Синтез высокодисперсного порошка диборида хрома с использованием нановолокнистого углерода методом карбидоборного восстановления

В.И. Чушенков1, Ю.Л. Крутский1, Т.С. Квашина1, Ю.П. Стексова1
1Новосибирский государственный технический университет 630073, г. Новосибирск, пр. К. Маркса, д. 20
Аннотация
В данной работе описан процесс получения высокодисперсного порошка диборида хрома CrB2 с использованием нановолокнистого углерода карбидоборным методом. Данное соединение является тугоплавким, его температура плавления составляет 2200°С. За счет своих физико-химических свойств диборид хрома получил широкое применение в промышленности. В качестве исходных реагентов использовали оксид хрома (III) Cr2O3, карбид бора B4C и нановолокнистый углерод С. Синтез проводили в индукционной печи тигельного типа в защитной среде аргона при температурах 1300, 1500 и 1700°С. С помощью методов рентгенофазового анализа, атомно-эмиссионной спектроскопии с индуктивно связанной плазмой, растровой электронной микроскопии, синхронного термического ТГ-ДСК-анализа определили основные свойства и характеристики полученных образцов. Выполнены гранулометрические исследования, в ходе которых определили средний размер частиц полученного порошка диборида хрома, который составил 7,95 мкм. Установлено, что полученный образец диборида хрома эффективно сопротивляется окислению при повышенных температурах (1000°С). Также в данной статье рассмотрены вопросы направленного планирования процесса синтеза диборида хрома в зависимости от различных условий проведения эксперимента. Методом направленного планирования эксперимента было оценено влияние на процесс синтеза таких параметров, как температура синтеза, время перемешивания исходной шихты, а также типа углеродного восстановителя, который в значительной степени влияет на процесс синтеза. Оптимальный режим синтеза: активация шихты в шаровой мельнице при ускорении в 10g в течении 5 мин, синтез при температуре 1700°С в течение 20 мин.
Получена: 04 октября 2016   Исправлена: 13 февраля 2017   Принята: 13 февраля 2017
Просмотры: 58   Загрузки: 25
Ссылки
1.
T. Y. Kosolapova. Properties, production and application of high-melting compounds. Directory issue. Moscow. Metallurgy. (1986) 928 p. (in Russian) [Т. Я. Косолапова. Свойства, получение и применение тугоплавких соединений. Справочное издание. Москва. Металлургия. 1986. 928 с.]
2.
J. K. Sonber, TSR Ch Murthy, C Subramanian. International Journal of Refractory Metals and Hard Materials. 27 (5), p. 912 (2009).
3.
G. G. Kuvshinov, Yu. I. Mogilnykh, D. G. Kuvshinov, D. Yu. Yermakov, M. A. Yermakova, A. N. Salanov, N. A. Rudina. Carbon. 37 (8), p. 1239 (1999). DOI: 10.1016 / S0008–6223 (98) 00320 – 0.
4.
Y. L. Krutskii, A. G. Bannov, V. V. Sokolov. Nanotechnologies in Russia. 8 (3-4), p. 191 (2013). DOI: 10.1134 / S1995078013020109
5.
S. J. Blot, K. Pye. Earth Surf. Process. Landforms 26, 1237 – 1248 (2001). DOI:10.1002 / esp.261.
6.
R. F. Woitovich, E. A. Pugach. The oxidation of high-melting compounds. Directory. Moscow. Metallurgy. (1978) 112 p. (in Russian) [Р. Ф. Войтович, Э. А. Пугач. Окисление тугоплавких соединений. Справочник. Москва.Металлургия. 1978. 112 с.]
7.
J. P. Adler, E. V. Markova, J. V. Granovskii. An experiment planning in search for optimal conditions. Moscow. Science. (1976) 279 p. (in Russian) [Ю. П. Адлер, Е. В. Маркова, Ю. В. Грановский. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. Москва. Изд-во Наука. 1976. 279 с.]