Вісники НТУ "ХПІ"
Постійне посилання на розділhttps://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/2494
З 1961 р. у ХПІ видається збірник наукових праць "Вісник Харківського політехнічного інституту".
Згідно до наказу ректора № 158-1 від 07.05.2001 року "Про упорядкування видання вісника НТУ "ХПІ", збірник був перейменований у Вісник Національного Технічного Університету "ХПІ".
Вісник Національного технічного університету "Харківський політехнічний інститут" включено до переліку спеціалізованих видань ВАК України і виходить по серіях, що відображають наукові напрямки діяльності вчених університету та потенційних здобувачів вчених ступенів та звань.
Зараз налічується 30 діючих тематичних редколегій. Вісник друкує статті як співробітників НТУ "ХПІ", так і статті авторів інших наукових закладів України та зарубіжжя, які представлені у даному розділі.
Переглянути
3 результатів
Результати пошуку
Документ Технологічні показники катодного процесу при регенерації відпрацьованих сульфо-кислотних розчинів травлення сталі(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Кравченко, Кристина Миколаївна; Тульський, Геннадій ГеоргійовичПроаналізовано сучасний стан регенерації сульфатних розчинів, встановлено, що існуючі фізико-хімічні методи не вирішують проблеми регенерації сульфатної кислоти, а тільки нейтралізують її, для переведення за нормами ГДК на нейтралізацію та у систему стоків з подальшим захороненням. Підтверджено, що регенерацію доцільно проводити електрохімічним методом із застосуванням трьохкамерного електролізеру, коли розчин подається у середню камеру, концентрація регенерованої сульфатної кислоти зростає до 180-200 г/л, з одночасним осадженням заліза, з виходом за струмом 65-70 %. Такий метод знижує відходи та дозволяє перейти на замкнений цикл по сульфатній кислоті. З’ясовано, що в процесі травлення концентрація сульфатної кислоти зменшується від 2,0 до 0,5 моль·дм-3, а концентрація заліза (ІІ) сульфату відповідно зростає. За умов зниження концентрації сульфатної кислоти знижується і її хімічна активність при взаємодії із оксидами та гідроксидами заліза. Для збільшення реакційної активності травильних розчинів застосовується збільшення температури всього процесу. Була встановлена кінетична закономірність суміщених катодних процесів у модельних розчинах заліза (ІІ) сульфату з сульфатною кислотою. У якості матеріалу катоду використовували платину, мідь та вуглецеву сталь. Вибір матеріалу катоду ґрунтувався на різних електрохімічних властивостях цих обраних металів по відношенню до водневої реакції. Основним процесом на платиновому катоді є виділення водню в широкому діапазоні густин струму. При густинах струму більше 0,1 А/см2 спостерігалось різке зростання потенціалу через вбудову Fe2+ до складу межі розділу катод-електроліт, але потенціали відновлення Fe2+ не були досягненні. При заміні матеріалу катода з платини на вуглецеву сталь спостерігалося значне гальмування виділення водню, що дозволило досягти потенціалів сумісного відновлення водню та заліза, однак максимальний струм прямолінійної ділянки перебігу електрохімічного процесу з електрохімічним контролем скоротився від 10 при 20 0С, до 3 разів при 80 0С. Застосування мідного катоду дозволило виявити вплив водневої реакції на перебіг відновлення Fe2+. Виділення водню на мідному катоді перебігало зі значним гальмуванням розряду іонів водню. При застосування залізного катоду електрохімічна десорбція є лімітуючою стадією, що призводить до існування шарів адсорбованого водню міцно зчепленими із поверхньою залізного катоду. Порівняльний аналіз вольт-амперних залежностей для граничних досліджуваних температур вказує на значний вплив підвищення температури від 20 0С до 80 0С приблизно на 120-150 мВ. Катодний процес при 20 0С перебігає у режимі збільшеної кінетики для обох суміщених процесів. При 80 0С на вольт-амперних залежностях з’являються прямолінійні ділянки електрохімічного контролю катодного процесу, при концентраціях Fe2+ 1,0 та 1,5 моль/дм3. Ці ділянки простягаються від 20 до 60 мА/см2. Концентрація іонів заліза та температура електролізу має суттєвий вплив на процес електрохімічного відновлення Fe2+, що було підтверджено експериментально. Так як цільовим процесом при електрохімічний регенерації відпрацьованих травильних розчинів є регенерація саме сульфатної кислоти, а не видалення з цього розчину Fe2+ то катодний режим роботи електродного блоку був визначений за технологічними показниками перебігу анодного процесу.Документ Вплив матеріалу аноду на перебіг суміщених процесів при регенерації сульфатно-кислотних розчинів(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022) Кравченко, Кристина Миколаївна; Тульський, Геннадій ГеоргійовичІснуючі методи регенерації сульфо-кислотних розчинів, які містять заліза сульфат, що утворився після технологічних операцій із підготовки та травлення металевих деталей на підприємствах металообробки не є ефективними і тому не застосовуються на підприємствах України. Вони або направлені на осадження шламу важкорозчинних сполук заліза після нейтралізації непрореагованої сульфатної кислоти або на розбавлення утворених відпрацьованих сульфо-кислотних розчинів. Електрохімічний метод регенерації таких відпрацьованих сульфо-кислотних розчинів не є належно дослідженим. Особливістю розробки технології та устаткування для регенерації є катодне осадження заліза та зростання концентрації сульфатної кислоти в процесі регенерації. Процес електрохімічної регенерації відпрацьованих розчинів травлення сталі характеризується суттєвою зміною складу травильного розчину та температурою проведення процесу травлення. На початку роботи вихідний розчин сульфатної кислоти досягає концентрації 2,0 мольꞏдм¯³ та не містить заліза (ІІ) сульфату. В процесі травлення концентрація сульфатної кислоти зменшується до 0,5 мольꞏдм¯³, а концентрація заліза (ІІ) сульфату відповідно зростає. Тому перебіг анодного процесу досліджували для наступних складів розчину: 0,5 мольꞏдм¯³; 1,0 мольꞏдм¯³та 1,5 мольꞏдм¯³H₂SO₄. За умов зниження концентрації сульфатної кислоти знижується і її хімічна активність при взаємодії із оксидами та гідроксидами заліза. Для збільшення реакційної активності травильних розчинів застосовується збільшення температури всього процесу. Основним процесом на платиновому аноді є виділення кисню в широкому діапазоні густин струму при значній перенапрузі анодного процесу. Зважаючи на одержані вольтамперні залежності, видно, що підйом струму відбувається при досягнені потенціалів, що значно перевищують стандартний потенціал одержання кисню з води. Перевагою платинового анода є незначний вплив концентрації сульфатної кислоти на кінетику анодного процесу. Одержані результати були використані для порівняння з іншими альтернативними анодними матеріалами. Діоксид марганцю був одержаний методом піролізу покривного розчину із однокислого марганцю нанесеного на струмопідвод із титану, що може бути представлено реакцією (5) розкладання азотнокислого марганцю на титановій основі. За рахунок розвиненої поверхні реальна густина струму більш ніж на порядок була нижча на ТДМА ніж на платиновому аноді із такими же геометричними розмірами. Більш низька густина струму сприяла зниженню стаціонарних потенціалів виділення кисню. Щільність струму можна збільшити на порядок, якщо додати до робочого розчину ПАР. Порівняння вольтамперних залежностей на платині та ТДМА вказує, що застосування ТДМА дає більш значний виграш у енергетичних витратах при проведені процесу регенерації. Зважаючи, що для катодного процесу за результатами дослідження було визначено діапазон густин струму 4-5 А/дм², різниця у знижені поляризації аноду на ТДМА, у порівняні з платиною, складає більше 400 мВ, що дозволить суттєво знизити витрати при роботі блоку. Використання ТДМА доцільно в гальваностатичному режимі роботи електродного блоку для процесу електрохімічної регенерації відпрацьованих сульфо-кислотних розчинів травлення сталі.Документ Вплив матеріалу катоду на суміщені катодні процеси у водних розчинах заліза (ІІ) сульфату(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022) Кравченко, Кристина Миколаївна; Тульський, Геннадій ГеоргійовичРозглянуто вплив матеріалу катоду на суміщенні катодні процеси у водних розчинах сульфатної кислоти. Підтверджено, що розроблена методика електрохімічної регенерації відпрацьованих розчинів сульфатно-кислотної обробки сталевих виробів вирішує проблему із утилізацією таких відпрацьованих сульфатних розчинів із включенням сульфатів заліза. Акцентовано увагу, що існуючі методи не є ефективними, зокрема, відпрацьовані сульфатні розчини нейтралізують лугом або відходами других виробництв, що містять тверді карбонати та гідроксиди. При цьому утворюються сульфатні відходи, що потребують захоронення на спеціальних полігонах. Під час проведення дослідів підтверджено, що застосування електрохімічної регенерації дає змогу катодно осадити залізо у вигляді фольги або металевого порошку, а через перебіг анодного процесу – перевести сульфати у сульфатну кислоту. Було встановлено кінетична закономірність суміщених катодних процесів у модельних розчинах заліза (ІІ) сульфату з сульфатною кислотою. У якості матеріалу катоду використовували платину та мідь. Вибір матеріалу катоду ґрунтувався на різних електрохімічних властивостях цих обраних металів по відношенню до водневої реакції. За результатами проведених вольтамперних досліджень було обґрунтовано катодну густину струму у діапазоні 0,02...0,04 А∙см⁻² для регенерації модельного водного розчину (моль∙дм⁻³ ): 0,5 заліза (ІІ) сульфату та 0,5 сульфатної кислоти для діапазону температур 290…293 К. Балансове дослідження з регенерації модельного розчину (моль∙дм⁻³ ): 0,5 заліза (ІІ) сульфату та 0,5 сульфатної кислоти проведено у трикамерному електролізері. Вихідний досліджуваний розчин подавався у середню камеру. Катодна густина струму складала 0,025 і 0,035 А∙см⁻² , робоча площа анода і катода – 85 см² . На катоді з 08Х12Н10Т одержали компактний осад заліза, який відшарувався. Аналіз катодного осаду показав наявність в залізі 0,065 % водню. Вихід за струмом заліза склав 92 %. Закінчення тафелевської ділянки перебігу катодного відновлення заліза з електрохімічним контролем відбувався через концентраційні обмеження по Fe²⁺ та омічний опір адсорбованого водню на межі гетерогенних фаз. Запропоновано усунути ці обмеження за рахунок перемішування електроліту.