автореферат диссертации по строительству, 05.23.05, диссертация на тему:Металлобетонный композит на основе модифицированного высокодисперсного оксида железа и металлического алюминия

МЕТАЛЛОБЕТОННЫЙ КОМПОЗИТ НА ОСНОВЕ МОДИФИЦИРОВАННОГО ВЫСОКОДИСПЕРСНОГО ОКСИДА ЖЕЛЕЗА И МЕТАЛЛИЧЕСКОГО АЛЮМИНИЯ

05.23.05 - Строительные материалы и изделия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Белгород - 2004

Работа выполнена в Белгородском государственном технологическом университете им. В.Г. Шухова

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор

Заслуженный изобретатель РФ Павленко Вячеслав Иванович

Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессор

Хархардин Анатолий Николаевич

- кандидат технических наук, доцент Трубицын Михаил Александрович

Ведущая организация - Проектно-изыскательский и научно-исследовательский институт "ОргстройНИИпроект" (г. Москва)

Защита состоится 24 декабря 2004 года в 1430 часов на заседании диссертационного совета Д 212.014.01 в Белгородском государственном технологическом университете им. В.Г. Шухова (БГТУ) по адресу: 308012, г. Белгород, ул. Костюкова, 46, БГТУ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова

Автореферат разослан 24 ноября 2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Г.А. Смоляго

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы диссертационной работы, заключается в разработке новых видов металлобетонных композитов строительного назначения, обладающих высокими физико-механическими и радиационно-защитными свойствами для обеспечения радиационной безопасности на ядерно-энергетических объектах, включая электронные ускорители. Это позволит не только расширить номенклатуру строительных и радиационно-защитных материалов, но и технический диапазон их применения.

До последнего времени основное внимание в большинстве работ рассматриваемого направления уделялось композиционным материалам, обладающих радиационно-защитными свойствами, но не имеющих достаточно высоких конструкционных характеристик. Кроме того, некоторые известные радиационно-защитные материалы являются сами по себе токсичными (свинцовосодержащие) и имеющими высокую стоимость.

Для атомной промышленности (АЭС, радиохимических производств, хранилищ РАО) в настоящее время является актуальным разработка материалов с высокими прочностными характеристиками, имеющих работоспособность в условиях динамических, температурных и радиационных нагрузок, стойких к высоким неоднократным перепадам температур (пожаробезопасность), состоящих из экологически чистых компонентов.

Диссертационная работа выполнялась в соответствии с программой НИР по единому заказ-наряду "Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники" Минобразования РФ и Федеральной целевой программе "Обращение с радиоактивными отходами, облученными ядерными материалами, их утилизация и захоронение на 1996-2005 гг.".

Цель работы и задачи исследований. Разработка технологии

получения металлобетонного композита с алюминиевой металлической матрицей для радиационной защиты от гамма-излучения и потоков быстрых электронов.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

теоретическое обоснование выбора железооксидных систем, их физико-химическое модифицирование и изучение физико-механических характеристик для регулирования свойств систем;

разработка технологии получения металлобетонного композита на основе металлической

РОС НАЦИОНАЛ!",« '

виышотек« >

высокодисперсным оксидом железа, модифицированным оксидом алюминия;

исследование влияния условий получения металлобетонного композита на его физико-механические и радиационно-защитные свойства;

исследование структуры, физико-механических и эксплуатационных свойств радиационно-защитного металлобетонного композита;

физико-математическое моделирование и экспериментальный анализ радиационно-физических параметров металлобетона при взаимодействии с высокоэнергетическими потоками быстрых электронов и -излучением.

Научная новизна. Установлена возможность получения нового металлобетонного композита на основе высокодисперсного оксида железа с различным валентно-координационным состоянием атомов железа и металлического алюминия, заключающаяся в предварительной достройке кристаллической решетки железооксидного наполнителя ионами Fe3+ и привитии на активированной поверхности оксидов железа ионов А13+.

Установлены механизмы взаимодействия ионов Fe3+ и А13+ с поверхностью оксидов железа (магнетита, гематита) в водных растворах, Взаимодействие обусловлено как силами электростатического взаимодействия, так и хемособцией через гидроксильные группы поверхности оксидов железа.

Установлены механизмы адсорбции ионов А13+ из водного раствора на активированных оксидах железа за счет ион-дипольного взаимодействия с кислородом гидроксильных групп поверхности оксидов железа.

Установлено, что основными физическими процессами, протекающими в металлобетонном композите при воздействии на него высокоэнергетических излучений в широком энергетическом интервале, являются поглощение и отражение. Под влиянием потока быстрых электронов происходит перераспределение атомов Fe3+ из тетраэдрических [FeO4]в октаэдрические [FeO6] позиции.

Практическое значение работы. Установлены оптимальные

составы, технологические параметры и технология получения металлобетонного композита на основе модифицированного высокодисперсного оксида железа и металлического алюминия.

Результаты исследований рекомендованы в практику проектирования радиационно-защитных материалов для атомно-

энергетических объектов. Основные положения метода расчета и подбора состава радиационно-защитного металлобетонного композита использованы при составлении нормативной инструкции "Руководство по проектированию конструкций из радиационно-защитных материалов", принятой в проектно-изыскательском и научно-исследовательском институте "ОргстройНИИпроект" (г. Москва).

На разработанный металлобетонный композит получено положительное решение ФИПС о выдаче патента РФ на изобретение.

Заключены договора на разработку технологической документации и организацию производства разработанного металлобетонного композита с ООО «Эмикра». Ожидаемый экономический эффект от внедрения результатов работы составит около 0,5 млн. рублей в год.

Апробация работы. Результаты работы представлены на научно-технических конференциях: Международной научно-технической конференции "Современные проблемы строительного материаловедения" (г. Белгород, 2001г.); I Всероссийской конференции "Прикладные аспекты химии высоких энергий" (г. Москва, 2001г.); Международной научно-практической конференции "Рациональные энергосберегающие конструкции, здания и сооружения в строительстве и коммунальном хозяйстве" (г. Белгород, 2002г.); Международном конгрессе "Современные технологии в промышленности строительных материалов в стройиндустрии" (г. Белгород, 2003г.); Международной научно-практической конференции "Экология - образование, наука, промышленность и здоровье" (г. Белгород, 2004г.).

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 6-и печатных работах.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов и приложения, изложена на 164 страницах основного машинописного текста, содержит 58 рисунков, 24 таблицы и список используемой литературы, включающий 167 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дано обоснование актуальности темы диссертации, сформулированы цель и задачи работы, научная новизна и практическая значимость.

Основополагающую роль развития теорий в области современного строительного и радиационного материаловедения играют

труды А.А. Абагяна, Ю.М. Баженова, A.M. Болдырева, В.М. Бондаренко, В.В. Бочкарева, Д.Л. Бродера, Г. Гольдштейна, Н.Г. Гусева, Ю.А. Егорова, В.И. Иванова, В.И. Калашникова, В.Я. Карелина, В.Ф. Козлова, П.Г. Комохова, В.Н. Лебедева, Л.С. Ляховича, У.Я. Маргулиса, В.П. Машковича, А.П. Прошина, И.А. Рыбьева, А.П. Суворова, В.Г. Хозина, Ю.Д. Чистова и других ученых, исследования которых позволили установить основные пути получения металлобетонного композита радиационно-защитного назначения.

В первой главе рассмотрены проблемы современного радиационного материаловедения.

Выбор конфигурации устройств биологической защиты и ее конструктивное решение определяются предпочтительной геометрией просвечивания, энергией и мощностью дозы излучения генерируемого источником и его природой; при проектировании современной радиационной защиты необходимо учитывать радиационно-физические процессы, происходящие в веществе под действием ионизирующих излучений.

В связи с постоянным ростом научного и практического интереса в области радиационной безопасности разработаны различные типы радиационно-защитных материалов, состоящих из двух и более разнородных компонентов, обладающих различными физико-механическими и химическими свойствами. К недостаткам свойств известных материалов можно отнести низкие прочностные характеристики, что определяет материал, как неспособного нести конструкционные нагрузки (как правило, такие материалы можно отнести к виду облицовочных, а последние в свою очередь имеют большие габаритные размеры, что увеличивают массу, объем экранируемого объекта), что значительно сужает область их применения. В подавляющем большинстве, такие материалы предназначены для защиты от рентгеновского и гамма-излучения. Кроме того, большинство из известных радиационно-защитных материалов имеют сложные составы, включающие во многих случаях дефицитные и дорогостоящие сырьевые материалы, что в значительной мере увеличивает их материальную стоимость. Это сдерживает их производство.

Путь к решению данной проблемы состоит в разработке и получении новых видов композиционных материалов, обладающих высокими стабильными физико-механическими, эксплуатационными, радиационно-защитными свойствами и экономически обоснованными для обеспечения радиационной безопасности на ядерно-энергетических объектах, включая электронные ускорители.

Во второй главе приведены характеристики объектов и методов исследований, методика расчета ослабления гамма-излучения.

В качестве объектов исследования при разработке металлобетона были выбраны магнетитовый и гематитовый железорудные концентраты КМА и чистый алюминий.

Использован магнетитовый железорудный концентрат Лебединского ГОКа, содержащий магнетитовую железооксидную форму- Fe3O4 (плотность 4950 кг/м3, твердость по Моосу - 6, цвет черный; находится в виде неправильных игольчатых зерен, кристаллы октаэдрической формы, дисперсность частиц 40-70 мкм; минеральный состав концентрата представлен в основном магнетитом, с незначительным содержанием карбонатных и кремнезёмистых примесей). Использован гематитовый железорудный концентрат Яковлевского рудника, содержащего гематитовую железооксидную форму - a-Fe2O3 (плотность 4770 кг/м3, цвет темно-серый, твердость по Моосу 6,3, находится в виде зерен неправильной формы, кристаллографическая сингония - тригональная, дисперсность частиц 50-80 мкм; минеральный состав представлен в основном гематитом с незначительным содержанием карбонатных и кремнезёмистых примесей). После физико-химического обогащения железорудных концентратов, содержание основных оксидных фаз в них повышается до 99,7-99,9%. Использован чистый алюминий (содержание основного элемента 99,9 мас.%, ГОСТ 11069-74).

Основные свойства металлобетона изучали физико-механическими, физико-химическими методами исследований и ядерно-физическими испытаниями (методами Монте-Карло, ЯГР), регламентируемые соответствующими ГОСТами.

Анализ радиационно-защитных свойств металлобетона по отношению к -излучению проводился на базе точечных -источников 241Ат (Е=0.06 МэВ), "'Се (Е=0.66 МэВ), 60Со (Е=1.20 МэВ) и был выполнен на аттестованном ВНИИФТРИ -спектрометрическом комплексе в государственной аккредитованной лаборатории радиационного контроля "Спектр" БГТУ им. В.Г. Шухова. При исследовании поведения атомов железа под воздействием потока быстрых электронов использовали электроны с энергией 6,2 МэВ и флюенсе 18

10 эл/см2 .

В третьей главе представлены результаты экспериментальных исследований процесса модифицирования поверхности оксидов железа (магнетита и гематита) оксидами алюминия.

Целью модифицирования оксидов железа было привитие на поверхности их частиц микрослоя алюминия, для обеспечения однородности совмещения железооксидного наполнителя с расплавом

алюминиевой матрицы при разработке нового металлобетонного композита.

Простейшим вариантом модифицирования является адсорбция ионов алюминия на поверхности минерального носителя из водного раствора хлорида алюминия. Важную роль играет структура поверхности и форма частиц оксидов железа. Исследованиями электронно-сканирующей зондовой микроскопией установлено, что частицы оксидов железа имеют неправильную форму с сильной агрегацией. Шероховатая поверхность частиц оксидов железа способствует механизму сцепления пленки модификатора с подложкой по анкерному типу. Достигается возможность достройки кристаллической решетки оксидов железа с образованием активных центров, на которые может быть привит материал другой природы.

Изучена адсорбция ионов алюминия на поверхности высокодисперсных частиц оксидов железа из водных растворов. Более высокая адсорбция ионов алюминия из водных растворов на поверхности оксидов железа отмечается на гематите: при равновесной концентрации ионов алюминия А13+ 310 мг/л в растворе, величина адсорбции (концентрация ионов в монослое) составляет 1,45 мг/г, тогда как на магнетите - 1,38 мг/г. И это не смотря на то, что на границе "твердая фаза водный раствор" электрический заряд (электрокинетический -потенциал) более высокий на поверхности магнетита (-26,3 мВ), чем на гематите (-23,0 мВ). Установлено, что более высокая адсорбция ионов алюминия гематитом вызвана большей степенью гидроксилирования его поверхности.

Адсорбция ионов А13+ вызывает смещение электрокинетического потенциала оксидов железа в положительную сторону, увеличивая его с величины -26,3 мВ до -21 мВ для магнетита и с величины -23 мВ до -18,5 мВ для гематита. Такое смещение ¿—потенциала объясняется

3+

электростатическим притяжением ионов A1 поверхностью оксидов железа, в результате чего их плотность в приповерхностном слое увеличивается. При увеличении равновесной концентрации ионов алюминия в растворе более 310 мг/л (для гематита) и 315 мг/л (для магнетита) наблюдается некоторое смещение -потенциала в отрицательную сторону, связанное с переходом ионов А13+ в хемосорбированные.

Установлено, что взаимодействие ионов алюминия из водного раствора с поверхностью оксидов железа обусловлено как силами электростатического взаимодействия (физическая адсорбция), так и хемосорбцией через гидроксильные группы их поверхности, являющихся основным типом реакционных центров, по которым происходит модифицирование (за счет ион-дипольного взаимодействия положительно

заряженных атомов алюминия и атомов кислорода гидроксильных групп оксидов железа).

Экспериментальные предельные значения адсорбции Г=1,38 мг/г и Г=1,45 мг/г (для магнетита и гематита соответственно), представляются существенно заниженными (на порядок) по сравнению с теоретическими значениями. Учитывая, что присутствие на поверхности оксидов железа гидроксильных групп (-ОН) заметно увеличивает адсорбцию на них ионов алюминия, возникла необходимость гидроксилировать их поверхность с помощью одноимённых с дисперсной фазой ионов, что должно привести к повышению предельных значений адсорбции ионов алюминия из водных растворов на поверхности частиц магнетита и гематита. В качестве таких ионов использованы ионы Fe3+, которые, адсорбируясь из водного раствора способны достраивать кристаллическую решётку оксидов железа, изменяя тем самым общее ионное равновесие в растворе.

Наибольшая адсорбция ионов Ре3+ наблюдалась на магнетите, что обусловлено его более высоким ¿¡-потенциалом. Установлено, что для магнетита образование монослоя соответствует адсорбции 4,05 мг/г Fe3+, для гематита 3,93 мг/г. В результате активации поверхность оксидов железа приобретает дополнительные активные центры в виде Ре(ОН)2 , что увеличивает ¿¡-потенциал магнетита до -33,2 мВ и гематита до -30.5 мВ (рис. 1, б).

Изотермы адсорбции ионов алюминия из водных растворов оксидами железа, активированными ионами Fe3+, имеют более интенсивный характер, чем в случае использования неактивированной поверхности, что объясняется дополнительным взаимодействием ионов Л13+ С гидроксильными группами оксидов железа.

Из рис. 1, а видно, что более высокая адсорбция ионов алюминия из водных растворов на активированной поверхности оксидов железа отмечается на гематите: при равновесной концентрации ионов алюминия 205 мг/л в растворе, величина адсорбции составляет 3,05 мг/г, тогда как при равновесной концентрации ионов алюминия 210 мг/л, величина адсорбции на магнетите составляет 2,97 мг/г, что примерно в 2,2 раза выше адсорбционных значений на неактивированных оксидах железа.

Анализ кривых, отражающих зависимость ¿¡-потенциала от концентрации ионов алюминия на активированной поверхности оксидов железа (рис. 1, б), показал увеличение электрокинетического потенциала оксидов железа с величины -33,2 мВ до -29,7 мВ для магнетита и с величины -30,5 мВ до -26,1 мВ для гематита. Так же как и в случае с неактивированной поверхностью, такое смещение электрокинетического потенциала объясняется электростатическим притяжением ионов алюминия поверхностью оксидов железа, в результате чего их плотность в приповерхностном слое увеличивается. Точка излома на кривой

зависимости ^-потенциала от концентрации ионов А13+ соответствует завершению формирования адсорбционного монослоя ионов алюминия на поверхности частиц оксидов железа.

0 50 100 150 200 250 300 350 400 Концентрация ионов А13+, мг/л

Рис 1. Изотермы адсорбции ионов А13+ из водных растворов оксвдами железа, активированными ионами Ре3+ (а) и изменение их ф-потенциала (б) 1 - магнетит: 2 - гематит

Стабильность гематита при термообработке и более высокая его адсорбционная емкость ионов А13+ из водных растворов (по отношению к магнетиту), дали основание выбрать его в качестве наполнителя металлобетонного композита. В связи с этим, дальнейшие исследования проводились на гематите.

Поверхность частиц гематита до и после модифицирования приведена на рис. 2. Наблюдается различие исходного и модифицированного гематита, характерное присутствием металлического блеска, обусловленного адсорбированным на поверхности его частиц микрослоем алюминиевой оболочки.

Из рентгенофазового анализа модифицированного гематита установлено, что достройка его кристаллической решетки и гидроксилирование поверхности с помощью одноимённых с дисперсной фазой ионов осуществляется в виде магнетитовой оксидной формы Fe3O4, а в процессе модифицирования на его поверхности образуется водная оксидная форма алюминия в виде байерита ( Р -А12ОзЗН2О)

а) х90 б) х90

Рис. 2 Оптические микрофотографии гематита до (а) и после (б) модифицирования

Магнетитовая оксидная форма при температуре 700°С переходит в гематитовую (a-Fe2O3). При небольших температурах (270°С) байерит частично переходит из тригидратной в моногидратную модификацию оксида алюминия - бёмит (а-А12О3Н2О) и частично при температуре 350°С в низкотемпературную полиморфную модификацию г) -А1203, которая переходит в корунд (а-А1203) свыше 1100°С через высокотемпературную полиморфную модификацию 9-А1203 (при 900°С). Бёмит при термообработке более 1100°С переходит в корунд через ряд полиморфных модификаций: при температуре 600°С образуется у -А12О3, которая при дальнейшем повышении температуры до 800°С переходит в 8-А12О3 полиморфную модификацию и при 900°С переходит в 6 -А12О3.

В четвертой главе описана технологическая схема получения металлобетонного композита на основе модифицированного высокодисперсного оксида железа и металлического алюминия, изучены его основные физико-механические и эксплуатационные свойства.

Установлено оптимальное соотношение наполнителя (модифицированного гематита) и алюминиевой матрицы (металлического алюминия) 70:30 мас.%.

Доказана необходимость модифицирования поверхности высокодисперсного гематита водным раствором алюминия с последующим образованием на его поверхности оксидной пленки алюминия с целью достижения высокой совместимости модифицированного наполнителя (гематита) с расплавом металлического алюминия для получения металлобетонного композита. Модифицирование поверхности оксида железа алюмооксидной пленкой способствует увеличению механической прочности металлобетона в 7,5 раз и степени наполнения алюминиевой матрицы гематитом в 2,3 раза.

Введение в алюминиевую матрицу немодифицированного гематита не обеспечивает необходимой однородности металлобетона в целом. На образцах металлобетона, полученных на основе немодифицированного гематита, наблюдается низкая степень заполнения его частицами алюминиевой матрицы, их неравномерное распределение в ней (рис. 3,а, б). На срезе образцов, особенно в области большого скопления частиц, наблюдается образование пустот (рис. 3, в), при небольших расстояниях друг от друга частиц гематита не наблюдается алюминиевых включений (рис. 3,г), что объясняется плохой смачиваемостью расплавом алюминия частиц гематита, приводящей к неоднородности структуры металлобетона в целом.

в)х90 г)х400

Рис. 3. Оптические микрофотографии поверхности (а, б) и среза (в, г) металлобетона на основе немодифицированного гематита

Микроструктура образцов металлобетонного композита, полученных на основе модифицированного гематита отличается высокой степенью заполнения частицами наполнителя алюминиевой матрицы (рис.4, а), они равномерно распределены по её объему (рис. 4, в), при небольших расстояниях друг от друга частиц гематита, между ними находится металлический алюминий (рис. 4, б, г). Это объясняется

хорошей смачиваемостью частиц гематита расплавом алюминия в процессе получения металлобетона за счет привитой в результате модифицирования на их поверхности микрослоя в виде пленки оксида алюминия, которая улучшает сцепление между наполнителем и матрицей (увеличение адгезии) и позволяет полностью обволакивать частицы гематита расплавом алюминия

ВШКШи 11ШР лтг'«! * ЩЩщ, ......-» У щщйь* ШьР

в) х400 г; х750

Рис 4 Оптические микрофотографии поверхности (а, 6) и среза (в г) металлобетона на основе модифицированного гематита

Необходимость модифицирования гематита подтверждают и исследования поверхности металлобетонного композита, проведенные с использованием электронной сканирующей зондовой микроскопии (рис. 5) Анализируя микродиаграмму поверхности металлобетона на основе немодифицированного гематита (рис 6, а), показывающую ход зонда электронно-сканирующего микроскопа с сечением 7 мкм по оси О/ (рис 5, а), видно, что на границе раздела "частица немодифицированного гематита - алюминий" (гематитовый наполнитель - металлическая алюминиевая матрица) заметны провалы зонда в областях 1-3 и 8-10 мкм,

что говорит о плохой их области контакта и смачиваемости частиц гематита расплавом алюминия в процессе получения металлобетона

а) 3D 25х25х1 мкм

б) 3D 25х30х1 мкм

Рис 5 Поверхность металлобетонного композита на основе немодифицированного (а) и модифицированного (б) гематита

При изучении микродиаграммы поверхности металлобетона на основе модифицированного гематита (рис. 6, б), показывающую ход зонда электронно-сканирующего микроскопа с сечением 9 мкм по оси OZ (рис. 5, б), наблюдается плавный переход на границе раздела "частица

модифицированного гематита - алюминий" (область 14-18 мкм), что указывает о более интенсивном взаимодействии модифицированных частиц гематита с алюминиевым расплавом, приводящем к увеличению степени наполнения частицами модифицированного гематита алюминиевой матрицы, большей однородности металлобетона в целом и повышению его физико-механических свойств

а) б)

Рис 6 Микродиаграмма поверхности металлобетонного композита на основе немодифицированного (а) и модифицированного (б) гематита

Полученные экспериментальные результаты позволяют утверждать, что использование при получении металлобетонного композита в качестве наполнителя немодифицированного гематита, приводит не только к недостаточной совместимости частиц гематитового наполнителя и алюминиевой матрицы, но и к значительному ухудшению конструкционных характеристик металлобетона в целом, что доказывает необходимость процесса модифицирования гематита

Исследования основных эксплуатационных свойств металлобетона показали, что наиболее предпочтительной пленочной полиморфной модификацией из оксида алюминия на поверхности гематита, является форма в виде корунда (а-А1203), что обусловлено родством их кристаллографических сингоний (тригональных) Использование пленки в виде 0-А12Оз полиморфной модификации оксида алюминия на поверхности гематита снижает прочностные свойства металлобетона всего на 2,8 % Это дало возможность разработки технологической схемы получения металлобетонного композита при температуре 900°С, что значительно сократит энергозатраты на его производство, без существенного снижения качества продукта

Полученный металлобетонный композита обладает высокими физико-механическими и эксплуатационными свойствами (табл 1)

Таблица 1

Основные физико-механические и эксплуатационные свойства металлобетонного композита

Показатель Значение

Плотность, кг/м3 3870

Прочность на сжатие, МПа 690

Прочность на изгиб, МПа 250

Прочность на растяжение, МПа 195 10'

Модуль упругости, МПа 1,27 106

Относительное удлинение, % 6,5

Ударная вязкость, МДж/м2 0,45

Твердость по Бринеллю, НВ (10,300,10) 215

Твердость по Роквеллу, HRB 87

Микротвердость по Виккерсу, МПа 3320

Температура начала пластической деформации, °С 550

Температура плавления, °С 1165

Термостойкость (М), Т 660

Теплопроводность, Вт/м К 23.5

Водопоглошение (30 сут.), % 0

Химическая стойкость (без потери массы), рН 4-9

В пятой главе смоделированы процессы взаимодействия высокоэнергетических излучений (потоков быстрых электронов, у излучения) с металлобетонным композитом, изучены его радиационно-защитные свойства.

По методу Монте-Карло смоделированы воздействия высокоэнергетических потоков быстрых электронов и -квантов на металлобетонный композит.

Установлено, что при облучении металлобетона электронами различной энергии, одинаковая поглощенная доза достигается на глубине, прямо пропорциональной энергии электронов в области 0,20-1,20 МэВ. Для пучка электронов с энергией 0,66-1,20 МэВ полоса максимума распределения поглощенной дозы по толщине образца металлобетона уширяется и охватывает более глубинные слои материала. Появление максимума связано с развитием процесса ионизации в массе металлобетона, вызываемого падающими электронами и повышением плотности ионизации среды за счет обратного рассеяния вторичных электронов на больших глубинах. Анализ коэффициентов отражения и поглощения электронов (по энергии и частицам) в металлобетоне показал, что в широком энергетическом спектре электронов 89-98% энергетических частиц поглощаются в материале.

Исследовано поведение атомов железа при воздействии потоков быстрых электронов с энергией до 6,2 МэВ. Под влиянием потоков быстрых электронов в железооксидной системе происходит изменение фазового состава, валентно-координационного и магнитного состояния атомов железа. Гематитовая фаза при облучении переходит в

магнетитовую с перераспределением атомов Бе из тетраэдрических [Бе04] в октаэдрические [Бе06] позиции.

Рассчитаны системные данные по коэффициентам пропускания для двух моделей - мононаправленный однородный источник гамма-излучения нормально падающий на плоский защитный экран и точечный изотропный гамма-источник в бесконечной среде. Анализ произведенных расчетов показал, что с возрастанием энергии фотонов в пределах одного значения длины свободного пробега фотона, энергетический фактор накопления и энергетический коэффициент пропускания для металлобетона плавно увеличиваются.

Полученные данные в комплексе с физико-механическими и эксплуатационными свойствами металлобетона позволят принять решение о области его использования.

Полученный металлобетонный композит обладает радиационно-защитными свойствами, представленными в табл. 2.

Таблица 2

Радиационно-защитные свойства металлобетонного композита

Показатель Значение

Линейный коэффициент ослабления

гамма-излучения (ц), см"1

при Е=0,06 МэВ (241Ат) 5,82

при Е=0,66 МэВ (137С8) 0,35

при Е=1,20 МэВ (б0Со) 0,26

Проведенные исследования и расчеты взаимодействия высокоэнергетических излучений различной природы с разработанным металлобетоном, дали основание утверждать, что металлобетон может быть успешно применен в качестве строительного радиационно-защитного материала, способного обеспечить биологическую защиту от потоков быстрых электронов с энергией до 6,2 МэВ с поглощенной дозой до 2 МГр и гамма-излучения в широком диапазоне энергий (0,06-1,2 МэВ) с поглощенной дозой до 10 МГр.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Разработаны научные основы получения нового вида металлобетонного композита на основе модифицированных высокодисперсных оксидов железа с различным валентно-координационным состоянием атомов железа и металлического алюминия, заключающиеся в достройке кристаллической решетки оксидов железа ионами Fe3+ и привитии на активированной поверхности ионовА13+.

2. Показана возможность модифицирования железооксидных форм в виде магнетитовой и гематитовой фаз ионами алюминия из водных растворов, с целью их физико-химического совмещения с алюминиевым расплавом. Приведены механизмы адсорбции ионов Fe3+ (активация кристаллической решетки оксидов железа) и ионов А13+ (модифицирование поверхности оксидов железа) из водных растворов. Установлено, что гидроксильные группы поверхности оксидов железа являются основным типом реакционных центров, по которым происходит модифицирование их поверхности.

3. Стабильность гематита в различных температурных интервалах и более высокая его адсорбционная емкость ионов А13+ из водных растворов (по отношению к магнетиту) дали основание выбрать его в качестве наполнителя металлобетонного композита. Установлено, что достройка кристаллической решетки гематита осуществляется в виде магнетитовой оксидной формы ^е304), а в процессе модифицирования на его поверхности образуется водная форма оксида алюминия в виде байерита

(Р-А12О3ЗН2О).

4. Установлена необходимость модифицирования поверхности высокодисперсного гематита ионами А13+ с последующим образованием на его поверхности оксидной пленки алюминия с целью достижения его высокой совместимости с расплавом металлического алюминия. Модифицирование поверхности гематита алюмооксидной пленкой способствует увеличению прочности металлобетона в 7,5 раз и степени наполнения алюминиевой матрицы гематитом в 2,3 раза.

5. Наиболее предпочтительной пленочной полиморфной модификацией из оксида алюминия на поверхности гематита является форма в виде корунда (а-А12О3). Использование пленки в виде 0 -А12О3 полиморфной модификации оксида алюминия на поверхности гематита снижает основные физико-механические характеристики металлобетона всего на 2,8 %. Это дает возможность получения конструкционного композиционного материала при температурах до 900°С, что значительно

сократит энергозатраты на его производство, без существенного снижения качества продукта.

6. Установлен оптимальный состав металлобетонного композита, включающий предварительно активированный и модифицированный высокодисперсный гематит и металлический алюминий в количестве 70 мас.% и 30 мас.% соответственно.

7. Разработана технологическая схема производства металлобетонного композита на основе высокодисперсного модифицированного гематита и металлической алюминиевой матрицы с рабочей температурой его эксплуатации до 550°С, способного сопротивляться внешним нагрузкам до 690 МПа, с высокими антикоррозионными свойствами.

8. Установлен экстремальный характер распределения поглощенной дозы электронного облучения по толщине металлобетонного композита. Для быстрых электронов с энергией до 6,2 МэВ 89-98% энергетических частиц приходится на поглощение в металлобетоне. Под влиянием потоков быстрых электронов гематитовая фаза переходит в магнетитовую

с перераспределением атомов Fe3+ из тетраэдрических [FeO4] в октаэдрические [FeO6] позиции. Для металлобетона наблюдается значительное увеличение энергетического фактора накопления (до 50 %), по сравнению со сталью, энергетический коэффициент пропускания увеличивается с возрастанием энергии фотонов в пределах одного значения длины свободного пробега.

9. Металлобетон стабилен по основным физико-механическим свойствам при облучении его потоками быстрых электронов с энергией до 6,2 МэВ с поглощенной дозой до 2 МГр и гамма-излучением с энергией до 1,2 МэВ с поглощенной дозой до 10 МГр. Разработанный металлобетон строительного назначения способен обеспечить выполнение современных требований норм радиационной безопасности (НРБ-99) по обеспечению биологической защиты от потоков быстрых электронов с энергией до 6,2 МэВ и гамма-излучений в широком энергетическом спектре от 0,06 до 1,2 МэВ.

10. Выпущена опытно-промышленная партия разработанного металлобетонного композита в СГПИ "ВНИПИЭТ" (г. Сосновый Бор). Расчет себестоимости биологической защиты из разработанного металлобетонного композита показал экономическую эффективность его производства по сравнению с известной защитой на электронных ускорителях и составил 30%. При этом достигается снижение геометрических размеров защиты на 65%.

СПИСОК НАУЧНЫХ ТРУДОВ ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Матюхин П.В. Модифицирование поверхности природных железорудных минералов алкилсиликонатом натрия /П.В.Матюхин //Рациональные энергосберегающие конструкции, здания и сооружения в строительстве и коммунальном хозяйстве: Междунар. науч.-практич. конф.-Белгород: Изд-во БелГТАСМ, 2002,-Ч.З.- С.140 -141.

2. Матюхин П.В. Конструкционный металлокомпозит, стойкий к воздействию высокоэнергетических полей у-излучения /П.В.Матюхин,

B.И.Павленко //Прикладные аспекты химии высоких энергий: Тезисы докл. I Всероссийская конф. (с пригл. специалистов стран СНГ).- М.: Изд-во РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2001.-С.40 - 41.

3. Матюхин П.В. Металлокомпозиционные системы с активными минеральными наполнителями /П.В.Матюхин, В.И.Павленко //Современные проблемы строительного материаловедения: Матер. седьмых акад. чтений РААСН.- Белгород: Изд-во БелГТАСМ, 2001.- Ч.1.-

C.412-414.

4. Матюхин П.В. Неорганический радиационно-защитный композиционный материал /П.В.Матюхин, О.А.Маракин //Строительные материалы и изделия.- 2003.- № 1.- С. 15 - 16.

5. Матюхин П.В. Коллоидно-химическое модифицирование оксидов железа ионами алюминия /П.В.Матюхин, Р.Н.Ястребинский //Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова: Матер. Междунар. конгр. "Современные технологии в промышленности строительных материалов и стройиндустрии".- Белгород: Изд-во БГТУ, 2003.- №5.- С.88 - 89.

6. Пол. реш. ФИПС о выд. пат. РФ на изобретение по заявке №2001119709/06, МПК 7в 21 Б 1/10. Композиционный материал для радиационной защиты /В.И.Павленко, П.В.Матюхин.

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Матюхин Павел Владимирович

МЕТАЛЛОБЕТОННЫЙ КОМПОЗИТ НА ОСНОВЕ МОДИФИЦИРОВАННОГО ВЫСОКОДИСПЕРСНОГО ОКСИДА ЖЕЛЕЗА И МЕТАЛЛИЧЕСКОГО АЛЮМИНИЯ

Подписано в печать 11.11.2004 г. Формат 60x84.16

Объем 1.3 усл. печ. л. Тираж 100 экз.

Заказ № 2&0

Лицензия ИД № 04708 от 08.05.2001 г. Отпечатано в Белгородском государственном технологическом университете им. В.Г. Шухова, 308012, г. Белгород, ул. Костюкова, 46

»25 7 6 9

47g

Введение

Глава 1. Проблемы современного радиационного материаловедения

1.1. Основы проектирования радиационно-защитных материалов

1.2. Защита от излучений на электронных ускорителях

1.3. Материалы для защиты от гамма-излучения

1.3.1. Традиционные радиационно-защитные материалы

1.3.2. Композиционные радиационно-защитные материалы

1.3.3. Современные радиационно-защитные материалы 26 Выводы

Глава 2. Объекты и методы исследования

2.1. Выбор объектов исследования

2.2. Характеристика используемого сырья и материалов

2.3. Методы исследования

2.4. Методика расчета ослабления гамма-излучения 53 Выводы

Глава Э. Модифицирование поверхности оксидов железа из водных растворов ионов алюминия

3.1. Физико-химия поверхности оксидов железа

3.2. Адсорбционная активность оксидов железа к ионам алюминия

3.3. Модифицирование поверхности высокодисперсных оксидов железа оксидами алюминия

Выводы

Глава 4. Получение металлобетонного композита на основе модифицированного высокодисперсного оксида железа и металлического алюминия, его физико-механические свойства

4.1. Капсулирование высокодисперсного модифицированного гематита в алюминиевую металлическую матрицу

4.2. Разработка технологии получения металлобетонного композита

4.3. Исследования физико-механических и эксплуатационных свойств металлобетонного композита 106 Выводы

Глава 5. Моделирование процессов взаимодействия высокоэнергетических излучений с металлобетонным композитом

5.1. Воздействие высокоэнергетических потоков быстрых электронов на металлобетонный композит

5.2. Особенности структурного состояния атомов железа под воздействием быстрых электронов

5.3. Моделирование процессов прохождения гамма-излучения в металлобетонном композите

5.4. Радиационно-защитные свойства металлобетонного композита 139 Выводы 144 Общие выводы 146 Литература 149 Приложение

Материалы, представляющие собой макрогетерофазные системы, состоящие из двух и более разнородных компонентов, обладающих различными физико-химическими и механическими свойствами, обычно называются композиционными материалами.

Все композиционные материалы, независимо от их происхождения, являются результатом объемного сочетания разнородных компонентов, один из которых, например, пластичен, а другой обладает высокой прочностью и жесткостью, и при этом композиции имеют свойства, которых не имеют отдельные составляющие.

В качестве как первого, так и второго компонента могут выступать самые разнообразные по природе и происхождению материалы. Известны композиты на базе металлов, керамики, стекол, гранита [1-2], углерода, пластиков и других материалов. В широком смысле слова практически всякий современный материал представляет собой композицию, поскольку все материалы чрезвычайно редко применяются в чистейшем виде [3-8].

Вторая половина XX века характеризуется возрастающими темпами использования атомной энергии практически во всех отраслях народного хозяйства, что актуализирует необходимость повышения радиационной безопасности и разработке конструкционных металлокомпозитов, обладающих повышенными радиационно-защитными свойствами [9-10].

Только в России эксплуатируется более 15 тысяч у-дефектоскопов, 70 тысяч радиационных приборов технологического контроля, функционирует около 350 мощных радиационных у-установок. В медицинских учреждениях страны имеется около 1000 радиологических отделений, оснащенных современными у-терапевтическими установками [11-13]. Все шире начинают использоваться на космических кораблях бортовые атомные электростанции и радионуклидные источники тепловой и электрической энергии. На сегодняшний день мировой ядерный парк достиг порядка 436 энергоблоков.

С каждым годом наблюдается тенденция увеличения темпов использования электронных ускорителей не только в научных исследованиях, но и в медицине, промышленности. Электронные ускорители применяются в радиационно-химических технологиях при производстве кабельной продукции с термостойкой изоляцией, полимерных труб горячего водоснабжения, термоусаживаемых труб, манжетов и пленок, хладостойких полимеров, полимерных рулонных композитных материалов; в радиационно-химических процессах для производства нового типа лекарств, стерилизации лекарств и медицинского инструментария; при очистке дымов от оксидов серы и азота, диоксинов на электрических и тепловых станциях и фабриках по сжиганию мусора, очистки воды, промышленных стоков, загрязненных участков земли от вредных органических и неорганических примесей; при синтезе специальных керамик, поверхностном упрочении металлов, производстве нанопорошков; при сухой низкотемпературной экологически чистой стерилизации продуктов питания (мяса, морепродуктов, овощей, фруктов, зерна). С расширением областей применения электронных ускорителей и увеличения мощности ускоряемых ими пучков частиц, становится сложной научно-технической проблемой обеспечения радиационной безопасности персонала, работающего в непосредственной близости с такими установками. Перспективным направлением в решении данной проблемы является разработка новых видов радиационно-защитных материалов, способных обеспечить биологическую защиту, не теряющих стабильности физико-механических характеристик при облучении пучками быстрых электронов и возникающего тормозного у-излучения на электронных ускорителях.

Ввиду постоянно расширяющейся области использования ионизирующих излучений в жизнедеятельности человека, в последнее время наиболее актуальной стала задача реконструкции действующих и строительства новых энергетических установок с минимально возможными габаритными размерами и максимально высокой биологической защитой. И ключевым вопросом здесь является исключение аварий с тяжелыми последствиями. Поэтому все средства и усилия должны быть сконцентрированы на повышение радиационной безопасности существующих атомных электростанций в целом, атомных реакторов, трубопроводов от атомных реакторов, различных энергоблоков, источников ионизирующих излучений, в частности, и на возведение реакторов нового поколения с минимальной аварийной вероятностью, с помощью чего возможно ограничение воздействия радиационного фактора на человека и объекты окружающей его среды [14-19].

Удовлетворить такие требования традиционные материалы уже не в состоянии. И поэтому все большее внимание уделяется вопросам создания уникальных композиционных материалов, соединяющих в себе все полезные свойства входящих в них компонентов.

Радиационная безопасность - большой комплекс технических, организационных, гигиенических и экономических мероприятий для обеспечения безопасных условий труда персонала и населения при использовании различных источников ионизирующих излучений [20-22].

Вопросы радиационной защиты стали систематически и глубоко изучать лишь в последние 15-20 лет, когда выявились огромные перспективы мирного использования атомной энергии, и наибольшие успехи в этой области были достигнуты за последние годы с внедрением в практику таких научно-обоснованных и технически разработанных мер, как защита от ионизирующих излучений экранированием, дистанционное управление механизмами, находящимися в непосредственной близости от источников ионизирующих излучений; различные средства индивидуальной и коллективной защиты, препятствующие поступлению радиоактивных веществ в организм человека и окружающую его среду.

В России и за рубежом в области радиационного и строительного материаловедения большой вклад внесли ученые А.А. Абагян, Ю.М. Баженов, Н.Н. Блинов, A.M. Болдырев, В.М. Бондаренко, В.В. Бочкарев, Д.Л. Бродер, Г. Гольдштейн, Н.Г. Гусев, Ю.А. Егоров, В.И. Иванов, В.И. Калашников, В.Я. Карелин, Е.Е. Ковалев, В.Ф. Козлов, П.Г. Комохов, В.Н. Лебедев,

JI.C. Ляхович, У.Я. Маргулис, В.П. Машкович, А.П. Прошин, И.А. Рыбьев, Э. Сторм, А.П. Суворов, В.Г. Хозин, Ю.Д. Чистов и многих других, благодаря трудам которых накоплен огромный опыт.

Ведущие позиции по созданию и совершенствованию радиационно-защитных материалов и конструкций занимают ВНИИАЭС, ВНИПИЭТ, ОКБМ (г.Нижний Новгород), ФЭИ (г.Обнинск), ГСПИ, НПО"Красная звезда" (г.Москва), НИКиЭТ (г.Москва), НИИ атомных реакторов (г.Димитровград), Физико-химический НИИ им.Карпова, НИИ "Атомэнергопроект", НИИ стали (г.Москва), завод "Медпрепараты" (г.Москва), НПО "Экран" ВНИИРМ (г.Москва) и ряд других организаций.

Интенсивные исследования и практическую апробацию защитных материалов за рубежом проводят фирмы Франции ("Кожема", "Мерлен Жерен", "СЖН", "Сежелек", "Сема Груп", "Сосеби", "СГН", "Фраматом"); Германии ("Аутомесс-Аутомацион Унд Месстехник ГМБХ", "Крафтанланген Акциенгезельшафт", "Нукем ГМБХ", "ЖНС"); Нидерландов ("Бакау Интерсейф Интернатиолнал") и США ("Филипс", "Нуклеа фуел сервисиз", "Юнион Карбайд", "Транснуклеар", "Дженерал Электрик", "Дюпон", "Кэмэл", "Пфайзер", "Вестинхауз") [23-34].

Актуальность темы диссертационной работы, заключается в разработке новых видов металлобетонных композитов строительного назначения, обладающих высокими физико-механическими и радиационно-защитными свойствами для обеспечения радиационной безопасности на ядерно-энергетических объектах, включая электронные ускорители. Это позволит не только расширить номенклатуру строительных и радиационно-защитных материалов, но и технический диапазон их применения.

До последнего времени основное внимание в большинстве работ рассматриваемого направления уделялось композиционным материалам, обладающих радиационно-защитными свойствами, но не имеющих достаточно высоких конструкционных характеристик. Кроме того, некоторые известные радиационно-защитные материалы являются сами по себе токсичными (свинцовосодержащие) и имеющими высокую стоимость.

Для атомной промышленности (АЭС, радиохимических производств, хранилищ РАО) в настоящее время является актуальным разработка материалов с высокими прочностными характеристиками, имеющих работоспособность в условиях динамических, температурных и радиационных нагрузок, стойких к высоким неоднократным перепадам температур (пожаробезопасность), состоящих из экологически чистых компонентов.

Диссертационная работа выполнялась в соответствии с программой НИР по единому заказ-наряду "Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники" Минобразования РФ и Федеральной целевой программе "Обращение с радиоактивными отходами, облученными ядерными материалами, их утилизация и захоронение на 19962005 гг.".

Цель работы и задачи исследований. Разработка технологии получения металлобетонного композита с алюминиевой металлической матрицей для радиационной защиты от гамма-излучения и потоков быстрых электронов.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

- теоретическое обоснование выбора железооксидных систем, их физико-химическое модифицирование и изучение физико-механических характеристик для регулирования свойств систем;

- разработка технологии получения металлобетонного композита на основе металлической алюминиевой матрицы, наполненной высокодисперсным оксидом железа, модифицированным оксидом алюминия;

- исследование влияния условий получения металлобетонного композита на его физико-механические и радиационно-защитные свойства;

- исследование структуры, физико-механических и эксплуатационных свойств радиационно-защитного металлобетонного композита;

- физико-математическое моделирование и экспериментальный анализ радиационно-физических параметров металлобетона при взаимодействии с высокоэнергетическими пучками быстрых электронов и у-излучением.

Научная новизна. Установлена возможность получения нового металлобетонного композита на основе высокодисперсного оксида железа с различным валентно-координационным состоянием атомов железа и металлического алюминия, заключающаяся в предварительной достройке кристаллической решетки железооксидного наполнителя ионами Fe3f и привитии на активированной поверхности оксидов железа ионов А13+.

Установлены механизмы взаимодействия ионов Fe3+ и А13+ с поверхностью оксидов железа (магнетита, гематита) в водных растворах, Взаимодействие обусловлено как силами электростатического взаимодействия, так и хемособцией через гидроксильные группы поверхности оксидов железа.

Установлены механизмы адсорбции ионов А13+ из водного раствора на активированных оксидах железа за счет ион-дипольного взаимодействия с кислородом гидроксильных групп поверхности оксидов железа.

Установлено, что основными физическими процессами, протекающими в металлобетонном композите при воздействии на него высокоэнергетических излучений в широком энергетическом интервале, являются поглощение и отражение. Под влиянием потока быстрых электронов происходит перераспределение атомов Fe3+ из тетраэдрических [FeOJ в октаэдрические

Fe06] позиции.

Практическое значение работы. Установлены оптимальные составы, технологические параметры и технология получения металлобетонного композита на основе модифицированного высокодисперсного оксида железа и металлического алюминия.

Результаты исследований рекомендованы в практику проектирования радиационно-защитных материалов для атомно-энергетических объектов. Основные положения метода расчета и подбора состава радиационно-защитного металлобетонного композита использованы при составлении нормативной инструкции "Руководство по проектированию конструкций из радиационно-защитных материалов", принятой в проектно-изыскательском и научно-исследовательском институте "ОргстройНИИпроект" (г. Москва).

На разработанный металлобетонный композит получено положительное решение ФИПС о выдаче патента РФ на изобретение.

Заключены договора на разработку технологической документации и организацию производства разработанного металлобетонного композита с ООО «Эмикра» (г. Белгород). Ожидаемый экономический эффект от внедрения результатов работы составит около 0,5 млн. рублей в год.

Положение работы, выносимые на защиту:

- механизмы взаимодействия ионов Fe3+ и А13+ с поверхностью оксидов железа с различным валентно-координационным состоянием атомов железа;

- технологические параметры и технология получения металлобетонного композита;

- результаты исследований физико-механических, химических и радиационно-защитных свойств металлобетонного композита и область его применения;

- физико-математические модели взаимодействия высокоэнергетических излучений различной природы с радиационно-защитным металлобетонным композитом. Анализ радиационно-физических параметров защиты по отношению к у-излучению и потокам быстрых электронов.

Апробация работы. Результаты работы представлены на научно-технических конференциях: Международной научно-технической конференции "Современные проблемы строительного материаловедения" (г. Белгород, 2001г.); I Всероссийской конференции "Прикладные аспекты химии высоких энергий" (г. Москва, 2001г.); Международной научно-практической конференции "Рациональные энергосберегающие конструкции, здания и сооружения в строительстве и коммунальном хозяйстве" (г. Белгород, 2002г.); Международном конгрессе "Современные технологии в промышленности строительных материалов в стройиндустрии" (г. Белгород, 2003г.);

Международной научно-практической конференции "Экология - образование, наука, промышленность и здоровье" (г. Белгород, 2004г.).

Вклад автора. Все результаты, представленные в диссертации, получены либо самим автором, либо при его непосредственном участии.

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 6-и печатных работах.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов и приложения, изложена на 164 страницах основного машинописного текста, содержит 58 рисунков, 24 таблицы и список используемой литературы, включающий 167 наименований.

Общие выводы

1. Разработаны научные основы получения нового вида металлобетонного композита на основе модифицированных высокодисперсных оксидов железа с различным валентно-координационным состоянием атомов железа и металлического алюминия, заключающиеся в достройке кристаллической решетки оксидов железа ионами Fe3+ и привитии на активированной поверхности ионов А13+.

2. Показана возможность модифицирования железооксидных форм в виде магнетитовой и гематитовой фаз ионами алюминия из водных растворов, с целью их физико-химического совмещения с алюминиевым расплавом. Приведены механизмы адсорбции ионов Fe3+ (активация кристаллической решетки оксидов железа) и ионов А13+ (модифицирование поверхности оксидов железа) из водных растворов. Установлено, что гидроксильные группы поверхности оксидов железа являются основным типом реакционных центров, по которым происходит модифицирование их поверхности.

3. Стабильность гематита в различных температурных интервалах и более высокая его адсорбционная емкость ионов А13+ из водных растворов (по отношению к магнетиту) дали основание выбрать его в качестве наполнителя металлобетонного композита. Установлено, что достройка кристаллической решетки гематита осуществляется в виде магнетитовой оксидной формы (FejQi), а в процессе модифицирования на его поверхности образуется водная форма оксида алюминия в виде байерита ((3-А120з'3н20).

4. Установлена необходимость модифицирования поверхности высокодисперсного гематита ионами А13* с последующим образованием на его поверхности оксидной пленки алюминия с целью достижения его высокой совместимости с расплавом металлического алюминия. Модифицирование поверхности гематита алюмооксидной пленкой способствует увеличению прочности металлобетона в 7,5 раз и степени наполнения алюминиевой матрицы гематитом в 2,3 раза.

5. Наиболее предпочтительной пленочной полиморфной модификацией из оксида алюминия на поверхности гематита является форма в виде корунда (а-АЬОз). Использование пленки в виде б-А12Оз полиморфной модификации оксида алюминия на поверхности гематита снижает основные физико-механические характеристики металлобетона всего на 2,8 %. Это дает возможность получения конструкционного композиционного материала при температурах до 900°С, что значительно сократит энергозатраты на его производство, без существенного снижения качества продукта.

6. Установлен оптимальный состав металлобетонного композита, включающий предварительно активированный и модифицированный высокодисперсный гематит и металлический алюминий в количестве 70 мас.% и 30 мас.% соответственно.

7. Разработана технологическая схема производства металлобетонного композита на основе высокодисперсного модифицированного гематита и металлической алюминиевой матрицы с рабочей температурой его эксплуатации до 550°С, способного сопротивляться внешним нагрузкам до 690 МПа, с высокими антикоррозионными свойствами.

8. Установлен экстремальный характер распределения поглощенной дозы электронного облучения по толщине металлобетонного композита. Для быстрых электронов с энергией до 6,2 МэВ 89-98% энергетических частиц приходится на поглощение в металлобетоне. Под влиянием потоков быстрых электронов гематитовая фаза переходит в магнетитовую с перераспределением

З-н атомов Fe из тетраэдрических [FeOJ в октаэдрические [FeOfi] позиции. Для металлобетона наблюдается значительное увеличение энергетического фактора накопления (до 50 %), по сравнению со сталью, энергетический коэффициент пропускания увеличивается с возрастанием энергии фотонов в пределах одного значения длины свободного пробега.

9. Металлобетон стабилен по основным физико-механическим свойствам при облучении его потоками быстрых электронов с энергией до 6,2 МэВ с поглощенной дозой до 2 МГр и гамма-излучением с энергией до 1,2 МэВ с поглощенной дозой до 10 МГр. Разработанный металлобетон строительного назначения способен обеспечить выполнение современных требований норм радиационной безопасности (НРБ-99) по обеспечению биологической защиты от потоков быстрых электронов с энергией до 6,2 МэВ и гамма-излучений в широком энергетическом спектре от 0,06 до 1,2 МэВ.

10. Выпущена опытно-промышленная партия разработанного металлобетонного композита в СГПИ "ВНИПИЭТ" (г. Сосновый Бор). Расчет себестоимости биологической защиты из разработанного металлобетонного композита показал экономическую эффективность его производства по сравнению с известной защитой на электронных ускорителях и составил 30%. При этом достигается снижение геометрических размеров защиты на 65%.

149

1. Современные композиционные материалы: /Пер. с англ.; Под ред. Л.Браутмана, Р.Крока.- М.: Мир, 1970.- 672 с.

2. Берлин А.А. Современные полимерные композиционные материалы /А.А.Берлин //Соросовский образовательный журнал.- 1995.- № 1.- С.57 65.

3. Справочник по композиционным материалам: /Пер. с англ.; Под ред. Д.Любина.- М.: Машиностроение, 1988.- 417 с.

4. Достижения в области композиционных материалов: /Пер. с англ.; Под. ред. Д.Пиатти.- М.: Металлургия, 1982.- 304 с.

5. Волоконные композиционные материалы: /Пер. с англ.; Под ред. Д.Уиктн, Э.Скала.- М.: Металлургия, 1978.- 240 с.

6. Химическая энциклопедия. В 2 т. Композиционные материалы: Справочник /Под ред. Ю.С.Первушина.- М.: Высш. шк., 1990,- Т.2.- 517 с.

7. Кореньков Д.А. Использование стабильных изотопов в сельском хозяйстве /Д.А.Кореньков, Н.И.Борисова, В.В.Зерцалов //Изотопы в СССР.-1980,-N59.- С. 161 167.

8. П.Румянцев С.В. Справочник по радиационным методам неразрушающего контроля /С.В.Румянцев, А.С.Штань, В.А.Гольцев.- М.: Атомиздат, 1982.- 240 с.

9. Овчинникова М.С. СоврехМенные тенденции в производстве и применении радиоактивных изотопов за рубежом /М.С.Овчинникова.- М.: АИНФ, 1978.-48 с.

10. Атомная наука и техника СССР: Учеб. для вузов /Под ред. А.М.Петросьянца.- М.: Энергоатомиздат, 1987.- Изд.2.- 422 с.

11. Ковалев Е.Е. Основы концепции приемлемого риска, вопросы дозиметрии защиты от излучений /Е.Е.Ковалев.- М.: Атомиздат, 1975.- 112 с.

12. Ковалев Е.Е. Радиационный риск на Земле и в космосе /Е.Е.Ковалев.-М.: Атомиздат, 1976.-210с.

13. Darby S. The genetically significant dose from diagnostic radiology in Great Britain /S.Darby, B.F.Wall //Radiography.- 1981.- Vol. 47.- P.200 202.

14. Daphne G. Risks of low-level radiation the evidence of epidemiology /G.Daphne //Brit. Med. J.- 1980.- № 6253.- P. 1479 - 1482.

15. Cohen A.F. Tests of the linearity assumption in the dose-effect relationship for radiation- induced cancer /A.F.Cohen, B.L.Cohen //Hith. Phys.- 1980.- Vol.38.-№ 1.- P.53 -69.

16. Руководство по радиационной защите для инженеров: /Пер. с англ.; Под ред. Д.Л.Бродера.- М.: Атомиздат, 1973.- 430 с.

17. Холл Р. Радиация и жизнь /Р.Холл.- М.: Медицина, 1989.- 256 с.

18. Ангерштейн В. Генетически значимая доза при рентгенологических исследованиях /В.Ангерштейн //Вестник рентгенологии и радиологии.- 1979.-№6.-С.61 -67.

19. Радиационная защита в медицинской рентгенологии /Р.В.Ставицкий, Н.Н.Блинов, И.Х.Рабкин, Л.А.Лебедев.- М.: Кабур, 1994.- 272 с.

20. Kreitc G. Neutron Gamma Shielding Reactor experiments /G.Kreitc //Nucl. Eng. Intern.- 1987.- Vol.71.- №56.- P.34 36.

21. Cruickshak A. Dispsing of Entermediate and low level weste in Britan /A.Cruickshak //Nucl. Eng. Intern.- 1983.- Vol.28.- №345.- P.63 66.

22. Wyckoft H.O. Broad-and narrow beam attenuation of 500-1400 kV X-rays in lead and concreate Radiol /Н.О.Wyckoft, R.I.Kennedy.- London: IMCO, 1958.849 p.

23. International air transport association: IATA Restricted Articles Regulations, 15th ed. Effective 1 Iune 1972 /IRCI.- Montreal, 1972.- 155 p.

24. International Maritime consultative organization: International Maritime Dangerons Goods Code. Class 7. Radioactive Substances. Intergoverment Maritime Consultative Organization. Amdt 10-74. Doc. MSCxxx 11/19 /IMCO.- London, 1975.- 204 p.

25. Probability and codsequences of transportation accidents involving radioactive material shiments in the nuclear fuel cycle /L.B.Shappert, W.A.Brobst, J.W.Langhar, J.A.Sivler//Nucl. Safety.- 1973.- Vol.14.- № 6.- P.597 607.

26. Breastrup C.B. X-ray protection in diagnostic radiology /C.B.Breastrup.-London: Radiol, 1942.- 207 p.

27. Shmither R. Reactor Experiments /R.Shmither.- USA. California: Karilo, 1990.- 75 p.

28. Davisson C.M. Environmental radiation protection /C.M.Davisson, L.A.Beach //Trans. Amer. Nucl. Soc.- 1962.- Vol.5.- № 2, P.291 297.

29. German Machinery and Plant Manufactures Association: German Technology for Environmental protection /GMPMA.- Germany, Frankfurt/Main,1998.- 117 p.

30. Гусев Н.Г. Защита от излучений ядерно-технических установок /Н.Г.Гусев, В.А.Климанов,- М.: Энергоатомиздат, 1983.- 335 с.

31. Сторм Э., Исраэль X. Сечения взаимодействия у-излучения: Справочник /Под ред. В.А.Климанова.- М.: Атомиздат, 1973.- 565 с.

32. Михайлов JI.M. Таблицы и нонограммы для расчета защиты от у-лучей (точечные источники) /Л.М.Михайлов, З.С.Арефьева.- М.: Медицина, 1965.- 110 с.

33. Защита от ионизирующих излучений: В 2 т. /Н.Г.Гусев, В.А.Климанов, В.П.Машкович, А.П.Суворов.- М.: Энергоатомиздат, 1983.- Т.1.-162 с.

34. Защита от излучений протяжных источников /Н.Г.Гусев, Е.Е.Ковалев, Д.П.Осанов и др. М.: Госатомиздат, 1961.- 174 с.

35. Инженерный расчет защиты атомных электростанций /Под ред.

36. A.П.Веселкина.- М.: Атомиэдат, 1976.- 240 с.

37. Машкович В.П. Защита от ионизирующих излучений: Справочник. 3-е изд., перераб. и доп. /В.П. Машкович.- М.: Энергоатомиздат, 1982.- 296 с.

38. Золотухин В.Г., Климанов В.А., Лейпунский О.И. Прохождение излучений через неоднородности в защите /Под ред. О.И.Лейпунского,

39. B.П.Машковича.- М.: Атомиздат, 1968.-310 с.

40. Радиационная защита на атомных электростанциях /Под ред.

41. C.Г.Цыпина и А.П.Суворова.- М.: Атомиздат, 1978.- 120 с.

42. Нормы радиационной безопасности (НРБ-99): Утв. Гл. гос. санитарным врачом Российской Федерации 02.07.99.- М.: Минздрав России,1999.- 49 с.

43. Основные санитарные правила обеспечения радиационной безопасности (ОСПОРБ-99): Утв. Гл. гос. санитарным врачом Российской Федерации 27.12.99.- М.: Минздрав России, 1999.- 78 с.

44. Санитарные правила обращения с радиоактивными отходами (СПОР02002): Утв. Гл. гос. санитарным врачом Российской федерации 16.10.02.- М.: Минздрав России, 2003.- 63 с.

45. Пшежецкий С.Я. Механизм радиационно-химических реакций /С.Я.Пшежецкий.- М.: Химия, 1968.- 144 с.

46. Протопопов Х.В. Элементарные процессы высоких энергий /Х.В.Протопопов.- М.: Наука, 1965.- 95 с.

47. Комочков М.М. Практическое руководство по радиационной безопасности на ускорителях заряженных частиц /М.М.Комочков, В.Н.Лебедев.- М.: Энергоатомиздат, 1996.- 168 с.

48. Защита от ионизирующих излучений: В 2 т. /Н.Г.Гусев, В.П.Машкович, А.П.Суворов, Е.Е.Ковалев.- М.: Энергоатомиздат, 1985.- Т.2.-336 с.

49. Барабой В.А. Ионизирующая радиация в нашей жизни /В.А.Барабой.-М.: Наука, 1991.- 222 с.

50. Пустовалов Г.Е. Атомная и ядерная физика /Г.Е.Пустовалов.- М: Московский университет, 1968.-312 с.

51. Радиационная безопасность: Справочник /Под ред. В.Ф.Козлова.- М.: Энергоатомиздат, 1987.- 191 с.

52. Кимель JI.P. Защита от ионизирующих излучений: Справочник /Л.Р.Кимель, В.П.Машкович.- М.: Атомиздат, 1966.- 240 с.

53. Биологическая защита транспортных реакторных установок /Под ред. Д.Бродера.- М.: Атомиздат, 1969.- 157 с.

54. Лукишов Г.И. Разработка типовых упаковочных комплектов для транспортировки радиоактивных веществ /Г.И.Лукишов, О.А.Челюк //Атомная энергия.-1968,- Т.24, № 1.-С.105 112.

55. Томашов Н.Д. Теорис коррозии и защита металлов /Н.Д.Томашов.-М.: АНСССР, 1959.-586 с.

56. Тихомиров В.Б. Полимерные покрытия в атомной технике /В.Б.Тихомиров.- М.: Атомиздат, 1965.- 274 с.

57. Шигорина И.И. Полимерные покрытия /И.И.Шигорина, Б.Н.Егоров //Лакокрасочные материалы и их применение.- 1972,- Т.2, № 1.- С.37 40.

58. Иванов B.C. Радиационная химия полимеров /В.С.Иванов.- М.: Атомиздат, 1987.- 188 с.

59. Reactor Experiments: Catalog 94070/3278 /INC.- USA, California, 1990.-№23.-P.l -25.

60. Заявка 93026396 РФ, МКИ 6G 21 F 1/04. Защитный материал /В.Д.Петренко; Фирма "Экозон"; № 93026396/25; Заявл. 26.05.93; Опубл. 20.10.96; Бюл. № 18.-С.103.

61. Пат. 2111559 РФ, МПК 6G 21 F 1/10. Материал, защищающий от проникающего излучения /С.И.Гончаров, В.А.Федотов; С.И.Гончаров,

62. B.А.Федотов; № 97109830/25; Заявл. 20.06.97; Опубл. 20.05.98; Бюл. № 11.1. C.225.

63. Заявка 94005540 РФ, МПК 6G 21 F 1/00. Смесь рентгенозащитная "РЕЗАСИЛ-ЭТП" /Е.А.Точилин; Е.А.Точилин; № 94005540/25; Заявл. 06.02.94; Опубл. 27.04.96; Бюл. № 7.- С.84.

64. Пат. 2120426 РФ, МПК 6С 04 В 28/26. Радиационностойкий материал /А.П.Прошин, Ю.А.Козлов, В.И.Соломатов, В.А.Козлов; Пензенский гос. архитектурно-строительный институт; №94017484/03; Заявлено 13.05.94; Опубл. 20.10.98; Бюл. № 31.- С.309.

65. Пат. 2102352 РФ, МПК 6G 21 F 1/00. Композиция для защиты от радиации /А.П.Прошин, Т.Т.Свечникова; Пензенский гос. архитектурно-строительный институт; № 95121067/03; Заявл. 13.12.95; Опубл. 20.01.98; Бюл. № 1.- С.241.

66. Пат. 2142439 РФ, МПК 6G 21 F 1/10. Строительный полимерраствор для защиты от радиации /А.П.Прошин, А.Н.Бормотов, В.И.Соломатов; Пензенская гос. архитектурно-строительная академия; № 97114757/03; Заявл. 02.09.97; Опубл. 10.12.99; Бюл. № 34.- С.218.

67. Пат. 2197025 РФ, МПК 7G 21 F 1/04. Фибробетон для защиты от радиации /А.П.Прошин, А.А.Володин, Е.В.Королев; Пензенская гос. архитектурно-строительная академия; № 2000119320/06; Заявл. 09.07.00; Опубл. 20.01.03; Бюл. № 2.- С.510.

68. Пат. 2194678 РФ, МПК 1С 04 В 26/14. Полимербетон для защиты от радиации /Е.А.Смирнов, Е.В.Королев, А.П.Прошин; Пензенская гос. архитектурно-строительная академия; № 2001108358/04; Заявл. 27.03.01; Опубл. 20.12.02; Бюл. № 35. с.256.

69. Пат. 1804228 РФ, МПК 6G 21 F 1/00. Нейтронозащитный материал /И.П.Боровинская, В.Э.Лорян, А.Г.Мержанов, Л.А.Воложинский и др.; Институт структурной макрокинетики АН СССР; № 97132794/25; Заявл. 31.08.90; Опубл. 10.10.93; Бюл. № 10.- С.216.

70. Заявка 2000104755 РФ, МПК 7G 21 F 1/04. Композиция для защиты от радиации /А.П.Прошин, Е.В.Королев, А.А.Володин, Н.А.Прошина; Пензенская гос. архитектурно-строительная академия; № 2000104755/25; Заявл. 28.02.00; Опубл. 20.01.02; Бюл. № 2.- С.114.

71. Применение полимерных мастик для усиления строительных конструкций /А.П.Пронин, В.С.Глухов, Ю.А.Козлов, В.А.Худяков.- Пенза: ПДНТП, 1993.-С.31 -32.

72. А.с. 1780435 СССР, МКИ 6G 21 F 1/10. Рентгенозащитный эластомерный материал /В.В.Басманов, И.К. Ховеев, Р.В.Юдинцев; Физико-энергетический институт; № 445412; Заявл. 06.07.90; Опубл. 19.10.92; Бюл. № 27.- С.285

73. А.с. 1713377 СССР, МКИ 6G 21 F 1/10. Рентгенозащитный материал /Б.К.Кудрявцев, В.Д.Булынин; Научно-производственное объединение "Энергия"; № 2519155; Заявл. 22.08.87; Опубл. 15.10.89; Бюл. № 25.- С.162.

74. А.с. 2097847 РФ, МКИ 6G 21 F 1/10. Рентгенозащитный материал /С.М.Ковалев, Н.А.Кирилов, Е.П.Козлов, А.И.Епихин, Л.В.Тверин; Ленинградская атомная электростанция им. В.И.Ленина; № 95112068; Заявл. 12.07.95; Опубл. 22.10.97; Бюл. № 33.- С.479.

75. А.с. 2084253 РФ МКИ 6G 21 F 1/06. Вещество для защиты от рентгеновско-го излучения /Е.А.Карелин, В.И.Карасев, С.И.Скорняков; Государственный научный центра РФ НИИ атомных реакторов; № 93895041; Заявл. 26.04.94; Опубл. 15.07.96; Бюл. № 19.- С.253.

76. А.с. 765887 СССР, МКИ 6G 21 F 1/12. Материал для защиты от рентгеновского излучения /О.А.Акашкин; Краснодарский краевой клинический онкологический диспансер (СССР); № 2449002; Заявл. 06.12.76; Опубл. 15.12.80; Бюл. № 34.- С.297.

77. Фридрихсберг Д.А. Курс коллоидной химии /Д.А.Фридрихсберг.- Л.: Химия, 1984.- 367 с.

78. ГОСТ 2409-80. Материалы и изделия огнеупорные. Метод определения водопоглощения, кажущейся плотности, открытой и общей пористости.- Введ. 01.01.1981.- М.: Изд-во стандартов, 1980.- 41 с.

79. ГОСТ 25.503-97. Расчеты и испытания на прочность. Методы механических испытаний металлов. Метод испытания на сжатие.- Введ. 01.07.1999.- М.: Изд-во стандартов, 1999.- 28 с.

80. ГОСТ 14019-80. Металлы. Методы испытания на изгиб.- Введ. 18.03.1980.- М.: Изд-во стандартов, 1980.- 17 с.

81. ГОСТ 11150-84. Металлы. Методы испытания на растяжение при пониженных температурах.- Введ. 01.01.1986.- М.: Изд-во стандартов, 1985.-8 с.

82. ГОСТ 1497-84. Металлы. Методы испытания на растяжение.- Введ. 01.01.1986.- М.: Изд-во стандартов, 1985.- 37 с.

83. ГОСТ 9454-78. Металлы. Методы испытания на ударный изгиб при пониженной, комнатной и повышенных температурах.- Введ. 01.01.1979.- М.: Изд-во стандартов, 1978.- 15 с.

84. ГОСТ 9012-59. Металлы. Метод измерения твердости по Бринеллю.-Введ. 01.01.1960.- М.: Изд-во стандартов, 1959.- 45 с.

85. ГОСТ 9013-59. Металлы. Метод измерения твердости по Роквеллу.-Введ. 01.01.1960.- М.: Изд-во стандартов, 1959.- 13 с.

86. ГОСТ 4670-91. Пластмассы. Определение твердости. Метод вдавливания шарика.- Введ. 01.01.1993.- М.: Изд-во стандартов, 1992,- 9 с.

87. ГОСТ 21341-75. Пластмассы и эбонит. Метод определения теплостойкости по Мартенсу.- Введ. 01.01.1978.- М.: Изд-во стандартов, 1977.10 с.

88. ГОСТ 7076-87. Материалы и изделия строительные. Метод определения теплопроводности.- Введ. 31.07.1987.- М.: Изд-во стандартов, 1987.- 15 с.

89. ГОСТ 7025-91. Кирпич и камни керамические и силикатные. Методы определения водопоглощения, плотности и контроля морозостойкости.- Введ. 01.07.1991.- М.: Изд-во стандартов, 1991.- 19 с.

90. ГОСТ 12020-72. Пластмассы. Методы определения стойкости к действию химических сред.- Введ. 01.07.1973.- М.: Изд-во стандартов, 1973.23 с.

91. Миркин Л.И. Рентгеноструктурный анализ: Справочное руководство /Л.И.Миркин.- М.: Физматгиз, 1961.- С.476 480.

92. Михеев В.И. Рентгенографический определитель минералов /В.И.Михеев.- М.: Геология, 1957.- С. 480 487.

93. Зинюк Р.Ю. ИК-спектроскопия в неорганической технологии /Р.Ю.Зинюк, А.Г.Балыков, И.Б.Гавриленко.- М.: Химия, 1983.- 160 с.

94. Накамото К. ИК-спектры и спектры КР неорганических и координационных соединений /К.Накамото,- М.: Мир, 1991.- 536 с.

95. Литтл. Л. Инфракрасные спектры адсорбированных молекул /Л.Литтл.- М.: Мир, 1969.- 515 с.

96. Бенуэлл К. Основы молекулярной спектроскопии: /Пер. с англ.; Под ред. Е.Б.Гордона.- М.: Мир, 1985.- С.363 374.

97. ГОСТ 25146-82. Материалы радиохимических производств атомных энергетических установок. Методы определения коэффициента дезактивации.-Введ. 01.07.1983.- М.: Изд-во стандартов, 1983.- 17 с.

98. Алюминий: /Пер с англ.; Под ред. А.Т. Туманова, Ф.И. Квасова, И.Н. Фридляндера.- М.: Металургия, 1972.- 664 с.

99. Гинсберг Г. Алюминий /Г.Гинсберг.- М.: Металлургия, 1968.- 108 с.

100. Ш.Ершов Г.С. Высокопрочные алюминиевые сплавы на основевторичного сырья /Г.С.Ершов, Ю.Б.Бычков.- М.: Металлургия, 1979.- 192 с.

101. Фридляндер И.Н. Алюминиевые деформируемые конструкционные сплавы /И.Н.Фридляндер,- М.: Металлургия, 1979.- 208 с.

102. Постников Н.С. Коррозионностойкие алюминиевые сплавы /Н.С.Постников.- М.: Металлургия, 1976.- 304 с.

103. Микляев П.Г. Сопротивление деформации и пластичность алюминиевых сплавов /П.Г.Микляев, В.М.Дуденков.- М.: Металлургия, 1979.184 с.

104. Колобнев И.Ф. Термическая обработка алюминиевых сплавов /И.Ф.Колобнев.- М.: Металлургия, 1966.- 395 с.

105. Кудряшов В.Г. Вязкость разрушения алюминиевых сплавов /В.Г.Кудряшов, В.И.Смоленцев.- М.: Металлургия, 1976.- 296 с.

106. Белов А.Ф. Алюминиевые сплавы: Производство полуфабрикатов из алюминиевых сплавов /А.Ф.Белов, Ф.И.Квасов.- М.: Металлургия, 1971.- 497 с.

107. Ливанов В.А. Алюминиевые сплавы: Структура и свойства полуфабрикатов из алюминиевых сплавов /В.А.Ливанов.- М.: Металлургия, 1974.- 432 с.

108. Овчаренко В.Ф. Адсорбция на дисперсных минералах /В.Ф.Овчаренко, Ю.И.Тарасевич //Коллоидный журн.- 1973.- Т.35, № 15.- С.867 -873.

109. Липатов Ю.С. Физико-химия наполненных полимеров /Ю.С.Липатов.- М.: Химия, 1987.- 303 с.

110. Perkel R. The adsorption of polydimethilsiloxales from solution /R.Perkel, R.Ulman //I. Polymer Sci. N.- 1981.- Vol. 54, №7.- P. 127 148.

111. Липатов Ю.С. Адсорбция полимеров /Ю.С.Липатов.- К.: Наукова думка, 1972.- 233 с.

112. Зайцев Б.А. Неорганические селективные сорбенты и опыт их применения для обезвреживания отходов низкого уровня активности с повышенной концентрацией солей /Б.А.Зайцев, А.Н.Позняков, Е.И.Малинина.-М.: Химия, 1990.- 162 с.

113. Круглицкий Н.Н. Электронно-микроскопические исследования порошков оксидов металлов /Н.Н.Круглицкий, П.И.Куприенко //Порошковая металлургия.- 1982.-Т.12, № 9.- С.70 74.

114. Круглицкий Н.Н. Дисперсные структуры в органических и кремнийорганических средах /Н.Н.Круглицкий, ВЛ.Круглицкая.- Киев: Наукова думка, 1981.- 320 с.

115. Круглицкий Н.Н. Основы физико-химической механики /Н.Н.Круглицкий.- Киев: Вища школа, 1975.- 268 с.

116. Пащенко А.А. О природе связи кремнийорганических покрытий с поверхностью материалов /А.А.Пащенко //Журн. пр. химии.- 1975.- Т.38, №3.-С.7 10.

117. Hair M.L. Intrared spectroscopy in surface chemistry /M.L.Hair. N.-Y.: Marcel Dekker, 1977.- 463 p.

118. Беллами JI. РЖ-спектры сложных молекул /Л.Беллами.- М.: Наука, 1963.-214 с.

119. Кисилев А.В. Инфракрасные спектры поверхностных соединений /А.В.Кисилев, В.И.Лыгин.- М.: Наука, 1972.- 264 с.

120. Новиков В.М. Активация процессов диффузии и фазовых првращений в дисперсных средах /В.М.Новиков, С.В.Свиридо, Л.И.Трусов //Металлофизика.- 1984.- Т.6, №3.- С.114-115.

121. Чернобережный Ю.М. Влияние химической обработки на электрокинетические свойства a-Fe203 /Ю.М.Чернобережный, В.И.Дердулла //Электроповерхностные явления в дисперсных системах.- М.: Наука, 1972. №2.- С.34 37.

122. Круглицкий М.М. Формирование дисперсных структур на основе оксидов металлов /М.М.Круглицкий, В.А.Прокопенко, В.В.Симуров //Весн. АН УССР.- 1982.- №3.- С.24 35.

123. Алесковский В.Б. Химия твердых веществ /В.Б.Алесковский.- М.: Высшая школа, 1987.- 129 с.

124. Алесковский В.Б. Направленный синтез твердых веществ /В.Б.Алесковский.- Л.: Изд-во ЛГУ, 1983.-212 с.

125. Алесковский В.Б. Стехеометрия и синтез твердых соединений /В.Б.Алесковский.-Л.: Наука, 1976.-231 с.

126. Ольман Г. Молекулярное наслаивание модификаторов различной природы /Г.Ольман //Изв. хим. Болг.- 1980.- Т. 13, № 1.- С. 48 53.

127. Frike R. The adsorption of inorganic substance from solution /R.Frike, W.Hanke //I. Polymer Sci. N.- 1983.- Vol.79, № 1.- P.l 12.

128. Бек М. Химия равновесия реакций комплексообразования /М.Бек.-М.: Мир, 1973.- 300 с.

129. ИК-спектроскопия: Методические указания /З.В.Павленко, И.Н.Михальчук.- Белгород: БелГТАСМ, 1998.- 14 с.

130. Горшков B.C. Методы физико-химического анализа вяжущих веществ /В.С.Горшков.- М.: Высшая школа, 1981.- 335с.

131. Минералы. Простые окислы: Справочник: В 5 т. /Под ред. Ф.В.Чухрова.- М.: Наука, 1965.- Т.2, Вып.2.- 343 с.

132. Минералы. Сложные окислы, титанаты, ниобаты, танталаты, антимонаты, гидроокислы: Справочник: В 5 т. /Под ред. Ф.В.Чухрова.- М.: Наука, 1967.- Т.З, Вып.2.- 676 с.

133. Берлин А.А. Принципы создания полимерных композитов /А.А.Берлин, С.А.Вольфсон, В.Г.Ошмян.- М.: Химия, 1989.- 142 с.

134. Бобкова Н.М. Сборник задач по физической химии силикатов и тугоплавких соединений /Н.М.Бобкова, Н.М.Силич, И.М.Терещенко.- Минск: Университетское, 1990.- 176 с.

135. Горшков B.C. Физическая химия силикатов и других тугоплавких соединений /В.С.Горшков, В.Г.Савельев, Н.Ф.Федоров.- М.: Высшая школа, 1988.- 400 с.

136. Лахтин Ю.М. Материаловедение /Ю.М.Лахтин, В.П.Леоньтьева.- М.: Машиностроение, 1990.- 528 с.

137. Материаловедение /Под ред. Б.Н. Арзамасова.- М.: Машиностроение, 1986.-Изд.2.-384 с.

138. Лахтин Ю.М. Материаловедение: Учеб. /Ю.М.Лахтин, В.П.Леоньтьева.- М.: Машиностроение, 1980.-Изд.2.- 493 с.

139. Давыдова Г.С. Лабораторная работа: Измерение твердости металлов /Г.С.Давыдова, Л.В.Дмитриева.- Белгород: БТИСМ, 1977.- 12с.

140. Минько Н.И. Твердость стекла и стеклокристаллических материалов: Метод, указания к выполнению лабораторных работ для студентовспециализации 25.08.10 /Н.И.Минько, В.И.Онищук, Н.Ф.Жерновая.- Белгород: БГТАСМ, 1996.- 18 с.

141. Галицкая В.В. Исследование состояния железа методом ЯГР /В.В.Галицкая //Физ. хим. стекла.- 1994.- Т.З, № 6.- С.724 726.

142. Максимов Ю.В. Особенности структурно-химического состояния ионов железа в неорганических стеклах по данным у-резонансной спектроскопии /Ю.В.Максимов, И.П.Суздалев //Физ. и хим. стекла.-1978.- Т.4, № 5.- С.529 534.

143. Саяпина О.В. Исследование процесса аморфизации кварца при облучении электронами в высоковольтном электронном микроскопе /О.В.Саяпина, В.А.Ермишкин.- М.: Гелология, 1989.- 566 с.

144. Брэстрап К., Уикофф Г. Руководство по радиационной защите: /Пер. с англ.; Под ред. А.В.Термана.- М.: Госмедиздат, 1962.- 331 с.

145. Чарлзби А. Ядерные излучения и полимеры /А.Чарлзби.- М.: Изд-во иностр. лит., 1962.- 522 с.

146. Цетлин В.В. Прохождение быстрых электронов в веществе в присутствии внутреннего электрического поля /В.В.Цетлин, В.А.Шуршаков.-М.: Наука, 1990.- 171 с.

147. Лазарев А.Н. Колебательные спектры и строение силикатов /А.Н.Лазарев.- Л.: Наука, 1968.- 347 с.

148. Корнеев В.П. Исследование спиновой релаксации с помощью эффекта Мессбауэра /В.П.Корнеев, И.П.Суздалев //Физика твердого тела.-1974.- Т.13, № 2.- С.354 360.

149. Степанов С.А. Взаимодействие ионов железа в стекле /С.А.Степанов, Т.В.Зарубина //Физ. и хим. стекла.- 1980.- Т.2, № 3.- С.354 360.

150. Хенли Э., Джонсон Э. Радиационная химия.- М.: Атомиздат, 1974.415 с.

151. Фролов А.С. Решение трех типичных задач теории переноса методом Монте-Карло: Метод Монте-Карло в проблеме переноса излучений /А.С.Фролов, Н.Н.Ченцов.- М.: Атомиздат, 1967.- С.25 52.

152. Наумов В.А. Решение задач физики реакторов методом Монте-Карло /В.А.Наумов, С.Г.Розин.- М.: Атомиздат, 1978.- 95 с.

153. Ермаков С.М. Метод Монте-Карло и смежные вопросы /С.М.Ермаков.- М.: Наука, 1975.- 471 с.

154. Соболь И.М. Численные методы Монте-Карло /И.М.Соболь.- М.: Наука, 1973.- 214 с.

155. ОСТ 29.115-88. Оригиналы авторские и текстовые издательские. Общие технические требования.- М.: Изд-во стандартов, 1998.- 23 с.

156. Библиографический аппарат диссертации: Методические рекомендации по оформлению /Сост.: С.В.Борисова, О.А.Васильева.- Белгород: БелГТАСМ, 2000.- 34 с.