Беспламенное сжигание метана на палладиевых и оксидных катализаторах
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
В°литических конвертерах с помощью фиксирующих зажимных колец;
более высокой, в сравнении с керамическими носителями, механической прочностью;
более развитой, в сравнении с керамическими носителями, поверхностью, выраженной, как отношение поверхности к величине занимаемого объема;
полностью открытой пористостью и низким газодинамическим сопротивлением;
способностью к выравниванию радиального профиля скоростей газового потока;
высокой устойчивостью при эксплуатации в условиях резких перепадов температур.
Используемые для изготовления структуры проволочных элементов имеют неразвитую поверхность (рис.11). Как видно, на поверхности проволочных элементов отсутствуют шероховатости, которые могли бы обеспечить удержание функциональных покрытий на носителе.
Рис.11. Поверхность исходного образца спиралевидного элемента ячеисто каркасной структуры при различном увеличении
iелью развития поверхности металлических носителей использовалось рельефное ("глубокое") химическое травление.
В качестве материалов металлических каркасов использовали сталь типа Х17Н10Т (или нихром), для химического травления которых предложен раствор на основе HNO3 с присадками NaF или NaCl [106]. Однако, никаких сведений в указанной литературе о составе раствора и характере травления поверхности не указано.
Целью данной части работы являлось исследование влияния режимов травления стали Х17Н10Т на кинетические зависимости и морфологию поверхности.
В качестве объектов исследования использовали спиралевидные элементы выполненные из проволоки диаметром 125мкм и свитую в спираль с внутренним диаметром 3-3,5мм, шагом 0,5мм, высотой 5-6 мм ("буса").
Травлению подвергали предварительно взвешенную гирлянду из 15 штук "бус", насаженных на капроновую нить.
Травящий раствор состоял из: HNO3 (74%масс.), KCl и, H2O. Их соотношение в растворе варьировали, изменяя мольное отношение и молярную долю H2O .
За скорость травления , %/мин принимали величину , где - уменьшение массы "бус" в результате травления, г.; - начальная масса "бус", г.; - время травления, мин.
Было замечено, что при приготовлении раствора его окраска с течением времени приобретает насыщенный желтый цвет. Для нахождения времени "созревания" раствора, при помощи датчика фирмы Vernier, была измерена зависимость коэффициента пропускания раствора от продолжительности выдержки при комнатной температуре с начала растворения KCl. Результаты (рис.12) показывают, что время "созревания" составляет величину 5-6 минут с начала растворения KCl.
Рис.12. Зависимость степени пропускания (%) света (?= 625 нм) от времени "созревания" раствора
Далее была исследована зависимость потери массы (Dm/m, %) от продолжительности травления для различных составов травящего раствора. В качестве примера на рис.13 приведена одна из таких зависимостей, из которой следует, что в пределах воспроизводимости результатов 15%, ее линейный характер. Примечательным также явилось то, что скорость травления, равная тангенсу угла наклона прямой, не зависела от перемешивания раствора. Этот факт позволяет сделать вывод, что лимитирующей стадией процесса травления является химическая реакция, протекающая на поверхности образцов.
Рис.13. Зависимость потери массы проволочных элементов от времени травления в растворе HNO3-KCl-H2O ()
Зависимость скорости травления от , приведенная на рис.14, носит экстремальный характер.
Рис.14. Зависимость скорости травления проволочных элементов от молярного отношения , при постоянной мольной доле
Аналогичный характер имеет зависимость скорости травления кремния от соотношения азотной и плавиковой кислот [107], что свидетельствует об одинаковом механизме химического травления обоих материалов. Последнее, по-видимому, обусловлено тем, что травящие растворы в обоих случаях содержат окислитель HNO3 и галогенсодержащее соединение (KCl, HF), в результате взаимодействия которых может образовываться хлористый (фтористый) нитрозил [108].
Разведение раствора водой приводит к снижению скорости травления. Эта зависимость показана на рис.15.
Рис.15. Зависимость скорости травления от мольной доли воды в растворе HNO3-KCl-H2O, при постоянном мольном отношении
При проведении процедуры травления концентрация реагентов изменяется со временем, что также приводит к уменьшению скорости травления. Однако для концентрированных растворов в некотором диапазоне времени эти изменения могут быть выражены слабо, и, следовательно, внутри этого диапазона скорость должна изменятся незначительно. Такая зависимость для одного из растворов приведена на рис.16. Из рис.16 следует, что по истечении определенного времени скорость травления начинает уменьшаться.
Рис.16. Зависимость скорости травления от времени, для травящего раствора HNO3/KCl (, навески "бус" 0,14гр.)
На рис.17-19 приведены структуры поверхности после травления. Видно, что травление приводит к образованию четко выраженного поверхностного рельефа, наблюдаются также отдельные кратеры, обусловленные возможно наличием макродефектов в сплаве.
Рис.17. Морфология поверхности "бус" после травления в режиме: , мин, %.
Рис.18. Морфология поверхности "бус" после травления в режиме: , , мин, %.
Рис. 19. Морфология поверхности "бус&qu