Навигация по сайту

•  Автобиография
     руc •  укр •  фр •  анг

•  Реферат
     руc •  фр

•  Библиотека

•  Ссылки

•  Отчет о поиске

•  Индивидуальное задание

•  ДонНТУ

•  Портал магистров

ЕФЕКТИВНІСТЬ ОЧИСТКИ ПИТНОЇ ВОДИ ІННОВАЦІЙНИМ РІШЕННЯМ

К.В. Щербак, Ю.С.Прилипко

Збірка доповідей.VII Міжнародна науково-практична конференція студентів та асперантів Донецький національний технічний університет


     Дані численних досліджень, проведених на території колишнього Радянського Союзу, свідчать, що частота виділення вірусів з питної води складає від 3,1 % до 83 %. За прогнозом в місті з чисельністю населення 1млн. людей щодоби може виникати 600 клінічних і субклінічних форм захворювань ентеровірусної етіології, пов'язаних з використанням забруднених об'єктів навколишнього середовища, у тому числі й питної води.

     Очищення промислових стоків – це комплекс різних методів. Останньою стадією підготовки води для питних потреб є її знезараження – знищення в ній хвороботворних мікроорганізмів за допомогою окисників (хлор i його сполуки, озон, перманганат калію тощо), термічним способом, олігодинамією (дія йонів благородних металів, зокрема Аргентуму) та фізичними способами (за допомогою ультрафіолетового та йонізуючого випромінювання, ультразвуку i фільтрування). Отже, всі способи знезараження води поділяють на реагентні (із застосуванням окисників) та безреагентні (фізичні).

     Найбільш ефективним, невпливаючим на стан здоров’я, альтернативою теперішнього часу є спосіб знезараження води ультразвуком. Ультразвук на 95 % убиває дизентерійні палички, сипнотифозний вipyc та iншi через 1 - 2 хвилини після оброблення. Основна маса бактерій гине під дією ультразвукових коливань частотою 20 - 30 кГц упродовж 2 - 5 с.

     Серцевиною ультразвукового обладнання є перетворювач, в якому використовуються п’єзокерамічні елементи. Ефективність його роботи пов’язана з електрофізичними, акустичними та механічними характеристиками. Тому пошуки оптимального складу для конкретного застосування э актуальною проблемою. Найбільш перспективною п’єзокерамікою для потужного ультразвуку є п’єзокераміка з матеріалу ЦТССт-3 ( цирконату-титанату свинцю), який містить в якості модифікаторів оксиди вісмуту, марганцю та цинку. На цьому матеріалі вивчали залежність властивостей від складу в області морфотропного фазового переходу.

     Данні дослідження заключались у визначенні найбільш високих, а головне стабільних електрофізичних, акустичних властивостей з більшим відтворюванням. Це є одним з важливіших умов вибору п’єзокераміки для пристроїв потужнього ультразвуку при зміні температурних і польових режимів під час експлуатації.

     Дослідження проводили на зразках вироблених з суміші оксидів і карбонатів відповідних металів по традиційній керамічній технології з різним вмістом титану та цирконію. Повноту синтезу контролювали ренгено-фазовим аналізом, питому поверхню помеленого порошку за допомогою ПСХ-2. Готові елементи металізували срібною пастою та поляризували в середовищі поліетілсилоксанової рідини при 150 °С електричним полем напругою 4 кВ/мм і міряли методом резонансу-антірезонансу їх п’єзоелектричні властивості.

     По результатам експерименту отримали залежності властивостей від складу та виявили оптимальні характеристики, які розташовуються в морфотропній області.



пунктирна лінія - εд/п ; сполошна лінія - εп/п
Рисунок 1 – Залежність властивостей ЦТССт-3 від складу в області МФП


     На рисунку 1 пунктирними лініями помічена морфотропна область (Т-П перехід), праворуч і ліворуч від неї розташовані тетрагональна та ромбоедрична області відповідно. Проведені рентгеноструктурні дослідження твердого розчину дозволили встановити слідуюче. Концентраційний перехід через морфотропну границю (МГ) здійснюється з непреривною зміною параметрів решітки та спонтанної деформації кожної фази з помітним зменшенням величини спонтанної деформації кожної фази в МГ. Для твердих розчинів Pb(Ti1-xZrx)O3 змінюючи х при постійній температурі, перетинаючи морфотропну фазову межу, спостерігається фазовій перехід з тетрагональної фази в ромбоедричну. При введені PbTiO3 в PbZrO3 тетрагональна фаза зменшується для PbTiO3 поблизу області морфотропного переходу.

     В данній області, як бачимо з рисунка, діелектрична проникність, коефіцієнт електромеханічного з’язку, механічна добротність, швидкість звуку, температура Кюри та п’єзомодуль мають екстремальний характер. Саме ці властивості матеріалу характеризують ефективність роботи елементу. Однак, найбільший інтерес для електроакустичних випромінювачів мають ті з них, які розташовані в тетрагональній фазі поблизу МГ, так як в цій області вони найбільш стабільні.

     Аналіз отриманих результатів свідчить, що такими властивостями володіє твердий розчин зі складом PbTiO3 0,49 мольн.%. Це дає можливість говорити про взаємозв’язок складу та властивостей і як слідство вибирати необхідні співвідношення компонентів при цілеспрямованому виготовленні матеріалу для різної області застосування.



© ДонНТУ 2008 Щербак Карина Викторовна