Использование среды гелия для получения наноразмерных порошковых материалов на примере промышленного цемента

На основе явления механодинамической диффузии частиц внешней среды в твердые тела впервые предложен принципиально новый метод получения наноразмерных порошковых материалов на примере промышленного цемента, дробленого в среде гелия. Методом масс-спектрометрии получены температурные зависимости скорости выделения и количества гелия в порошках при их нагревании в области температур 20–1200$^\circ$C. Показано, что дробление порошка цемента марки М-400 на лабораторной мельнице (тип МК-1) в гелии приводит к значительному смещению кривой его выделения в сторону более низких температур по сравнению со средой воздуха. Размеры частиц порошка, дробленого в гелии, составили 5–10 nm, что в 100 раз меньше размеров порошка ($\sim$ 500 nm) после дробления в среде воздуха. Прочность на сжатие образцов цемента, полученных из порошков, дробленых в гелии, увеличилась в два раза по сравнению с прочностью образцов из исходного материала. Проведен анализ энергий активации выделения гелия из порошка цемента, дробленого в гелии и на воздухе. Полученные результаты позволяют сделать вывод о высокой эффективности метода получения наноразмерных порошковых материалов в среде гелия. Метод может быть использован в промышленном масштабе на базе существующего мельничного оборудования при минимальной его модернизации.