Исследование процессов образования металлофуллеритовой фазы в порошковых системах на основе железа

• Автор: Дунюшкин, Алексей Николаевич
• Шифр специальности: 05.16.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Пермь
• Количество страниц: 117 с. : ил.

Содержание
Страница
Введение
Глава 1.Формы существования углерода в порошковых железоуглеродистых материалах (литературный обзор)

1.1.Фазы, формируемые с участием углерода в железоуглеродистых сплавах

1.2.Графитизация стали

1.2.1 .Условия выделения свободного углерода (графита) в стали

1.2.2.Влияние легирующих элементов

1.2.3 .Роль диффузии и дефектов структуры

1.2.4.Технология получения графитизированной стали

1.3 .Графитизация чугуна
1 АФуллерен и соединения на его основе
1.4.1.Фуллерен
1.4.2.Получение фуллерена (Сбо)
1.4.3 .Механизм образования фуллеренов 3
1.4.4.Фуллерит .
1.4.5.Фазы, образуемые фуллереном с металлами
1.4.6.Фуллеренсодержащие сталеподобные материалы
1.5.Постановка задачи исследования
Глава 2.Методики исследования '
2.1 .Исходные материалы
2.2.Приготовление смесей
2.3.Прессование. Термическая обработка образцов
2.4.Микрорентгеноспектральный анализ
2.5.Методика электронномикроскопического фазового анализа
2.6.Металлографический анализ
2.7.Методика определения плотности и пористости образцов
2.8.Методика анодного выделения неметаллической фазы из
образца
2.9.Методика проведения электрополировки
2.10.Химический анализ. Определение содержания углерода
2.11 .Рентгенографический фазовый анализ
2.12.0пределение твердости
2.13.Статистическая обработка
Глава 3.Изучение процессов графитизации и возможности формирования фуллеренсодержащих фаз в порошковых
3.1.Исследование влияния скорости охлаждения после спекания
на графитизацию порошковых железографитовых материалов
3.2.Исследование влияния отжига на выделение свободного
углерода в порошковых железоуглеродистых сталях
3.3.Формирование фуллеренсодержащих фаз в порошковых
сталях
3.4.Выводы
Глава 4.Формирование фуллеренсодержащих фаз в порошковых системах на основе железа
4.1 .Получение металлофуллерита из смеси чугуна с железом
4.1.1.Выделение металлофуллерита из фуллеренсодержащего материала

4.2.Получение металлофуллерита РехС6о путем обработки сильноточной низковольтной дугой прессовок из смеси железного
порошка и фуллерена С6о
4.3.Влияние температурно-временных параметров на формирование металлофуллерита FexCéo в системе железо - углерод
4.4.Влияние плотности образцов на синтез фуллерита и его соединений в системе железо-углерод
4.5.Влияние размера пор образцов на синтез металлофуллерита
4.6.Электронномикроскопическое исследование формирования фуллеренсодержащих фаз при высокотемпературном синтезе в образцах разной плотности
4.7.Механизмы образования металлофуллеритовой структуры в композициях на основе смеси порошков железа и чугуна
4.8.Интенсивность изнашивания материала содержащего фуллеритовые структуры
4.9.Выводы
Общие выводы
Литература

Если все октаэдрические пустоты заполняются, то это будет соответствовать составу АСбо (рис. 8, а). Если бы была возможность заполнить только тетраэдрические пустоты, мы получили бы соединение А2Сбо (рис. 8, б), но трудно представить, что атомы металла будут заполнять только тесные тет-рамежузлия, оставляя пустыми просторные октаэдрические. Наконец, если заполнить все межузлия атомами металла, то получим соединение А3Сбо (рис.8, в). Дальнейшее увеличение количества атомов металла приводит к перестройке кристаллической структуры, при этом устойчивым соединением является А6Сбо (имеет объемно-центрированную кубическую решетку). Это не означает, что индекс п металла может принимать только значения, равные 1, 3, 6. Просто с этими значениями п получаются упорядоченные кристаллические структуры, или стехиометрические составы металлофуллеренов [42].
Чаще всего взаимодействие фуллерена с металлом происходит по механизму образования фуллеридов.
В работах [70, 71] методом рентгеновской дифракции изучено взаимодействие в смеси фуллерита Сбо и железа в порошковых прессовках при термообработке в среде водорода.
Наряду с гидрогенолизом Сбо, ускоренным каталитическим действием железа, при кратковременной термообработке в диапазоне 640 - 700 °С и предварительном изостатическом обжатии прессовки наблюдается кристаллизация новой фазы на основе фуллерена, предположительно металлофулле-рита ЕехСбо, имеющей на рентгенограмме линии типа МО.
Для объяснения предложена гипотетическая кубическая структура с параметром 13,3 А достаточно близким к параметру ГЦК фуллерита Сбо- Наличие линий только типа ккО объясняется образованием полимеризованной структуры с дальним порядком в двух направлениях (Ь и с) и неупорядоченным расположением структурных элементов вдоль оси а. В качестве аналогии можно указать известное получение МО линий на рентгенограмме от гексагональных углеродных сеток, соединенных ковалентными 5/73-СВЯЗЯМИ при