Науковий вісник НГУ

Про механізми утворення електропровідних фаз під час електротермоактивації залізовмісних карбонатів

• 
• 

Рейтинг користувача:  / 2

ГіршийКращий 

Деталі

Категорія: Фізика твердого тіла, збагачення корисних копалин

Останнє оновлення: 06 вересня 2017

Опубліковано: 06 вересня 2017

Перегляди: 5290

Authors:

В.В.Соболєв, д-р техн. наук, проф., orcid (http://orcid.org/): 0000-0003-1351-6674, Державний вищий начальний заклад „Національний гірничий університет“, м. Дніпро, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Н.В.Білан, канд. геол. наук, доц., orcid (http://orcid.org/): 0000-0002-4086-7827, Державний вищий начальний заклад „Національний гірничий університет“, м. Дніпро, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

О.В.Халимендик, канд. техн. наук, orcid (http://orcid.org/): 0000-0002-1311-1135, Державний вищий начальний заклад „Національний гірничий університет“, м. Дніпро, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Abstract:

Мета. Дослідити механізм утворення електропровідної фази в карбонатах на прикладі сидериту, і встановити залежність температури її утворення від вмісту кремнію під час нагрівання та одночасному впливі слабкого електричного поля.

Методика. Аналіз і узагальнення результатів експериментальних досліджень. Фізико-хімічні аналітичні дослідження з використанням електронної та оптичної мікроскопії, петрографічного й рентгенофазового аналізу, термогравіметричного аналізу та диференціальної скануючої калориметрії, газової хроматографії. Оцінка стану фазової рівноваги в системі „оксиди заліза ‒ вуглець ‒ оксиди вуглецю“ з використанням даних про стандартні зміни енергії Гіббса.

Результати. Досліджено механізм утворення електропровідних фаз у сидериті. Встановлена залежність утворення нових фаз від температури нагріву й величини напруженості електричного поля, закономірності зміни порогових температур фазових переходів у пробах сидериту й кальциту, що містять домішки кремнію.

Наукова новизна. За рахунок термостимульованого збільшення концентрації рухливих носіїв електричних зарядів у міжзерновому просторі сидериту зростає роль електричного поля точкових зарядів у формуванні кінцевого продукту хімічних реакцій. Додатковий вплив електричного струму на зростаючий ступінь дестабілізації хімічних зв’язків між поверхневими атомами приводить до утворення й переносу іонів, зниження енергетичного бар’єру утворення „зародків“ електропровідної фази поблизу активних центрів. Стрибкоподібне збільшення електропровідності обумовлено спонтанним характером утворення „зародків“ нової фази й переходом іонної електропровідності на змішаний або переважно електронний тип. У результаті електротермоактивації сидериту формується композитний напівпровідник, що складається з матриці-напівпровідника, представленої вихідним мінералом і насиченою паралельно орієнтованими струмовими нитками високої електропровідності.

Практична значимість. Експериментальні результати свідчать про те, що в умовах земної кори подібні процеси, які протікають у досліджуваних гірських породах, цілком реальні, а фізичні значення термодинамічних величин (чинників метаморфізму) під час інтерпретації тих чи інших геологічних подій іноді виявляються значно завищеними.

References

1. Soboliev, V., Bilan, N. and Samovik, D., 2013. Magnetic stimulation of transformations in coal. Annual Scientific Technical Collection – Mining of Mineral Deposits. Leiden: CRC Press/Balkema, pp. 221–225.

2. Glasmacher, U.A., Lang, M., Keppler, H., Langenhorst, F., Neumann, R., Schardt, D., Trautmann, C. and Wagner, G.A. Phase Transitions in Solids Stimulated by Simultaneous Exposure to High Pressure and Relativistic Heavy Ions. Phys. Rev. Lett. [e-journal] 96(19), id. 19570. 10.1103/PhysRevLett.96.195701 [Accessed 11 November 2016].

3. Salnikov, V.N. and Potylitsyna, Ye. S. Geology and self-organization of life on the Earth. [e-book] Tomsk: STT. Available at:: <http://www.lib.tpu.ru/fulltext3/m/ 2008/m8.pdf.> [Accessed 11 November 2016].

4. Ruzina, M.V., Tereshkova, O.A., Yatsyna, D.V. and Dodatko, A.D., 2013. Listvenite-beresites from the Middle Predniprovie megablock of the Ukrainian shield and its ore content. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, 1, pp. 24‒32.

04_2017_Soboliev
2017-09-05  1.51 MB  1044