Разработка основ CVD-технологии композиционных молибден-керамических мембран

• Автор: Гадалова, Ольга Евгеньевна
• Шифр специальности: 05.17.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 155 с. : ил

Моему учителю Скудину Валерию Всеволодовичу в знак благодарности и любви посвящаю свою работу.
Автор.

Оглавление

Введение
Глава 1. Обзор литературы
1.1. Мембраны. Общая характеристика. Технология
1.1.1. Композиционные мембраны
111.1. Материалы и методы получения пористых подложек и
селективных слоев композиционных неорганических мембран
1.2. Сущность СУР-метода
1.2.1. Параметры СУГ)-процесса
1.2.1.1. Давление. Роль давления в СУБ-процессе
1.2.1.2. Температура. Температурный режим в СУО-реакторе
1.2.1.3. Газ - носитель в СУО-процессе
1.2.2. Механизм химического осаждения из газовой фазы
1.2.3. Структура осадков
1.2.4. Распределение вещества при его химическом осаждении из газовой фазы
на поверхности пористого тела
1.2.5. Особенности технического оснащения СУО-процесса
1.3. Металлоорганические соединения. Критерии выбора
1.3.1. Карбонилы. Общие свойства
1.3.1.1. Гексакарбонил молибдена - Мо(СО)б. Свойства
1.3.1.2. Гексакарбонил молибдена - Мо(СО)б. Получение
1.4. Молибден - Мо
1.4.1. Свойства
1.4.2. Способы получения Мо
1.4.3. Особенности реакции термического разложения Мо(СО)б
1.4.3.1. Кинетика процесса термического разложения Мо(СО)б
1.5. Области применения композиционных неорганических мембран
1.5.1. Разделение жидкостей
1.5.2. Газоразделение на композиционных неорганических мембранах
1.5.3. Каталитические мембранные реакторы
1.6. Выводы из литературного обзора
Глава 2. Характеристики исходных материалов.
Методики экспериментов и анализа
2.1. Характеристики исходных материалов
2.2. Методика осаждения металлического Мо на пористую подложку
(Л І)-1ЄП!ДОМ
2.3. Методика определение радиуса открытых пор и их распределения
по размерам
2.4. Методика определения открытой пористости
2.5. Методика исследования образцов керамических мембран и мембран с осажденным из газовой фазы молибденовым слоем оптической микроскопией
2.6. Методика исследования образцов керамических мембран и мембран с

осажденным из газовой фазы молибденовым слоем сканирующей
электронной микроскопией
2.7. Методика измерения удельного электрического сопротивления Мо-слоя
2.8. Методика определения удельной поверхности мембран
2.9. Методика дериватографического анализа термораспада Мо(СО)
2.10. Методика хроматографического анализа газов в процессе конверсии пропаи-бутановой смеси
2.11. Изучение процесса мембранной фильтрации дистиллированной воды
на Мо-керамических мембранах
2.12. Изучение проницаемости газов на Мо-керамических мембранах
Г лава 3. Разработка основ С УЭ-технологии композиционных
молибден-керамических мембран
3.1. Влияние основных параметров С УБ-процесса на формирование селективного Мо-слоя
3.1.1. Давление в реакторе
3.1.2. Линейная скорость газа-носителя
3.1.3. Температуры сублимации и осаждения в СУП-гіроцессе
3.1.4. Продолжительность процесса осаждения Мо из газовой фазы
3.2. Температурный режим СУБ-процесса и морфология Мо
на пористых керамических подложках
3.2.1. Морфология Мо в условиях изотермического режима осаждения
3.2.2. Влияние дисперсности поверхностных частиц подложки на формирование селективного Мо-слоя мембраны
3.2.3. Морфология Мо в ступенчатом температурном режиме осаждения
3.3. Структурно-морфологические характеристики мембран
Г лава 4. Изучение свойств Мо-керамических мембран, определяющих
области их применения
4.1. Проницаемость жидкостей на Мо-керамических мембранах
4.1.1. Проницаемость мембран по дистиллированной воде
4.1.2. Проницаемость мембран по минеральному маслу
4.2. Проницаемость газов на Мо-керамических мембранах
4.3. Конверсия пропан-бутановой смеси на Мо-керамических мембранах
Выводы
Список литературы
Приложения

[28]. В работе [82] отмечается, что Мо в СУЭ-процессе может образовывать также аморфные или мелкокристаллические формы.
Отмечается [20], что глобулярность и слоистость низкотемпературных осадков обусловлена влиянием примесей (в частности, углерода, который практически всегда присутствует в карбонильных металлах) на процессы роста кристаллов. Также есть мнение о том, что [30] если распад МОС в объеме реактора сопровождается распадом на поверхности подложки, то структура образующегося покрытия имеет зернистый виду “причем размер сферических частиц, лежащих на поверхности гетерогенно образовавшейся пленки, определяется временем контакта паровой фазы с нагретой поверхностью и скоростью потока парогазовой фазы, содержащей МОС и газ-носитсль”.
При определенных условиях химического осаждения из газовой фазы при термораспаде МОС наблюдается рост нитевидных кристаллов металлов [17], называемых еще вискерами или просто - "усы ". Этот материал необычной морфологии и структуры. Под термином “вискср” подразумевается кристалл диаметром не более 0,5-2мкм, длиной 5-30мкм и более [14].
Проведена большая работа по выращиванию усов и определению их свойств [17]. При выращивании вискеров важная роль отводится пересыщению паров МОС в системе. Вискеры металлов растут при малом пересыщении.
Для оценок выхода вискеров часто используется понятие “коэффициент пересыщения”, который определяется как отношение парциального давления пара МОС в системе к давлению пара исходного МОС, находящегося в равновесии с конденсированной фазой. [14]. Имеется ряд свидетельств [31, 32], что в СУО-процессе вискеры могут расти как с вершины, так и с основания. В последнем случае материал для роста вискера нодаегся в зону роста на вершину за счет диффузии от основания.
В работе [33] рост "усов" рассмотрен как процесс, лимитируемый поверхностной диффузией.
При получении материалов методом химического осаждения из газовой фазы следует принимать во внимание разность коэффициентов термического расширения материала и подложки, т. к. при их значительном различии могут