Синтез нитрида алюминия при горении нанопорошка алюминия в режиме теплового взрыва в воздухе при действии магнитного и электрического полей

• Автор: Мостовщиков, Андрей Владимирович
• Шифр специальности: 05.17.11, 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 147 с. : ил.

Оглавление

Список условных обозначений, сокращений и терминов

Введение
Глава 1. Технологии получения монокристаллов и влияние электрического и магнитного полей на процесс кристаллизации

1.1 Методы выращивания монокристаллов

1.2 Роль переохлаждения при росте кристаллов

1.3 Влияние градиентов температуры на рост кристаллов

1.4 Термодинамические и кинетические аспекты зарождения кристаллов и их роста

1.5 Роль энтропийного и энтальпийного факторов и вероятностные (флуктуационные) модели зародышеобразования

1.6 Кинетические модели зарождения и роста кристалла

1.7 Процессы кристаллизации в неравновесных условиях

1.7.1 Элементы неравновесной термодинамики применительно к зарождению и росту кристаллов
1.7.2 Плазмохимический синтез
1.7.3 Образование кристаллических фаз в процессе самораспространяющегося высокотемпературного синтеза
1.7.4 Синтез кристаллических фаз в условиях теплового взрыва
1.7.5 Электрический взрыв проводников
1.7.6 Детонационный синтез веществ
1.8 Влияние магнитного и электрического полей на процессы зародышеобразования и кристаллизации в условиях теплового взрыва
1.8.1 Влияние магнитного поля на зародышеобразование и рост кристаллов.
1.8.2 Зародышеобразование и рост кристаллов в электрическом поле

1.9 Керамические материалы
1.9.1 Классификация керамических материалов
1.9.2 Получение керамических материалов и консолидированной керамики .
1.9.3 Спекание керамических материалов в плазме тлеющего и искрового разряда
1.9.4 Особенности получения керамики на основе нитрида алюминия
1.10 Обоснование цели и задач работы
Глава 2. Методики исследования и характеристики исходных материалов
2.1 Дифференциальный термический анализ
2.2 Рентгенофазовый анализ
2.3 Электронная микроскопия
2.4 Микроанализ
2.5 Характеристики нанопорошка алюминия
2.6 Методика сжигания нанопорошка алюминия
2.7 Методика применения синхротронного излучения для изучения процессов горения
2.8 Физико-химические свойства нитрида алюминия
2.9 Физико-химические свойства оксида алюминия
2.10 Методики подготовки образцов и спекания керамических материалов
2.11 Структурно-методологическая схема диссертационного исследования
Глава 3. Влияние магнитного поля на микроструктуру продуктов сгорания нанопорошка алюминия и его смесей в воздухе
3.1 Зависимость микроструктуры продуктов сгорания нанопорошка алюминия в воздухе от условий теплоотвода
3.2 Формирование микрокристаллических структур при сгорании нанопорошка алюминия в однородном магнитном поле в воздухе

3.3 Продукты сгорания нанопорошка алюминия в неоднородном магнитном поле в воздухе
3.4 Формирование продуктов сгорания нанопорошка алюминия с добавками диоксидов титана и циркония в воздухе
3.5 Формирование продуктов сгорания нанопорошка алюминия с добавкой нанопорошка железа в воздухе
3.6 Дифракционное исследование с временным разрешением процесса горения прессованного нанопорошка алюминия в воздухе с использованием синхротронного излучения
3.7 Выводы по главе
Глава 4. Влияние постоянного электрического поля на микроструктуру продуктов сгорания нанопорошка алюминия в воздухе
4.1 Формирование микрокристаллических структур при сгорании нанопорошка алюминия в постоянном электрическом поле в воздухе
4.2 Элементный состав поверхности микроструктур, сформировавшихся при сгорании нанопорошка алюминия в электрическом поле в воздухе
4.3 Влияние постоянного электрического поля и постоянного магнитного поля на выход нитрида и оксида алюминия при горении нанопорошка алюминия в алундовом тигле в воздухе
4.4 Параметры кристаллической структуры продуктов сгорания нанопорошка алюминия в алундовом тигле в воздухе
4.5 Газообмен с окружающей средой при горении в воздухе прессованного нанопорошка алюминия
4.6 Технологическая схема получения нитридсодержащих материалов, синтезированных при горении нанопорошка алюминия в воздухе
4.7 Характеристики керамических материалов, синтезированных на основе полученных нитридсодержащих порошков
Подобная классификация позволяет объединять существующие виды технической керамики в несколько основных классов [53]. Дополнительным признаком является область применения, так как определенный керамический материал может относиться одновременно к различным видам керамики по своим функциональным свойствам. Керамику, которая состоит в основном из АЬОз, называют корундовой керамикой. Керамику, консолидированную на основе нитридсодержащих материалов, называют нитридной (бескислородной) керамикой. Особый интерес для микроэлектроники представляет керамика на основе A1N [54], так как она обладает хорошими теплофизическими [55], электрофизическими свойствами [56] и высокой прочностью [57]. Нитридные керамики являются перспективными материалами для производства диэлектрических подложек, режущего лезвийного инструмента. Важными технологическими параметрами являются их механические, тепло- и электрофизические параметры, например, прочность, теплопроводность, тангенс угла диэлектрических потерь и т.п.
1.9.2 Получение керамических материалов и консолидированной керамики
В основе методов получения керамик лежит спекание порошков. Механизм спекания связан с образованием жидкой фазы, способствующей возникновению соединяющих перешейков между частицами спекаемого материала. Поверхностное натяжение в жидкой фазе стремится минимизировать поверхность перешейка на границе с газовой фазой или вакуумом, тем самым сближая зерна между собой, что приводит к переносу вещества в область контактного перешейка и спеканию зерен [58]. По этой причине в керамические материалы на основе тугоплавких веществ для улучшения спекания вводят добавки, способствующие появлению жидкой фазы. Использование определенных порошков и их смесей, введение определенных добавок, спекание керамик с помощью различных методов при различных режимах позволяет получать керамики с определенными