Краткая информация о разработке и сфере ее применения

Значительные запасы различных месторождений каменного и бурого угля обосновывают возможность эффективной замены водно-угольным топливом местами дорогостоящих либо недоступных традиционных энергоносителей (природный газ и мазут).

Водно-угольная суспензия с необходимыми реологическими характеристиками, достаточными для ее сжигания в жидкотопливных и газовых водонагревательных котлах теплоэлектроцентралей или районных электростанций может быть приготовлена на основе тонко измельченного каменного и бурого угля.

По технико-экономическим показателям электроразрядный способ производства водно-угольного топлива имеет преимущества перед традиционными энергоемкими способами и может быть включен в состав крупных научно-технических инновационных проектов по переоснащению энергогенерирующих предприятий и предприятий жилищно-коммунального комплекса с целью перевода их на местные энергоносители вместо импортируемых мазута и газа.

Традиционно применяют следующую технологическую последовательностьх измельчения:

Краткая информация о разработке и сфере ее применения

Переход на эффективные уровни развития производств влечет за собой увеличение потребления энергии, а значит и истощение ее традиционных источников (угля, нефти, газа). В качестве их альтернативы значительное место отводится солнечной энергии.

Для эффективного ее использования требуются специальные преобразователи – солнечные батареи, основным элементом которых является чистый кремний. Его получение сопряжено с высокими требованиями по чистоте производства.

Выделяют три основных этапа производства чистого кремния:

• получение металлургического кремния путем переплава кварцита или песка, кокса и древесного угля с последующим преобразованием его как исходного материала в поликристаллический кремний;
• выращивание из поликристаллического кремния монокристаллических слитков методом Чохральского или зонной плавки;
• изготовление кремниевых пластин из слитков.

Все три этапа сопряжены с операциями измельчения или дробления, при этом:

• требуется минимизация переизмельчения;
• требуется минимизация загрязнения кремния.

В рамках инновационного проекта информация о проекте на сайте НАН Украины

в Институте был разработан электроразрядный способ дезинтеграции металлургического кремния, изготовлено и поставлено партнеру пилотное оборудование

3 декабря 2017 года Институту исполнилось 55 лет со времени основания. Поздравляем всех наших сотрудников, которых по разным причинам сегодня нет рядом и благодарим за вклад в становление института. К юбилейной дате, к 50-ти летию, Областной телерадиокомпанией был снят документальный фильм, который, мы надеемся, будет приятно просмотреть всем, кто многие годы посвятил нашему общему делу.
 ...

Широкое применение биогазовых технологий связано с решением проблемы увеличения степени разложения органики в реакторах биогазовых установок свыше 40-60 % и/или сокращения цикла полного разложения биомассы, а также повышения содержания метана в биогазе до уровня его содержания в природном газе.

В институте проведены исследования по влиянию предварительной электроразрядной обработки биосырья (водного субстрата на основе навоза) на метаногенез в процессе анаэробного мезофильного брожения.

Показано, что динамика метаногенеза существенно меняется после предварителной электроразрядной обработки биосырья, в зависимости от набора характеристик, присущих тому или иному режиму импульсного коронного разряда в биосырье. Обоснованы варианты достижения положительного по результатам газообразования баланса между негативным эффектом от угнетения микрофлоры и положительным эффектом от увеличения биодоступности питательных веществ, в частности в системах с полным или частичным опустошением ферментаторов и в системах с поледовательной подачей субстратов.

В 5 (октябрьском) выпуске за 2017 год (Том 53) журнала "Электронная обработка материалов" опубликованы новые научные статьи сотрудников института:

Вовченко А.И., Демиденко Л.Ю., Старков И.Н. Процессы преобразования энергии при высоковольтном электрохимическом взрыве в ограниченных объемах // Электонная обработка материалов. -Т.53, вып.5. -С.41-47.
Демиденко Л.Ю., Старков И.Н. Определение вклада тепловой энергии экзотермических реакций при высоковольтном электрохимическом взрыве // Электонная обработка материалов. -Т.53, вып.5. -С.37-40.


Прикладная составляющая представленных результатов - повышение эффективности электроразрядных процессов и оборудования для  разрушения неметаллических материалов и объектов (например, горных пород),  электрогидравлической штамповки и калибровки металлических изделий и др...

В Институте проводятся исследования процессов самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС), в которых после кратковременного инициирования происходят экзотермические реакции между исходными порошковыми компонентами с образованием новых порошковых материалов с возможностью достижения наноразмерности кристаллитов выходного продукта. СВС позволяет с минимальными затратами энергии из многокомпонентной порошковой шихты  синтезировать выходной твердофазный продукт в порошковой или спеченной форме. Например, СВС смеси порошков различных металлов и углерода приводит к образованию кристаллитов карбидов и МАХ-фаз, которые в дальнейшем могут использоваться в порошковой металлургии для создания твердорежущего инструмента, легких и прочных конструкционных изделий и т.д.
Модель процесса в простом лабораторном исполнении  (для наглядности на воздухе)...

В свежем, 4 выпуске за 2017 год (Том 53) журнала "Электронная обработка материалов" опубликованы новые статьи сотрудников института:

Смирнов А.П., Жекул В.Г., Мельхер Ю.И., Тафтай Э.И., Хвощан О.В., Швец И.С. Экспериментальное исследование волн давления, генерированных электрическим взрывом в закрытом объеме жидкости // Электронная обработка материалов. -Т.53, вып.4. -с.47-52.
Цуркин В.Н., Иванов А.В. Особенности перераспределения электрического и теплового полей на границе раздела фаз при пропускании электрического тока через расплав // Электронная обработка материалов. -Т.53, вып.4. -с.60-66.

Ознакомиться с полным текстом статей можно на официальном сайте журнала по ссылке:
Журнал "Электронная обработка материалов"
Англоязычна версия (импакт - фактор 0,289) издательства "Спрингер" ограниченно доступна по ссылке:
Surface Engineering and Applied Electrochemistry...

Электрогидравлический пресс Т1226А – 40 кДж/импульс, вес 9000 кг.
Участие в выставках:

1988-1989 гг. ВДНХ, "Низкотемпературная плазма – основа новых технологий";
1989-1990 гг. Берлин, Выставочный стенд Торгово-промышленной палаты СССР;
1989 г. Выставка к 200-летию г. Николаева...

В институте восстановлена и запущена система визуализации подводного искрового разряда, содержащая сверхвысокоскоростной фоторегистратор СФР-2М. СФР предназначен для регистрации быстропротекающих процессов, может использоваться как высокоскоростная камера, дающая ряд последовательных фотографий с частотой до 2,5 миллионов кадров в секунду. Фотографирование производится на неподвижной пленке при помощи вращающегося зеркала через магазин линзовых вставок.  Описание: Дубовик А.С. Фотографическая регистрация быстропротекающих процессов. Москва: «Наука», 1975. 456 с.

                              Разряд, визуализированный обычной видеокамерой                                 Разряд, замедленный в

                                                                                                                                                                    10000 раз (сборка кадров СФР)

26 сентября 2017 года в Институте проблем материаловедения им. Францевича НАН Украины (г. Киев) состоялась успешная защита диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук сотрудника нашего института – Присташа Николая Сергеевича.
Специальность – порошковая металлургия и композиционные материалы, тема диссертации: "Закономерности фазо- и структурообразования материалов систем Fe-Ti-C и Fe-Ti-C-B в условиях искро-плазменного спекания". Поздравляем!...

29 сентября 2017 года в Херсонской государственной морской академии МОН Украины (г. Херсон) состоялась успешная защита диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук сотрудника нашего института – Трегуба Владимира Александровича.
Специальность – материаловедение, тема диссертации: "Разработка принципов высоковольтного электроразрядного синтеза дисперсного наполнителя Ti-TiC для улучшения свойств эпоксикомпозитов". Поздравляем!...

В институте проведена электрогидравлическая переработка битого стекла (бутылка, оконное), которая позволяет начальные фрагменты размером от 2 до 5 см измельчать в порошок, содержащий фракцию часть которой имеет размерность до 10 мкм. Достичь такого результата традиционными механическими способами переработки сложно и энергозатратно.  Порошок может применяться в строительной отрасли

            Бой стекла до обработки                                                                             Порошок после обработки и слива воды 

                                                                                                                                                    (пастообразная консистенция)

Краткая информация о разработке и сфере ее применения

Электроразрядное воздействие на призабойную зону скважин предназначено для интенсификации добычи углеводородных полезных ископаемых за счет увеличения системы трещин или каналов, очистки перфорационных отверстий и фильтров от кольматирующих осадков.

Элементы устройства "Скиф-100М" и работа с устройством на скважине

Электроразрядный способ реализуется в скважине, заполненной жидкостью, путем интенсивного импульсного воздействия на зону раскрытия продуктивного пласта циклических волн сжатия, генерируемых высоковольтным электрическим разрядом.

Способ реализуется электроразрядным погружным устройством  "Скиф-100 М" в скважинах, остановленных для подземного или капитального ремонта в породах любого типа с начальной проницаемостью более 0,1·10^-15 м².

Краткая информация о разработке и сфере ее применения

Углеродные наноматериалы полученные из газообразных углеводородов имеют в своём составе как наноуглерод луковичной структуры, так и графеновые структуры. 

Возможное применение – присадки к топливу, к смазочным материалам, покрытия для поглощения электромагнитного излучения.
Инновационной составляющая образца – возможность регулировать фазовый состав продукта в условиях высокой производительности и низких удельных энергозатрат

1 - силовой преобразователь; 2 - высоковольтный трансформатор; 3 - реактор; 4 - пылевой фильтр;
5 - устройство утилизации; 6 - баллон с исходным сырьём

Прогрессивность разработки в Мире

Результаты опытных обработок газовой смеси с применением электроразрядного воздействия показали возможность обеспечить производство 1 кг углеродного нанопорошка с энергозатратами до 85 кВт·ч с расходом сырья не более 500 дм3.

Ожидаемые характеристики пилотного образца:

• производительность синтеза углеродного порошка – 100 г/час;
• установленная мощность – 5 кВт;
• содержание Onion-Like в продукте – не менее 10 %.

По доступным литературным источникам аналоги с указанными характеристиками не обнаружены.

Краткая информация о разработке и сфере ее применения

Искро-плазменное спекание (ИПС) – это перспективный метод консолидации порошковых материалов, который обеспечивает сохранение ультрадисперсной структуры зерна и позволяет добиться высокого качества соединения зерен по границам, приводит к возможности получения высокоплотных порошковых композиций с повышенными физико-механическими свойствами. ИПС делает возможным целенаправленный контроль скорости роста зерен и таким образом – образует наноструктурные, микрогетерогенные, многофункциональные композиции материалов с высокими физико-механическими и эксплуатационными свойствами

Комплекс ИПС "Гефест"

  

Микроструктура спеченных образцов (исходные компоненты Fe-Ti-C-(B))

Прогрессивность разработки в Мире

Использование метода консолидации ИПС обеспечивает скорость нагревания в пределах от 10 ºС/c до 30 ºС/c и позволяет получить композитные материалы высокой плотности (почти до 100 %) при высокой равномерности с крепкими связями между частицами.