Главная – Журналы – Поиск по журналам

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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 (σ_ТПП). В верхней зоне царапин в интервале напряжений от значений микротвердости H_ц до величины σ_ТПП 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 σ_ТПП 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.

В обзоре рассмотрены особенности физико-химических свойств оксидов урана. Проанализированы и систематизированы химические процессы с применением катализаторов, содержащих соединения обедненного урана. В обзор вошли материалы, опубликованные в период с 1964 по 2009 гг.

Изучены термоокислительная деструкция и горение в факеле мелкодисперсного угля, полученного механохимической обработкой в высоконапряженных мельницах-активаторах различного типа. Активация в мельницах приводит к уменьшению размера частиц угля, повышению реакционной способности мелкодисперсного угля и ускоряет горение в факеле. Эффект ускорения горения существенно зависит от типа механохимической обработки. При близком распределении частиц по размерам активация в условиях свободного удара более эффективна: факел горения оказывается близким к факелу горения газового топлива. По сравнению с углем, полученным в условиях стесненного удара, мелкодисперсный уголь, полученный в условиях свободного удара, при сжигании непосредственно после получения характеризуется более высокой (на 20 %) скоростью окисления в неизотермических условиях, а максимальная температура процесса изменяется с 560 до 780 °С. Эффект носит обратимый характер, в течение 2 ч он остается существенным для взаимодействия частиц угля с кислородом воздуха в неизотермических условиях.

Изучены изменения супрамолекулярной структуры клеточной стенки дрожжей под действием механической активации. Установлено, что реакционная способность полисахаридов клеточной стенки по отношению к последующему ферментативному гидролизу существенно возрастает. Предложен новый метод получения биологически активных маннаноолигосахаридов, заключающийся в механической активации ферментативного гидролиза компонентов супрамолекулярной структуры клеточной стенки и последующей экстракции целевых компонентов.