Главная – Журналы – Поиск по журналам

Исследованы фазовые и морфологические характеристики продуктов, образующихся в процессе самораспространяющегося высокотемпературного синтеза в системах Ti–C с добавлением предварительно механически активированных композиций металл – углерод (Me = Fe, Co, Ni). Показано, что в процессе горения образуются карбид титана и наноразмерные металлические частицы, поверхность которых покрыта оболочкой графита.

Исследуются особенности нестационарного поведения основных термодинамических параметров в процессах механосинтеза металлических порошков. Показано, что термодинамические режимы процессов механосинтеза характеризуются определенной многостадийностью, а свойства металла и среды измельчения оказывают значительное влияние на способность металлических систем к поглощению механической энергии, передаваемой им от измельчающего устройства. Приведены расчетные данные для процесса механосплавления железа с углеродом в шаровой планетарной мельнице.

Проведены физико-химические исследования процессов агрегации, происходящих при механической обработке смесей органических кислот и неорганических солей. Предложен механохимический метод получения быстрорастворимых “шипучих” композиций для их применения в пищевой и фармацевтической промышленности. Основное отличие данного метода состоит в отсутствии стадий, включающих жидкофазные процессы.

Исследована возможность интенсификации гетерофазных химических реакций обмена между оксогидроксонитратом висмута и галловой или винной кислотами с получением соответствующих солей рядом механохимических способов: 1) прямым механохимическим взаимодействием между твердыми реагентами с образованием продуктов; 2) предварительной механохимической активацией твердых реагентов с целью повышения их реакционной способности; 3) формированием композитных агрегатов частиц веществ-реагентов. Показано, что при механохимическом получении композитных агрегированных материалов твердых реагентов удается значительно повысить скорость реакции оксогидроксонитрата висмута с галловой кислотой. Исследованный подход может быть использован для решения широкого круга задач ускорения гетерофазных реакций.

Механическим сплавлением пассивированных нанопорошков алюминия и последующим магнитно-импульсным прессованием (1.5 ГПа) получены металломатричные композиты на основе алюминия, дисперсионно-упрочненные частицами оксида алюминия. Установлено, что с увеличением интенсивности и времени помола растет степень разрушения оксидных оболочек исходных частиц, улучшается однородность распределения упрочняющих частиц оксида по объему алюминиевой матрицы, уменьшается их размер до 50 нм и менее. При увеличении интенсивности помола микротвердость композита снижается с 3.2 до 2.2 ГПа, но остается на уровне, превышающем уровень, характерный для традиционных алюминиевых сплавов. Определены условия, приводящие к получению металломатричного композита с сочетанием высоких микротвердости и пластичности.

Механохимический керамический метод адаптирован к абразивным порошкам на основе ZrO2. Плотные образцы циркониевых керамик с однородным зерновым составом размером 200–400 нм и хорошими механическими свойствами получены из механохимических порошков в мягких условиях спекания при T = 1653 K. Обнаружена высокая низкотемпературная проводимость циркониевых керамик, связанная с их наноструктурированием. Высокотемпературная проводимость в полученных керамиках меньше по сравнению с лучшими твердыми электролитами из-за примеси моноклинной фазы и тонкозернистой микроструктуры. Для сложных оксидов со структурой перовскита и флюорита выявлена корреляция температуры спекания Ts с вычисленной средней температурой плавления , позволяющая ускорить разработку совместимых мембранных материалов с требуемой Ts для каталитических мембранных реакторов и твердых оксидных топливных элементов.

Наноструктурированные материалы на основе оксидов со структурой перовскита и флюорита синтезированы механохимическим методом из карбонатной формы мишметалла и оксида переходного металла со стехиометрическим соотношением катионов в исходной смеси La : Me = 1 : 1. Показана их высокая активность в реакциях восстановления водородом и метаном, превышающая таковую для чистых оксидных фаз, что, в свою очередь, отражает высокую подвижность кислорода в синтезированных наноструктурированных материалах. Установлена значительная термическая устойчивость и высокая смешанная проводимость полученных материалов, превышающая проводимость материала электролита (допированных флюоритов). Синтезированные материалы могут быть использованы в качестве катодов твердооксидных топливных элементов и мембранных материалов в процессах окисления.

Исследованы процессы механического сплавления магния и кобальта в атмосфере аргона или водорода. Показано, что в атмосфере аргона происходит постепенная взаимная диспергация металлов, в то время как в атмосфере водорода в высоконапряженной планетарной мельнице развивается процесс, аналогичный самораспространяющемуся высокотемпературному синтезу. В результате образуется промежуточная, по-видимому, аморфная фаза, из которой при 230 oС начинает выделяться водород и образуется интерметаллическое соединение кубической структуры, способное поглощать водород при комнатной температуре с образованием твердых растворов, а при повышенной температуре – с образованием тройных магний-кобальтовых гидридов.

Показано, что наноразмерные анодные материалы Li2Ti3O7 и Li4Ti5O12, полученные диспергированием в планетарной мельнице, характеризуются улучшенными электрохимическими свойствами по сравнению с исходными материалами микронных размеров: повышенной емкостью, расширенной областью образования твердых растворов, более сглаженными разрядными кривыми. С другой стороны, после измельчения наблюдается повышение необратимой потери емкости на первом цикле и понижение напряжения внедрения ионов лития. Для механокомпозитов на основе данных оксидов c низкой электронной проводимостью и углерода в качестве электронопроводящей добавки отмечено уменьшение порога перколяции до 10 % углерода.

Помолом смесей Fe50Al50–хGeх, по составу отвечающих композициям FeAl–FeGe, были получены сплавы. Во всех механосинтезированных сплавах, содержащих от 10 до 25 ат. % Ge, образуется ОЦК твердый раствор Fe(Al, Ge), в сплаве с 40 ат. % Ge – гексагональная химически неоднородная фаза b-Fe5(Al, Ge)3 (В82). Синтезированные фазы представляют собой метастабильные и наноструктурированные образования с размером блоков ~7 нм. При нагреве происходит совершенствование структуры: упорядочение твердого раствора Fe(Al, Ge) и образование В2-фазы, распад пересыщенных твердых растворов для сплавов, содержащих от 15 до 25 ат. % Ge, и образование равновесных фаз, выравнивание химического состава фазы b-Fe5(Al, Ge)3 (В82) у сплава Fe50Al10Ge40.