Механически стимулированные реакции в системах металл–оксид (карбид)

Методами мессбауэровской и ИК-спектроскопии, рентгеноструктурного анализа, в том числе с использованием синхротронного излучения, и электронной микроскопии изучены процессы механохимического восстановления оксидов железа, никеля и меди алюминием при стехиометрическом соотношении компонентов и в смесях с двух-, трех- и четырехкратным превышением содержания алюминия над стехиометрическим, а также в присутствии избытка оксидобразующего металла и твердых растворов алюминия в железе и меди. Определены условия, при которых могут быть получены металлы (железо, никель, медь) и их моноалюминиды, модифицированные оксидом алюминия. При трехкратном избытке алюминия формируются алюминиды с большим содержанием алюминия. При четырехкратном увеличении содержания алюминия механохимическое восстановление оксидов не происходит. Предпочтительным способом модифицирования металлов оксидом алюминия является механохимическое восстановление оксидов твердым раствором алюминия в металле, образующем оксид. Методами рентгеновской дифракции и электронной микроскопии изучено механохимическое взаимодействие в высокоэнергетической системе Hf–C в присутствии 20, 30 и 50 мас. % меди. Показано, что с увеличением содержания меди в системе Hf–C–Cu уменьшается размер кристаллитов образующегося карбида гафния.

1. Schaffer, G. B. Combustion synthesis by mechanical alloying / G. B. Schaffer, P. G. McCormic // Scripta Met. – 1989. – Vol. 23, N 6. – P. 835–838. https://doi.org/10.1016/0036-9748(89)90255-x

2. Structure Peculiarities of Nanocomposite Powder Fe40Al/Al2O3 Produced by MASHS / T. Talaka [et al.] // Mater. Sci. Forum. – 2007. – Vol. 534–536. – P. 1421–1424. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/msf.534-536.1421

3. Аввакумов, Е. Г. Твердофазное восстановление касситерита / Е. Г. Аввакумов, В. Е. Дьякова, Л. И. Стругова // Изв. СО АН СССР, сер. хим. наук. – 1974. – Т. 2. – С. 26–29.

4. Structural Study of Fe–Al Nanomaterial Produced by Mechanical Activation and Self-Propagating High-Temperature Synthesis / T. Yu. Kiseleva [et al.] // Moscow University Physics Bulletin. – 2008. – Vol. 63, N 1. – P. 55–60.

5. Cornell, R. M. The Iron Oxides: Structure, Properties, Reactions, Occurrences and Uses / R. M. Cornell, U. Schwertmann. John Wiley & Sons, 2006. – 703 p.

6. DIFFRACplus: EVA. Bruker AXS GmbH, Ostliche. Rheinbruckenstraße 50, D-76187. – Karlsruhe, Germany, 2008.

7. Rietveld H. M. A Profile Refinement Method for Nuclear and Magnetic Structures / H. M. Rietveld // J. Appl. Crystallogr. – 1969. – Vol. 2, N 2. – P. 65–71. https://doi.org/10.1107/s0021889869006558

8. New station at the 4th beamline of the VEPP-3 storage ring / A. I. Ancharov [et al.] // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research. – 2001. – Vol. A 470, N 1–2. – P. 80–83. https://doi.org/10.1016/s0168-9002(01)01029-4

9. Подёргин, В. А. Металлотермические системы / В. А. Подёргин. – М., 1992. – 272 с.

10. Tarte, P. Infra-red spectra of inorganic aluminates and characteristic vibrational frequencies of AlO4 tetrahedra and AlO6 octahedra / P. Tarte // Spectrochimica Acta, Part A. – 1967. – Vol. 23, N 7. – P. 2127–2143. https://doi.org/10.1016/05848539(67)80100-4

11. 57Fe Mössbauer and electronic spectroscopy study on a new synthetic hercynite-based pigment / G. B. Andreozzi [et al.] // J. European Ceramic Society. – 2004. – Vol. 24, N 5. – P. 821–824. https://doi.org/10.1016/s0955-2219(03)00329-7

12. Диаграммы состояния двойных металлических систем: справочник: в 3 т. / под общ. ред. Н. П. Лякишева. – М., 1997. – Т. 1. – 1024 с.

13. Лихтман, В. И. Физико-химическая механика металлов / В. И. Лихтман, Е. Д. Щукин, П. А. Ребиндер. – М., 1962. – 303 с.

14. Сумм, Б. Д. Физико-химические основы смачивания и растекания / Б. Д. Сумм, Ю. В. Горюнов. – М., 1976. – 231 с.

15. Rapid mechanochemical synthesis of titanium and hafnium carbides / N. Lyakhov [et al.] // J. Mater. Sci. – 2018. – Vol. 53, N 19. – P. 13584–13591. https://doi.org/10.1007/s10853-018-2450-x