Синтез и некоторые физико-химические свойства наноразмерных систем Fe-Co и Fe-Ni

• Автор: Попова, Анна Николаевна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Кемерово
• Количество страниц: 187 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ V

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Обзор способов получения НРП металлов.

1.1.1. Получение НРП восстановлением солей металлов из растворов

1.2. Свойства наноразмерных металлических порошков.

1.3. Фазовые состояния систем Ре и РеСо.

1.3.1. Основные параметры тврдых растворов

1.3.2. Фазовые состояния системы РеРЛ.

1.3.3. Фазовые состояния системы РеСо.

1.4. Свойства магнитных НРП

1.5. Способы применения НРП
1.6. Выбор обоснованного оптимального варианта направления исследований для решения поставленных задач
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.
2.1. Исходные материалы
2.2. Получение НРП железоникель, железокобальт.
2.3. Методы исследования.
2.3.1. Рентгенографические исследования
2.3.1.1. Рентгенографический метод малоуглового рассеяния
2.3.1.2. Рентгенодифракциоыный метод на дальних углах
Рентгенофазовый анализ
Рентгеноструктурный анализ
2.3.2. Метод растровой электронной микроскопии.
2.3.3. Метод анализа удельной поверхности
2.3.4. Термогравиметрический анализ
2.3.5. Магнитометрический метод анализа
ГЛАВА 3. ФИЗИКОХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПОЛУЧЕНИЯ НРП Ре И РеСо С ЗАДАННЫМИ СВОЙСТВАМИ.
3.1. Синнтез НРП Ре и РеСо
3.2. Образование оксидногидроксидных фаз при синтезе и их роль
3.3. Фазовый состав и структурные особенности наноразмерных порошков i и .
3.3.1. Система железокобальт
3.3.2. Система железоникель.
3.4. Влияние времени хранения и температуры на фазовый состав наноразмерных систем и i
3.4.1. Фазовый состав систем при хранении.
3.4.2. Трансформации в системах железокобальт и железоникель при термическом воздействии на воздухе.
3.4.2.1. Система железокобальт с большим содержанием кобальта.
3.4.2.2. Система железокобальт с большим содержанием железа
3.4.3. Трансформации в системах железокобальт и железоникель при термическом воздействии в вакууме.
3.4.3.1. Особенности поведения системы
3.4.3.2. Особенности поведения системы i
3.5. Фазовые портреты наноразмерных систем и i
ГЛАВА 4. НЕКОТОРЫЕ ФИЗИКОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НРП Со и i
4.1. Исследование дисперсности НРП
4.1.1. Исследование дисперсности методом МУР
4.1.2. Исследование дисперсности методом БЭТ
4.2. Влияние состава НРП на их плотность
4.2.1. Зависимость пикнометрической плотности НРП от их состава
4.2.2. Пористость.
4.3. Особенности морфологии НР и i
4.4. Термостимулируемые процессы на поверхности НРП и i
4.5. Магнитные свойства НРП и i.
ЛИТЕРАТУРА


За выполнение рентгенографических исследований исследуемых систем при термоциклировании в условиях вакуума автор выражает благодарность к. Н. В. Буниной ИХТТМ СО РАН, г. Новосибирск. Автор благодарит сотрудников ИУХМ СО РАН г. Кемерово за определение удельной поверхности образцов методом БЭТ О. С. Гладкову, за электронномикроскопические исследования С. Ю. Лырщикова, за проведение дериватомассспектрометрических исследований Л. М. Хицову и В. Ю. Малышеву. Автор благодарен коллективу МТЦ СО РАН г. Новосибирск под руководством членкорр. РАН В. В. Овчаренко и лично к. А. С. Богомякову за измерения магнитных характеристик исследуемых образцов. Автор благодарен своим коллегам и сотрудникам кафедры химии твердого тела химического факультета ГОУ ВПО КемГУ за полезные консультации на разных этапах написания диссертации. ГЛАВА 1. В данной главе представлен обзор и анализ научных, научнотехнических и патентных литературных данных о процессах формирования НРЧ, в том числе в химических реакциях, протекающих в водных растворах, структурных и фазовых состояниях, а также отличительных свойствах наноразмерных порошков НРП БеСо и РеБй, которыми они обладают ввиду их наноразмерности. Размерные характеристики обуславливают у НРЧ определнные особенности энергетических состояний и условий переноса электронов, фононов, плазмонов, магнонов и др. НРМ от свойств соответствующих массивных материалов . Уже сейчас обнаружены уникальные сочетания электрических, магнитных, оптических, механических, сверхпроводящих и др. Проведнные литературный, патентный поиск и патентное исследование показали, что, несмотря на признанную перспективность работ в области синтеза многокомпонентных наноразмерных переходных металлов с требуемыми свойствами и регулирования этих свойств, развитие данного направления сдерживается вследствие практического отсутствия системных исследований. Разнообразие требований к свойствам НРП обуславливает наличие целого ряда способов и режимов получения наноразмерных индивидуальных металлов и многокомпонентных металлических систем, из которых наиболее распространнными для получения НРП являются механосинтез, интенсивный размол, конденсационные технологии и термическое разложение исходных соединений. Однако представленные работы носят в основном фрагментарный и патентоориентированный характер. Одно из направлений, представленных в литературе методов получения металлических порошков НРМ на основе железа, механосинтез. Основой механосинтеза является механическая обработка тврдых смесей, в результате которой происходят измельчение, пластическая деформация веществ, ускоряется массоперенос, осуществляется перемешивание компонентов смеси на атомарном уровне, активируется химическое взаимодействие тврдых реагентов. Размол и механохимический синтез осуществляются в вибрационных или шаровых мельницах аттриторного или планетарного типов, в органических и неорганических средах, с последующей сушкой порошка. Средний размер получаемых частиц может составлять от 5 до 0 нм . Так, в работах методом механохимического сплавления в высокоэнергетической планетарной шаровой мельнице из порошков соответствующих элементов были получены однофазные НРП РеЬН в широком интервале концентраций, с размером частиц нм. Однофазные НРП БеРЙ можно синтезировать, совмещая размол в шаровой мельнице с последующим восстановлением до металлического состояния смесей оксидов металлов . Метод механохимического сплавления применяется и для получения НРП РеСо различного состава . Отдельное направление синтеза НРП метод сушки вымораживанием или криогенная технология. Из солей металлов готовят раствор необходимого состава, который быстро замораживают путм распыления в камеру с криогенной средой жидкий азот. Затем уменьшают давление газовой среды до значений ниже точки равновесия образовавшейся многокомпонентной системы и нагревают в вакууме для возгонки растворителя. Полученный продукт состоит из мельчайших пористых гранул практически одинакового состава. Дальнейшая обработка гранул зависит от назначения конечного продукта.