Получение химическим методом металлоксидных нанокомпозиций на основе никеля, молибдена и вольфрама с регулируемой дисперсностью и составом

• Автор: Хрустов, Евгений Николаевич
• Шифр специальности: 05.02.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 100 с. : ил.

Глава 1. Анализ современных способов получения и свойств металлоксидных нанопорошковых материалов

1.1 Методы получения наноразмерных металлоксидных порошков

1.1.1 Механические методы

1.1.2 Физические методы

1.1.3 Химические методы

1.1.4 Методы, сочетающие физические и химические превращения

1.2 Свойства металлокерамических нанокомпозиций

1.2.1 Факторы, влияющие на дисперсность наноматериалов

1.3 Области применения металлокерамических материалов

1.4 Выводы и постановка задачи

Глава 2. Исходные материалы и методика исследования

2.1 Характеристика исходных материалов и подготовка образцов
2.1.1 Осаждение наноразмерных гидроксидов алюминия и никеля
2.1.2 Получение металлоксидных композиций
2.2 Термогравиметрический анализ
2.3 Рентгеновский анализ
2.3.1 Фазовый качественный и количественный анализы
2.3.2 Структурный анализ
2.3.3 Расчет распределения частиц по размерам
2.4 Анализ удельной поверхности
2.5 Электронномикроскопический анализ
2.6 Синтез дисперсноупрочненных материалов ;
2.7 Определение физико-механических свойств СВС-материалов
Глава 3. Регулирование свойств нанокомпозиций на основе оксида алюминия в процессе получения
3.1 Установление оптимальных параметров получения кислородсодержащих соединений
3.2 Термогравиметрические исследования процессов формирования нанокомпозиций на основе N1, Мо, У и АЬОз
3.2.1 Восстановление исходных кислородсодержащих компонентов
3.2.2 Восстановление исходных смесей нанокомпозиций

3.3 Расчет кинетических параметров реакций металлизации нанокомпозиций и исходных
материалов
3.4 Рентгенофазовый анализ восстановленных нанокомпозиций
3.5 Анализ содержания компонентов в нанокомпозициях
3.6 Выводы по главе
Глава 4. Влияние добавок оксида и условий формирования на структуру и дисперсность N1-АЬОз, Мо-АЬОз и У-АЬОз нанокомпозиций
4.1 Определение периодов кристаллических решеток
4.2. Структурные особенности частиц №, Мо и IV
4.3 Анализ дисперсности и распределения частиц по размерам
4.4 Микроскопический анализ полученных материалов
4.5 Анализ удельной поверхности
4.6 Выводы по главе
Глава 5. Использование металлоксидных нанокомпозиций в качестве добавок к СВС-сплавам для повышения их физико-механических свойств
5.1 Особенности влияния добавок нанокомпозиций на структуру и свойства сплава
СТИМ
5.2 Выводы по главе
Выводы
Список использованных источников
Одним из перспективных направлений развития материаловедения на сегодняшний день является изучение и использование нового класса материалов - наноматериалов. Изучение и поиск способов получения наноматериалов является важной частью бурно развивающегося сегодня направления науки - нанотехнологии. Использование наносистем позволяет получить доступ не только к новым технологиям, но и добиться улучшения уже существующих технологических процессов. Использование наноматериалов в качестве замены традиционных материалов или в качестве добавок к традиционным материалам в процессе получения продукта, позволяет изменять их функциональные свойства /1/.
Одной из таких технологий, где возможно эффективное применение ианоматериалов, является создание металлокерамических сплавов и керамических материалов с требуемыми свойствами 121. Традиционно для создания таких материалов применятся порошки исходных компонентов. Однако, использование порошковых материалов обычных микронных размеров имеет ряд недостатков, таких как недостаточно равномерное распределение компонентов, остаточная пористость и др., что, в конечном счете, сказывается на свойствах материала. Особенно сильно зависят от таких недостатков механические свойства. Всегда были и остаются востребованными материалы с высокой прочностью, твёрдостью, износостойкостью и пр. Улучшения этих свойств можно добиться созданием композиционных материалов, состоящих из керамической и металлической составляющих (керметов) с использованием наноматериалов.
В связи с этим требуется разработка методов для получения и регулирования свойств металлокерамических нанопорошков.
В последнее время, всё большим спросом пользуются наноразмерные порошковые материалы, в том числе и порошки типа металл-оксид. Для их получения используются разные методы, основные из них можно отнести к четырём классам: механические, физические, химические и биологические /3/. Химические методы являются одними из перспективных. В них используются химические реакции, в числе которых процессы осаждения, термического разложения или пиролиза, газофазные реакции, реакции восстановления, гидролиза, электроосаждения. Часто химические методы являются многостадийными, т.е. образуют некую последовательность вышеупомянутых реакций. Однако последний факт можно рассматривать как достоинство, поскольку многостадийность позволяет лучше управлять свойствами конечных материалов. К достоинствам химических методов также можно отнести их техническую простоту, высокую чистоту конечных материалов, возможность использовать дешёвое

О 100 200 300
Температура, °С

Температура, °С
0,01 э
100 200 300 400
Температура, °С

Рис. 5. Зависимость кинетических кривых металлизации от pH осаждения нанокомпозита 54%№-46%А120з. а - рН=7, б - рН=9, в - рН
3.2.2.2 Металлизация нанокомпозиций Мо-АЬОз
На рис. 6 представлены кинетические кривые, отражающие относительное изменение массы образцов и удельную скорость процессов в ходе основных стадий получения Мо-АЬОз нанокомпозиций - дегидратации и восстановления. В отличие от металлизации молибденовой кислоты (рис. 3, в), металлизация нанокомпозиций Мо-АЬОз протекает в 5 этапов.