RTU zinātniskie raksti

Materiālzinātne un lietišķā ķīmija 15. sējums 2007.g.

SATURS

 

A. Gilucis, A. Karpovičs, V. Segliņš, J. Prols, E. Silgaile

Ģeoķīmisko anomāliju pētījumi Latvijas augsnēs

Apskatītas ķīmisko elementu anomālo koncentrāciju izplatības likumsakarības Latvijas augsnēs un to saistība ar elementu asociācijām. Veikts augsnes virskārtas un augsnes cilmiežu „virsējo” un „dziļo” anomāliju attiecību novērtējums, kā arī ķīmisko elementu intensitāte augsnes virskārtā; papildus realizēta izdalīto anomāliju pārbaude, izslēdzot laboratorijas analītiskās un ģeoķīmisko rādītāju matemātisko aprēķinu iespējamās kļūdas.

 

O.Aleksāns, J.Klimovičs.

Naftas produktu brīvās fāzes piesārņojums gruntsūdens horizontā

Baltijas valstīm raksturīgos hidroģeoloģiskos apstākļos pirmo reizi realizēta naftas produktu brīvās fāzes piesārņojuma teorētisko datu sistemātiska analīze un to pārbaude ar lauku eksperimentu rezultātiem; noteiktas likumsakarības, novērtēti apstākļi un rezultātus ietekmējošie faktori. Pētījumu rezultātā pierādīts, ka pēc urbumu atsūknēšanas pārtraukšanas līmeņu atjaunošanās periodā, regulāru naftas produktu brīvās fāzes – ūdens saskares virsmas un brīvās fāzes augšējā līmeņa mērījumu ceļā ir iespējams iegūt datus, kurus izmantojot, var noteikt aktuālo brīvās fāzes šķidruma slāņa biezumu gruntsūdens horizontā. Šādā veidā iegūtajiem datiem ir augsta korelācija ar analītiski noteiktajiem parametriem, kas norāda uz divu metožu savstarpējo aizvietojamību lietišķos un zinātniskos pētījumos.

 

Krilova V., Bērziņa-Cimdiņa L., Borodajenko N.

Kviešu kliju šķiedrvielas kā sorbējošs materiāls. 

Parādīta lēta dabīga materiāla izmantošanas iespēja šķīdumu attīrīšanai no vara(II) joniem un bāziskas krāsvielas metilviolēto. Sorbcija uz izdalītām no kviešu klijām šķiedrvielām pētīta no mazas koncentrācijas šķīdumiem. Pamatojoties uz FTIS spektriem tika konstatēts, ka sorbējoša materiāla  jonapmaiņas spēju noteic karboksilgrupu esamība šķiedrvielu sastāvā. Demonstrēti dati par neitrālo sāļu koncentrācijas ietekmi uz vara(II) jonu sorbciju statiskajā režīmā. Vara(II) jonu un īpaši bāziskās krāsvielas sorbcija eksperimenta apstākļos  notika samērā ātri. Bāziskās krāsvielas metilviolēto sorbcija izpētīta dinamiskajā režīmā. Kolonas procesa izmantošana  ļāva pilnīgi attīrīt filtrātu no krāsvielas.

 

V. Kampars, M. Petrova, E. Liepinsh.

Benzīna sastāva noteikšana ar 1H KMR spektroskopiju un to oktānskaitļi.

Izmantojot 1H KMR spektroskopiju, veikta 10 benzīna paraugu sastāva analīze. 1H KMR sastāva analīzes rezultāti ļauj apmierinoši prognozēt (standarta kļūda 0,65) pētnieciskā oktānskaitļa vērtības, iz­mantojot empīrisku vienādojumu  RON = 89alk/100 + 78ol/100 + 106arom/100 + 120ox/100, kur alk, ol, arom and ox – attiecīgi alkānu, alkēnu, aromātisko ogļūdeņražu un skābekļa savienojumu tilpuma %.

 

D. Vaičiukiniene, V. Vaitkevičius, A. Kantautas, V. Sasnauskas.

AlF3 ražošanas atkritumu izmantošana cementbetonos.

Izgatavojot fosfora minerālmēslus no fosforītiem, līdztekus galvenajiem produktiem - minerālmēsliem un AlF3, veidojas blakusprodukts – amorfs silikagēls. Silikagēls kā piemaisījumu satur mazāk par 7% AlF3, kas ierobežo tā izmantošanu. Konstatēts, ka izkarsējot silikagēlu 1 stundu 800 oC, to var izmantot kā aktīvo minerālo piedevu portlandcementam. Optimālais piedevas daudzums – 10% no cementa masas.

 

G. Sedmale, I. Apsītis, A. Actiņ.š

Illītu mālu ietekme uz kordierīta – špineļa kristāliskās fāzes veidošanos keramikā no jaukta sastāva maisījumiem.

Veikti pētījumi par minerālo izejvielu (illīta mālu un dolomīta) piedevas ietekmi uz kordierīta un špineļa kristālisko fāžu veidošanos keramikā, kas sintezēta no kordierītam stehiometriska izejvielu maisījuma un 4,5 -8,2 mas.% minerālo izejvielu, illīta mālu un dolomīta,  piedevas. Pētījumu akcents ir likts uz četru veidu illīta mālu (kas galvenokārt atšķiras ar karbonātu minerālu un Al2O3 saturu) ietekmi uz šo savienojumu veidošanos keramikā 13000C temperatūrā. Ir parādīts, ka 4,5 mas.% gan illītu māla, gan dolomīta piedeva ievērojami veicina kordierīta augsttemperatūras formas – indialīta veidošanos. Savukārt 8,2 mas.% katras piedeva – špineļa MgAl2O4 un enstatīta MgSiO3 veidošanos kristāliskā fāzē, vienlaicīgi palielinoties arī stiklveida un gāzveida fāzes daudzumam. Gāzveida fāzes pieaugums keramikas paraugā savukārt veicina vienmērīgi sadalītu poru (150-350mm) izveidošanos.

 

A.Blūms, V.Kampars.

Svina jonu adsorbcija uz apdedzinātām māla lodītēm no ūdens šķīdumiem.

Pētīta svina jonu adsorbcija uz apdedzināta māla lodītēm ar Al(OH)3, Al(NO3)3 un Al(CH3COO)3 piedevām. Lodītes pagatavotas no Apriķu, Kupravas, Lodes, Līvānu, Veselovas (Ukraina) un Saltišķu (Lietuva) atradņu māliem, un apdedzinātas 1050 0C temperatūrā 40 minūtes. Vislabākās adsorbcijas īpašības no 1·10–3 mol/l Pb(NO)3)2 šķīdumiem bija Līvānu atradņu māla lodītēm, kas tika pētītas sīkāk. 25% Al(OH)3 un 15% Al(NO3)3 piedevu klātbūtnē adsorbcijas kapacitāte palielinās no 5,0 mg/g līdz 9,0 mg/g. Al(CH3COO)3 piedevu klātbūtnē adsorbcijas kapacitāte palielinās neievērojami.

 

D. Nizevičiene, B. Leskevičiene, Z. Valančius, B. Barkauskiene.

Emitētā CO2 daudzuma noteikšana ar termiskās analīzes metodi, apdedzinot keramiskos izstrādājums.

Izstrādāta emitētā CO2 daudzuma noteikšanas metodika, apdedzinot keramiskos izstrādājumus, kas pamatojas uz keramikās masas termiskās analīzes rezultātiem. Metodiku var izmantot, lai aprēķinātu emitēto CO2 daudzumu un to kontrolētu keramiku ražojošos uzņēmumos, atbilstoši EK uzstādītajām prasībām.

 

S. Reihmane, J. Kajaks.

Koka atlikumu šķiedras zema blīvuma polietilēna kompozītiem.

Modificētas un nemodificētas koka atlikumu šķiedras izmantotas zema blīvuma polietilēna pildīšanai. Kompozītu īpašību pētījumi rāda, ka modifikatori praktiski neietekmē kompozītmateriālu mehāniskās īpašības un kausējuma indeksu. Modifikators difenilmetāndiizocianāts samazina kompozītu ūdens sorbciju. Sorbētā ūdens ietekme uz kompozītu stiprības – deformatīvajām īpašībām pēc viena sorbcijas – desorbcijas cikla ir atgriezeniska.

 

Zaporina Ņ., Kuzņecova L., Grabis J.

Sintezes apstākļu ietekme uz ZrO2-Y2O3 nanopulveru morfoloģiĢiju, struktūru un to keramiku: AEM pētījumi.

Ar analītisko elektronu mikroskopijas (AEM) metodi pētīta daļēji stabilizētu cirkonija dioksīda pulveru, kuri iegūti ķīmiskā ceļā ar glicīna (glc-YSZ) un azeotropās destilācijas (dest-YSZ) metodēm, kā arī no tiem iegūtās  keramikas struktūra un morfoloģija. Noskaidrota glc-YSZ pulveru morfoloģiskā un struktūras heterogenitāte. Ar elektronu mikrodifrakcijas (MD) metodi  konstatēta dažādas kristālizācijas pakāpis ZrO2 kubiskā fāze (vienlaicīgi ar zirkonija dioksīda tetragonālo fāzi, kas noteikta rentgenfāžu analizē). Pulveriem, kas iegūti ar azeotropas destilācijas metodi ir ievērojami lielāka  dispersitātes pakāpe, salīdzinot ar tiem, kas iegūti  ar glicīna metodi. Dest-YSZ pulveru izpētē ar augstlokalo MD metodi konstatēta augsti dispersa ZrO2 kubiskā fāze (pēc rentgenfāžu analīzes datiem šie pulveri ir amorfi). Dest-0YSZ un dest-5YSZ pulveru struktūras pētījumos pierādīta itrija ietekme uz kristalizācijas pakāpi. Noskaidrotas virsmas topogrāfiskās atšķirības keramikai, kas iegūta no glc-5YSZ, dest-5YSZ un dest-0YSZ nanopulveriem saķepinātiem vakuumā 3 st. pie 15000C. No glc-5YSZ un dest—5YSZ nanopulveriem iegūta keramikas virsma  ir samēra viendabīga, sastav no blīva pakojuma globulām ( no 0,1 līdz 0,6 mkm), tajā ir arī poras diametra ~0,37 mkm. No dest-0YSZ pulveriem iegūta keramikas virsma ir neviendabīga, nav blīva, ir ar neskaitāmām plaisām. Atsevišķas daļas arī sastāv no globulām izmēra 0,2-0,5 mkm.

 

Avotiņš F., Bizdēna Ē.

Dažu ciklobutāna rindas hidroksāmskābju sintēze un raksturojums.

Pirmo reizi sintezētas un raksturotas 3-etil- un 3-acetil-2,2-dimetilciklobutilacetohidroksāmskābes un daži šo skābju N-arilanalogi. Hidroksāmskābes iegūtas ar 44-75 % iznākumu. Tās ir polāros organiskos šķīdinātājos labi šķīstošas, stabilas kristāliskas vielas. Sintezēto hidroksāmskābju struktūru apstiprina IS un KMR 1H spektru dati.

 

D. Ērkšķe, M. Kalniņš, A. Dzene, V. Tupureina.

Biodegradabla polimērkompozīta iepakojuma materiāla raksturojums

Darbā uzmanība vērsta uz papīru makrostruktūras noskaidrošanas metodikas izstrādi, kā arī izstrādāta metode polimēra pārklājuma iegūšanai uz papīra lai izveidotu kompozītus. Lai saglabātu papīra biosadalīšanās spēju, pārklājums veidots no biopolimēriem – polihidroksibutirāta (PHB) un polivinilspirta (PVS). Pētījumiem izvēlēti septiņi atšķirīgi papīri. Lai noskaidrotu šķīdinātāju ietekmi uz papīru makrostruktūru un mehāniskajām īpašībām, izmantota optiskā mikroskopija un veiktas stiepes stiprības un deformācijas pārbaudes. Mikroskopijas attēli viennozīmīgi rāda, ka šķīdinātāji ietekmē papīra substrāta struktūru, kas šķīdinātāja ietekmē vietām kļuvusi viendabīgāka, taču citos apgabalos atsevišķas papīra sastāvdaļas ir izšķīdinātas. Mehānisko pārbaužu rezultāti liecina, ka ar šķīdinātāju impregnētu paraugu stiprība pārsvarā gadījumu samazinās, taču FL 70 stiprība pieaug, kas skaidrojams ar tādām struktūras izmaiņām, kuru rezultātā papīra struktūra kļūst homogēnāka. Atšķirīgs kompozītu biezuma pieaugums pēc pārklājuma izveidošanas arī skaidrojams ar šķīdinātāja ietekmi uz papīra struktūru.

 

R. Seržāne L. Bērziņa – Cimdiņa, K. Šalma, I. Šalma.

Porainas kalcija fosfātu keramikas 3 D – struktūras bioloģisko šūnu pamatnēm.

Balstoties uz literatūras analīzes rezultātiem, porainas keramikas iegūšanai izvēlētas šlikera putojošo piedevu un sintētisko polimēru prekursoru tehnoloģijas. Izstrādāts komerciālā HAP pulvera lejamās masas (šlikera) sastāvs ūdenī ar gēlu veidojošām (sausā olbaltumviela, jēlas olas baltums, ciete) un ar putojošām piedevām (H2O2) vai bez tām. Tīģeļos atlietā keramika raksturīga ar nehomogēnu multiizmēru poru struktūru. Izdedzinot polimēru prekursoru, var iegūt HAP keramiku ar porainu, homogēnu struktūru un monoizmēra porām.

 

Filipenkovs V., Laizāns J., Knēts I., Rupeks L.

Savienojuma stiprums starp truša kaulaudiem un kompozīto biomateriālu. Sprieguma-deformācijas stāvoklis “kaula-implanta” sistēmā noteikts ar galīgo elementu metodi.

Tika pētīti divu veidu kompozītie materiāli. Pirmais materiāla tips ir veidos no silikāta stikla (SG) un hidroksiapatīta, tika lietoti abi, dabīgais (NHAp) un sintētiskais (HAp) hidroksiapatīts. Otra veida biomateriāls tika izveidots no ultra augstas molekulmasas polietilēna (UHMMPE) un dabīga hidroksiapatīta. Abu veidu kompazītie materiāli tika implantēti truša augšstilba kaulā. Savienojuma saites stiprums starp kaulaudiem un implantiem tika noteikts pēc 2, 4, 10 un 25 nedēļām. Sprieguma-deformācijas stāvoklis rekonstruētajā sistēmā tika noteikts ar galīgo elementu programu ANSYS.

 

N.Obabkovs, V.Gorkunovs, R.Munters, A.Beketovs.

Temperatūras lauka aprēķins metālu termiskās reducēšanas krāsnī.

Pētīta grafīta oderējuma ilglaicība niobija un reto metālu sakausējumu kausēšanas krāsnī. Aprēķinātas temperatūras lauka izmaiņas laikā krāsns grafīta oderējumā. Novērtēta oderējuma aizsargslāņa izturība, kas uzklāts ar plazmas izsmidzināšanas metodi. Parādīts, ka vislabāko aizsargspēju uzrāda pārklājumi, kas izveidoti no Nb-NbC. Uzputekļotā slāņa struktūras blīvums un elementu sadalījuma vienmērība tajā pētīta ar mikrorentgenspektrālo analīzes metodi. Konstatēts, ka elementi pārklājumā ir sadalīti vienmērīgi.

 

V.Gorkunovs, R.Munters.

Silīciju nesaturošu kompleksu ligatūru ražošana Igaunijā.

Silmet JSC (Igaunija) ir viens no vadošajiem reto metālu un retzemju metālu sakausējumu ražotājiem Eiropā. Silīciju nesaturošu kompleksu sakausējumu izstrādāšana, kas satur retzemju metālus, bet nesatur silīciju, ir aktuāla, ņemot vērā, ka krāsainā un melnā metalurģija, īpaši metālu kausēšana, ir saistīta ar augsti efektīvu kompleksu piedevu izmantošanu, tādu kā dezoksidantu, modifikatoru, ligatūru. Silīciju nesaturošu kompleksu ligatūru ražošanas pamatā ir izmantota ārpuskrāsns kalcitermiskā reducēšanas metode, veicot to liešanas kausā. Ligatūru iegūšanas laboratorijas un pusrūpnieciskie pētījumi veikti Silmet JSC ķīmiski-metalurģiskajā rūpnīcā. Veiktie pētījumi ļāva viena kausējuma ciklā izgatavot līdz 500 kg ligatūras.

 

Borisova T.

Sarežģītas formas virsmas spiediena izotermu anālize ūdens/1,2-dihloretāns fāžu robežvirsmā.

Indikatora Eriohrommelnais T kālija sāls dicikloheksāno-18-kraun-6 kraun-ētera kompleksi ir virsmas aktīvi ūdens/1,2-dihloretāna fāžu robežvirsmā. Virsmas spiediena izotermu nemonotonā forma saistīta ar to, ka ūdens šķīdumā eksistē disociētas un nedisociētas indikatora formas un fona elektrolīts KCl. Ekstrakcijas īpatnība, kas notiek mērījumos ar piliena tilpuma metodi, ir tāda, ka atšķirībā no vairuma ekstrakcijas procesu, šeit organiskās fāzes tilpuma attiecība pret ūdens fāzes tilpumu ir ievērojami lilāka par 1. Notiek ievērojama atšķaidīšanās.

 

Sadirbajeva T.

Platīna(IV)  membrānekstrakcija ar tri-n-oktilamīnu niķeļa(II) klātbūtnē .

Izpētīts platīna(IV) ekstrakcijas process no sālsskābiem šķīdumiem, kas satur niķeļa(II) makropiemaisījumu, ar  šķidrām membrānām uz tri-n-oktilamīna pamata galvanostatiskās elektrodialīzes apstākļos. Noskaidrota uztvērējšķīduma un šķidrās membrānās sastāva, elektrodialīzes strāvas blīvuma ietekme uz platīna(IV) pārneses ātrumu. Noteikti optimālie apstākļi PtCl62− izdalīšanai un efektīvai platīna(IV) atdalīšanai no niķeļa(II).

 

Z. Valančius, V. Leskevičiene, D. Nizevičiene.

AlF3 kristalizācijas pētījumi.

Neitralizējot tehnisko heksafluorosilicijskābi ar alumīnija hidroksīdu, veidojas tehniskais alumīnija fluorīds, kuru izmanto kā kusni alumīnija ražošanā. Bez ķīmiskā sastāva (AlF3 koncentācija ne mazāka par 96%) alumīnija fluorīdam ir jābūt ar noteiktiem kristālu izmēriem (80-150 μm) un formu, tādēļ pētīta AlF3 kristalizācija no šķīdumiem. Konstatēts, ka AlF3 kristālu izmērus var regulēt, izmainot šķīduma pH un pievienojot kristalizācijas dīgļus.