химический каталог




Нанокристаллические материалы: методы получения и свойства

Автор А.И.Гусев

сти карбида вольфрама в кобальте в смесь добавляли нестехиометрический карбид ванадия в количестве до 1 мае. %. Полученный из этой нанокристаллической композиции твердый сплав отличается оптимальной комбинацией высокой твердости и большой прочности [95—97].

В работе [98] показано, что каждая нанокомпозитная частица WC—Со размером около 75 мкм состоит из нескольких миллионов нанокристаллических зерен WC с размером менее 50 нм, распределенных в матрице кобальта. Спеканием нанокомпозит-ной смеси карбида вольфрама с 6,8 мае. % Со и 1 мае. % VC получены сплавы, в которых 60 % зерен WC имели размер менее 250 и 20 % — менее 170 нм. Еще более тонкозернистой структурой обладал сплав, содержащий помимо карбида вольфрама 9,4 мае. % Со, 0,8 мае. % Сг3С2 и 0,4 мае. % VC. После спекания при 1670 К в этом сплаве 60 % зерен карбида вольфрама имели размер менее 140 и 20 % — менее 80 нм. Сравнение наносплава и обычного поликристаллического сплава с одинаковой твердостью показывает, что трещиностойкость наносплава в 1,2—1,4 раза больше, чем обычного крупнозернистого сплава [98].

1.4. ТЕРМИЧЕСКОЕ РАЗЛОЖЕНИЕ И ВОССТАНОВЛЕНИЕ

При термическом разложении используют обычно сложные элементо- и металлоорганические соединения, гидроксиды, карбонилы, формиаты, нитраты, оксалаты, амиды и имиды металлов, которые при определенной температуре распадаются с образованием синтезируемого вещества и выделением газовой фазы. Получение высокодисперсных металлических порошков методом термического разложения различных солей подробно описано в [7]. Например, пиролизом формиатов железа, кобальта, никеля, меди в вакууме или инертном газе при температуре 470—530 К создают дисперсные порошки металлов со средним размером частиц 100—300 нм.

Вариантом пиролиза является разложение металлоорганиче-ских соединений в ударной трубе, после чего свободные атомы металла конденсируются из пересыщенного пара [11]. Закрытая с обеих сторон длинная стальная труба перегораживается на две неравные части тонкой диафрагмой из майларовой пленки или алюминиевой фольги. Более длинную часть трубы заполняют аргоном под давлением 1000—2500 Па с примесью 0,1—2,0 мол. % ме-таллоорганического соединения. Другая часть трубы заполняется гелием или смесью его с азотом до тех пор, пока мембрана не прорвется. При разрыве мембраны возникает ударная волна, на фронте которой температура может достигать 1000—2000 К. Ударный нагрев газа приводит к разложению металлоорганиче-ского соединения за несколько микросекунд после прохождения фронта волны, и свободные атомы металла образуют сильно пересыщенный пар, способный быстро конденсироваться. Этим способом получали тонкодисперсные порошки железа, висмута и свинца.

Комбинацией термического разложения и конденсации является сверхзвуковое истечение газов из камеры, в которой поддерживаются повышенные постоянные давление и температура, через сопло в вакуум [11]. В этом случае тепловая энергия молекул газа трансформируется в кинетическую энергию сверхзвукового потока, а газ при расширении охлаждается и превращается в пересыщенный пар, в котором могут образовываться кластеры, содержащие от двух атомов до миллиона. Повышение первоначального давления в камере при неизменной температуре приводит к возрастанию пересыщения. В литературе [14] описано получение ультрадисперсного порошка (Si3N4 + SiC) пиролизом жидкого силазана, истекающего в виде аэрозоля через ультразвуковое сопло.

Высокодисперсные порошки карбида и нитрида кремния получают пиролизом поликарбосиланов, поликарбосилоксанов и полисилазанов [14, 99] при температуре примерно 1600 К. Нагрев осуществляют с помощью низкотемпературной плазмы или лазерного излучения. Нанокристаллический порошок нитрида A1N со средним размером частиц 8 нм получали разложением в

34

35

аммиаке при 900 К полиамидимида алюминия [100], порошок нитрида титана — разложения полититанимида. Поливинилпента-боран применяется для получения нанокристаллического карбида бора, борсодержащие полимеры типа полиборазола и поливи-нилборазола предлагается использовать для получения высокодисперсных порошков нитрида бора, а также в качестве добавок к порошку титана для синтеза нанокристаллических композиций TiN + TiB2 [14, 101].

Бориды переходных металлов можно получать пиролизом борогидридов при 600—700 К, т. е. при температуре, которая гораздо ниже обычных температур твердофазного синтеза. Например, высокодисперсные порошки борида циркония с удельной поверхностью 40—125 м3/г образуются при термическом разложении тетраборогидрида циркония Zr(BH4)4 под действием импульсного лазерного излучения [102]. Согласно [14], порошки, полученные термическим разложением мономерных и полимерных соединений, нужно дополнительно отжигать для стабилизации состава и структуры; температура отжига нитридов и боридов составляет от 900 до 1300 К, оксидов и карбидов — от 1200 до 1800 К.

В разделе 1.1 описан метод получения нанокристаллических порошков, в котором термическое разложение металлооргани-ческого прекурсора совмещено с конденсац

страница 14
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74

Скачать книгу "Нанокристаллические материалы: методы получения и свойства" (1.38Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
скачать программу управление гироскутером
ручка wmn.619x.096.m00d1
детский матрас 80х140 купить уфа
помоч детям

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(23.07.2017)