусах Цельсия в течение 10 минут.
3. Впервые предложены принципы создания термодатчика на основе кремния с нанокластерами никеля обладающего высокой чувствительностью (7800 К) и стабильностью выходных характеристик, предложен технологический маршрут его изготовления.
4. Показано, что при воздействии гамма излучением дозой 106 рентген удельное сопротивление легированных никелем кремниевых термодатчиков остается неизменным, а по мере увеличения дозы облучения до 10s рентген коэффициент температурной чувствительности увеличивается на 10%.
5. Путем компьютерного моделирования в зависимости от требуемого фактора (чувствительности, стоимости, точности, надежности и т.д.) предложены методы структурного параметрического проектирования измерительного преобразователя позволяющие выбрать соответствующую форму датчика, контактные выводы, защитный слой датчика и параметры измерительной схемы.
6. Установлена взаимосвязь между корректирующими (линеаризующими измерительный параметр) сопротивлениями и чувствительностью термодатчика, позволяющая выявить область максимальной чувствительности датчика в электронной схеме.
7. Выявлена возможность снижения погрешностей датчиков температуры от 10% до 2% обусловленных нелинейностью их статических характеристик и тепловой инерционностью путем выбора корректирующих сопротивлений и интервала температуры в требуемой окрестности. -
Динамика флуктуаций параметра порядка в жидкостях и их проявление в оптических и акустических явлениях
Каталог авторефератовАктуальность и востребованность темы диссертации. В настоящее время в мире в связи с продолжающимся развитием физики фазовых переходов и кооперативных явлений в жидкостях, а также оптики сильнофлуктурирующих сред чрезвычайно актуальна проблема исследования физических процессов, протекающих в области критических и особых точек однокомпонентных жидкостей и растворов, когда начинают проявляться крупномасштабные корреляции и процессы структурного образования и распада на наноразмерных пространственных и временных масштабах. Данные исследования связаны с установлением особенностей взаимодействия коллективных степеней свободы среды (параметр порядка) с внутренними степенями свободы при фазовых переходах. Решение этой проблемы имеет важное научно-прикладное значение для практической реализации перспективных нано-технологических направлений в области современной биофизики, биохимии и биотехнологии.
Ценная информация для выявления коррелятивных свойств жидкостей на нано-масштабах может быть получена при изучении динамики изменения интегральной интенсивности, спектральной ширины и частотного смещения компонент тонкой структуры в спектре релеевского рассеяния света в окрестности критической и особой точек состояния жидкости. Исследование спектра молекулярного рассеяния света позволяет получать уникальную информацию о структуре и кинетических свойствах вещества ввиду того, что спектральный состав рассеянного света определяется динамикой флуктуаций различных термодинамических величин исследуемой среды. Однако практическая реализация такого рода исследования - весьма сложная экспериментальная задача. Вблизи критической точки регистрация тонкой структуры спектра осложняется высоким уровнем флуктуаций в среде, приводящим к сильному росту интенсивности рассеяния на частоте возбуждающего света. По этой причине до настоящего времени исследования тонкой структуры спектра рассеянного света в окрестности критических точек жидкостей весьма ограничены.
Востребованность темы диссертации обусловлена необходимостью установления закономерностей динамики флуктуационных и структурообразующих явлений на масштабах среднего молекулярного порядка в окрестности критических и особых точек состояния жидкости, а также развития спектроскопической методики инвазивной (бесконтактной) идентификации термодинамически устойчивых и неустойчивых состояний жидкости. Решение этой проблемы представляет важное значение для развития таких научно-прикладных направлений как создание строгой теории молекулярного рассеяния света в сильно флуктурирующих средах, теории жидкого состояния и получение материалов с контролируемыми свойствами.
Настоящая диссертация в определенной степени посвящена решению задач, указанных в Постановлении Президента Республики Узбекистан ПП-1442 «О приоритетах развития промышленности Республики Узбекистан в 2011-2015 годах» от 15 декабря 2010 года, а также в других нормативноправовых документах, принятых в данной сфере.
Целью исследования является установление физических механизмов проявления динамики флуктуаций параметра порядка в спектральном составе оптического излучения, рассеянного в окрестности критической и особой точки термодинамически неустойчивого состояния жидкости.
Научная новизна исследования заключается в следующих результатах:
экспериментально доказан пространственный вклад в механизм дисперсии скорости высокочастотного звука в окрестности особой точки раствора, установлено микрогетерогенное строение раствора при температурах ниже особой точки с радиусом корреляции структурной неоднородности ~10 нм;
экспериментально установлено проявление в тонкой структуре спектра процесса некогерентного рассеяния гиперзвука на флуктуациях параметра порядка. Установлено, что динамика флуктуаций параметра порядка описывается в рамках теории Ландау фазовых переходов второго рода. Обоснован механизм избыточного спектрального уширения компонент тонкой структуры в спектре рассеянного света в окрестности температуры особой точки раствора;
установлен фазовый переход «жидкость-жидкость» структурного типа в растворе при температуре ниже особой точки, показана применимость теории Ландау для описания динамики флуктуаций параметра порядка при структурном фазовом переходе;
выявлены физические механизмы сужения спектра анизотропного рассеяния света при приближении к температуре фазового перехода «изотропная жидкость - жидкий кристалл» и экспериментально доказано существование температурного интервала, в котором динамика изменения ширины спектра и времени релаксации флуктуаций параметра порядка описывается в рамках среднеполевого приближения теории Ландау - де Жена;
показано, что радиус корреляции флуктуаций параметра порядка определяет предел применимости теории Ландау - де Жена для описания динамики критических явлений в изотропной фазе жидкого кристалла, установлено существование области кроссовера от среднеполевого описания динамических свойств изотропной фазы к флуктуационному вблизи температуры фазового перехода;
экспериментально показана универсальность динамики флуктуаций параметра порядка в окрестности особой точки раствора, при фазовом переходе «жидкость-жидкость» структурного типа и при фазовом переходе «изотропная жидкость - жидкий кристалл».
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
1. Для решения поставленных задач были использованы разработанные нами экспериментальные установки и методики исследования спектров изотропного и анизотропного рассеяния света в окрестности особой точки раствора и критической точки фазового перехода в жидком кристалле. Получение достоверной информации о частотном распределении интенсивности в спектре рассеянного света обеспечивалось применением в качестве источника возбуждающего излучения стабилизированного по частоте He-Ne лазера, сферического интерферометра и высококонтрастного двухпроходного интерферометра Фабри-Перо.
2. Впервые проведено комплексное экспериментальное исследование тонкой структуры спектра рассеянного света в водных растворах неэлектролитов в широком интервале температур t и концентраций х, включая особую точку неустойчивого термодинамического равновесия. Показана однозначная корреляция между характером изменения частотного смещения компонент тонкой структуры спектра и процессом перестройки структуры растворов при изменении температуры и концентрации.
3. Экспериментально установлено существование сплошной сетки водородных связей в растворах малых концентраций и определены критерии ее трехмерной целостности и границы разрушения при изменении температуры и концентрации неэлектролита в растворе. Критерием, позволяющим идентифицировать переходы между структурно-равновесными состояниями растворов, является смена знака производной адиабатической сжимаемости по температуре dps/d^ и концентрации dPs/dx.
4. Экспериментально доказано существование в растворе с особой точкой нового физического явления - отрицательной дисперсии скорости гиперзвука, теоретически предсказанной Владимирским и Гинзбургом. По экспериментальному значению дисперсии и выводам теории Гинзбурга (учет пространственной дисперсии) оценен радиус корреляции структуры раствора, составляющий величину ~10 нанометров.
5. Показано, что избыточное спектральное уширение компонент тонкой структуры спектра вблизи температуры особой точки обусловлено дополнительным механизмом увеличения коэффициента затухания гиперзвука за счет его некогерентного рассеяния на флуктуациях параметра порядка.
6. Установлено, что динамика флуктуаций параметра порядка в окрестности температуры особой точки исследованных водных растворов описывается теорией Ландау фазовых переходов второго рода с критическим индексом обобщенной восприимчивости у=1. Показано, что непосредственной близости к температуре особой точки радиус корреляции флуктуаций £ определяется степенью удаленности состояния раствора от двойной критической точки и составляет ~2-3 нм в растворе ЗМП-вода и ~7-10 нм в растворе ацетон-вода.
7. Экспериментально доказано существование фазового перехода «жидкость-жидкость» структурного типа в растворе 4МП-вода при температурах ниже особой точки и его проявление в температурной зависимости смещения компонент тонкой структуры спектра в окрестности точки перехода. Установлено, что динамика флуктуаций параметра порядка при фазовом переходе «жидкость-жидкость» описывается в приближении теории Ландау. Вблизи температуры фазового перехода радиус корреляции флуктуаций составляет ~5 нм.
8. Установлено, что температурная динамика ширины спектра анизотропного рассеяния и времени релаксации флуктуаций параметра порядка при приближении к температуре фазового перехода «изотропная фаза - жидкий кристалл» описывается теорией Ландау - де Жена с критическим индексом обобщенной восприимчивости у=1. По величине радиуса корреляции флуктуаций параметра порядка определен критерий применимости теории для описания динамических свойств изотропной фазы.
9. Экспериментально показано, что теория Ландау - де Жена описывает динамику флуктуаций параметра порядка в температурном интервале, где радиус корреляции флуктуаций £ принимает значения 3£о<£<1О£о (^о^О-б нм -величина порядка длины молекулы). Показано, что в непосредственной близости к температуре фазового перехода, где £>1О^о, сужение спектра анизотропного рассеяния и избыточный рост времени релаксации обусловлен кроссоверным (от среднеполевого к флуктуационному) характером поведения динамических свойств изотропной фазы.
10. Закономерности изменения спектрального состава рассеянного света вблизи критической и особой точки жидкости - 1) сужение спектра деполяризованного рассеяния вблизи температуры фазового перехода в жидком кристалле, 2) избыточное спектральное уширение компонент тонкой структуры спектра в окрестности особой точки раствора, 3) сингулярность в температурной зависимости частотного смещения компонент тонкой структуры в окрестности фазового перехода «жидкость-жидкость» -обусловлены температурной динамикой радиуса корреляции флуктуаций параметра порядка, которая носит универсальный характер. -
Гигиенические аспекты и методические подходы к коррекции метаболических процессов в организме при воздействии пестицидов группы пиретроидов
Каталог авторефератовАктуальность и востребованность темы диссертации. В сельском хозяйстве всего мира работает более трети всего занятого населения. В Европейских странах 10-20%, в странах Латинской Америки, Ближнего Востока и СНГ в сельском хозяйстве работает примерно 20-30% занятого населения. По данным ВОЗ, ежегодно вследствие действия пестицидов в мире происходит от 500 тыс. до 2 млн. несчастных случаев, из которых от 10 до 40 тыс. - со смертельным исходом. В ряде стран мира проблема сохранения здоровья работающего населения, контактирующего с пестицидами в различных отраслях сельского хозяйства, является не только одним из основных вопросов в экологии человека, но и основной проблемой в системе здравоохранения. В развивающихся странах зарегистрированы случаи отравления, где пестицидами зачастую пользуются малообразованные или вовсе неграмотные сельскохозяйственные рабочие, не имеющие представления об их опасности и о способах их применения. Риск отравления пестицидами в районах с интенсивным их использованием - более чем 1 на 1 тыс. человек.
Учитывая, что химические средства защиты растений - пестициды - в сельском хозяйстве республики Узбекистан применяются в основном в жаркий период года (июнь-август), разработка безопасных для человека условий применения химических веществ в сельском хозяйстве при высокой температуре воздуха является необходимой. Исследования по изучению многих аспектов механизма биологического действия современных пестицидов, в том числе таких, как децис, каратэ, циперметрин, не могут считаться исчерпывающими. В частности, совершенно не разработаны патогенетические меры профилактики, лечения и ранней диагностики интоксикаций этими пестицидами в условиях высокой температуры воздуха. Выполнение комплексных биохимических исследований по изучению комбинированного влияния на организм пестицидов в сочетании с высокой температурой воздуха позволит оценить необходимость проведения в этих условиях патогенетической профилактики, лечения интоксикаций и ускорения адаптационно-приспособительных процессов в организме, а также разработки коэффициентов и поправок к ПДК применяемых пестицидов. Разработка патогенетически обоснованных специфических профилактических и лечебных мероприятий при интоксикациях современными пестицидами в условиях высокой температуры воздуха имеет не только медицинское, но и социальное значение.
Настоящая диссертационная работа будет способствовать решению задач, определенных в Законах Республики Узбекистан «Об охране атмосферного воздуха», «Об охране здоровья граждан», «О качестве и безопасности пищевых продуктов», с целью обеспечения санитарно-эпидемиологического благополучия населения.
Цель исследования выявление основных закономерностей воздействия пестицидов группы пиретроидов на организм в условиях оптимальной и высокой температуры воздуха, разработка методов патогенетической профилактики, ранней диагностики и лечения интоксикаций с использованием комплекса биологически активных веществ и установление необходимых поправок к гигиеническим регламентам применения пестицидов в условиях высокой температуры воздуха.
Научная новизна исследования заключается в получении следующих результатов:
установлена, диагностическая значимость определения механизма биологических процессов при сочетанном воздействии пестицидов -пиретроидов и температурного фактора на молекулярном, клеточном, субклеточном, тканевом и органном уровнях, определены нарушения в клеточных органоидах печени и тонкой кишки;
установлена взаимосвязь механизмов действия пестицидов-пиретроидов и высокой температуры воздуха, степень дискоординации метаболических процессов в организме в зависимости от вида пестицидов и температурного фактора;
благодаря использованию комплекса биохимических тестов, впервые выявлены взаимосвязи и взаимообусловленность метаболических сдвигов при действии пестицидов группы пиретроидов и высокой температуры воздуха, отмечено ускорение и усиление происходящих процессов;
разработаны методы дезактивации пестицидов, патогенетической профилактики и лечения отравлений пестицидами путём регуляции метаболических процессов;
разработаны новые приёмы диагностики начальных проявлений сочетанного воздействия высокой температуры воздуха и пестицидов на организм.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
1. Применение пестицидов - пиретроидов в сельском хозяйстве Узбекистана создает достаточно жесткие условия труда: концентрация пиертроидов в воздухе основных рабочих мест в 3-15 раз выше ПДК, а температура воздуха в период обработки достигает 37-41 °C.
2. У лиц, занятых обработкой хлопчатника пиретроидами, в 1,5-5 раз чаще, чем в контрольной группе (не контактирующих с пестицидами) выявлены жалобы, свидетельствующих о функциональном нарушениях органов пищеварения и центральной нервной системы.
3. Биохимические исследования крови практически здоровых лиц, проводящих обработку хлопчатника пестицидами - пиретроидами, позволили выявить в их организме снижение скорости окислительно-восстанови-тельных процессов и усиление процессов гликолиза: у 50% обследованных выявлено снижение активности ферментов цикла трикарбоновых кислот, снижение содержания в крови глюкозы и почти 2-кратное увеличение концентрации пироузумной кислоты.
4. При воздействии пестицидов - пиретроидов на организм экспериментальных животных в условиях высокой температуры воздуха (38°С) резко повышается их токсичность: величина ЛД50 пиретроидов децис и каратэ снижается в 1,9 раз, циперметрина -1,6 раз.
5. При остром воздействии на экспериментальных животных (однократно введение 3/4 ЛД50) пестицидов - пиретроидов (децис, каратэ, циперметрин) в течение 48 часов при температуре 22°С наблюдается достоверное снижение активности пищеварительных ферментов, восстанавливающихся до уровня контроля только на 7 день. При многократном воздействии пиретроидов (в дозе 1/20 ЛД50) активность кишечных ферментов также снижается с углублением процесса по мере увеличения длительности затравки. Сочетанное воздействие пиретроидов и высокой температуры воздуха (38°С) усугубляет процесс инактивации кишечных ферментов (до 60-80% от величин контроля).
6. Пестициды- пиретроиды при остром отравлении нарушают углеводноэнергетический обмен в организме экспериментальных животных, что проявляется увеличением содержания в биосредах молочной и особенно-пироузумной кислоты; эти процессы происходят на фоне достоверного снижения (в 1,3-1,6 раз) активности окислительно-восстановительных ферментов (ГДГ, СДГ, МДГ). В отличие от других показателей, повышение температуры воздуха не оказало на них существенного воздействия.
При хроническом воздействии пиретроидов (в дозе 1/20 ЛД50) в биосредах (особенно в печени) отмечено в основном увеличение содержания пироузумной кислоты; при этом более выраженным воздействием обладал циперметрин. Увеличение концентрации пироузумной кислоты во всех вариантах опытов позволяет рекомендовать ее определение как диагностический тест при диагностике патологических процессов.
7. Как при остром, так и при хроническом воздействии пестицидов - пиретроидов при оптимальной и высокой температуре воздуха выявлены существенные нарушения показателей тканевого дыхания и окислительного фосфорилирования в организме экспериментальных животных. При этом скорость окисления субстратов в различных метаболических состояниях существенно понижается. Выявлено также снижение соотношения АДФ/О в хроническом опыте (0,9 - 1,4 при контроле 1,9±0,1). Это позволяет считать, что тканевое дыхание и окислительное фосфорилирование при отравлении пиретроидами являются более чувствительным к их воздействию.
8. Наиболее значимые изменения в организме экспериментальных животных при изучении механизма биологического действия пиретроидов выявлены нами в состоянии азотистого обмена и обмена нуклеиновых кислот: при хроническом воздействии децис (1/20 ЛД50) отмечено существенное (на 42-74%) снижение в биосредах активности трансаминаз (гистидина, тирозина, фенилаланина), что свидетельствует о глубоком нарушении переаминирования; на этом фоне резко снижается (в гомогенате печени до 62-77% от контроля) содержание в биосубстратах белка, ДНК и РНК. При сочетанном действии децис и высокой температуры воздуха эти изменения существенно усугубляются.
Полученные результаты позволяют считать определение в биосредах ДНК и РНК в качестве чувствительного показателя белоксинтезирующей функции.
9. Усиление биологического эффекта при сочетанном воздействии пиретроидов и повышенной температуры воздуха позволяет заключить, что при разработке ПДК пиретроидов в этих условиях необходимо введение поправочного коэффициента на уровне: для пестицида децис - 1,69; каратэ -1,82; циперметрина - 1,51. При высокой температуре воздуха рекомендованы ПДК, соответственно, 0,3 мг/м3, 0,054 мг/м3 и 0,12 мг/м’.
10. Для коррекции метаболических нарушений, возникающих в организме под действием пестицидов - пиретроидов, необходимо воздействие на углеводный, энергетический и белковый обмен. Соответствующими свойствами обладает комплекс БАВ, включающий пангамат кальция, оротат калия, липовую кислоту, отвары шиповника и корня солодки; в условиях эксперимента указанный комплекс на 38-47% снижает токсичность пиретроидов, уменьшает содержание в биосубстратах пироузумной кислоты, активирует до уровня контроля дегидрогеназы (ГДГ,СДГ,МДГ), нормализует показатель АДФ/О, повышает активность трансаминаз, синтез белка и содержание в гомогенатах тканей РНК и ДНК.
II. Лица с хронической интоксикацией пестицидами предъявляют большое количество жалоб, свидетельствующих о нарушениях со стороны нервной системы и органов пищеварения; результаты биохимических исследований крови таких больных свидетельствуют о нарушении углеводного и белкового обмена и вполне соотносятся с данными, полученными при оценке действия пиретроидов в условиях эксперимента. Симптоматическое лечение таких больных в стационаре не обладает специфической направленностью, поэтому не дает желательной нормализации биохимических показателей. Использование в процессе лечения испытанного в эксперименте комплекса БАВ снижает содержание в крови больных пироузумной и молочной кислоты, повышает активность ферментов цикла трикарбоновых кислот, что позволяет считать БАВ важным дополнением симптоматического лечения при хронических отравлениях пестицидами. -
Temperature dependence of Liquid density and Magnetic field entrance depth in high-temperature SuperconductorsWe show that the temperature-dependent superconducting order parameter and related superconducting properties (in particular, the temperature dependences of specific heat, superfluid density and related London penetration depth) of high- cuprates are fundamentally different from those of conventional superconductors and cannot be understood within the existing theories based on the Bardeen-Cooper-Schrieffer (BCS)-type condensation of weakly-bound Cooper pairs into a superfluid Fermi- liquid and on the usual Bose-Einstein condensation (ВЕС) of bosonic Cooper pairs. We examine the validity of an alternative approach to the unconventional superconductivity in high- , cuprates and establish that these materials exhibiting a -like super¬conducting transition at the critical temperature are similar to the superfluid and are also superfluid Bose systems. We argue that the doped high- cuprates from underdoped to overdoped regime are unconventional (bosonic) superconductors and the tightly-bound (polaronic) Cooper pairs in these polar materials behave like composite bosons just like atoms and condense into a Bose superfluid at . We identify the superconducting order parameter in underdoped and optimally doped cuprates as the coherence parameter of bosonic Cooper pairs, which appears just below and has a kink-like temperature dependence near the characteristic temperature .
Современная наука и исследования -
About Debye Temperature In Crystals At T = 0 K
The American Journal of Interdisciplinary Innovations and ResearchBased on the analysis of the Debye function, which relates the Debye temperature
D
and the
measured temperature of the object T, it is shown that the Debye temperature of crystals decreases
with temperature decreasing from room temperature to absolute zero.
It is shown that the Debye temperature at temperature T = 0 K does not depend on the Debye
function, but depends only on the mass of the atom and the amplitude of the zero-point oscillations.
Based on the analysis of the thermal crystal lattice oscillations Debye theory basic assumptions and
experimental data accumulated for recent years, a formula is proposed that relates the Debye
temperature at moderate temperatures D and at absolute zero temperature (T = 0 K) 0. It is shown
that the calculated Debye temperature 0 at the absolute zero temperature according to the
proposed formula in the range from 2 to 13 % coincides with the experimental data taken from
literature for a number of substances of different classes -
Особенности структуры и транспортных свойств бесщелочных свинцово-силикатных стекол, легированных оксидами металлов
Каталог авторефератовАктуальность и востребованность темы диссертации. Силикатное стекло является одним из наиболее интересных материалов, используемых человеком с древнейших времен. Несмотря на широкое применение в науке, технике и быту, в физике стекла имеется ряд фундаментальных проблем. Например, как известно в науке, строение вещества (структура, взаимное расположение атомов в пространстве) оказывает существенное влияние на его физические свойства. Однако строение стекла, хотя и предложено множество моделей, в течение почти века является предметом споров ученых всею мира в результате того, что основные экспериментальные методы изучения строения кристаллических веществ (дифракция рентгеновских лучей, электронов и нейтронов) оказались недостаточно плодотворными вследствие отсутствия дальнего порядка и многокомпонентное™ наиболее распространенных и интересных типов стекла. Степень применимости модели энергетических зон и связанных с ней представлений (эффективная масса, подвижность носителей заряда) в стеклах также требует обоснования в каждом конкретном случае.
Исследование электрических свойств силикатного стекла, легированного оксидами переходных металлов (в частности, RuCh), -функциональной основы толстопленочных резисторов, широко используемых в последние годы в электронных приборах, выдвинуло дополнительные физические проблемы. В частности, было установлено, что температурная зависимость удельного сопротивления р(7) при низких температурах (Г < 50 К) не похожа на наблюдаемые зависимости ни в кристаллических полупроводниках (активационный закон In р ~ Г1), ни в аморфных веществах (закон Мотта In р ~ Tu’Минимум р(Т), наблюдаемый при промежуточных температурах, нс соответствует ни одному из существующих физических представлений. За минимумом следует металлическая проводимость (р-Т или р~-Т^\ противоречащая представлениям о стекле как о диэлектрике с шириной запрещенной зоны более 3 эВ.
Термоэлектрический эффект в различных материалах и структурах представляет интерес как с точки фундаментальных физических процессов, так и в плане практического применения термоэлектрических преобразователей (для получения электрической энергии от возобновляемых источников, утилизации энергетических отходов, охлаждения и нагрева). Термоэлектрические эффекты могут дать сведения о плотности энергетических состояний электронов, о скрытых структурных (фазовых) переходах, состоянии электронной подсистемы, электрон-фононных взаимодействиях. Для практических целей важна термоэлектрическая добротность материала ZT = S~gT!k, определяемая электропроводностью гг, теплопроводностью к и коэффициентом термоэдс (коэффициент Зеебека) 5. Здесь Т - рабочая температура термопреобразователя. Для широкою применения термоэлек-трических преобразователей требуются материалы с ZT >2 в интервале температур 500-1000 К.
Однако в настоящее время термоэлектрические свойства легированного силикатного стекла почти не изучены, несмотря на то, что его низкая теплопроводность (к ~ 0,5-1 Вт/(м-К)) и высокая электропроводность (а ~ 400-4000 Ом ’-м'1) могут обеспечить существенное повышение ZT.
Поэтому выяснение физических механизмов переноса заряда и генерации термоэдс в легированных стеклах на основе сочетания экспериментальных и теоретических методов и расширения границ исследований, установление связи этих явлений с составом и особенностями структуры стекла в широком диапазоне внешних воздействий являются актуальной научной проблемой физики стеклообразного состояния и в создании материалов с высокой термоэлектрической добротностью из доступного и безопасного сырья.
За годы независимости в Республике Узбекистан создана законодательная база для обеспечения энергетической безопасности и использования альтернативных источников энергии, осуществлен ряд практических мер. В их числе - Указ Президента Республики Узбекистан УП-4512 «О мерах по дальнейшему развитию альтернативных источников энергии» от 1 марта 2013 г. и Постановление Президента Республики Узбекистан 1111-1929 от 1 марта 2013 г. «О создании Международного института солнечной энергии», Постановление Кабинета Министров Республики Узбекистан №265 от 25 сентября 2013 г. «О мерах по организации деятельности Международного института солнечной энергии», договоренность компаний «Узбскэнсрго» и Suntech Power (КНР) о создании в свободной индустриально-экономической зоне «Навои» совместного предприятия но выпуску фотоэлектрических панелей мощностью 100 МВт на основе новейших технологий, намеченное строительство в Самаркандской области солнечной станции мощностью 100 МВт с привлечением кредитных ресурсов Азиатского банка развития.
Настоящее исследование направлено на реализацию положений «Национальной концепции Республики Узбекистан по возобновляемым источникам энергии» (одобренной Сенатом Олий Мажлиса Республики Узбекистан в октябре 2008 г.) путем создания новых термоэлектрических материалов. Углубление исследований по созданию новых и дешевых термоэлектрических материалов, позволяющих повысить эффективность устройств преобразования энергии возобновляемых источников, и утилизации энергетических отходов является важным фактором, определяющим востребованность темы диссертации.
Целью исследования является выяснение физических механизмов, определяющих электропроводность и коэффициент термоэдс в силикатном стекле, легированном оксидами 3d- и 4<7-металлов, связи этих свойств с составом стекла и лигатуры, с условиями синтеза для создания научных основ синтеза эффективных термоэлектрических материалов.
Научная новизна диссертационного исследования заключается в следующем:
обнаружено новое физическое явление в силикатных стеклах - резкое возрастание удельного сопротивления и коэффициента термоэдс (до 10 и 100 раз соответственно в зависимости от состава стекла) при Т> 1000 К;
экспериментально доказаны существование нанокристаллов с размерами в 1-2 нм в силикатном стекле и структурные переходы в них при высоких температурах;
предложен диффузионный механизм образования уровней (путей) протекания заряда в легированном стекле, подтвержденный экспериментально; показано, что снижение порога протекания или его исчезновение в легированном стекле является результатом совместного действия законов диффузии и протекания;
обосновано влияние состава стекла и тина лигатуры, температуры и продолжительности легирования на порог протекания и величину электропроводности, как следствие образования диффузионной зоны вокруг частиц лигатуры и повышения электропроводности самого стекла от су ~ 10‘16 Ом'1 -см’1 до 40-400 Ом'1 -см'1 в этой зоне;
предложен и экспериментально обоснован механизм проводимости легированного стекла, объясняющий температурную зависимость проводимости в интервале 0,015-1123 К сочетанием примесной подзоны с нанокристаллами силикатов в стекле; установлена роль элсктрон-фононного взаимодействия в этих процессах;
обосновано появление минимума удельного сопротивления как результат слияния примесной зоны с валентной зоной стекла и последующего «металлического» состояния р - Т или р ~ 'Г в легированном стекле при Т ~ 77-700 К как следствие преобладания рассеяния
носителей заряда на фононах или друг на друге;
показано, что электропроводность 40-400 Ом’1 -см’1, теплопроводность 0,5-1 Вт-м'1 К'1 и коэффициент тсрмоэдс 1,1 мВ/K в области 800-1000 К приводят к повышенной термоэлектрической эффективности легированного стекла.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
1. Показано, что легированное стекло становится проводящим вследствие диффузии атомов лигатуры в размягченное стекло, и порог протекания соответствует началу перекрытия зон диффузии, образующихся вокруг частиц лигатуры. Объем этих зон может быть существенно больше, чем объем самих частиц лигатуры, и зависит от параметров процесса легирования (температура и продолжительность), а также от состава стекла и лигатуры. Поэтому порог протекания может наблюдаться при очень малом содержании лигатуры (~ 1 % или, возможно, даже меньше, вместо 16 об. %, предсказываемых теорией протекания).
2. Методом EXAFS показано, что на проводимость легированного стекла оказывает существенное влияние локальная структура стекла, создаваемая в процессе варки, а именно - координация атомов свинца, меняющаяся в процессе легирования. Координация атомов рутения в легированном стекле зависит как от структуры исходного стекла, так и от продолжительности процесса легирования.
3. Обнаружено аномальное возрастание сопротивления и термоэдс в легированном стекле в области температур 700-1000 К и показано, что оно является следствием структурных переходов в нанокристаллах силикатов свинца и реликтов кремнезема в стекле.
4. Определена нижняя граница концентрации носителей в легированном стекле (около 1020 см’3) и эффективная масса носителей заряда: 777et ~ 3.3-1О"77?(). Это дает основание говорить о легированном стекле как о системе с поляронной проводимостью.
5. Показано, что легирование свинцово-силикатного стекла (диэлектриком с шириной запрещенной зоны около 3,3 эВ) создает примесную подзону шириной 0,026 эВ или менее, отделенную от потолка валентной зоны небольшой (0,01-0,02 эВ) щелью. При высоких температурах изменение структуры нанокристаллов силикатов отодвигает примесную подзону от валентной зоны, и после завершения этих изменений (при Т> 950-1000 К) образец превращается в полупроводник с энергией активации проводимости Е% = 0,095 до 1,5 эВ в зависимости от состава легированного стекла и уровня легирования.
6. Установлено, что 7?(7) легированного стекла в интервале от гелиевых температур до 1200 К является следствием образования примесной подзоны и существования нанокристаллов. Нанокристаллы выступают как эффективные центры локализации свободных носителей заряда, и в легированном стекле при низких температурах одновременно действуют два механизма проводимости - активационный и прыжковый. Часто наблюдаемая в эксперименте зависимость 7?(7) = А схр(2?Г') с 0,4 < < 0,8 является следствием элсктрон-фононной связи, приводящей к изменению ширины щели с температурой.
7. Выявлен физический механизм металлической проводимости р(Т)~ Т или р(Т)~ Т~ легированного стекла вблизи комнатной температуры. Показано, что щель малой ширины между примесной подзоной и валентной зоной стекла может исчезнуть при повышении температуры, концентрация носителей в возникающей частично заполненной зоне постоянна (как в металлах), и рассеяние носителей будет основной причиной температурной зависимости проводимости.
8. Показано, что легированное силикатное стекло имеет высокую плотность электронных состояний в примесной подзоне и может быть эффективным и дешевым термоэлектрическим материалом с термоэлектрической добротностью Z7'около 2 для преобразования энергии возобновляемых источников и утилизации энергетических отходов. -
Создание высокопроизводительной хлопкосушильной установки и технологии на основе интенсификации тепло-массообменных процессов
Каталог авторефератовАктуальность и востребованность темы диссертации. В мировом рынке спрос на натуральную продукцию, в том числе хлопкового волокна, увеличивается. По данным международного консультативного комитета по хлопку (ICAC) «ведущими странами по поставке на внешний рынок хлопкового волокна являются Китай, США, Индия, Пакистан, Бразилия и Узбекистан»1 . В сезоне 2016-2017 годов относительно предыдущего, прогнозируется увеличение производства хлопкового волокна на 5,1% (22,48 млн. тонна), а спрос на 1,7% (24,09 млн. тонна). Переработка хлопка-сырца осуществляется на технологических оборудованиях, в основном, изготовленных в США, Китае и Узбекистане. Одним из актуальных проблем по обеспечению стабильности объема выращивания урожая хлопка и повышения конкурентоспособности сырья в мировом рынке является дальнейшее улучшение качества волокна. В этом направлении ведутся научно-исследовательские работы по созданию нового поколения технологически надежных и высокоэффективных оборудований первичной обработки хлопка-сырца.
В Республике Узбекистан осуществляются широкомасштабные мероприятия по разработке высокоэффективных техники и технологий для первичной обработки хлопка-сырца, обеспечивающих улучшение потребительских свойств их продукции. В этой сфере, в том числе, важное значение имеет создание техники и технологии, обеспечивающих сохранение качества и количества заготавливаемого хлопка-сырца и вырабатываемой хлопковой продукции на хлопкоочистительных предприятиях, дающие возможности снижения расхода сырья и энергии.
В мировой практике особое внимание уделяется вопросам разработки новых образцов техники и технологии сушки, положительно влияющие на технологические процессы переработки и качественные показатели хлопка-сырца. В связи с этим осуществление целенаправленных научных исследований по направлениям, включающим созданию научных основ закономерности изменения теплофизических показателей хлопка и его компонентов, обоснованию равномерности и скорости сушки волокна и семян в нестационарном процессе тепло- и массообмена, разработка новой техники и технологии сушки хлопка-сырца, обеспечивающие выпуск волокна с конкурентоспособными качественными показателями, считается одной из важных задач. Проведение научных исследований по вышеприведенным научно-исследовательским направлениям подтверждает актуальность темы данной диссертации.
Данное диссертационное исследование в определенной степени служит выполнению задач, предусмотренных Постановлением Президента Республики Узбекистан №ПП-4761 от 27 октября 2015 года «Об образовании холдинговой компании «Узпахтасаноатэкспорт» и постановлением Кабинета Министров Республики Узбекистан №70 от 3 апреля 2007 года «О программе модернизации и реконструкции предприятий хлопкоочистительной промышленности на 2007-2011 годы», а также в других нормативно-правовых документах, принятых в данной сфере.
Целью исследования является создание высокопроизводительной хлопкосушильной установки и технологии на основе интенсификации тепло -массообменных процессов.
Научная новизна исследования заключается в следующем:
разработаны новая технология и высокопроизводительный сушильный барабан с усовершенствованной конструкцией внутренних устройств;
разработан метод расчета изменений теплопроводности и теплоемкости хлопка-сырца, волокна, опушенных и оголенных семян в зависимости от влажности, объемной плотности и температуры сушки;
разработан режим сушки, обеспечивающий равномерную сушку хлопкового волокна и семян на основе различных закономерностей распределения теплоты в массе волокна и ядра семян, влажности в пространстве и по времени;
разработан метод расчета эффективной (приведенной) теплопроводности влажного хлопка-сырца, на основе теории распространения тепла в пористых средах, учитывающих многокомпонентность среды;
выявлены изменения объема ядра и кожуры семян, образования воздушного пространства и степень влияния на них исходной влажности хлопка-сырца во время сушки;
создана возможность эффективного использования длины сушильного барабана в процессе сушки на основе закономерностей определяющих изменений температуры воздуха, компонентов хлопка-сырца и влажности.
На основе результатов проведённых исследований по созданию высокопроизводительной сушильной установки и технологии на основе интенсификации процесса тепло-массообмена представлены следующие выводы:
1. Выявлена необходимость проведения исследований по определению теплофизических свойств компонентов хлопка-сырца по изысканию возможности действующей технологии и техники сушки по обеспечению повышения интенсивности и равномерности сушки с оптимизацией тепловлажностного состояния воздуха и параметров сушильной установки.
2. На основе проведенных исследований по установлению зависимости теплопроводности хлопка-сырца и его компонентов от влажности, плотности хлопка-сырца, а также температуры воздуха определено следующие:
установлены закономерности изменения теплопроводности хлопка-сырца, волокна и семян от их влажности, плотности и температуры воздуха. При этом определено, что теплопроводность хлопка-сырца больше теплопроводности волокна, с ростом влажности и температуры сушки величина разности между ними увеличивается;
наблюдалось, что при влажности опушенных и оголенных семян до 7% температуры сушки на их теплопроводность не влияет, с дальнейшим ростом влажности коэффициент теплопроводности медленно повышается и далее заметен быстрый рост в виде кривых, имеющих нелинейный характер.
определено, что при одинаковой влажности, объемной плотности и температуры сушки теплопроводность оголенных семян в зависимости от степени опущенности больше 1,2-2,2 раза, чем теплопроводности опушенных семян.
3. Разработана методика и схема обработки экспериментальных данных по определению теплоемкости хлопка-сырца и его компонентов.
Предложена зависимость теплоемкости для количественной оценки влияния температуры и плотности на теплоемкость хлопка-сырца, волокна, опушенных и оголенных семян. Установлено возрастание теплоемкости хлопка-сырца и его компонентов с ростом влажности, а с ростом температуры, не линейным законам.
4. На основе теории распространения тепла в многокомпонентных средах разработан метод расчета для определения изменения эффективной теплопроводности влажного хлопка-сырца, в результате создана возможность на достаточном уровне вести численные расчеты дифференциальных уравнений тепломассообмена при сушке хлопка-сырца.
Разработан метод расчета для определения изменения эффективной теплопроводности влажного хлопка-сырца на основе теории распространения тепла в многокомпонентных средах.
5. Получены закономерности тепло и массообменных процессов в волокне и семенах, пространственного и временного распределения тепла и влаги в волокнистой массе и ядре, в результате определено, что разница полей температуры и влажности по длине волокна незначительно и в короткой время они выравнивается, а температура нагрева ядер семян низкая, при одинаковых режимах средняя время сушки волокна и семян различная.
6. Установлено, что из-за сложности, многокомпонентное™, различия теплофизических характеристик компонентов хлопка-сырца, применяемый на практике конвективный способ сушки не устраняет разницы в температуре нагрева в компонентах хлопка-сырца, не обеспечивает равномерный влагоотбор из компонентов, что настоятельно требует дополнительных условий тепловлажностной обработки для достижения необходимой технологической влажности волокна.
7. Произведены количественные оценки изменения объема кожуры и ядер семян в процессе сушки. Впервые произведены качественные и количественные оценки влияния на эффективность сушки воздушного пространства, образующегося между внутренней поверхностью кожуры и внешней поверхностью ядра.
8. Экспериментально установлено достижение интенсификации процесса теплообмена путем увеличения поверхности контакта наружных поверхностей хлопка-сырца, находящегося в завале и на лопастях, и повышением температуры нагрева внутренних устройств барабана. Показан достижение повышения влагоотбора сушилки на 64,2% (отн.), благодаря повышению температуры нагрева обечайки барабана до 70 0 С.
9. Определена оптимальная частота вращения барабана на основе полученной математической модели влагоотбора. При этом обеспечивается равномерное распределение хлопка-сырца в поперечном сечении барабана за счет использования бесполезной зоны для сушки хлопка-сырца.
Экономический эффект от внедрения усовершенствованной сушилки за счет повышения влагоотбора и снижения массовой доли пороков и сорных примесей волокна составляет 17400 сум в расчете на 1 тонну высушенного хлопка-сырца. -
Разработка технологии получения хлорат кальций-магниевого дефолианта на основе местного сырья
Каталог авторефератовАктуальность и востребованность темы диссертации. В настоящее время в мире из 13,5 млрд, га земель 1,4 млрд, га предназначены для выращивания сельскохозяйственной продукции. Высокие росты населения и их потребности обуславливают более эффективное использование земель.
В сельском хозяйстве Узбекистана особое внимание уделяется на широкое внедрение современных агротехнологий и улучшение мелиоративного состояния орошаемых земель. В постоянном повышении урожайности и улучшении плодородия земель важную роль играют химические препараты - минеральные удобрения, стимуляторы роста, пестициды, в том числе дефолианты и десиканты.
Одним из условий успешной и качественной уборки урожая хлопка -сырца в доморозный период является проведение дефолиации хлопчатника. Проведение качественной дефолиации дает возможность осуществлять полную уборку хлопка в сжатые сроки. Это создает условие для раннего посева зерна, проведения осенне-зимних мероприятий и получения обильного урожая следующего года.
Локализация сырьевой базы промышленных предприятий и получение на их основе импортозамещающих продукций, насыщение внутреннего рынка необходимыми потребительскими товарами, а также увеличение роста экспортного потенциала является одним из важных преобразований проводимых в Республике. При решении данной задачи одной из актуальных проблем является использование в качестве сырья, вместо импортного «бишофита», продуктов солянокислотного разложения местного доломита с получением раствора хлоридов кальция, магния и переработкой их с хлоратом натрия конверсионным методом в малотоксичные, высокоэффективные новые дефолианты, ускоряющие созревание и раскрытие коробочек хлопчатника, таким образом можно снизить производственные затраты предприятий и тем самым снизить себестоимость готовой продукции.
Данное диссертационное исследование в определенной степени служит выполнению задач, предусмотренных в указе Президента Республики Узбекистан № 4707 от 4 марта 2015 года «О программе мер по обеспечению структурных преобразований, модернизации и диверсификации производства на 2015-2019 годы» и постановлений Кабинета Министров Республики Узбекистан № 3 от 4 марта 2015 года «О дополнительных мерах по сокращению производственных затрат и снижению себестоимости продукции в промышленности», а также в других нормативно-правовых документах, принятых в данной сфере.
Целью исследования является разработка технологии получения малотоксичного и высокоэффективного дефолианта путем разложения доломитного минерала соляной кислотой с последующей конверсией образующегося продукта хлоратом натрия.
Научная новизна исследования заключается в следующем:
впервые определена возможность получения нового хлорат кальциймагниевого дефолианта с использованием вместо импортного бишофита сырья, полученного на основе солянокислотного разложения местных доломитов и разработана принципиальная технологическая схема;
определены оптимальные технологические параметры процесса разложения доломитов соляной кислотой: концентрация НС1 - 31,0%, время взаимодействия 30-35 минут, температура процесса 30-40°С, при этом доказано суммарное извлечение СаО и MgO составляет 99,42-99,60%;
впервые получены новые данные по взаимному влиянию компонентов в сложных водных системах, состоящих из хлоридов и хлоратов кальция, магния и натрия, на их основе построены политермические диаграммы растворимости и научно обоснована возможность получения нового хлорат кальций-магниевого дефолианта;
определены оптимальные параметры процесса конверсии раствора хлоридов кальция, магния с хлоратом натрия;
определены энергии активации, порядок и константа скорости реакции процесса конверсии, установлена их зависимость от температуры, в результате которого разработана технология получения нового хлорат кальций-магниевого дефолианта.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
На основе проведённых исследований по докторской диссертации на тему “Разработка технологии получения хлорат кальций-магниевого дефолианта на основе местного сырья” представлены следующие выводы:
1. Обоснована актуальность и необходимость проведения дефолиации хлопчатника с целью успешной и качественной уборки урожая в доморозный период, а также для раннего проведения осенне-зимних мероприятий. Показано соответствие научной и практической значимости проведённых исследований приоритетным направлениям развития науки и технологии республики.
Изучены химический состав, физико-химические и физико-механические характеристики доломитов месторождений «Шорсу» и «Пачкамар». Образцы имеют следующий химический состав: СаО = 30-31,5% и MgO = 19,2-19,4%, СОг = 45,0-45,5%, окислов металлов 1,42% и окиси кремния 2,87%.
2. Проведены исследования, направленные на изучение пенообразования при взаимодействии доломита месторождений «Шорсу» и «Пачкамар» с соляной кислотой в зависимости от концентрации кислоты, температуры, продолжительности процесса и скорости оборотов мешалки. Установлено, что с повышением концентрации кислоты увеличивается вязкость раствора это в свою очередь способствует увеличению кратности и устойчивости пены. Повышение температуры приводит к интенсивному пенообразованию, но уменьшение вязкости растворов снижает стабильность пены. Высокие обороты мешалки приводят к меньшей продолжительности «жизни» пены, а также к уменьшению пены за счет ее разрушения. На основании проведенных исследований и установленных зависимостей предложено проводить процесс разложения доломита соляной кислотой в две стадии (на первую стадию подается 35-40% -ая норма кислоты от общего количества, на вторую стадию подается остальная 60-65% -ая норма кислоты). При этом пенообразование будет значительно уменьшено.
3. Исследовано солянокислотное разложение доломита в зависимости от концентрации кислоты, температуры и времени взаимодействия с последующим отделением нерастворимого остатка путем фильтрации, отстаивания и центрифугирования. Установлены основные кинетические параметры процесса разложения и выведены уравнения зависимости константы скорости разложения и её логарифма от температуры. Определены оптимальные параметры процесса разложения: концентрация НС1 — 31,0%, время взаимодействия 30-35 минут, температура процесса 30-40°С и для непрерывного разделения нерастворимых остатков солянокислотной пульпы применение аппаратов центробежного типа.
Предложена принципиальная блок схема получения раствора хлоридов кальция и магния путем солянокислотного разложения доломита. Рассчитан материальный баланс получения одной тонны раствора хлоридов кальция и магния. Себестоимость 1 тонны раствора хлоридов кальция и магния по сырью составляет 625284 сум, а себестоимость 1 тонны импортного бишофита, завозимого из-за рубежа — 1512000 сум. Предлагаемый в качестве сырья, раствор хлоридов кальция и магния по сравнению с бишофитом дешевле в 2,4 раза.
4. Изучены физико-химические диаграммы растворимости водных систем: MgCl2-CaCl2-H2O; [56,06%CaCI2+40,77%MgCI2+3,17%NaCl]-NaC103-Н2О, обосновывающих процесс получения хлорат кальций-магниевого дефолианта на основе продуктов солянокислотного разложения доломита и хлората натрия, в широком температурном и концентрационном диапазоне. В тройной системе, состоящей из хлоридов кальция и магния установлено образование двойной соли 2MgCl2CaCl212H2O. В сложной системе с участием хлоридов кальция, магния и хлората натрия установлено образование новой малорастворимой твердой фазы хлорида натрия, что свидетельствует о протекании обменной реакции между хлоратом натрия и хлоридами кальция и магния с образованием растворов хлоратов кальция и магния. С повышением температуры конверсия хлоридов кальция и магния с хлоратом натрия в водной среде протекает полнее.
5. Проведены исследования процесса конверсии хлоридов кальция и магния в соответствующие хлораты для месторождений «Шорсу» и «Пачкамар» в зависимости от температуры и продолжительности процесса. Рассчитаны значения кажущейся энергии активации, константы скорости и температурный коэффициент скорости конверсии. Установлено, что процесс конверсии следует проводить с выпаркой растворов при температуре 90°С и продолжительности процесса 120 минут.
6. На основе проведенных исследований предложена принципиальная технологическая схема получения нового хлорат кальций-магниевого дефолианта, рассчитан материальный баланс производства нового дефолианта. Годовая производительность действующего цеха жидкого ХМД - 11800 т. При этом используют в качестве сырья импортный бишофит в количестве 8850 тонн на сумму 4779 тыс. долларов США или 13381,2 млн. сум. При организации производства дефолианта на основе местного сырья, используют доломит в количестве 4012 тонн на сумму 120,36 млн. сум и соляную кислоту в количестве 8614 тонн на сумму 6003,5 млн. сум. При этом общие затраты по основному сырью составляют 6123,86 млн. сум. Таким образом, при организации производства нового хлорат кальций-магниевого дефолианта на основе местного сырья экономия только по сырью составит 7257,33 млн. сум. Производство препарата «ФанДеф» апробировано на промышленной установке и получена опытно-промышленная партия дефолианта в количестве 1100 кг.
7. Многолетними агрохимическими испытаниями предложенного хлорат кальций-магниевого дефолианта на различных средневолокнистых сортах хлопчатника в различных почвенно-климатических условиях показана высокая дефолиирующая активность и «мягкость» действия его на растения по сравнению с жидким хлорат магниевым дефолиантом. Согласно результатов испытаний препарат «ФанДеф» способствовал увеличению урожайности хлопчатника в среднем на 2,1 ц/га. Если считать что годовой объем посевов хлопчатника в среднем охватывает 1000 га, то для его обработки необходимо 9000 кг ж. ХМД на сумму 21679,92 млн. сум или 9000 кг ФанДеф на 12386,565 млн. сум. То есть стоимость обработки посевов хлопчатника препаратом «ФанДеф» по сравнению с жидким хлорат магниевым дефолиантом дешевле на 9293,355 млн. сум.
8. Проведенными исследованиями Научно-исследовательским институтом санитарии, гигиены и профзаболеваний Министерства здравоохранения Республики Узбекистан по изучению токсикологических характеристик хлорат кальций-магниевого дефолианта установлено, что по параметрам острой токсичности препарат относится к IV классу опасности. Институтом разработаны «Методические рекомендации по охране окружающей среды и здоровья населения при применении в сельском хозяйстве дефолианта ФанДеф». Препарат «ФанДеф» прошел всесторонние Госхимиспытания Госхимкомкомиссией Республики Узбекистан и рекомендован к применению в сельском хозяйстве в качестве дефолианта хлопчатника. -
Зависимость фотогальванических характеристики солнечных элементов от температуры на основе аморфных полупроводников
Каталог авторефератовАктуальность работы. В настоящее время в мире в бурно развивающемся направлении физики полупроводников большое внимание уделяется аморфным попупройодникам R этом аспекте из-за дешевизны аморфного кремния и устойчивости к радиационному излучению разработка на его основе солнечных элементов, структур металл-диэлектрик-полупроводник, термоэлектрических устройств является одной из важных задач.
В нашей республике в годы независимости уделяется особое внимание развитию физики полупроводников, в частности, созданию на основе аморфного кремния солнечных элементов и полупроводниковых приборов, а также исследованию их физических свойств. В этом плане по технологии получения аморфного кремния, созданию на их основе термоэлектрических преобразователей и в исследовании физических процессов протекающих в них достигнуты существенные результаты. На основе Стратегии действий дальнейшего развития Республики Узбекистан содействие научно-исследовательской и инновационной деятельности и реализация получаемых инновационных научных достижений в нашей стране, в этом аспекте в области преобразования Солнечной энергии в электрическую и повышению их экономичности имеют важное значение.
В мире на сегодня создание относительно дешёвых и устойчивых к внешним воздействиям, в частности, радиационно-стойких полупроводниковых приборов и солнечных элементов, с улучшенными электрическими и оптическими характеристиками имеет важное значение. В этом аспекте одной из важнейших задач является реализация целевых исследований, в частности, научных изысканий по следующим направлениям: расчетноаналитическое исследование температурной зависимости фотогальванических характеристик солнечных элементов на основе аморфного гидрогенизированного кремния; установление эффективного режима работы и функциональных параметров во взаимосвязи с температурой; изучение зависимости фотовольтаических характеристик от высоты потенциального барьера и коэффициента неидеальности; разработка теоретических подходов для анализа электрофизических характеристик солнечных элементов. Научно-исследовательские работы, проводимые в выше приведенных направлениях, указывают на актуальность темы данной диссертации.
Данное диссертационное исследование в определенной степени служит выполнению задач, предусмотренных в Постановлении Президента Республики Узбекистан №-ПП-1442 «О приоритетных направлениях развития индустрии Республики Узбекистан на 2011-2015 гг.» от 15 декабря 2015 года, №-УП-4947 «О мерах по дальнейшей реализации Стратегии действий по пяти приоритетным направлениям развития Республики Узбекистан в 2017-2021 годах» от 7 февраля 2017 года и №-ПП-2789 «О мерах по дальнейшему совершенствованию деятельности Академии наук, организаций, управления и финансирования научно-исследовательской деятельности»от 17 февраля 2017 года, а также в других нормативно-правовых документах, принятых в данной сфере.
Целью исследования является теоретическое исследование температурной зависимости фотогальванических характеристик солнечных элементов приготовленных на основе аморфного гидрогенизированного кремния (а-Si:H).
Научная новизна:
получена формула, объясняющая экспериментальные зависимости, на основе зависимости плотности тока короткого замыкания и напряжения холостого хода от температуры;
показано, что напряжение холостого хода не зависит от значения коэффициента качества (неидеальности) световой вольт-амперной характеристики солнечного элемента;
установлено, что найденное значение максимальной эффективной мощности солнечного элемента совпадает с максимальным значением (Р=)фЦ), полученным на основе закона Жоуля-Ленца.
выведена формула выражающая зависимость коэффициента заполнения от температуры и показано, что максимальное значение коэффициента заполнения равно на /7=0,93, а минимальное значение - /7=0,25.
Заключение
На основе проведенных исследований температурной зависимости фотогальванических характеристик солнечных элементов на основе аморфного кремния сделаны следующие выводы:
1. Установлено, что коэффициент неидеальности световой ВАХ СЭ на основе аморфного гидрогенизированного аморфного кремния в интервале 100 К 500 К не зависит от температуры.
2. Показано, что полученная новая полуэмпирическая формула температурной зависимости тока короткого замыкания СЭ на основе аморфного гидрогенизированного кремния полностью объясняет экспериментальные результаты в интервале 60 К - 610 К.
3. Расчетами выражения плотности тока короткого замыкания от температуры СЭ определен рабочий температурный интервал и установлены зависимости материала полупроводника от ширины запрещенной зоны.
4. Плотность тока короткого замыкания СЭ на основе аморфного гидрогенизированного кремния при температурах выше 7=360 К уменьшается по закону температурной зависимости фотопроводимости полупроводников.
5. Выведено новое выражение для эффективной плотности тока, напряжения и мощности от температуры, которое даёт хорошее согласие расчетных данных с экспериментально полученными результатами
6. Получены новые аналитические выражения коэффициента заполнения фотовольтаических характеристик СЭ показывающие ограничение значения коэффициента заполнения не уровне j0=O.93.
7. Выявлено, что когда ширина запрещенной зоны полупроводника СЭ равна £х=2,3 эВ, то коэффициент заполнения световой ВАХ имеет максимальное значение. -
Особенности комплексного подхода переработки техногенных образований горно-металлургических производств
Каталог авторефератовАктуальность и востребованность темы диссертации. Для удовлетворения потребностей в металлах ежегодно в мире извлекается более 10 млрд, т различных видов полезных ископаемых. Вместе с тем идет тенденция снижения содержания ценных компонентов в добываемых рудах, ухудшается состояние месторождений и сокращаются запасы практически всех видов полезных ископаемых. В современной горнодобывающей промышленности отходы горно-металлургического производства в дальнейшем должны комплексно перерабатываться, а реагенты, участвующие в процессах извлечения ценных компонентов, должны подвергаться полной безопасной утилизации или регенерации и возврату в производство.
С обретением независимости Республики выполнен ряд важных работ по внедрению и совершенствованию действующих технологий извлечения цветных и благородных металлов. В этой связи необходимо особо отметить внедрение современных технологий для производства экспортоориентированных продуктов и материалов путем совершенствования технологий переработки упорного сырья при повышении общей степени извлечения полезных компонентов. В стратегии действий по дальнейшему развитию Республики Узбекистан1 определены задачи по своевременному выполнению мероприятий программ по глубокой переработке минерально-сырьевых ресурсов при реализации инвестиционных проектов и продолжению политики стимулирования локализации производства, при этом особое внимание уделяется переработке техногенных образований горно-металлургических производств.
На сегодняшний день во всем мире ведется разработка эффективных методов переработки минеральных ресурсов и полиметаллических руд, извлечение из них всех полезных компонентов, разработка малоотходных и безотходных технологии, вовлечение всех техногенных образований горно-металлургической промышленности (отходы горной промышленности, обогатительных фабрик, жидкие и твердые отходы гидрометаллургических и пирометаллургических процессов) в производство, разработка технологии разделения многокомпонентных силикатных систем (какими являются металлургические шлаки и хвосты) на индивидуальные оксиды, обеспечеваюшие извлечение полезных компонентов с возвратом в процесс всех вспомогательных реагентов, обеспечивающей дополнительное извлечение ценных компонентов, и являющейся актуальной задачей данной сферы.
Данное диссертационное исследование в определенной степени служит выполнению задач, предусмотренных в Постановлении Президента Республики Узбекистан №ПП-1442 от 15 декабря 2010 г. «О приоритетах развития промышленности Республики Узбекистан в 2011-2015 годах», Указах № У П-4707 от 04 марта 2015г. «О программе мер по обеспечению структурных преобразований, модернизации и диверсификации производства в 2015-2019 гг.» и №УП-4947 от 7 февраля 2017 г. «О стратегии действий по дальнейшему развитию Республики Узбекистан», а также в других нормативно-правовых документах, принятых в этой сфере.
Целью исследования является разработка и создание технологии по переработке техногенных образований горно-металлургических производств путем разработки способов извлечения золота, серебра, железа и диоксида кремния, обеспечивающих увеличение производства цветных, благородных и черных металлов в металлургической отрасли.
Научная новизна исследования заключается в следующем:
на основе изучения процесса фторирования определена степень разложения силикатных соединений в зависимости от подогрева образца техногенных образований при различных температурах и установлено, что с увеличением времени подогрева образца до 120 мин. и при температурах, равных 90, 115 и 135°С, степень превращения диоксида кремния в процессе фторирования возрастает;
установлено, что при увеличении времени подогрева образца до 120 мин. при температуре 90°С степень образования диоксида кремния возрастает до 58%, увеличение подогрева до 115°С сопровождается увеличением степени превращения диоксида кремния до 78%, а подогрев образца до 135°С способствует увеличению степени превращения диоксида кремния до 98%;
на основе изучения процесса образования гексафторсиликата аммония установлено, что фторирование диоксида кремния зависит от температуры подогрева, при увеличении температуры подогрева от 130 до 200°С происходит активное выделение аммиака, а дальнейшее увеличение температуры пассивно влияет на процесс его выделения; при увеличении температуры подогрева от 150 до 320°С гексафторсиликат аммония переходит в газовую фазу, дальнейшее увеличение температуры не влияет на процесс образования гексафторсиликата аммония; при снижении температуры до 200°С гексафторсиликат аммония конденсируется в порошкообразную фазу;
на основе исследования времени протекания процесса изучено взаимодействие гексафторсиликата аммония с гидроксидом аммония и его зависимость от времени при различных температурах; при воздействии 10%-го раствора гидроксида аммония на гексафторсиликат аммония в течение 90 с при температурах 20, 30, 40 и 50°С, последний растворяется при массе, соответственно, 0,76, 0,80, 0,84 и 0,90 г, а при взаимодействии раствора (более 90 с) при различных температурах растворимость существенно не меняется;
определены кинетические параметры сублимации гексафторсиликата аммония в зависимости от снижения массы образца техногенных образований, в результате которого установлено, что с увеличением температуры подогрева массы образцов техногенных образований, равной 350°С, в течение 60 мин. гексафторсиликат аммония (70%) переходит в газовую фазу, увеличение температуры до 400°С в течении 30 мин. сопровождается также переходом гексафторсиликат аммония (90%) в газовую фазу, при увеличении температуры образцов до 450°С 100%-ое соединение гексафторсиликат аммония переходит в газовую фазу;
определены оптимальные параметры выщелачивания серебра из хвостов золотоизвлекательных фабрик в зависимости от концентрации серной кислоты, обеспечивающих максимальное доизвлечение данного металла; при увеличении концентрации серной кислоты с 5 до 15 мл/л происходит бурная реакция по извлечению серебра, а увеличение концентрации более 15 мл/л не дает существенного изменения в процессе доизвлечения;
определены оптимальные параметры выщелачивания серебра из хвостов золотоизвлекательных фабрик в зависимости от концентрации азотной кислоты, равной от 5 мл/л до 45 мл/л, и установлено, что с увеличением концентрации азотной кислоты от 5 до 45 мл/л происходит бурная реакция по извлечению серебра, а дальнейшее увеличение концентрации азотной кислоты (более 45 мл/л) не дает существенного изменения при извлечении серебра;
определены оптимальные параметры выщелачивания золота и серебра из хвостов золотоизвлекательных фабрик в зависимости от концентрации смеси азотной и серной кислот, равной 25 мл/л с добавлением в качестве окислителя калия нитрата в концентрациях от 1 до 8 г/л;
установлено, что при увеличении концентрации окислителя нитрата калия в концентрациях от 1 до 3 г/л происходит активное извлечение золота и серебра, дальнейшее увеличение концентрации окислителя нитрата калия (более 3 г/л) не дает существенного изменения при извлечении золота и серебра.
Заключение
На основе проведенных исследований по диссертации на тему «Особенности комплексного подхода переработки техногенных образований горно-металлургических производств» получены следующие выводы:
1. Разработанная технология переработки техногенного сырья галогеноаммонийным методом значительно повышает извлечение всех ценных компонентов из отходов горно-металлургических производств, что обеспечивает экономическую эффективность их переработки.
2. Экспериментальными исследованиями установлено, что наиболее эффективным способом переработки по сравнению с традиционными считается галогеноаммонийный способ, позволяющий до извлекать ценные компоненты по рекомендуемой технологии путем удаления оксидов кремния и железа из перерабатываемых техногенных отходов.
3. Установлено количественное и качественное увеличение извлечения ценных компонентов при проведении опытно - промышленных испытаний.
Так, содержание меди по отношению к исходной пробе после отделения оксида кремния увеличивается в четыре раза, цинка - в два раза, железа - в три раза. Содержание благородных металлов а именно: золота увеличено в 5 раз, серебра - в 1,3 раза.
4. Получен промежуточный продукт гексафторосиликат аммония (NH4)2SiF6, который в дальнейшем может быть использован для получения бифторида аммония и диоксида кремния. Получен диоксид кремния в виде «белой сажи» с содержанием 99,9 % SiO2, который по производимым объемам будет достаточен для производства различных народнохозяйственных материалов и способствует импортозамещению и локализации.
5. Предложена технология переработки хвостовых отвалов Чадакской ЗИФ. Произведен расчет материального баланса предложенной технологии на примере 100 кг вторичных кеков. Определены выходы диоксида кремния и регенерации фтористого аммония путем регенерации на 97,8 % с повторным использованием в производстве.
6. Разработан способ утилизации цианидов из сбросовых пульп золотоизвлекательных фабрик. При этом достигнуто содержание благородных металлов в растворах: по золоту -0,6-0,7 мл/л, по серебру 3,0-3,5 мл/л, концентрация цианидов Chcn-0,02%.
7. Разработанные математические модели технологического процесса, с учетом технологических ситуаций и характеристики сырья позволяют рационально перераспределять ресурсы и добиваться оптимального функционирования процесса.
8. На основе анализа современного состояния теории и практики выщелачивания благородных металлов разработана схема доизвлечения ценных компонентов из хвостовых пульп золотоизвлекательных фабрик с применением неорганических кислот и добавлением окислителей.
9. Разработан способ получения железа из отвальных шлаков медеплавильного завода АГМК, технологический режим и схема переработки техногенных отходов горно-металлургических производств. При этом извлечение железа из сырья составило 95,06%.
10. Разработан способ доизвлечения ценных компонентов из отвальных хвостов золотоизвлекательных фабрик. За счет низкой себестоимости разработанного способа и возможности повторного применения реагентов фторирования при переработке техногенных отходов (шлаков) горно-металлургических производств при переработке 10000 т техногенной массы на АГМК годовая прибыль от реализации продукции составляет 2,8 млрд, сум (в ценах 2016 года).
11. Разработан способ получения диоксида кремния (белая сажа с чистотой 99,9%) из отходов. -
Назофарингеальный компонент в комплексе локальной неинвазивной гипотермии головного мозга при черепно-мозговой травме
Каталог авторефератовАктуальность и востребованность темы диссертации. Черепно-мозговая травма является одной из актуальных проблем здравоохранения. В Республике Узбекистан данная патология является одной из основных причин смерти, особенно среди молодого населения5, и длительной инвалидизации выживших пациентов6. Поражение стволовых структур головного мозга при черепно-мозговой травме достигает 81% при гистологическом изучении in vitro. 66% таких повреждений приводят к неблагоприятному (смерть, тяжелая инвалидизация) исходу заболевания.
Первичное повреждение головного мозга при тяжелой черепно-мозговой травме представлено в виде механической травмы нейронов, аксонов, глии и кровеносных сосудов за счет расширения, разрыва, растяжения, происходящих в момент травмы. Эти процессы прокладывают путь для вторичных патофизиологических каскадов, включающих биохимические, метаболические и физиологические изменения в виде прогрессирующей депрессии, ионного дисбаланса, высвобождения возбуждающих нейротрансмиттеров, митохондриальной дисфункции и активации воспалительных и иммунных процессов7.
В этом динамически чувствительном ко времени контексте гипотермия имеет защитный эффект на различные патологические процессы. Она является новой мультипотенциальной нейропротективной стратегией для лечения черепно-мозговой травмы8.
Клинических исследований, посвященных локальному охлаждению головного мозга, особенно тех, которые обладали бы наименьшим количеством недостатков и повышали эффективность нейропротекции при поражении стволовых структур с расположенными в них жизненно важными центрами, связанных с черепно-мозговой травмой, практически мало встречается в литературе. Отсутствуют такие методы, которые могли бы применяться в периферийных больницах, на догоспитальном этапе (в машине «скорой помощи»).
Исследования по термокартированию головного мозга в процессе его гипотермии с помощью охлаждающих шлемов, воротников с очевидностью свидетельствуют о крайней неравномерности охлаждения мозга при почти полном отсутствии охлаждения стволовых структур.
Научно-исследовательская работа реализована в рамках выполнения задач, указанных в Постановлении Президента Республики Узбекистан «О мерах по дальнейшему углублению реформирования системы здравоохранения» от 28 ноября 2011 года за № ПП-1652.
Цель исследования - оптимизация результатов нейропротекции и лечения тяжелой черепно-мозговой травмы с поражением стволовых структур путем разработки и внедрения в практику метода назофарингеального охлаждения основания головного мозга в комплексе с неинвазивными методами краниоцеребральной гипотермии.
Научная новизна исследования заключается в следующем:
впервые разработан и изучен метод неинвазивного охлаждения головного мозга с назофарингеальным компонентом охлаждения, как основной для защиты стволовых структур головного мозга от ишемии (Патент РУ № IAP 04985, 14.11.2012);
в сравнительном аспекте впервые изучено влияние различных методов неинвазивного охлаждения головного мозга на скорость, интенсивность и выраженность снижения температуры головного мозга;
впервые изучено влияние локального охлаждения головного мозга на свертывающую систему, кислотно-щелочное равновесие и другие параметры гомеостаза;
впервые с помощью различных методов in vivo и in vitro изучена частота поражения стволовых структур головного мозга при тяжелой черепно-мозговой травме, а также при проведении неинвазивного охлаждения головного мозга пациентам с данной патологией;
на основании разработанного протокола изучены и приведены оптимальные сроки реализации неинвазивного охлаждения головного мозга, характер и особенности согревания, возможные осложнения и их профилактика;
определены сроки выхода из церебральной комы, продолжительности артериальной гипотензии и искусственной вентиляции легких, сроки пребывания в отделении реанимации и интенсивной терапии и восстановления когнитивных функций при осуществлении неинвазивного охлаждения головного мозга больным тяжелой черепно-мозговой травмой.
Заключение
1. Применение широко используемых методов неинвазивного охлаждения головного мозга у больных тяжелой черепно-мозговой травмой не вызывает статистически значимого снижения температуры головного мозга и тела, наблюдается лишь тенденция к уменьшению, при которой температурный градиент мозг-тело не превышает 1,4°С. микроволновая радиотермометрия показывает крайне неравномерное распределение охлаждения различных отделов головного мозга. Стволовые отделы мозга практически не охлаждаются.
2. Назофарингеальное охлаждение в комплексе с простейшими методами краниоцеребральной гипотермии приводит к достоверному снижению температуры головного мозга, а температуры тела - только в многокомпонентной гр. N+C+B, при котором температурный градиент мозг-тело достигает 3,1 °C. В большей степени, нежели при использовании широко распространенных методов охлаждения, происходит восстановление даже глубоко нарушенных гемодинамических и респираторных показателей. Электролитные показатели остаются в пределах нормы.
3. Добавление назофарингеального компонента к комплексу неинвазивных охлаждающих мероприятий способствует купированию всех случаев исходной злокачественной гипертермии (36,7%), в то время как ее количество в контрольной группе, наоборот, увеличивается с 30,3 до 50%. Данный факт имеет большое клиническое значение, т.к. известно, что гипертермия является фатальной для нейрона.
4. Под влиянием назофарингеального охлаждения развитие постгипоксических и постишемических нарушений в тканях ствола мозга уменьшается не менее чем на 20%, в оставшихся случаях - нивелируется, не достигая стадии деструктивных изменений: процессов демиелинизации отростков нейрона и разрушения структурного нейрофиламентного белка.
5. Нарушения ЭКГ, характерные для гипоксии миокарда, при осуществлении назофарингеального охлаждения купируются в 9,6 раз чаще, нежели при использовании общепринятых методик неинвазивного охлаждения головного мозга. Назофарингеальное охлаждение в комплексе охлаждающих мероприятий положительно влияет на стволовые структуры головного мозга, купируя бра-дисистолию и не приводя к таким нарушениям, как экстрасистолия и фибрилляция сердца, характерные для терапевтической гипотермии.
6. Выраженность и интенсивность снижения температуры головного мозга, вызванные неинвазивным охлаждением головного мозга, прямо пропорциональны степени тяжести ишемического повреждения головного мозга, угнетению сознания, характеру неврологических нарушений, скорости циркуляции жидкости в системе и обратно пропорциональны температуре воды в ней, обширности нарушения целостности черепной коробки (трепанация).
7. Уровень лактата особенно выраженно нормализовался в группах назофарингеального охлаждения, даже при его высоких исходных значениях.
8. При назофарингеальном охлаждении глюкоза крови умеренно повышается вследствие снижения уровня обменных процессов в состоянии гипотермии, при котором требуется значительно меньшее количество энергии. Поэтому необходим тщательный контроль сахара, особенно при назначении парентерального питания.
9. Гипопродукция буферных оснований в группе назофарингеального охлаждения не носит патологического характера, она отражает основной компонент механизма лечебного влияния неинвазивного охлаждения головного мозга - снижение потребления кислорода клетками, значительно повышающее их толерантность к повреждающему действию ишемии и гипоксии. Для предупреждения его дальнейшего развития необходимо корректировать параметры искусственной вентиляции легких, изменяя такие показатели, как частота дыхательных движений и содержание кислорода в подаваемой дыхательной смеси.
10. Среди прижизненных методов нейровизуализации стволовых структур головного мозга при осуществлении неинвазивного охлаждения головного мозга коротколатентные акустически вызванные стволовые потенциалы оказались ближе к результатам морфологических исследований в то время, как муль-тиспектральная компьютерная томография является малоспецифичной.
11. Прикроватная шкала оценки дрожи оказывается достоверной в оценке дрожи при проведении локального охлаждения головного мозга. В исследуемой группе дрожь отмечается в единичных случаях у лиц мужского пола с меньшей степенью угнетения сознания. Купируется физическими методами согревания (укутывание в одеяла, обкладывание грелками).
12. Ринорея, возникающая после неинвазивного охлаждения головного мозга в 90% назофарингеального охлаждения длительностью 33,5±0,9 ч, полностью ликвидируется самостоятельно спустя 7 дней после прекращения охлаждения. Со стороны же слуховых проходов и тимпанической мембраны не отмечено патологических изменений после неинвазивного охлаждения головного мозга.
13. Оптимальной общей продолжительностью неинвазивного охлаждения головного мозга является 33,5±0,9 ч с возможностью небольшого (6-8-часо-вого) перерыва для полного пробуждения больного, оценки неврологического статуса, проведения необходимых лабораторно-инструментальных исследований и решения вопроса о повторном неинвазивном охлаждении головного мозга.
14. При назофарингеальном охлаждении сокращаются сроки пребывания пациентов в отделении реанимации и интенсивной терапии, стационаре в 1,4 раза быстрее, нежели при охлаждении общепринятыми методиками, продолжительности нестабильной гемодинамики - 1,7, зависимости от искусственной вентиляции легких - 1,3, коматозного состояния - в 2 раза. Исход заболевания при выписке из стационара наиболее благоприятный в группах назофарингеального охлаждения -4,7 б по шкале исходов Глазго против 3,8 б - в группах охлаждения головного мозга широко распространенными способами.
15. Летальность составляет 25,35 и 30,95% соответственно, в то время как без гипотермических вмешательств данные литературы показывают летальность 35-71%. -
МАНИПУЛИРОВАНИЕ ИЗОБРАЖЕНИЯМИ С ПОМОЩЬЮ ЯЗЫКА ПРОГРАММИРОВАНИЯ ПРИ РАСПОЗНАВАНИИ ДОРОЖНЫХ ЗНАКОВ
Предпринимательства и педагогикаДорожный знак-это знак, используемый для указания направления движения пассажирам и водителям. Дорожные знаки играют важную роль в управлении дорогами, регулировании транспортных потоков и обеспечении безопасности движения. Классификация дорожной разметки обычно выглядит следующим образом: дорожные знаки-это знаки, которые регулируют указанное направление, например, правое направление, поворот направо, поворот налево, уровень, местоположение и т. д. Знаки ограничения веса запрещены. Знаки, указывающие на ограничения веса, размещены на большинстве грузовиков, грузовиков и легковых автомобилей. Знаки дорожной разметки - этими знаками можно размечать дорогу в указанном направлении. Например, дорожная разметка отображается на городских дорогах и автомагистралях. Указательные знаки - знаки, указывающие места въезда и выезда на дорогу, а также проходящие от внешней дороги дороги. Символы температуры - для описания температуры используются следующие символы, например, промежуточная станция, символ температуры и т. д. Символы переменной температуры. В отличие от основных символов температуры, эти символы отображаются в соответствии с изменениями температуры.
-
Межзеренные границ поликристаллического кремния: микроструктура, зарядовые состоянии и p–n – переходы
Каталог авторефератовАктуальность и востребованность темы диссертации. В сегодняшний день в мире полупроводниковый кремниевый поликристалл играет важную роль в интенсивном развитии отрасли физики полупроводников. В сязи с относительной дешевизной и высокой прочностью на радиационные излучения сырья в мире интенсивно развивается создание полупроводниковых приборов, солнечных элементов, а также интегральных схем, основанных на поликристаллическом кремние. В связи с тем, что физические свойства поликристаллического кремния, проявляющиеся на определенных условиях, зависят от граничных областей межзеренных границ в его объеме, исследования физических процессов, происходящих в этой области, является одной из важнейших задач современной физики.
В нашей республике в годы независимости уделяется особое внимание на развитие отрасли физики полупроводников, в частности, на создание солнечных элементов и полупроводниковых приборов, основанных на поликристаллическом кремние, имеющих высококачественные показатели и отвечающих на требования мировых стандартов, а также на изучение их физических свойств. В этой сфере изучением способов основанных на управлении физическими процессами, происходящими на двух контактирующих межзеренных граничных участках поликристаллического кремния, а также применении их на полупроводниковые приборы и солнечные элементы, достигаются существенных результатов в развитии этой отрасли.
Создание сравнительно дешевых с экономической точки зрения и стойких на внешних воздействия, в частности на температуры и на радиационных излучений, полупроводниковых приборов и солнечных элементов, посредством улучшения электрических и оптических характеристик поликристалличсских кремниевых полупроводников, имеет важное значения. В этой сфере реализация целевых исследований, в частности, научных исследований по следующим направлениям, является одним из важнейших задач: определение микроструктуру и примесные состояния в области двух контактирующих межзеренных границ; разработка современных методов определения электрических и оптических характеристик поликристаллического кремния с учетом его объемных дефектов и физических и химических свойств в области межзеренных границ; определение образования электронно-дырочных пар примесных состояний в области межзеренных границ в процессе изменения световых лучей и темпуратуры и закономерностей их перемещения, а также влияния их на электрофизические и фотоэлектрические свойства р-п - структур поликристаллического кремния; определение влияния дополнительно введенных примесных атомов на микроструктуру и электронные свойства в области межзеренных границ; создание и производство нового поколения преобразователей энергии методом контролирования физических процессов в области межзеренных границ. Перечисленные выше исследования обосновывают актуальность выбранной темы дистсртации.
Данное диссертационное исследование в определенной степени служит выполнению задач предусмотренных в Постановлении Президента Республики Узбекистан ПП-1442 «О приоритетных направлениях развития индустрии Республики Узбекистан на 2011-2015 гг.» от 15 декабря 2015 года, а также других нормативно-правовых документах, принятых в данной сфере.
Целью исследования является определение закономерностей зависимости электрофизических свойств поликристаллического кремния и фотоэлектрических характеристик р-п-структур на их основе от примесных состояний, локализованных в области межзеренных границ и объемных дефектах.
Научная новизна исследования заключается в следующем:
обосновано, что образование шероховатой поверхности изобилующей выступами и микропустотами в области межзеренных границ обусловлено неравномерным распределение примесей в объеме зерна; а именно, повышением концентрации каждой из этих примесей от центра к краю зерна.
выявлено, что ширина объединённого слоя двух контактирующих зерен составляет порядка нанометров, где установлен факт ионизации локализованных ловушек в процессе изменения температуры с учетом энергии ионизованных ловушек, которые приводят к изменению высоты потенциального барьера в пределах -0,3-4),9 эВ, а также к уменьшению концентрации носителей заряда;
разработана многослойная модель стыка двух контактирующих зерен и эквивалентная электрическая схема позволяющая определить электрические свойства межзеренных границ;
обнаружены явления адсорбции и десорбции в области межзеренных границ;
установлены закономерности проявления примесного тепловольтаического и теплофотовольтаическго эффектов в однородном поли-Si и р-п - структурах на его основе, а также в моно-Si с р-п - переходом обусловленные с образованием электронно-дырочных пар с участием глубоких примесных состояний;
предложена модель образования р-п - перехода в области межзеренных границ.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
На основе проведенных исследований физических процессов на межзеренных границах поли-Si и явлений тепловольтаического и фототепловольтаичсского эффектов сделаны следующие выводы:
1. Разработана модель многослойного стыка двух контактирующих зерен, согласно которой каждый из них состоит из монокристаллического ядра, окруженный областью с дефектами, дислокациями и другими структурными нарушениями, а также равномерно распределенный на поверхности островки металлических компонентов и микрообласти в виде выступов и пустот.
2. Обнаружен немонотонный характер температурного изменения удельного сопротивления (р), подвижности (р) и концентрации (я) носителей заряда, обусловленный совместным влиянием размеров зерен и ионизации локализованных ловушек, связанных с примесными состояниями или дефектами в области межзеренных границ.
3. Экспериментально подтверждено, что увеличение плотности локализованных ловушек приводит к изменению высоты потенциального барьера (<р) от 0,3 эВ до 0,9 эВ и росту р, а также к уменьшению концентрации основных носителей.
4. Предложена эквивалентная электрическая схема, позволяющая определить электрические свойства межзеренных границ в целом и каждой из составляющих её микрообластей на основе модели многослойного стыка двух контактирующих зерен.
5. Установлены условия проявления абсорбции и десорбции ряда щелочных металлов и их влияние на микроструктуру, и электронные свойства межзеренных границ. А именно - десорбция щелочных металлов межзеренных границ в процессе термообработки приводит к изменению знака (р и типа проводимости в виде тонкого слоя на поверхности поликристаллического кремния, а диффузия щелочных металлов по поверхности подложки поликристаллического кремния приводит к их адсорбции на поверхностях двух контактирующих зерен.
6. Показано, что в интервале температур (~30(R800 К) темновой ток и напряжение изменяются по сравнению с монокристаллическими образцами сложным образом за счет захвата носителей заряда на ловушках и их дрейфа вдоль ловушек в процессе ионизации локализованных ловушек в области межзеренных границ.
7. Предложена модель р-п перехода в области межзеренных границ, объясняющая механизмы переноса носителей заряда в них и формирования темнового и фототока обусловленных захватом и эмиссией носителей заряда на ловушках.
8. Показано, что проявления примесного тепловольтаического и теплофотовольтаического эффектов на р-п структурах на основе поликристаллического и монокристаллического кремния при нагреве и освещении обусловлены процессами генерации электронно-дырочных пар с участием глубоких примесных состояний.
9. Модифицированы методы исследования примесных состояний в области межзеренных границ: показано, что при оценке электронных свойств межзеренных границ с помощью модели термоэлектронной эмиссии необходимо учитывать полную проводимость ловушек (/„) и ток (Jss), которая возникает в процессах захвата и эмиссии носителей заряда.
10. Разработан новый метод легирования с использованием быстро диффундирующих элементов, позволяющий получить р-п структуры параллельно с р или п типными образцами и за счет упрощения метода повысить воспроизводимость технологического процесса.
11. Разработан метод полуавтоматического определения температурных зависимостей электрофизических характеристик р-п структур с возможностью сканирования световым лучом с заданной длиной волны и диаметром от ~10 до 400 мкм по поверхности образца.
12. Разработана диффузионная установка, позволяющая одновременно изготавливать в различных частях моно и поликристаллических пластин кремния разнотипные области, предназначенные для изготовления преобразователей тепловой и солнечной энергий. -
ПРЯМЫЕ И ОТНОСИТЕЛЬНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ В ЗДАНИИ, А ТАКЖЕ ВНУТРЕННИЕ И ВНЕШНИЕ ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ТЕМПЕРАТУРУ В ЗДАНИИВ данной статье речь идет о прямых и относительных изменениях температуры здания, а также изучении внутренних и внешних факторов, влияющих на температуру здания. В статье какие критерии и процессы реализуются на основе изменения температуры здания, подробно описаны внутренние и внешние факторы. В статье показаны такие важные темы, как факторы, влияющие на изменения, физические и химические реакции, их основные причины и распространение структур. Статья основана на научных исследованиях и последних новостях в области систем отопления зданий. Его цель — объяснить работу систем регулирования температуры в зданиях путем анализа температуры здания и влияющих на нее факторов, что позволяет оптимизировать и повысить энергоэффективность.
Современная наука и исследования -
Электродвижущие силы горячих носителей заряда в p-n-переходе и динамика деформационных эффектов в полупроводниках
Каталог авторефератовАктуальность и востребованность темы диссертации. В мире развитие фундаментальных исследований в области сверхвысокочастотных приборов является одним из важных научных проблем физики полупроводников. Исследования, направленные на изучение влияния СВЧ поля на возникновение электродвижущей силы в /?-«-переходе и процессов деформационных эффектов в полупроводниках, модуляции и приема СВЧ сигналов являются перспективными.
В области разработки и исследовании СВЧ диодов основное внимание уделяет выпуску СВЧ монолитных интегральных схем структур на основе СаАз и 1пР и модулей на их основе. Ведутся исследования по изготовлению и поставке электронных компонентов, дискретных полупроводниковых приборов. С целью расширения их функциональных характеристик исследования влияния одновременного воздействия СВЧ электромагнитного поля, деформации и света на токовые характеристики диодных структур являются актуальными.
Исследования диодной структуры с несимметричным по концентрации /?-/?-переходом путем придания носителям условия теплого и горячего электрона позволяют получить ценные сведения о динамике зависимости его токовых характеристик от внешних воздействий, таких как деформация, световое излучение, которые на сегодня являются востребованными.
Поэтому изучение влияния эффектов возникающих в полупроводниковых структурах при одновременной деформации и света в СВЧ поле во взаимосвязи с изменениями вольтамперных характеристик диодов служит основанием для решения проблем поставленных в диссертации.
Целью исследования является изучение влияния воздействия СВЧ электромагнитного поля, деформации и света на токовые характеристики несимметричного по концентрации р-д-перехода.
Научная новизна диссертационной работы заключаются в следующем: впервые обосновано, что напряжение холостого хода и ток короткого замыкания в несимметричном по концентрации р-п-переходе,
расположенном в СВЧ поле возникает не только за счет
высокотемпературных носителей зарядов, но и менее горячих носителей с высокой концентрацией;
рассмотрены зависимости ВАХ, тока короткого замыкания и напряжения холостого хода несимметричного по концентрации /»-/?-перехода в СВЧ поле в трехмерном пространстве, проведен анализ динамики его изменения от третьего параметра;
показано, что коэффициент неидеальности ВАХ р-п-перехода в СВЧ поле определяется температурами электронов Те и дырок Т!,, при заданном напряжении смещения и и описывается выражением, учитывающим значения концентрации электронов и дырок, а также их температуры, коэффициента и длины диффузии, температуры фононов, приложенного напряжения и возмущения высоты потенциального барьера;
выявлено, что возникновение ЭДС и тока при слабом разогреве носителей заряда обусловлено отклонением вектора напряженности электрического поля СВЧ волны внутри несимметричного по концентрации /?-/?-перехода и эффекта Френкеля, а их увеличение при сильном разогреве носителей заряда связано с одновременным возмущением высоты потенциального барьера;
проведен расчет ВАХ при неоднородном разогреве несимметричного р-п-перехода в СВЧ поле, показывающий возникновение вихревых токов приводящих к уменьшению полного тока связанного с разогревом электронов и дырок и высокочастотным возмущением потенциального барьера;
показано, что приращение тока несимметричного по концентрации р-п-перехода, вызываемое возмущением высоты потенциального барьера и увеличением рекомбинационного тока в сильном СВЧ поле, подавляется при освещении генерированными фотоносителями, приводя к перемещению ВАХ р-п-перехода в сторону меньших значений тока;
установлено, что деформация несимметричного по концентрации р-п-перехода в сильном СВЧ поле приводит к увеличению генерируемого тока, а одновременное воздействие света на него приводит к его уменьшению.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
1. Из теоретических исследований следует, что при низких мощностях СВЧ волны полевая зависимость подвижности не только горячих, но и теплых электронов и возмущение высоты потенциального барьера приводит к возникновению ЭДС и тока. При больших мощностях СВЧ волны разогрев электронов и возмущение высоты потенциального барьера приводит к увеличению тока короткого замыкания и напряжения холостого хода.
2. Построена теория трехмерной ВАХ, из которой получены в СВЧ поле для несимметричного /?-«-перехода, токи короткого замыкания и напряжения холостого хода. Трехмерная ВАХ позволила получить более наглядные представления о процессах разогрева электронов и дырок СВЧ полем.
3. Впервые проведен расчет ВАХ р-п-переходов в СВЧ поле с учетом разогрева основных носителей не только п-области (электронов), но и р-области (дырок). Установлено, что ВАХ диода определяется температурой тех носителей заряда, которыми переносится основной ток через р-п-переход.
4. Выявлено, что возникновение ЭДС и токов при слабом разогреве носителей заряда, обусловлено отклонением вектора напряженности электрического поля СВЧ волны внутри несимметричного по концентрации /?-/?-перехода и эффектом Френкеля, а при сильном разогреве - существенное изменение параметров потенциального барьера приводит как к возникновению ЭДС и токов, так и их росту.
5. Построена теория неоднородного разогрева несимметричного р-п-перехода в СВЧ поле, с учетом горячих электронов и дырок, а также одновременным высокочастотным возмущением потенциального барьера. Соответствующий расчет ВАХ показывает, что при этом возникают вихревые токи, которые в состоянии уменьшить величину полного тока через р-п-переход.
6. Установлено, что генерированные при освещении фотоносители, приводят к смещению ВАХ р-п перехода в сторону отрицательных значений тока, что, в свою очередь, изменяет некоторые эффекты сильного СВЧ поля на параметры несимметричного р-п-перехода (подавляются рекомбинационные токи).
7. Определен механизм одновременного влияния на несимметричный р-п переход трех воздействий: деформации, сильного СВЧ поля и света. Если деформация и СВЧ поле увеличивает генерируемый через р-п переход ток, то воздействие света - наоборот, приводит к его уменьшению.
8. Установлено, что уменьшение амплитуды и увеличение частоты деформации приводит к изменению избыточной концентрации электронов. Учет специфических особенностей деформационного эффекта в полупроводниках позволили определить изменение концентрации рекомбинационных центров в образце.
9. С учетом концентрации, температуры, коэффициента и длины диффузии носителей тока обоих знаков, температуры фононов, приложенного напряжения и возмущения высоты потенциального барьера получено универсальное выражение для коэффициента неидеальности.
10. При исследовании явлений, связанных с участием неравновесных носителей тока, в частности, при вычислении баллистической фотоэдс, возникающей в тонких пленках, можно использовать математический аппарат, примененный при расчете воздействия СВЧ поля на полупроводниковую структуру. Из расчетов следует, что эта баллистическая фотоэдс прямо пропорциональна интенсивности света и определяется скоростью фотоэлектронов, временем и длиной свободного пробега возбуждаемых носителей, а её величина (фотоэдс) может преобладать над объемной электродвижущей силой лишь в образцах с большой длиной свободного пробега при сильном поглощении света. -
Актуальность и востребованность темы диссертации. В настоящее время сельское хозяйство, производство пищевой продукции и обеспечение её безопастности как никогда актуальны в мировом масштабе.
В последние годы осуществляется ряд мероприятий по созданию добавочной стоимости путём организации переработки сельхозпродукции и достигается высокая экономическая эффективность за счёт применения новых технологий.
Сушка является одним из наиболее распространённых способов переработки выращенной сельхозпродукции. Наблюдается постоянный рост спроса на высушенные овощные ингредиенты, применяемые широко в кулинарии. Производство высушенных продуктов, обладающих высокой пищевой ценностью, содержащих большое количество витаминов, углеводов и богатых минеральными веществами с минимумизированными деструктуризованными биологическими компонентами стало актуальной задачей сегодняшнего дня.
В ходе решения данной задачи возникла необходимость разработки ресурсосберегающей технологии сушки, обеспечивающей выпуск высококачественной продукции. Развитие технологий сухих продуктов связывают с осуществлением способов сушки в двух каскадах, применением электромагнитных полей инфракрасного и сверхвысокочастотного диапазонов энергоподвода.
Данная исследовательская работа выполнена в соответствии с постановлениями Президента Республики Узбекистан № ПП-1072 «О программе мер по реализации важнейших проектов по модернизации, техническому и технологическому перевооружению производства на 2009-2015 годы», принятом 12 марта 2009 года и № ПП-1633 «О мерах по дальнейшему совершенствованию организации управления и развитию пищевой промышленности Республики в 2012-2015 годах», принятом 31 октября 2011 года.
Целью исследования является снижение энергетических затрат и повышение качества готовой продукции при сушке компонентов кулинарной продукции.
Научная новизна исследования: разработаны научные основы кратковременного воздействия характерными способами предварительной ИК, СВЧ и ИК-СВЧ обработки на структуру объекта сушки, состояние влаги в продукте и ее удаление при вакуумной ИК-сушке;
описан теоретически обоснованный механизм фокусирования излучаемой энергии ИК спектра, импульсности излучения, величины его длительности и плотности, аналитическое исследование степени черноты ИК-излучателя применительно к сушке овощей, установлена цикличность энергетических превращений, раскрыт механизм выброса импульса энергии и обеспечения максимального КПД процесса, определены диапазон излучаемых волн и другие эффекты, в том числе, стерилизующий при сушке овощей;
созданы научно-методические основы формализации математической связи между периодами облучения и паузы через коэффициент диффузии в результате исследования эффекта перенаправления градиента температуры и влаги в испарении влаги за счёт аккумулированного при импульсном нагреве тепла с одновременным охлаждением материала, перераспределение тем самым влаги, находящейся в центре образца в периферию;
разработана методология определения уровня температуры и продолжительности вакуумной инфракрасной сушки овощей, при этом активность воды принята ограничивающим показателем;
показана роль увеличения доли осмотически связанной влаги образца в установлении ограничения на продолжительность периода сушки с постоянной высокой скоростью;
установлен механизм интенсификации процесса сушки путём ввода предварительной обработки объекта и осуществления каскадной сушки.
Заключение
1. Изучены процессы сушки, направленные на исследование влияния различных способов воздействия на влагу, которую необходимо удалить по возможности при низкой температуре, в короткий промежуток времени и с минимальными затратами энергии. Рассмотрены характерные способы предварительного кратковременного ИК, СВЧ и ИК-СВЧ воздействия на объекты сушки, исследовано их влияния на состояние влаги в продукте, на ее удаление при атмосферной и вакуумной ИК-сушке. Обусловлена целесообразность изыскания приемлемых способов сушки и выработки конструктивных рекомендаций по рациональной организации процесса сушки картофеля, моркови и лука репчатого.
2. Исследованы степень излучения и температура нагрева рабочего органа - излучателя, выбраны импульсные керамические преобразователи. Описан механизм фокусирования излучаемой энергии ИК спектра, импульсное™ излучения, величины его длительности и плотности. Раскрыта цикличность механизма превращений энергии, а также механизм выброса импульса энергии и обеспечения максимального КПД процесса, диапазон излучаемых волн и эффект, в том числе стерилизующий при сушке овощей.
3. Описан эффект перенаправления градиента температуры и влаги в испарении влаги за счёт аккумулированного при импульсном нагреве тепла с одновременным охлаждением материала, перераспределение тем самым влаги, находящейся в центре образца в периферию. Раскрыта математическая связь между периодами облучения и паузы через коэффициент диффузии.
4. Раскрыты особенности механизма воздействия электромагнитных полей ИК диапазона на образцы высушиваемого продукта, снижающего рабочую температуру испарения влаги до 50°С.
5. Экспериментально установлено, что при исследованиях импульснопрерывного режима сушки с понижением уровня энергоподвода в каждом последующем цикле, содержание витамина С у картофеля, моркови, а также лука репчатого составляет соответственно 63,5; 30,26 и 49,74 мг°/о, сахаров 52,5; 52,5 и 72,5 %. Для двух других режимов ИК-энергоподвода при сушке картофеля, моркови и лука репчатого до влажности 10-14% затраты времени увеличиваются на 7%.
6. Подтверждено, что при применении предварительной электрофизической (ИК, СВЧ) обработки процесс сушки ускоряется, особенно при кратковременной ИК предварительной обработке с выдержкой, конечная влажность образца картофеля составляет 9,88%, моркови - 8,83%, лука -12,4%. При применении СВЧ-обработки конечная влажность образца картофеля составляет 13,9%, моркови - 9,2%, лука - 11,4%. При применении совмещенной ИК-СВЧ - обработки конечная влажность образца картофеля составляет 12,9%, моркови - 9,8%, лука - 14,08%.
7. ИК-вакуумная сушка с ИК предварительной обработкой позволяет сократить время сушки примерно на 30 мин и снижать температуру процесса с 65 до 50°С, тем самым экономить затраты энергии.
8. На основе результатов лабораторных исследований, экспериментально-промышленных испытаний разработана первичная технологическая схема производства высушенных овощных ингредиентов, составлен материальный баланс. В картофеле, подвергнутом экспериментам (сорта «сайта»), моркови, (сорта «шантанэ») и луке (сорта «коратол») остаточное количество сахаров увеличивается на 20%, а витамина С на 13%. За счёт улучшения сортности готового продукта на предприятиях «GOLD DRIED FRUITS» и «TOOL PAPER» расчётный годовой экономический эффект составит 305,3 млн сум, на предприятии ИП ООО «Туракурган Ширинлик Агро» фактический эффект составил 101,5 млн сум при годовой выработке 200 т сушеных овощей. -
Разработка технологии получения фосфорных и сложных азотнофосфорных удобрений на основе фосфоритов Центральных Кызылкумов
Каталог авторефератовАктуальность и востребованность темы диссертации. Одной из актуальных проблем в мире является интенсивное развитие сельского хозяйства и обеспечение его потребности в минеральных удобрениях. Благодаря применению минеральных удобрений обеспечивается в среднем 40-50% прироста урожая сельскохозяйственных культур.
В Узбекистане создана крупная отрасль химической промышленности для обеспечения потребности сельского хозяйства в азотных, фосфорных и калийных удобрениях. В Республике ассортимент продукции предприятий, производящих фосфорсодержащие удобрения, состоит в основном из сложных азотнофосфорных удобрений. Сложные азотнофосфорные удобрения широко используются для внесения с севом и в подкормки. А фосфорные удобрения наиболее эффективны при их использовании именно под зяблевую пахоту. Поэтому разработка новой технологии получения концентрированных одинарных фосфорных удобрений является важной задачей.
Требуется модернизация производства и сложных азотнофосфорных удобрений. Дело в том, что в основе их производства лежит сернокислотное разложение фосфатного сырья с получением экстракционной фосфорной кислоты. При этом в качестве отхода производства образуется фосфогипс. Поэтому актуальным становится азотнокислотная переработка фосфатов, при которой вместо гипса образуется нитрат кальция - эффективное, особенно на засоленных почвах, азотнокальциевое удобрение. Актуальным является и переработка нитрата кальция в жидкое удобрение, как самую дешевую форму минерального удобрения.
Разработка термостабильной формы аммиачной селитры также является актуальной проблемой химической промышленности. В Узбекистане аммиачная селитра производится более 1 млн. 700 тыс. т в год. Из-за взрывов при нарушении техники безопасности её производства и хранения ставится задача - создать на базе аммиачной селитры удобрение, сохраняющее её агрохимическую эффективность, с существенно большей устойчивостью к внешним воздействиям и соответственно меньшей взрывоопасностью.
Настоящая работа ориентирована на реализацию постановлений Президента Республики Узбекистан №1111-1442 от 15 декабря 2010г «О приоритетах развития промышленности Республики Узбекистан в 2011-2015 годах» и №1111-2151 от 14 марта 2014г «О мерах по обеспечению сельского хозяйства минеральными удобрениями в 2014 году», которые направлены на ускоренное внедрение в отраслях промышленности современных научных достижений и прогрессивных инновационных технологий, расширение рынков сбыта продукции на базе диверсификации производства, увеличение производства экспортоориентированной конкурентоспособной промышленной продукции на базе углубленной и качественной переработки отечественного сырья, а также обеспечение сельскою хозяйства м и н ера j I ь н ы м и у д обр е н и я м и.
Исходя из этого, для решения вышеперечисленных задач требуются новые научные исследования и разработки, направленные на вовлечение в переработку бедного фосфатного сырья, модернизацию технологии получения сложных азотнофосфорных удобрений, увеличение объема производства фосфорсодержащих удобрений, расширение их ассортимента, снижение их себестоимости, а также на создание экнортоориентированной термостабильной аммиачной селитры.
Целью исследовании является разработка технологий получения одинарных фосфорных, азотнофосфорных и жидких азотнокальциевых удобрений, термостабильной аммиачной селитры с использованием низкосортного фосфатного сырья Центральных Кызылкумов.
Научная новизна исследования: изучены оптимальные условия процесса взаимодействия низкосортных фосфоритов Центральных Кызылкумов с фосфорнокислотно-гипсовой пульпой и разработана технология получения одинарных фосфорных удобрений;
получены жидкие азотнокальциевые и твердые NPCa удобрения путем азотнокислотного разложения фосфоритовой муки Центральных Кызылкумов с последующим выделением нитрата кальция из нитрокальцийфосфатных пульп. Установлена корреляционная зависимость между составами и свойствами жидких азотнокальциевых удобрений от нормы азотной кислоты и весового соотношения нитратноаммонийнокаль-циевого раствора к аммиачной селитре, карбамиду и карбамидо-аммиачной селитре;
определено, что фосфатная добавка увеличивает температуру модификационного превращения аммиачной селитры IV—>111, уменьшает тепловые эффекты модификационных переходов, повышает температуру начала терморазложения на 29 - 39°С, уменьшает размеры кристаллов удобрения, в результате возрастает термостабильность азотнофосфорного удобрения;
разработана технология получения новых видов азотнофосфорных удобрений с повышенным содержанием усвояемых форм Р2О5 и СаО путем введения в состав аммиачной селитры различных видов высококарбонизированных фосфоритов Центральных Кызылкумов.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В диссертации решены весьма актуальные научно-технические задачи в области химии и химической технологии минеральных удобрений, заложившие в себя теоретические и прикладные исследования, обеспечивающие разработку ресурсосберегающей технологии получения новых видов одинарных фосфорных, азотнофосфорных и жидких азотнокальциевых удобрений на основе комплексной переработки фосфоритов Центральных Кызылкумов.
Основными научными и практическими результатами, полученными при выполнении диссертационной работы являются следующие:
1. Графоаналитическим анализом систем СаО-РгОз-ЗОз-ГЬО и CaO-P2O5-N2O5-H2O теоретически обоснован процесс взаимодействия фосфоритов Центральных Кызылкумов с фосфорнокислотно-гипсовой пульпой и азотной кислотой пониженной нормы. Полученные новые научные данные позволяют обосновывать и прогнозировать условия протекания процессов получения одинарных и азотнофосфорнокальциевых удобрений при переработке Кызылкумских фосфоритов и найти оптимальные их составы.
2. Исследован процесс взаимодействия различных видов фосфоритов Центральных Кызылкумов с фосфорнокислотной гипсовой пульпой, полученной разложением мытого обожженного концентрата серной кислотой, в интервале массовых соотношений ФКГП : ФС = 100 : (25-70). Установлены предельные соотношения и концентрации всех реагентов, участвующих в процессе. Показано, что оптимальным соотношением ФКГП : ФС является 100 : (25-30), при котором можно получить одинарное удобрение с максимальным содержанием усвояемой и воднорастворимой форм Р2О5 и СаО. Для улучшения товарных свойств продукта в сульфо-кальцийфосфатную пульпу рекомендуется добавлять кислый сток -абсорбционный раствор производства ЭФК.
3. Разработана усовершенствованная технология получения азотфосфоркальцийсодержащих и жидких азотнокальциевых удобрений путем частичного выделения нитрата кальция из аммонизированной нитрокальцийфосфатной пульпы различными вариантами. Показано, что в предложенных NPCa удобрениях содержание Р2О5 на 7-10% выше, чем в НКФУ (нитрофос), производимом на АО «Самаркандкимё».
Проведены исследования по переработке НАКР, являющегося жидкой фазой нитрокальцийфосфагной пульпы, в различные марки ЖАКУ. Методом упарки НАКР и нейтрализации аммиаком в зависимости от нормы азотной кислоты были получены ЖАКУ различного состава. А путем добавления к НАКР нитрата аммония, карбамида и раствора КАС получен широкий спектр ЖАКУ с повышенным содержанием азота.
4. Исследована возможность получения АФУ на основе процесса взаимодействия различных видов фосфоритов Центральных Кызылкумов с плавом либо концентрированным раствором аммиачной селитры. Изучена кинетика декарбонизации и активации рядовой фосфоритовой муки в плаве АС. При этом показано, что высокая степень декарбонизации и активации фосфатного сырья в АФУ наблюдается после 20-минутного взаимодействия исходных регентов. Установлено, что введение в аммиачную селитру фосфатной добавки существенно повышает прочность гранул, т.е. в среднем в 2,0-5,5 раза. Добавление в плав АС фосфоритовой муки в количестве 5% в пересчете на Р2О5 способствует снижению пористости её гранул от 9,15 до 7,08%. Слеживаемость АФУ, содержащих 3,0-5,04% Р2О5 составляет 1,71-1,87 кг/см“, что в 2,5-2,7 раза меньше от слеживаемости чистой АС.
5. Изучено влияние фосфатных добавок на модификационные превращения аммиачной селитры. Определено, что для АС температура превращения IV—>111 составляет 44,8°С, а при добавке в АС фосфатного сырья в количестве 1,05-5,04% Р2О5 температура данного превращения повышается от 53,7 до 56,6°С. При этом снижается температура плавления и кристаллизации АС. Повышение температуры перехода IV—>111 способствуют сохранению высокой прочности и уменьшению слеживаемости гранул АФУ при транспортировке и хранении в жарких климатических условиях.
Определены тепловые эффекты модификационных переходов АФУ. Показано, что их значения значительно ниже, чем теплоты переходов исходной АС. Следовательно, они происходят с наименьшими тепловыми эффектами и добавка оказывает тормозящее действие на модификационные превращения и в точках перехода превращения протекают не до конца, а это способствуют снижению степени разрушения гранул, уплотнению их структуры и тем самым сохранению повышенной прочности.
6. Показано, что при нагревании АС фосфатные добавки оказывают буферное действие и стабилизируют величину pH селитры. Установлено, что температуры начала терморазложения АС в составе АФУ по сравнению с чистой АС в зависимости от количества фосфоритовой добавки увеличиваются на 29-39°С. Показано, что энергия активации разложения АФУ, содержащих от 1 до 5% Р2О5, колеблется в пределах 46,6-51,6 ккал/моль, что на 4,7-9,7 ккал/моль больше, чем энергия активации разложения чистой АС. Это говорит о значительном возрастании термостабильности фосфатизированной АС.
Проведенные электронно-микроскопического исследования микроструктур гранул АФУ показывают, что фосфатная добавка уменьшает размеры кристаллов нитрата аммония. Фосфорит оседает в поры и микротрещины, заполняя их, при этом образуется более совершенная поверхность и внутренняя структура гранул АФУ.
Проведением опытно-промышленных испытаний в цехе №3 АО «Навоиазот» определены потери аммонийного и нитратного азота при выпуске разработанного азотнофосфорного удобрения. Потери на 1 т АФУ составили: в виде NH3 - 0,52 кг/т, а в виде NH4NO3 - 0,41 кг/т, т.е. общие потери на стадии смешения и грануляции АФУ в пересчете на азот составили 0,572 кг/т, что является допустимой величиной.
7. Определены физико-химические и реологические характеристики растворов, пульп и расплавов, образующихся на различных стадиях технологического процесса переработки фосфоритов Центральных Кызылкумов. С применением методов рентгенографического и ИК-спектроскопического анализа установлен солевой состав продуктов, также изучены физико-химические и товарные свойства одинарных, азотнофосфорных и NPCa удобрений.
8. На основании результатов лабораторных экспериментов, опытных работ на модельной установке и в условиях опытно-промышленных испытаний разработана технологическая схема и составлен материальный баланс производства одинарных, азотнофосфорных, NPCa и жидких азотнокальциевых удобрений. Результаты проведенных физико-химических и прикладных исследований по разложению фосфоритов Центральных Кызылкумов фосфорнокислотно-гипсовой пульпой легли в основу разработки технологии получения одинарного фосфорного удобрения, которая успешно прошла опытно-промышленную апробацию на АО «Аммофос-Максам» с выпуском в 2009 году 60 тонн, а в 2011 году 100 тонн нового вида удобрения. Технология производства АФУ на основе плава аммиачной селитры и фосфоритовой муки Центральных Кызылкумов внедрена на АО «Навоиазот». С начала 2009 года по настоящее время произведено более 300 тыс. тонн нового вида АФУ на сумму 165 млрд. сум.
9. Выполнены технико-экономические расчеты получения одинарных, NPCa и жидких азотнокальциевых удобрений. При организации производства одинарного фосфорного удобрения норма серной кислоты на 1 т 100 %-ного Р2О5 по сравнению с производством супрефоса снижается до 30-35%. Оптовая цена гранулированного NPCa удобрения составляет 565511 сум, что но сравнению с НКФУ на 118643 сум дешевле. Оптовая цена ЖАКУ, полученною с добавкой к НАКР аммиачной селитры и карбамида составляет 192722 и 285548 сум соответственно. При выпуске 100 тыс. тонн АФУ только за счет отсутствия специальной охраны и сопровождения экономится более 2 млрд. сум.
10. Проведены агрохимические испытания полученных удобрений на хлопчатнике в микролизиметрических, деляночных и нолевых условиях. Данные результатов показывают, что агрохимическая эффективность разработанных удобрений близка к эффективности смесей традиционных удобрений с эквивалентным количеством питательных веществ. -
MATHEMATICAL MODELING OF THE CURING PROCESS OF NEWLY CREATED MATERIALS BASED ON POLYESTER RESINIn this article, using mathematical modeling of the curing rate, the influence of factors directly affecting the curing processes of created materials prepared on the basis of unsaturated polyester resin is studied: the concentration of the accelerator, hardener and temperature. When modeling the process, the concentrations of the accelerator, hardener and temperature were taken as the initial (input) parameters, and the curing rate of the autofill at different temperatures was taken as the final (output) parameter.
Современная наука и исследования -
TEMPERATURE OF THE COMPRESSOR SUCTION AIR AND ITS INFLUENCE ON THE EFFICIENT OPERATION OF THE COMPRESSOR UNIT
American Journal Of Applied Science And TechnologyThe climatic conditions of Uzbekistan are characterized by relatively long summers with air temperature of 40-45 0C and higher, which is the reason of significant heating of air suctioned by compressor. Increase in temperature and corresponding decrease in air density contributes to 8-10% decrease in compressor unit productivity, leading to significant economic losses in the process of compressed air production.
By means of artificial cooling of suction air at the inlet to the compressor unit it is possible to increase the energy efficiency of operation of the mine reciprocating compressor unit.
The effectiveness of artificial air temperature reduction depends on the amount of temperature reduction and the type of plant drive, as well as on the purpose - to reduce the specific electric energy consumption for compression or to increase the capacity of the reciprocating compressor.
-
Масса носителя заряда и оптическая проводимость поляронов в расширенной модели Холстейна
Каталог авторефератовОбъекты исследования: полярон, биполярон, купраты.
Цель работы: развитие модели малого полярона Холстейна с учетом даль-нодействующего электрон-фононного взаимодействия для установления возможности существования полярона с малой массой и объяснения значения массы носителя заряда, инфракрасного поглощения и высоких значений критической температуры сверхпроводящего перехода в купратных высокотемпературных сверхпроводниках.
Методы исследования: метод вторичного квантования, метод преобразований Ланга-Фирсова, метод теорий возмущения, квазиклассическое приближение (метод ВКБ), принцип Франка-Кондона, неадиабатическое и адиабатическое приближения.
Полученные результаты и их новизна: Развита теория конденсированного состояния, теория сильно взаимодействующих систем электронов и фононов, в частности, теория решеточных поляронов Холстейна с дальнодействующим элек-трон-фононным взаимодействием. Развита теория спаривания двух поляронов и предложена новая теория влияния внешнего давления (напряжения) на температуру Бозе-Эйнштейновской конденсации решеточных биполяронов.
Практическая значимость работы заключается в возможности использования результатов для развития теории твердого тела, теории взаимодействующих электрон-фононных систем, в частности, теории решеточных поляронов Холстейна. Кроме того, с практической точки зрения, развитые методы позволяют определить массу носителя заряда в купратах, оптическую проводимость поляронов, оценить условия существования двухузельных биполяронов и критические температуры сверхпроводящего перехода, опираясь на биполяронную модель сверхпроводимости.
Степень внедрения и экономическая эффективность: Работа носит фундаментальный характер, и ее результаты могут быть использованы для теоретической интерпретации результатов экспериментальных данных по эффективной массе носителей заряда в купратах, по оптическому (инфракрасному) поглощению купратов, по симметрии параметра порядка сверхпроводимости в купратах и в экспериментах по влиянию внешнего давления (напряжения) на критическую температуру сверхпроводящего перехода купратов.
Область применения: физика конденсированного состояния и высокотемпературное сверхпроводниковое материаловедение. -
Разработка технологии азотнокислотного обогащения фосфоритов центральных Кызылкумов с участием этанола
Каталог авторефератовАктуальность и востребованность темы диссертации. В мире основным фактором выращивания высокого и качественного урожая сельскохозяйственных культур является рациональное использование минеральных удобрений. Поэтому оптимальное обеспечение сельского хозяйства минеральными удобрениями остается одной из актуальных проблем.
После приобретения независимости в нашей стране особое внимание уделяется модернизацию, техническую и технологическую обновлению химической промышленности и ее обеспечению надежной сырьевой базой, в частности, правительством приняты постановление об освоении запасов фосфатного сырья и программа поэтапного ввода в эксплуатацию местного Джерой-Сардаринского месторождения. В результате, введен в строй Кызылкумский фосфоритовый комплекс с ежегодной производительностью 400 тысяч тонн продукции, который позволил сократить импорт данного сырья, а после ввода второй очереди с общей годовой мощностью 716 тысяч тонн фосфоритного концентрата полностью исключить покупку этого продукта из зарубежа.
Сегодняшний день в мире особое внимание уделяется разработке новых методов обогащения низкосортных фосфоритов, в этом аспекте наиболее важными задачами является разработка технологии получения высококачественного фосфоритного концентрата с использованием азотной кислоты и органических растворителей. При разработке технологии обогащения низкосортных фосфоритов азотной кислотой в присутствии органических растворителей необходимо обосновать ряд, в частности соответствующие научные решения в следующих направлениях: разработка эффективных способов химического обогащения фосфатного сырья; нахождение оптимальных условий процесса выщелачивания нитрата кальция, образующегося при обогащении высококарбонатных фосфоритов азотной кислотой с помощью органических растворителей; разработка технологии получения фосфорных удобрений на основе качественного химически обогащенного фосфоконцентрата. Актуальность тематики диссертации определяется необходимостью выполнений научных исследований в данном направлении.
Данное диссертационное исследование в определенной степени служит выполнению задач, предусмотренных в указе и постановлении Президента Республики Узбекистан № УП-4707 от 4 марта 2015 года «О программе мер по обеспечению структурных преобразований, модернизации и диверсификации производства на 2015-2019 годы» и постановления Кабинета Министров Республики Узбекистан № 8 от 22 января 2015 года «О дополнительных мерах по сокращению производственных затрат и снижению себестоимости продукции в промышленности», а также в других нормативноправовых документах, принятых в данной сфере.
Целью исследования является разработка технологии обогащения Кызылкумских фосфоритов азотной кислотой в присутствии этанола, с последующей переработкой нитрата кальция и фосфоконцентрата в твердую азотнокальциевую селитру и фосфорсодержащие комплексные удобрения.
Научная новизна исследования заключается в следующем:
впервые доказана возможность химического обогащения фосфоритов ЦК азотной кислотой с последующим выщелачиванием образующегося нитрата кальция раствором этанола в зависимости от нормы кислоты и соотношения фосфорита к этанолу и разработана технологическая схема;
разработан метод полной ликвидации потерь Р2О3 в жидкую фазу, посредством аммонизации нитрокальцийфосфатной пульпы до рН=3;
получены новые сведения о взаимодействии компонентов в сложносоставной системе Ca(NO3)2 - NH4NO3 - С2Н5ОН - Н2О, состоящей из 3-х бинарных систем Ca(NO3)2 - Н2О; NH4NO3 - Н2О и С2Н5ОН - Н2О, 3-х тройных: Ca(NO3)2 - С2Н5ОН - Н2О; NH4NO3 - С2Н5ОН - Н2О; Ca(NO3)2 -NH4NO3 - Н2О и на их основе построении диаграммы растворимисти, доказана возможность применения этилового спирта в процессе обогащения карбонатных фосфоритов азотной кислотой;
определены физико-химические свойства нитратноаммонийно-кальциевого раствора, а при добавке к ней бентонита показана возможность получения гранулированной кальциевой селитры с улучшенными свойствами;
найдены оптимальные условия конверсии нитрата кальция - побочного продукта азотнокислотного обогащения фосфоритов ЦК в NH4NO3 и СаСО3 с помощью СО2 и NH3;
разработана технология переработки химического обогащенного фосфоконцентрата в ЭФК, РК- и NPK-удобрения.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
1. Построена диаграмма растворимости 4-х компонентной системы Ca(NO3)2 - NH4NO3 - С2Н5ОН - Н2О, состоящей из 3-х тройных: Ca(NO3)2 -С2Н5ОН- Н2О; NH4NO3 - С2Н5ОН - Н2О; Ca(NO3)2 - NH4NO3 - Н2О и з'-х бинарных систем Ca(NO3)2 - Н2О; NH4NO3 - Н2О и С2Н5ОН - Н2О,обосновывающих процесс экстракции нитратов кальция и аммония из нитрокальцийфосфатных пульп, образующихся при азотнокислотном обогащении фосфоритов ЦК с помощью этанола в широком температурном и концентрационном диапазоне. Диаграмма позволяет определить интервал варьирования технологических параметров процесса экстракции с учетом СаО : Р2О5 фосфатного сырья и условия его азотнокислотного разложения.
2. Исследован процесс обогащения различных видов карбонатных фосфоритов ЦК при норме HNO3 от 30 до 60% от стехиометрии на разложение СаО в сырье и весовом соотношении ФС : ЭС = 1 : (3-10). Так, при обогащении относительно богатой РФМ с содержанием (вес. %) 18,70 Р2О5; 47,8 СаО; 15,3 СО2; 2,05 SO3 и СаО : Р2О5 = 2,56 при норме HNO3 - 40% на разложение СаО (100% на СаСО3) и соотношении ФС : ЭС =1:5, получается фосфоритный концентрат, содержащий 26,19% Р2О5 с кальциевым модулем 1,52. Для предотвращения перехода Р2О5 в жидкую фазу, прежде чем разделить нитрофосфатно-спиртовую суспензию (НФСС) на жидкую и твердую фазы, её аммонизировали до pH = 3. Это дало возможность использовать для обогащения более высокую норму HNO3 и тем самым снизить значение СаО : Р2О5 в сырье. Норму кислоты варьировали в диапазоне 40-80% от стехиометрии на СаО в сырье. С учетом экономии расхода HNO3 оптимальной её нормой для обогащения различных видов фосфоритов Кызылкума можно считать 50%, а массовое соотношение ФС : ЭС =1:5. Для ММ приемлема 60 %-ная норма. Так, при обогащении РФМ, содержащей 17,52% Р2О5; 47,53% СаО; 15,23% СО2 и СаО : Р2О5 = 2,71 с 50 %-ной нормой HNO3, pH пульпы 3 и соотношении ФС : ЭС =1:5, получен концентрат состава (вес. %): Р2О5общ. - 26,20; СаО()йщ - 38,25; СО2 - 2,80; СаО : Р2О5 = 1,46. При этом выход Р2О5 в концентрат - 100%.
3. Проведен теоретический анализ регенерации из НАКР с применением диаграммы растворимости 4-х компонентной системы Ca(NO3)2 - NH4NO3 -С2Н5ОН - Н2О, в результате чего рассчитан процесс регенерации спирта и определен интервал варьирования технологических параметров с учетом состава исходных водно-спиртовых растворов и конечных продуктов. Изучена кинетика перегонки ЭС из НАКР в зависимости от температуры и давления. Применение вакуума с давлением 0,3 атм. обеспечивает перегонку ЭС за короткое время (60 минут при 80°С). При регенерации ЭС из раствора нитрата кальция, являющегося побочным продуктом азотнокислотного обогащения фосфоритов ЦК, степень возврата ЭС в цикл достигает 98-99%. После отгонки получен нитратноаммонийно-кальциевый раствор (НАКР), содержащий 50% Ca(NO3)2 и 3% NH4NO3.
4. Изучены физико-химические свойства исходного и продукционного НАКР в зависимости от концентрации Са(МОз)2 и NH4NO3. Показано, что в интервале концентраций НАКР 53,02-65,71% температура их кристаллизации находится в пределах (-75)-И2,0°С, что позволяет их применять в весеннелетнее время в качестве жидких азотнокальциевых удобрений. НАКР обладает хорошими реологическими свойствами. НАКР был переработан в гранулированную кальциевую селитру. Для улучшения свойств последнего в качестве добавки использовались бентонитовые глины различных месторождений. В продуктах, получаемых при соотношении Са(МОз)г : бентонит = 100 : 6 содержание азота находится в пределах 14,49-14,69%. Определены физико-химические свойства полученных продуктов. Изучены конверсия нитрата кальция НАКР в NH4NO3 и СаСОз с помощью карбоната аммония. Полученные результаты позволили предложить в качестве оптимальных условий проведения процесса конверсии следующи: концентрация раствора нитрата кальция - 37%, норма карбоната аммония -120% от стехиометрии, температура конверсии - 70°С, продолжительность перемешивания - 120 мин. При этом достигается максимальная степень конверсии нитрата кальция - 99,94%, а концентрация раствора нитрата аммония - 45%.
5. Разработанная технология обогащения Кызылкумских фосфоритов азотной кислотой в пристутствии этанола прошла апробацию на модельной лабораторной установке и опытной установке АО «Самаркандкимё» с выпуском опытной партии химически обогащенного фосфоконцентрата. Составлен материальный баланс процесса, предложена технологическая схема обогащения. Схема включает в себя стадии разложения сырья азотной кислотой, репульпации нитрокальцийфосфатной пульпы оборотным спиртовым раствором нитрата кальция, нейтрализации суспензии аммиаком, двухкратной промывки влажного фосфоконцентрата циркулирующим раствором нитрата кальция и спиртом, а также сушки готового продукта.
6. Найдены оптимальные условия по получению ЭФК из химически обогащенного фосфоконцентрата с содержанием 26,20% Р2О5 в дигидратном режиме: норма H2SO4 - 103%; концентрация оборотной ЭФК - 15% Р2О5 и соотношение Ж : Т = 3 : 1. При этом Kpari. = 98,73%; Котм = 98,57%, Квых. = 92,87%, скорость фильтрации 1312 кг/м2-час, а концентрация фосфорной кислоты 20,19% Р2О5. В высушенном фосфогипсе содержание СаОобщ ; SO3o6uj ; Р2О5О6Щ. и P2O5bO4h. составляет соответственно 31,21; 43,23; 1,43 и 0,27%. Изучен процесс получения сложно-смешанных РК- и NPK-удобрений в широком диапазоне соотношений питательных компонентов путем смешения влажного фосфоконцентрата, кристаллического хлорида калия и аммиачной селитры. Разработана блок-схема комплексной переработки фосфоритов ЦК с помощью HNO3.
7. Произведен экономический расчет производств МОФК и химически обогащенного фосфоконцентрата и аммофоса на их основе на базе переработки 1000 тонн фосфоритной руды Кызылкума. Показано, что полная заводская себестоимость одной тонны МОФК составляет 206155 сум, а химически обогащенного фосфоконцентрата 149657 сум, что на 56498 сум дешевле. При термическом обогащении 1000 тонн фосфоритной руды получается 433,94 т МОФК, а при химическом обогащении - 668 т фосфоконцентрата. Из них производится 235,1 и 361,8 т аммофоса соответственно на сумму 258255469 и 397434406 сум. То есть дополнительно производится продукт на сумму 139 млн. 179 тыс. сум. -
IMPACT OF BLACK PLASTIC MULCH ON SOIL TEMPERATURE AND TOMATO YIELD IN THE MID HILLS OF GARHWAL HIMALAYAS
The American Journal of Horticulture and Floriculture ResearchThe use of plastic mulch in agricultural practices has gained significant attention due to its potential to improve crop productivity and conserve soil moisture. This study investigates the impact of black plastic mulch on soil temperature and tomato yield in the mid hills of Garhwal Himalayas. Experimental plots were established with and without black plastic mulch, and soil temperature was measured at different depths throughout the growing season. Tomato plants were monitored for growth parameters, yield, and fruit quality. The results indicate that black plastic mulch significantly increased soil temperature compared to the control, especially at shallow depths. This accelerated soil warming promotes early plant growth and development, resulting in improved tomato yield and fruit quality. The increased soil temperature under black plastic mulch also aids in weed suppression and moisture conservation. Thus, the application of black plastic mulch shows great potential for enhancing tomato production in the mid hills of Garhwal Himalayas, contributing to sustainable agriculture in the region.
-
DISEASES OF THE UPPER RESPIRATORY TRACT IN LIVESTOCK AS A RESULT OF WORK ON LIVESTOCK FARMS.The article describes the specifics of the activities of livestock farms, the factors that negatively affect them. Negative factors: noise, humidity, high and low temperature, wind speed, forced labor conditions were checked and analyzed. The research was conducted among a total of 26 employees of 2 livestock farms and 4 employees of the district center for the control group. The survey used anonymous surveys of workers and data from the district's Sanitary and Epidemiological Surveillance and Public Health Department. According to the results of the research, the results of anonymous surveys of livestock and the data of the District Sanitary and Epidemiological Surveillance and Public Health According to the department's conclusion, negative factors in the work process can actually cause livestock diseases.
Современная наука и исследования -
THE DEPENDENCE OF THE FUEL EFFICIENCY OF THE CAR ON THE TEMPERATURE REGIME OF THE MAIN UNITS DURING OPERATION IN A COLD CLIMATE
Европейский международный журнал междисциплинарных исследований и менеджментаThe analysis of fuel efficiency makes it possible to make a reasonable choice of the rolling stock of a motor transport company and its rational use when performing transport work.
The temperature regime of the units and the associated change in the fuel efficiency of cars depends both on the design parameters and on the conditions in which the cars are operated, and primarily on the ambient temperature.
A change in ambient temperature by 10 ° C leads to the fact that the total resistance to movement changes by about 8-10%, fuel consumption by 6-7%. If the ambient temperature decreases by 30 ° C, fuel consumption may increase by 25%. When the exhaust gas temperature increases by 10 ° C, the engine power decreases by 1.8-2.2% (more for diesels).
-
ЗНАЧЕНИЕ КОМПЬЮТЕРНОЙ ТЕРМОГРАФИИ В ОЦЕНКЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЛЕЧЕНИЯ ВОСПАЛИТЕЛЬНЫХ БОЛЕЙ В СПИНЕМедицинская термография (тепловизионное изображение): “...метод регистрации естественного теплового излучения человеческого тела в невидимой инфракрасной области электромагнитного спектра температуры тела - один из важнейших показателей здоровья человека, основанный на том факте, что любое патологическое состояние локально или в целом влияет на процессы теплопродукции и теплообмена в организме Таким образом, во время воспаления скорость биохимических процессов снижается, но усиливается процесс разобщения дыхания и фосфорилирования, в результате чего температура воспаленного участка будет выше, чем температура окружающих тканей” [1].
Современная наука и исследования
