Особенности плазмохимического синтеза нанодисперсных порошков

Abstract

RU: Цель. Целью данной работы является изучение особенностей плазмохимического синтеза нанодисперсных порошков чистых металлов и их тугоплавких соединений. Методика. Проведен анализ существующих способов получения нанодисперсных порошков. Обоснован выбор плазмохимического синтеза как наиболее рационального способа получения высокочистых порошков с высокой удельной поверхностью. Отработана технология получения нанопорошков Ti, V, W, Cu, Si, В и их тугоплавких соединений: TiC, TiN, Ti(C,N), SiC, B4C, VC, WC. Обосновано применение азотной плазмы в процессе синтеза. Определен гранулометрический состав порошков, фазовый состав, рассчитана удельная поверхность. Изучены кристаллогеометрические параметры тугоплавких композиций, их тонкая структура методами электронной микроскопии. Результаты. Методом плазмохимического синтеза получены порошки Ti(C,N) и SiC дисперсностью 50…100 нм. Определен химический состав композиций: SiC, AlN, TiC, TiN, Ti(C,N). Доказана кристаллическая структура композиций, определены типы кристаллической решетки, их параметры. Полученные данные согласуются с результатами современных работ по получению дисперсных порошков на основе титана. Представлены обобщенные результаты кристаллографических и размерно-топологических исследований нанодисперсных композиций. Научная новизна. Установлены особенности технологии плазмохимического синтеза при получении порошков нанодисперсного диапазона. Предложены параметры процесса синтеза. Полученные порошки тугоплавких соединений Ti(C,N) и SiC соответствовали техническим условиям по химическому составу. Доказано кристаллографическое строение композиций. Предложено применение нанопорошковых композиций в качестве модификаторов для обработки металлических расплавов. Практическая значимость. Полученные порошки Ti(C,N), SiC могут служить модификаторами чугунных, стальных, никелевых, алюминиевых сплавов.

UK: Мета. Мета цієї роботи – вивчення особливостей плазмохімічного синтезу нанодисперсних порошків чистих металів і їх тугоплавких сполук. Методика. Проведено аналіз існуючих способів отримання нанодисперсних порошків. Обґрунтовано вибір плазмохімічного синтезу як найбільш раціонального способу отримання високочистих порошків із високою питомою поверхнею. Відпрацьовано технологію отримання нанопорошків Ti, V, W, Cu, Si, В та їх тугоплавких сполук: TiC, TiN, Ti (C,N), SiC, B4C, VC, WC. Обґрунтовано застосування азотної плазми в процесі синтезу. Визначено гранулометричний склад порошків, фазовий склад, розраховано питому поверхню. Вивчено кристалогеометричні параметри тугоплавких композицій, їх тонка структура методами електронної мікроскопії. Результати. Методом плазмохімічного синтезу отримано порошки Ti (C,N) і SiC дисперсністю 50 ... 100 нм. Визначено хімічний склад композицій: SiC, AlN, TiC, TiN, Ti (C,N). Доведено кристалічну структуру композицій, визначено типи кристалічної решітки, їх параметри. Отримані дані узгоджуються з результатами сучасних праць щодо отримання дисперсних порошків на основі титану. Представлені узагальнені результати кристалографічних і розмірно-топологічних досліджень нанодисперсних композицій. Наукова новизна. Наведено особливості технології плазмохімічного синтезу для отримання порошків нанодисперсного діапазону. Запропоновано параметри процесу синтезу. Отримані порошки тугоплавких сполук Ti (C, N) і SiC відповідали технічним умовам за хімічним складом. Доведено кристалографічну будову композицій. Запропоновано застосування нанопорошкових композицій як модифікаторів для обробки металевих розплавів. Практична значимість. Отримані порошки Ti (C, N), SiC можуть служити модифікаторами чавунних, сталевих, нікелевих, алюмінієвих сплавів.

EN: Purpose. The aim of this work is to study the characteristics of the plasma chemical synthesis of nanopowders of pure metals and refractory compounds. Methods. The analysis of existing methods of obtaining nanopowders. The choice of plasma chemical synthesis as the most efficient method of producing highly pure powders with a high specific surface area. The technology for producing nanopowders of Ti, V, W, Cu, Si, B and refractory compounds: TiC, TiN, Ti (C, N), SiC, B4C, VC, WC. The application of nitrogen plasma during synthesis. Defined particle size distribution of the powders phase composition, the specific surface area is calculated. Studied crystal geometry parameters of refractory compositions, their fine structure by electron microscopy. Results. By plasma-chemical synthesis are obtained powders Ti(C,N), and SiC dispersion of 50 ... 100 nm. Determine the chemical composition of the compositions: SiC, AlN, TiC, TiN, Ti(C,N). Proved crystalline structure of the compositions, defined types of crystal lattice, their parameters. These data are consistent with the recent work on preparing particulate titaniumbased powders. The generalized results of crystallographic and size-topological research nanodispersed compositions. Scientific novelty. The peculiarities of the technology of plasma chemical synthesis in the preparation of nanosized powders range. Parameters of the synthesis process. These powders of refractory compounds of Ti (C, N) and SiC comply with the technical specifications for chemical composition. Proved crystallographic structure of the compositions. Proposed use of nanopowder compositions as modifiers for the treatment of metal melts. The practical significance. The resulting powders Ti (C, N), SiC may serve as modifiers of iron, steel, nickel, aluminum alloys.