Obrabotka Metallov 2013 No. 1

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 1 (58) 2013 83 ИССЛЕДОВАНИЯ ПО ФЦП а б Рис. 3 . Фрагменты рентгеновских дифрактограмм порошка серпентина после нагрева в атмосфере аргона до 550 ºС ( а ) и 850 ºС ( б ). что при нагреве потеря веса насыпки составляет всего около двух процентов. Следовательно, ги- дроксильная группа не выделяется, а остается в смеси [5]. После 672-часового перемешивания исходная смесь (рис. 4, а ) превращается в смесь окатышей (рис. 4, в ). РЭМ показал, что окатыши состоят из частиц железа, окруженных частицами серпен- тина (рис. 4, г ). Это сказывается на результатах энергодисперсионного анализа. Так как съемка спектров происходит с тонкого поверх- ностного слоя насыпки, то доля железа на спектрограмме снижается. Влияет ли присутствие железа на ги- дратацию гидросиликата при нагреве и при механическом перемешивании ис- следуемой смеси, показывают результаты ДСК и РФА. По данным ДСК, процесс нагрева смеси повторяет процесс нагре- ва серпентина с той лишь разницей, что при нагреве смеси поглощается меньшее количество тепла, что обусловлено про- теканием экзотермических процессов в железной составляющей смеси. При нагреве смеси проявляются эндотерми- ческие эффекты, характерные для де- гидратации и лизардита, и хризотила, и антигорита [5]. При этом РФА показыва- ет, что при нагреве смеси до 550 ºС ника- ких фазовых превращений не происходит (рис. 5, а ). Следовательно, такой нагрев не является достаточным для протека- ния реакций отделения от гидросиликата ОН-группы. Процесс дегидратации сер- пентина начинается при нагреве до 650 ºС. На рентгеновских дифрактограммах сме- си, нагретой до этой температуры и выше, основное количество пиков принадлежит форстериту (рис. 5, б ). Сравним результаты РФА, полученные после нагрева смеси и после ее переме- шивания. После перемешивания в смеси образуется форстерит (рис. 6). Близкий фазовый состав имеет и покрытие, обра- зованное на стальных шариках из шаро- вой мельницы [7]. Как определено выше, образование магнезиального силиката происходит при нагревании серпентина за счет потери воды. Следовательно, во вре- мя перемешивания при взаимодействии частиц порошка железа и серпентина происходят процессы, приводящие к выделе- нию энергии, эквивалентной температуре око- ло 650 ºС. Выделение тепла может происходить за счет локальных флуктуаций температуры на контактных площадках поверхности частиц же- лезного порошка и серпентина при их соударе- нии и трении, а также за счет домола спирале- видных и пластинчатых частиц серпентина на меньшие фрагменты.