Проанализированы основные законы, открытые П.П.Веймарном (1879-1935) в Санкт-Петербургском горном институте в области получения металлосодержащих дисперсных веществ с нанометровым размером частиц. Установлены приоритетные публикации в этой области (1906-1915). Рассмотрены особенности научной школы П.П.Веймарна и связь работ этой школы с современными исследованиями Санкт-Петербургского горного университета по направлению «нанотехнологии» и зарубежными работами. Выявлена преемственность в области ряда объектов (дисперсные металлы) и методологии изучения свойств и стехиометрии веществ в зависимости от дисперсности. Дана информация о достижениях по синтезу поверхностно-наноструктурированных металлов и низкоразмерных форм вещества в различных пористых матрицах. Среди исследований XXI в. в качестве развивающих идеи Веймарна можно отметить твердотельный гидридный синтез металлов, наслаивание разноразмерных молекул аммониевых соединений на металлах (Al, Cu, Ni, Fe), а также синтез наноструктур металлов (Ag, Cu, Bi) с использованием в качестве матрицы, стабилизирующей размер частиц, пористого стекла. В последнем случае прослеживается снижение температуры плавления металла с увеличением его дисперсности.
По данным акустического метода, зависимость интегрального показателя трения D от нагрузочного давления P при использовании лучшей смазки с присадкой наноструктурированного порошка алюминия, обработанного смесью паров алкамона и триамона, не содержит характерного пика при малых давлениях на стадии притирки контактирующих поверхностей. Данная зависимость является плавной, гладкой и в диапазоне рабочих давлений (15-55 МПа) удовлетворительно описывается уравнением D = 8,5e 0,082 P . Изменение D по закону экспоненты происходит также при использовании аналогичной присадки на основе порошка меди и порошка меди, обработанного парами алкамона. Эти факты свидетельствуют в пользу жидкостного режима трения.
Изучена взаимосвязь водоотталкивающих свойств и реакционной способности в процессе окисления для наноструктурированных материалов на основе стали и промышленных марок порошка алюминия. Анализ экспериментальных данных показал, что для образцов, содержащих нанопленки катионных ПАВ и кремнийорганических соединений на стали, наблюдается линейная зависимость между водоотталкивающими свойствами покрытий и их защитными свойствами. Образцы на основе алюминия обладают наивысшей интенсивностью окисления при среднем уровне гидрофобности.
Приведены результаты исследований возможности вовлечения в отработку забалансовых слоев отрабатываемых горизонтов Старобинского месторождения калийных солей. Актуальность данной задачи обусловлена весьма интенсивным погашением запасов рудной базы РУП ПО «Беларуськалий», в то время как вовлечение в разработку новых горизонтов – процесс дорогостоящий и требующий дополнительных геолого-разведочных работ.
В статье рассмотрен процесс формирования геологических нарушений типа мульда на Старобинском месторождении калийных солей; с применением современного программного обеспечения для трехмерного моделирования установлена принципиальная разница в формировании выбросоопасных и невыбросоопасных мульд.
В ходе работы установлена симбатная (в ряде случаев линейная) взаимосвязь между водоотталкивающими и защитными свойствами изученных наноструктурированных и традиционных лакокрасочных покрытий на стали, обнаружен эффект пассивации поверхности стали в образце с «триамоновым» наноподслоем в длительных коррозионных испытаниях на производстве. Разработаны и впервые внедрены на горном предприятии наноструктурированные защитные покрытия.
Представлена информация об особенностях геологического строения пластов Старобинского месторождения, рассмотрены существующие способы отработки II и III горизонта. Предложено два способа селективного доизвлечения запасов калийных руд с использованием самоходной техники. Рассчитан экономический эффект при эксплуатации предложенных схем.
Представлен анализ существующих способов отработки IV калийного горизонта длинными очистными столбами с применением селективной выемки; предложен новый способ, при котором возможна отработка не только балансовых запасов IV горизонта, но и забалансовых запасов, сосредоточенных в 9-й сильвинитовой пачке, в которой по предварительным подсчетам находится порядка 14 % всех запасов IV горизонта. Экономический эффект при новом способе отработки составляет с одного выемочного столба 13 млн дол. США.
Проанализированы данные по коррозии стали 3 с различными покрытиями в воздушной атмосфере, содержащей примеси KCl, HCl, SO 2 ниже ПДК, и выявлена линейная зависимость между гидрофобностью и защитными свойствами наносимых на сталь покрытий как для стандартных составов, так и для составов с наноструктурированным наполнителем (1 % по массе), полученным методом твердотельного гидридного синтеза.
Исследована коррозия стали 3 и стали 3 с различными покрытиями в воздушной атмосфере, содержащей примеси HCl, SO 2 , KCl (0,04-0,20 мг/м 3 ), с влажностью 70-100 %. Установлена симбатная взаимосвязь между водоотталкивающими свойствами покрытий и их защитными свойствами. Показано, что использование нанопленок катионных ПАВ и кремнийорганических соединений, наноструктурированных гидрофобных добавок содержащих Si-C в составе покрытия позволяет тонко регулировать и улучшать защитные свойства покрытия.
Проанализированы литературные данные о взаимосвязи энергетических характеристик поверхности (поверхностного натяжения, энергии связи поверхностных атомов) с антифрикционными и изолирующими (защитными) свойствами ионогенных поверхностно-активных веществ (ПАВ). Экспериментально выявлена тенденция усиления смазывающего действия по мере увеличения энергии связи характеристического уровня N1S адсорбированных на металле катионных ПАВ; обнаружен эффект существенного увеличения (~ на 2 эВ) энергии связи N1S при совместной адсорбции катионных ПАВ с разными по значению углеводородными радикалами у атома азота. Энергия связи определена из измеренных рентгенофотоэлектронных спектров, смазывающее действие – оценено в испытаниях на высокоскоростном конвейере при малых нагрузках в разбавленных водных растворах (около 0,01 % ПАВ).
