Главная – Журналы – Поиск по журналам

Методами рентгеновской дифракции, сканирующей электронной микроскопии, ИК-Фурье спектроскопии исследованы структурные превращения порошковой смеси сверхвысокомолекулярного полиэтилена и наноструктурного композита B₄C/W, обработанной в высокоэнергетической планетарной шаровой мельнице. Показано, что в процессе механоактивации формируются полимерные композиционные частицы чешуйчатой формы размером 160-400 мкм с равномерным распределением в них частиц карбида бора и вольфрама размером 1-5 и 0.1-0.2 мкм соответственно. Взаимодействие компонентов смеси при интенсивных механических деформациях сопровождается сшивкой и деструкцией молекул полимера и уменьшением его молекулярной массы. Существенной окислительной деструкции полимера при этом не происходит.

Исследовано изменение структуры и магнитных свойств композиционных частиц Al₂O₃/Co(P) в процессе механоактивации в шаровой мельнице. Исходные частицы получены методом химического осаждения на гранулы Al₂O₃ кристаллической оболочки Co₉₅P₅, характеризующейся гексагональной плотно упакованной структурой. Установлено, что порядок фазовых превращений в процессе механоактивации различен для частиц Co₉₅P₅ и композиционных частиц Al₂O₃/Co₉₅P₅. Использование композиционных частиц позволяет значительно уменьшить время механоактивации, необходимое для создания оптимального фазового соотношения α/β-кобальта в порошках. Уменьшение размеров зерен в процессе перемола приводит к увеличению доли суперпарамагнитных частиц, достигающей 12 % при механоактивации в течение 75 мин. Как следствие, снижается намагниченность насыщения. Изменение магнитных свойств композиционных частиц в процессе перемола коррелирует с модификацией структуры образцов. Величина поля локальной анизотропии определяется количеством гексагональной плотно упакованной фазы кобальта в образце и уменьшается с 8.4 до 3.8 кЭ при увеличении продолжительности механоактивации до 75 мин.

В планетарной мельнице проведена механическая активация гиббсита, содержащего 0.5-5 % наночастиц Al₂O₃. Показано, что при ускорении >10 g и последующей прокалке при температуре 800 °С гидроксид полностью переходит в стабильную модификацию оксида с размерами частиц менее 100 нм. Термическая обработка активированного Al(OH)₃ вo влажной атмосфере препятствует образованию агрегатов, и скомпактированные из порошка образцы спекаются до плотностей более 98 % от теоретически возможной при 1350 °С.

Рассмотрены процессы структурообразования в ходе полиморфных превращений в металлах. С позиций кластерного подхода выдвинута модель полиморфных переходов в металлах с ГЦК-, ГПУ- и ОЦК-решетками. В основе ее лежит представление о сохранении объема октаэдрических кластерных элементов соответствующих решеток. Обнаружено, что расчетные данные хорошо согласуются с модельными представлениями, предложенными в работе.

Предложена и теоретически исследована модель синтеза горением композита в механически активированных порошковых смесях Ti-C, Ti-B, Ti-Si. Влияние механической активации на режимы синтеза изучено посредством введения специального параметра активации. Расчеты показали, что с его увеличением снижается максимальная температура в волне реакции, расширяются концентрационные пределы горения и растет скорость распространения фронта реакции.

При взаимодействии кверцетина и углеводов могут получаться различные соединения. Методом ИК-спектроскопии установлено образование гликозидной связи. Реакция получения гликозидов в растворе трудоемка и затратна по времени и ресурсам. Однако в твердой фазе ее течение существенно облегчается. Возможность образования гликозидов в ходе механохимической активации смеси твердых кверцетина и глюкозы существенно упрощает и удешевляет некоторые технологии в пищевой промышленности и в кормоприготовлении. На начальном этапе квантово-химическим моделированием (Гауссиан 09) получены ИК-спектры кверцетина, глюкозы и изокверцитрина, далее они получены экспериментально для реагентов и возможных продуктов реакции (Tensor 27, Bruker). Обнаружены новые полосы поглощения в ИК-спектре. Полоса поглощения 950-1050 см^-1 характерна для образования гликозидного типа связи из углевода и агликона и может быть отнесена к природному гликозиду изокверцитрину.

Исследованы процессы термического разложения оксалата железа (III), помещенного в поры структурированного мезопористого кремнезема SBA-15. Синхронный термический анализ образцов проведен в инертной (аргон) и окислительной (смесь 80 % аргона и 20 % кислорода) средах. Состав газообразных продуктов термолиза фиксировали с помощью масс-спектрометра. Исходную соль и твердофазные продукты ее разложения характеризовали методами рентгенофазового анализа и мессбауэровской спектроскопии. Известно, что процесс термолиза оксалата железа (III) в условиях инертной атмосферы проходит в две стадии: промежуточное разложение до безводного оксалата железа (II) при температурах 150-180 °C и затем окончательное до Fe₃O₄ и α-Fe при 310-400 °C. Окислительный термолиз происходит одностадийно: из исходной соли образуется оксид железа (III), который при высокой температуре обычно кристаллизуется в фазу гематита. Однако данная стадия является комплексной. Высокая экзотермичность процесса объясняется мгновенным окислением безводного оксалата железа (II), формирующегося в качестве промежуточного соединения. Установлено, что температура начальной стадии разложения как в окислительной, так и в инертной атмосфере понижается со 150 до 80 °C для прекурсора, помещенного в мезопоры кремнеземной матрицы SBA-15. При этом температура окончания стадии в случае окислительного термолиза повышается почти на 100 °C. Положения пиков газовыделения и экстремумов на калориметрической кривой для второй стадии разложения в аргоне смещаются на 30-40 °C в сторону меньших температур. Понижение температур начала реакций разложения объясняли повышением реакционной способности высокодисперсных частиц и аморфным состоянием оксалата железа (III). Для описания поведения прекурсора при окислительном термолизе предложены вероятные реакции, определяющие процесс.

Методом рентгенофазового анализа исследовано влияние условий механической активации и стехиометрического состава на формирование продуктов механохимического восстановления диоксида германия магнием. Показано, что на определенных этапах процесса могут формироваться механохимические композиты различных составов, включая германий, оксид магния, оксид германия, магний, интерметаллид GeMg₂. Процесс механохимического восстановления диоксида германия магнием завершается к 4 мин активации с образованием композита Ge/MgO. Определены условия отделения порошка германия от оксида магния из механохимических композитов Ge/MgO. Методом электронно-микроскопического анализа показано, что высокодисперсные порошки германия состоят из первичных частиц, по форме близких к сферической, с размерами 50-100 нм, агрегированных во вторичные частицы с размерами от 1 до 10 мкм. Содержание магния в высокодисперсных порошках германия менее 2 %.

Изучен процесс механохимического получения наноразмерного карбида гафния. Показано, что на первом этапе формируется механокомпозит Hf/C с широким разбросом частиц по размерам. Из наноразмерного карбида гафния и механокомпозита гафний/углерод при обработке высокоинтенсивным потоком фотонов получен плавленый HfC. Установлено, что механокомпозит предпочтителен и может использоваться в качестве прекурсора для получения изделий из плавленого карбида гафния методом аддитивных технологий.

Изучено влияние ряда технологических параметров метода фазовой инверсии (состав внешнего коагулянта, величина воздушного зазора) на морфологию кислородпроницаемых микротрубчатых мембран (МТ), приготовленных из нестехиометрических перовскитов Ba_0.5Sr_0.5Co_0.8 - x Mo x Fe_0.2O₃ - δ (BSCFM х ). Методом сканирующей электронной микроскопии показано, что при увеличении воздушного зазора между фильерой и ванной с коагулянтом до 15 см либо при использовании раствора этанола в качестве внешнего коагулянта исчезает специфическая пористая структура МТ-мембран. Исследована кислородная проницаемость МТ-мембран на основе Ba_0.5Sr_0.5Co_0.8 - x Mo x Fe_0.2O₃ - δ ( x = 0, 0.02, 0.05, 0.10) оптимальной морфологии на воздухе и в атмосфере СО₂.