САМОРАСПРОСТРАНЯЮЩИЙСЯ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЙ СИНТЕЗ ВЫСОКОДИСПЕРСНОЙ ПОРОШКОВОЙ КОМПОЗИЦИИ AlN-SIC С ПРИМЕНЕНИЕМ АЗИДА НАТРИЯ И ГАЛОИДНЫХ СОЛЕЙ
- Authors: 1, 1
-
Affiliations:
- Самарский государственный технический университет
- Issue: Vol 1 (2022)
- Pages: 244-245
- Section: Физика
- URL: https://journals.eco-vector.com/osnk-sr/article/view/107362
- ID: 107362
Cite item
Full Text
Abstract
Цель: исследование возможности применения азидного СВС для получения нитридно-карбидных композиции высокодисперсных порошков AlN-SiC с использованием прекурсоров – галоидных солей элементов.
Методы: Для синтеза нитридно-карбидной композиции нитрид алюминия – карбид кремния были исследованы следующие уравнения химические реакций:
Si + Al + NaN3 + NH4F + C = AlN + SiC + NaF + 2H2 + 1,5N2; 2Si + Al + NaN3 + NH4F + 2C = AlN + 2SiC + NaF + 2H2 + 1,5N2; 4Si + Al + NaN3 + NH4F + 4C = AlN + 4SiC + NaF + 2H2 + 1,5N2; Si + 2Al + NaN3 + NH4F + C = 2AlN + SiC + NaF + 2H2 + N2; Si + 4Al + NaN3 + NH4F + C = 4AlN + SiC + NaF + 2H2. | (1) (2) (3) (4) (5) |
Термодинамический анализ возможности синтеза целевых композиций AlN-SiC осуществлялся с применением программы «Thermo», разработанной в институте структурной макрокинетики РАН (г. Черноголовка, Московская обл.).
Экспериментальное исследование влияния соотношения исходных компонентов на температуру (TГ) и скорость (UГ) горения систем для получения целевой нитридно-карбидной композиции AlN-SiC, проводилось на образцах цилиндрической формы диаметром 30 мм и высотой 45 мм при давлении внешнего азота в реакторе 4 МПа и насыпной относительной плотности 0,34-0,40. Исследование размера и морфологии конечных продуктов проводилось с использованием растрового электронного микроскопа JSM-6390A фирмы «Jeol», обладающего высокой разрешающей способностью и глубиной резкости. Фазовый состав продуктов синтеза определяли на автоматизированном рентгеновском дифрактометре ARL X'TRA фирмы «Termo Sсientific».
Результаты: Полученный порошкообразный продукт горения состоит из нитрида алюминия, карбида кремния в количестве от 1,6 до 41,8 %, нитрида кремния и незначительного количества свободного кремния (Si) не превышающего 1 %. Установлено, что при варьировании соотношения исходных компонентов изменяется не только содержание целевой фазы AlN-SiC, но и размер и морфология частиц нитридно-карбидной нанопорошковой композиции AlN-SiC. Синтезированная композиция представляет собой ультрадисперсные частицы сферической формы, диаметром 100-400 нм.
Вывод: Метод азидного СВС позволил получить в одну стадию перспективную керамическую нитридно-карбидную порошковую композицию AlN-SiC с использованием прекурсоров – галоидной соли.
Full Text
Цель: исследование возможности применения азидного СВС для получения нитридно-карбидных композиции высокодисперсных порошков AlN-SiC с использованием прекурсоров – галоидных солей элементов.
Методы: Для синтеза нитридно-карбидной композиции нитрид алюминия – карбид кремния были исследованы следующие уравнения химические реакций:
Si + Al + NaN3 + NH4F + C = AlN + SiC + NaF + 2H2 + 1,5N2; 2Si + Al + NaN3 + NH4F + 2C = AlN + 2SiC + NaF + 2H2 + 1,5N2; 4Si + Al + NaN3 + NH4F + 4C = AlN + 4SiC + NaF + 2H2 + 1,5N2; Si + 2Al + NaN3 + NH4F + C = 2AlN + SiC + NaF + 2H2 + N2; Si + 4Al + NaN3 + NH4F + C = 4AlN + SiC + NaF + 2H2. | (1) (2) (3) (4) (5) |
Термодинамический анализ возможности синтеза целевых композиций AlN-SiC осуществлялся с применением программы «Thermo», разработанной в институте структурной макрокинетики РАН (г. Черноголовка, Московская обл.).
Экспериментальное исследование влияния соотношения исходных компонентов на температуру (TГ) и скорость (UГ) горения систем для получения целевой нитридно-карбидной композиции AlN-SiC, проводилось на образцах цилиндрической формы диаметром 30 мм и высотой 45 мм при давлении внешнего азота в реакторе 4 МПа и насыпной относительной плотности 0,34-0,40. Исследование размера и морфологии конечных продуктов проводилось с использованием растрового электронного микроскопа JSM-6390A фирмы «Jeol», обладающего высокой разрешающей способностью и глубиной резкости. Фазовый состав продуктов синтеза определяли на автоматизированном рентгеновском дифрактометре ARL X'TRA фирмы «Termo Sсientific».
Результаты: Полученный порошкообразный продукт горения состоит из нитрида алюминия, карбида кремния в количестве от 1,6 до 41,8 %, нитрида кремния и незначительного количества свободного кремния (Si) не превышающего 1 %. Установлено, что при варьировании соотношения исходных компонентов изменяется не только содержание целевой фазы AlN-SiC, но и размер и морфология частиц нитридно-карбидной нанопорошковой композиции AlN-SiC. Синтезированная композиция представляет собой ультрадисперсные частицы сферической формы, диаметром 100-400 нм.
Вывод: Метод азидного СВС позволил получить в одну стадию перспективную керамическую нитридно-карбидную порошковую композицию AlN-SiC с использованием прекурсоров – галоидной соли.
About the authors
Самарский государственный технический университет
Email: Gudiminko00@mail.ru
студентка, группа 6, факультет машиностроения, металлургии и транспорта
Russian Federation, СамараСамарский государственный технический университет
Author for correspondence.
Email: titova600@mail.ru
научный руководитель, доцент, кандидат технических наук, доцент, кафедра «Металловедение, порошковая металлургия, наноматериалы»
Russian Federation, СамараReferences
- Закоржевский B.B., Боровинская И.П., Сачкова H.B. Синтез нитрида алюминия в режиме горения смеси Al+AlN // Неорганические материалы. 2002. Т. 38, № 11. С. 1340–1350.
- Дьячков Л.Г., Жиляков Л.А., Костановский A.B. Плавление нитрида алюминия при атмосферном давлении // Техническая физика. 2000. Т. 70, № 7. С. 115–117.
- Борец-Первак И.Ю. Лазерное плавление нитридов алюминия, кремния и бора // Квантовая электроника. 1997. Т. 24, № 3. С. 265–268.
- Грабис Я.П., Убеле И.П., Кузюкевич А.А. Физико-химические свойства тонкодисперсного композиционного порошка нитридов титана и алюминия // Известия АН Латвийской ССР. Серия Химия. 1982. № 3. С. 279–282.
- Агеев О.А., Беляев А.Е., Болтовец Н.С., и др. Карбид кремния: технология, свойства, применение. Харьков: ИСМА, 2010. 532 с.
Supplementary files
