Kotelnikov Institute of Radio Engineering and Electronics of RAS Русский Sign in Submit a paper
Journal of Radio Electronics Online scientific journal · eISSN 1684-1719
2025, № 11 · RADIO ELECTRONICS RELATED PROBLEMS

Changes in mechanical properties of quartz sand under non-thermal high-power electromagnetic pulses exposure

V.A. Vdovin1, V.S. Lesovik2, M.Y. Elistratkin2, S.A. Sapetsky1, V.A. Cherepenin1

1 Kotelnikov IRE RAS, Moscow, Russia
2 Belgorod State Technological University named after V.G. Shukhov, Belgorod, Russia
Full text DOI: 10.30898/1684-1719.2025.11.47 UDC 621.373+691.3 EDN XPNNRS

Abstract

The results of non-thermal exposure of quartz sand to high-power nanosecond electromagnetic pulses (EMPs) are presented., EMP exposure is characterized by low energy consumption and increases grindability by 1.3 to 2.2 times. This method ensures selective treatment and affects different areas of mineral particles depending on the selected mode. As such, this treatment creates the preconditions not only for material grinding acceleration in the grinding unit but also for changing the resulting particles surface properties by exposing areas that remain intact during conventional grinding.

  • electromagnetic pulses
  • Nanosecond electric pulses
  • non-thermal exposure
  • Composite binding agents
  • reduced cement consumption
  • Reduced environmental impact
Аннотация (на русском)

Изменение механических свойств кварцевого песка при нетепловом воздействии мощных электромагнитных импульсов

Представлены результаты нетеплового воздействия на кварцевый песок мощных наносекундных электромагнитных импульсов (ЭМИ). Отличаясь невысокой энергозатратностью, обработка ЭМИ позволяет повысить размалываемость в 1,3-2,2 раза, обеспечивает селективность воздействия, затрагивая, в зависимости от принятого режима, различные участки минеральных частиц. Подобная особенность воздействия создаёт предпосылки не только для ускорения измельчения материала в помольном агрегате, но и для изменения свойств поверхности получаемых частиц, ввиду обнажения тех их участков, остающихся цельными при обычном помоле.

For citation

Vdovin V.A., Lesovik V.S., Elistratkin M.Y., Sapetsky S.A., Cherepenin V.A. Changes in mechanical properties of quartz sand under non-thermal high-power electromagnetic pulses exposure // Journal of Radio Electronics. – 2025. – No. 11. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2025.11.47

References

  1. Лесовик В. С. Геоника (геомиметика). Примеры реализации в строительном материаловедении. //Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова. - 2016. - 287 с.
  2. Elistratkin M. Y. et al. New point of view on materials development //IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. - IOP Publishing, 2018. - Т. 327. - С. 032020.
  3. Anand S., Vrat P., Dahiya R. P. Application of a system dynamics approach for assessment and mitigation of CO2 emissions from the cement industry //Journal of environmental management. - 2006. - Т. 79. - №. 4. - С. 383-398.
  4. Lesovik V. S. et al. Analysis of the Factors of Increasing the Efficiency of Employment Binder in High-Strength Self-Compacting Concretes //Environmental and Construction Engineering: Reality and the Future: Selected Papers. - Cham: Springer International Publishing, 2021. - С. 237-243.
  5. Bazhenov Y. M. et al. High-strength concretes based on anthropogenic raw materials for earthquake resistant high-rise construction //Engineering Solid Mechanics. - 2021. - Т. 9. - №. 3. - С. 335-346.
  6. Муртазаев С. А. Ю., Саламанова М. Ш. Использование отходов промышленности в строительстве //Вестник КНИИ РАН. Серия "Естественные и технические науки". - 2025. - Т. 3. - С. 22.
  7. Чантурия В. А. и др. Вскрытие упорных золотосодержащих руд при воздействии мощных электромагнитных импульсов //Доклады Академии наук. - Федеральное государственное бюджетное учреждение" Российская академия наук", 1999. - Т. 366. - №. 5. - С. 680-683.
  8. Чантурия В. А. и др. Использование мощных электромагнитных импульсов в процессах дезинтеграции и вскрытия упорного золотосодержащего сырья //Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. - 2001. - №. 4. - С. 95.
  9. Чантурия В. А. и др. Синергетическое влияние мощных электромагнитных импульсов и поровой влаги на вскрытие золотосодержащего сырья //Доклады Академии наук. - Федеральное государственное бюджетное учреждение" Российская академия наук", 2001. - Т. 379. - №. 3. - С. 372-376.
  10. Вдовин B. А. и др. Нетепловое воздействие мощных электромагнитных импульсов на золотосодержащую горную породу //Радиотехника и электроника. - 2005. - Т. 50. - №. 9. - С. 1129-1122.
  11. Вдовин В.А., Денисов Р.А., Сапецкий С.А., Черепенин В.А. Технология экспериментов нетеплового воздействия мощных электромагнитных импульсов на естественные и искусственные среды // Радиотехника и электроника. - 2023. - Т. 68. - №9. - C. 910-916. https://doi.org/10.31857/S0033849423090267
  12. Лебедев И. В. Техника и приборы СВЧ. Т. 1 //М.-Л.: Госэнергоиздат, 1961. - 512 с. - 1970.