Издательство СО РАН

Издательство СО РАН

Адрес Издательства СО РАН: Россия, 630090, а/я 187
Новосибирск, Морской пр., 2

soran2.gif

Baner_Nauka_Sibiri.jpg


Яндекс.Метрика

Rambler's Top100

Rambler's Top100

Поиск по журналу

Химия в интересах устойчивого развития

2009 год, номер 6

1.
Механокомпозиты на основе вольфрама для получения псевдосплавов

Т. Ф. Григорьева1, Л. Н. Дьячкова2, А. П. Баринова3, С. В. Цыбуля4, Н. З. Ляхов5
1 Институт химии твердого тела и механохимии Сибирского отделения РАН, grig@solid.nsc.ru
2 Институт порошковой металлургии НАН Беларуси, dyachkova@tut.by
3 Институт химии твердого тела и механохимии Сибирского отделения РАН, Barinova_ap@mail.ru
4 Институт катализа им. Г. К. Борескова Сибирского отделения РАН, tsybulya@catalysis.nsk.su
5 Институт химии твердого тела и механохимии Сибирского отделения РАН, Lyakhov@solid.nsc.ru
Ключевые слова: механическая активация, механокомпозиты, вольфрам, псевдосплавы
Страницы: 553-558

Аннотация >>
Методами рентгенографии, электронной микроскопии и микрорентгеноспектрального анализа изучены структура и морфология механокомпозитов из вольфрама с добавками меди, никеля или железа. Показаны возможности прессования плотных образцов из полученных механокомпозитов.


2.
Ультрапористые многоуровневые нанокомпозиты с различной архитектурой

В. В. Зырянов1, А. А. Матвиенко2
1 Институт химии твердого тела и механохимии Сибирского отделения РАН, vladinetta@academ.org
2 Институт химии твердого тела и механохимии Сибирского отделения РАН, vladinetta@academ.org
Ключевые слова: нанокомпозиты, механокомпозиты, заряженный аэрозоль, самосборка, пористые покрытия
Страницы: 559-565

Аннотация >>
Предложен новый универсальный подход к получению многоуровневых нанокомпозитов с различной архитектурой, включая взаимопроникающие структуры и структуры "ядро - оболочка". Подход основан на осаждении заряженных аэрозолей с размерами частиц от 30 нм до 300 мкм с использованием электромасс-классификатора. Ввиду малого избыточного заряда частиц и больших дипольных моментов плотность покрытий после нанесения очень низкая. После фиксации пористого каркаса спеканием достигнута относительная плотность керамического покрытия, равная 0.04. Заполнение каркаса обеспечивает возможность получения широкой гаммы взаимопроникающих композитов. Использование механокомпозитов для создания аэрозолей позволяет получать многоуровневые композиционные материалы с заданной архитектурой.


3.
Mechanochemical Activation of Coal Fly Ash for Production of High Strength Cement Conglomerates

G. Intini1, L. Liberti2, M. Notarnicola3, F. Di canio4
1 Technical University of Bari, gintini@poliba.it
2 Technical University of Bari
3 Technical University of Bari
4 Technical University of Bari
Ключевые слова: coal fly ash, cement conglomerates, mechanochemical activation, LOI reduction
Страницы: 567-571

Аннотация >>
In this work the experimental results of the investigation carried out on the use of micronized fly ash as pozzolanic material for production of cement mortars are presented. The milling of fly ash was carried out in planetary ball mill; the size distribution of micronized material was similar to silica fume, normally used to produce high strength conglomerates due to its very high specific surface. Micronized material was also beneficiated reducing the unburned fraction by means of triboelectrostatic separation. The mechanical strength tests of mortars were performed through the substitution of cement or sand (between 10 and 25 % in mass) with Micronized Fly Ash (MFA), Beneficiated Micronized Fly Ash (BMFA) and Silica Fume (SF), respectively. The water/cement ratio (w/c) was regulated to obtain equal workability of the mixtures (from 0.35 to 0.4). The best value of compression strength at 28 days (more than 100 MPa) is obtained with BMFA (in substitution of sand): this value is 34 and 10 % higher than reference mortar with Ordinary Portland Cement (OPC) and mortar with SF, respectively. On the basis of these results a chemico-physico-mechanical improvement of the fly ash was achieved making reutilisation of this by-product in high strength cement conglomerates feasible.


4.
Mechanochemical Synthesis of Alumina-Zirconia Nanocomposite Powder Containing Metastable Phases

T. Dallali isfahani1, J. Javadpour2, A. Khavandi3, H. Rezaie4, M. Goodarzi5
1 Iran University of Science and Technology, taghiisfahani@yahoo.com
2 Iran University of Science and Technology
3 Iran University of Science and Technology
4 Iran University of Science and Technology
5 Iran University of Science and Technology
Ключевые слова: mechanochemical activation, alumina-zirconia nanocomposite powder, metastable phases
Страницы: 573-576

Аннотация >>
Alumina-zirconia nanocomposite powder with a particle size around 50 nm was synthesised by mechanochemical activation. Milled powders consisted of CaO and XRD amorphous aluminium and zirconium chloride phases. After annealing the milled powder at 360 oC displacement reactions occurred and ZrO2 and Al2O3 nanoparticles were formed in a CaCl2 matrix which was removed by washing. DTA, XRD and SEM analysis were applied to characterise the powders. The formation of cubic zirconia and α-alumina were observed at very low temperatures.


5.
Research on the Corrosion Resistance of Cast Austenitic Stainless Steel Reinforced by Modified SiC Nanopowders

Yang Jun1, Gao Hong2, Chen Meiling3, Liu Yuandong4, Xu Yu5
1 School of Material Science and Engineering, Dalian Jiaotong University, taoci@djtu.edu.cn
2 School of Material Science and Engineering, Dalian Jiaotong University
3 School of Material Science and Engineering, Dalian Jiaotong University
4 School of Material Science and Engineering, Dalian Jiaotong University
5 School of Foreign Languages, Qinghai Normal University
Ключевые слова: modified SiC nanopowders, austenitic stainless steel, corrosion resistance, pitting corrosion resistance, intergranular corrosion resistance
Страницы: 577-582

Аннотация >>
The austenitic stainless steel materials modified with nano-SiC powder were prepared under the production conditions by foundry method. The corrosion resistance for different amount of SiC added to stainless steel was investigated. The results showed that with the addition of nano-SiC powder, the resistance to chemical corrosion and electrochemical corrosion was markedly improved. The addition of nano-SiC powders can significantly enhance the intergranular corrosion of stainless steel, and the anti-intergranular corrosion of the stainless steel was the result shown both by the metallographic and the bending methods. With the addition of nano-SiC powder, the ferritic and chromium of the stainless steel reduce segregation, so nano-SiC powders can help effectively avoiding the two-phase chromium depleted zones and areas prone to localized corrosion, such as the emergence of the region.


6.
Нанопорошки и плотная наноструктурная керамика из α-Al2O3

Г. Р. Карагедов1, А. Л. Мызь2, Н. З. Ляхов3
1 Институт химии твердого тела и механохимии Сибирского отделения РАН ЗАО "Нанокомпозит", garik@solid.nsc.ru
2 Институт химии твердого тела и механохимии Сибирского отделения РАН
3 Институт химии твердого тела и механохимии Сибирского отделения РАН
Ключевые слова: оксид алюминия, нанопорошок, спекание, нанокерамика
Страницы: 583-590

Аннотация >>
Охарактеризованы три различных нанопорошка α-Al2O3 и изучено их поведение при сухом одноосном компактировании и спекании на воздухе без приложения внешнего давления. Получена 99 %-я плотная керамика при температуре спекания 1300 оС с размером зерна около 200 нм. Установлено, что для низкотемпературного спекания целесообразно использовать порошок, содержащий агрегаты, которые сохраняются при заполнении пресс-формы на начальном периоде подъема давления, но разрушаются на последующих стадиях компактирования. Показано, что при оптимальном методе формования становится возможным получение плотного керамического материала уже при 1150 oС с сохранением размера зерен на уровне 100 нм и менее.


7.
Возможности обменных механохимических реакций в синтезе силикатов магния

Л. Г. Каракчиев1, Е. Г. Аввакумов2, А. А. Гусев3, О. Б. Винокурова4
1 Институт химии твердого тела и механохимии Сибирского отделения РАН
2 Институт химии твердого тела и механохимии Сибирского отделения РАН, avvakumov@solid.nsc.ru
3 Институт химии твердого тела и механохимии Сибирского отделения РАН
4 Институт химии твердого тела и механохимии Сибирского отделения РАН
Ключевые слова: силикаты магния, механохимический синтез, обменные реакции, гидратированные соли и оксиды, дис- персные порошки
Страницы: 591-596

Аннотация >>
Нанодисперсные порошки мета- и ортосиликата магния получены с помощью твердофазной обменной реакции хлорида магния с силикатом натрия (с использованием или без использования NaOH), которая протекает при механической активации. Формирование энстатита и форстерита происходит через рентгеноаморфное (или слабокристаллизованное) гидратированное соединение при последующей термической обработке. Проведено сравнение с известным методом получения этих силикатов при механической активации смесей гидроксида магния и силикагеля.


8.
Influence of Thickness of Self-Lined Layer on the Parameters and Kinetics of Mechanical Activation (on Example of Quartz Processing)

T. A. Ketegenov1, V. S. Shevchenko2, F. K. Urakaev3
1 Institute of High Technologies, NAC Kazatomprom, tlek58@mail.ru
2 Institute of Geology and Mineralogy, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences
3 Institute of Geology and Mineralogy, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences, urakaev@uiggm.nsc.ru
Ключевые слова: mechanical activation, theory, thickness of self-lined layer, modeling
Страницы: 597-601

Аннотация >>
The influence of thickness of self-lined layer of processed substances on the parameters of mechanical activation is considered.
Theoretically, using quartz as an example, dependencies of impulses of pressure and temperature along the layer thickness are
calculated. It is shown that this parameter affects significantly the kinetics of mechanochemical processes.


9.
Применение атомно-силовой микроскопии для изучения структуры и морфологии механокомпозитов и металлических цементов на их основе

С. А. Ковалева1, П. А. Витязь2, А. И. Анчаров3, Т. Ф. Григорьева4
1 Объединенный институт машиностроения НАН Беларуси, sveta_kovaleva@tut.by
2 Объединенный институт машиностроения НАН Беларуси
3 Институт химии твердого тела и механохимии Сибирского отделения РАН
4 Институт химии твердого тела и механохимии Сибирского отделения РАН, grig@solid.nsc.ru
Ключевые слова: атомно-силовая микроскопия, механокомпозит, морфология
Страницы: 603-609

Аннотация >>
Представлены возможности использования метода атомно-силовой микроскопии (АСМ) для изучения морфологических
особенностей и структурных параметров механохимически синтезированных сплавов и металлических цементов на их основе.
Отмечается, что при исследовании диффузионно-твердеющих сплавов, процесс структурообразования которых носит дли-
тельный характер, применение АСМ позволяет исследовать промежуточные состояния поверхности. Проведен сравнитель-
ный анализ данных атомно-силовой и сканирующей электронной микроскопии.


10.
Исследование макрокинетических характеристик процессов горения предварительно механически активированных реакционных смесей Cr-B и Cr-Ti-B

В. В. Курбаткина1, Е. А. Левашов2, Е. И. Пацера3, Н. А. Кочетов4, А. С. Рогачев5
1 Национальный исследовательский технологический университет Московский институт стали и сплавов, vvk@mail.ru
2 Национальный исследовательский технологический университет Московский институт стали и сплавов, levashov@shs.misis.ru
3 Национальный исследовательский технологический университет Московский институт стали и сплавов, patsera_yevgeniy@mail.ru
4 Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения РАН, kolyan_kochetov@mail.ru
5 Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения РАН, rogachev@ism.ac.ru
Ключевые слова: самораспространяющийся высокотемпературный синтез, механическое активирование, Ti-Cr-B, CrB2
Страницы: 611-619

Аннотация >>
Исследованы макрокинетические характеристики процесса горения предварительно механически активированных реакционных смесей Cr-B и Cr-Ti-B. Установлено, что механоактивация оказывает существенное влияние на состав и структуру исходных смесей и, как следствие, на температуру и скорость горения механоактивированных смесей. Показано, что при температуре горения взаимодействие реагентов идет по твердофазному механизму. С помощью метода остановленных фронтов изучены механизмы образования фаз в волне горения. При увеличении содержания кислорода в шихте вследствие механоактивации возрастает роль газотранспортного переноса бора к поверхности металла, и лимитирующей стадией взаимодействия металла с бором становится реакционная диффузия. В продуктах горения шихты Cr-Ti-B методом рентгеноструктурного анализа установлено образование ранее неизвестных тройных соединений типа Cr4Ti9B и Ti2CrB2.


11.
Механоактивация шихты для самораспространяющегося высокотемпературного синтеза алюминидов железа

A. И. Лецко1, T. Л. Талако2, A. Ф. Ильющенко3, Т. Ф. Григорьева4, Н. З. Ляхов5
1 Институт порошковой металлургии НАН Беларуси, letsko@tut.by
2 Институт порошковой металлургии НАН Беларуси, talako@tut.by
3 Институт порошковой металлургии НАН Беларуси, alexil@mail.belpak.by
4 Институт химии твердого тела и механохимии Сибирского отделения РАН, grig@solid.nsc.ru
5 Институт химии твердого тела и механохимии Сибирского отделения РАН, Lyakhov@solid.nsc.ru
Ключевые слова: механоактивация, самораспространяющийся высокотемпературный синтез, алюминид железа
Страницы: 621-628

Аннотация >>
Изучено влияние механоактивации в аттриторе на структуру и реакционную способность порошковой шихты Fe-45 мас. % Al для самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС) порошков на основе алюминидов железа. Установлено, что решающее влияние на смену механизмов фазообразования при СВС оказывает уровень микрогетерогенности реакционной шихты и формирование в механоактивированных порошковых смесях наноразмерных алюминидов железа В2-FeAl и/или Fe2Al5.


12.
Механохимический синтез нанокомпозитов в системе Fe-Ti-C из различных прекурсоров

С. Ф. Ломаева1, И. В. Повстугар2, В. А. Волков3, А. Н. Маратканова4, Е. П. Елсуков5
1 Физико-технический институт Уральского отделения РАН, uds@pti.udm.ru
2 Физико-технический институт Уральского отделения РАН
3 Физико-технический институт Уральского отделения РАН
4 Физико-технический институт Уральского отделения РАН
5 Физико-технический институт Уральского отделения РАН
Ключевые слова: механическое сплавление, нанокомпозиты, карбид титана, цементит
Страницы: 629-639

Аннотация >>
Методами рентгеновской дифракции, мессбауэровской и Оже-электронной спектроскопии, электронной и атомно-силовой микроскопии исследована последовательность структурно-фазовых превращений при механическом сплавлении (МС) и отжиге системы железо - титан - углерод, полученной из смесей различного состава: порошков чистых элементов Fe (70 ат. %), Ti (15 ат. %), графита (15 ат. %); порошков Fe (70 ат. %) и TiC (30 ат. %); порошков Fe (70 ат. %), Ti (15 ат. %) и толуола. Показано, что во всех случаях в результате МС формируются нанокомпозитные порошки со сложным фазовым составом - твердый раствор на основе Fe, рентгеноаморфная фаза на основе карбидов TiC и Fe3C, карбид TiC. Отжиг приводит к кристаллизации аморфной фазы, распаду твердого раствора и формированию нанокомпозита Fe + TiC + Fe3C. Дисперсность, количество и состав карбидных фаз зависят от условий МС. В случае смеси Fe, Ti и толуола путем варьирования временем МС можно получать двухфазную систему Fe + TiC с равномерным распределением нанокристаллических фаз по образцу.


13.
Получение нанопорошков оксидов металлов из солей методом механохимического синтеза

Ф. С. Сенатов1, Д. В. Кузнецов2, С. Д. Калошкин3, В. В. Чердынцев4
1 Национальный исследовательский технологический университет "Московский институт стали и сплавов", Senatovfs@yandex.ru
2 Национальный исследовательский технологический университет "Московский институт стали и сплавов", dk@misis.ru
3 Национальный исследовательский технологический университет "Московский институт стали и сплавов", kaloshkin@misis.ru
4 Национальный исследовательский технологический университет "Московский институт стали и сплавов", vvch@misis.ru
Ключевые слова: механохимический синтез, нанопорошки, оксиды
Страницы: 641-646

Аннотация >>
Исследована возможность синтеза методом механохимии нанопорошков оксидов марганца и цинка для их использования в качестве модифицирующих добавок к полимерам. Процесс получения нанопорошка включает четыре стадии: дегидратацию исходной соли, обработку в планетарной мельнице, промывку методом декантации и сушку. В качестве исходной соли использовались хлориды марганца и цинка. Дегидратация проводилась при температуре, соответствующей удалению адсорбционной и кристаллизационной воды, которая определялась методом ТГА. Далее соль обрабатывали в планетарной мельнице в течение 2-3 ч в присутствии фазоразделителя (нитрита натрия NaNO2). В процессе обработки происходили диспергация порошка и механохимическая реакция между исходным хлоридом и солевой матрицей NaNO2. О моменте окончания реакции судили по изменению давления внутри реакционного объема с течением времени. Полученную в результате механохимической реакции смесь оксидов и водорастворимых солей подвергали отмывке центрифугированием и последующей сушке образовавшегося осадка. Полученные оксиды исследовали с помощью рентгеноструктурного анализа, сканирующей электронной микроскопии, измерений удельной поверхности методом БЭТ, лазерного анализатора размеров частиц. Установлено, что предложенная методика позволяет получать оксидные частицы со средним размером 60-140 нм.


14.
Структурные и фазовые превращения в нитриде бора при аттриторной обработке

В. Т. Сенють1, С. А. Ковалева2, Е. И. Мосунов3, А. А. Стефанович4
1 Объединенный институт машиностроения НАН Беларуси, vsenyut@tut.by
2 Объединенный институт машиностроения НАН Беларуси, sveta_kovaleva@tut.by
3 Объединенный институт машиностроения НАН Беларуси, emosunov@rambler.ru
4 Институт порошковой металлургии НАН Беларуси
Ключевые слова: графитоподобный (гексагональный) нитрид бора, механоактивация, аттритор, кубический нитрид бора, фазовые превращения, аморфизация
Страницы: 647-652

Аннотация >>
Рассмотрены особенности фазовых и структурных превращений, происходящих в порошках графитоподобного нитрида бора в результате обработки в аттриторе. Установлено, что аттриторная обработка приводит к увеличению удельной поверхности частиц нитрида бора более чем на порядок. C ростом времени механоактивации порошка происходит трансформация субструктуры BN от кристаллической к нанокристаллической и аморфной. Показано, что в нитриде бора протекают фазовые превращения с образованием ромбоэдрического BN, а также фаз высокого давления - вюрцитного и кубического BN - с размером частиц субмикронного диапазона. При превышении оптимальных интенсивности и продолжительности обработки наблюдается обратный переход кубического нитрида бора в графитоподобный (гексагональный) нитрид бора с рекристаллизацией последнего.


15.
Механохимические процессы и механизм преобразования энергии при индентировании монокристаллов

М. В. Чайкина
Институт химии твердого тела и механохимии Сибирского отделения РАН, chaikinam@solid.nsc.ru
Ключевые слова: монокристаллы, фторапатит, кварц, фторид лития, индентирование, электронная микроскопия, механизм механической активации, структурные преобразования, подведенная энергия
Страницы: 653-666

Аннотация >>
Методом сканирующей и высокоразрешающей электронной микроскопии исследованы зоны нормально-тангенциального индентирования (Н-ТИ) монокристаллов апатита, кварца и фторида лития. Обнаруженные текстурные, структурные и фазовые преобразования условно отнесены к "деформационным" и "диффузионным" процессам пластической деформации. В зонах Н-ТИ монокристаллов выявлены два уровня структурных преобразований, с резкой границей между ними при напряжении, равном теоретическому пределу прочности (σТПП). В верхней зоне царапин в интервале напряжений от значений микротвердости Hц до величины σТПП вещество претерпевает глубокие структурные и фазовые изменения с образованием аморфного состояния, "паракристаллических", "жидкокристаллических" и "двумерных" наночастиц. Вещество в этой зоне царапин представляет собой модель механически активированного вещества. В ложе царапин при напряжении ниже значений σТПП происходит фрагментация монокристаллов с образованием блоков и ступенек, моделирующая процесс измельчения. Предложена волновая модель преобразования подведенной механической энергии при индентировании с удельной мощностью, примерно равной 3 · 1011 Дж/(м3 · с), что близко к уровню энергии связи атомов в активированной зоне Н-ТИ. В результате возбуждения химических связей в активированной зоне Н-ТИ происходят фазовые и структурные преобразования.