Гидротермальный синтез, структура и свойства нанокристаллов и нанокомпозитов на основе системы ZrO2-Al2O3-SiO2

• Автор: Альмяшева, Оксана Владимировна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 263 с. : ил.

Оглавление
Введение

1. Синтез оксидных нанокристаллов и нанокомпозитов в гидротермальных условиях

1.1 .Формирование нанокристаллов диоксида циркония при гидротермальной обработке оксигидроксида циркония

1.1.1. Термодинамика образования нанокристаллов Ъ2 в гидротермальных условиях

1.1.2. Влияние условий гидротермального синтеза на формирование нанокристаллов Тт различных полиморфных модификаций

1.1.3. Особенности строения нанопорошка , полученного в гидротермальных условиях

1.1.4. Кинетика и механизм образования нанокристаллов 1хОг различных полиморфных модификаций в гидротермальных условиях

1.2.Формирование нанокристаллов оксида алюминия в гидротермальных условиях

1.2.1. Термодинамика образования АЬОз в гидротермальных условиях

1.2.2. Кинетика и механизм образования наночастиц АЬОз в гидротермальных условиях

1.3. Формирование нанокомпозитов на основе системы ЪхОг АЬОз в гидротермальных условиях
2. Структурные и химические превращения в нанокристаллах и наноразмерных композициях
2.1. Структурные и химические изменения в нанокристаллах на основе диоксидов циркония при нагревании
2.2. Структурные и химические изменения в нанокристаллах оксида алюминия при нагревании
2.3. Структурные трансформации в нанокомпозите на основе
системы А0з при нагревании
2.4. Химическое взаимодействие в наноразмерной системе
3. Свойства и применение наночастиц и нанокерамики на основе
компонентов системы , Уз А.
3.1. Спекание наноразмерных порошков на основе , прочностные свойства керамических материалов
3.2. Каталитическая активность нанокомпозитов на основе системы 3 и катализаторы на их основе.
3.3. Люминисценция нанокристаллов на основе 3.
3.4. Биологическое действие наночастиц .
Основные результаты и выводы
Список цитируемой литературы


ОН4расЧ1 6 ДжмольК метод сравнительного расчета Карапетянца, 82гОН4расч2 2 ДжмольК метод инкрементов Кумока, 2гОН4расчз ИЗ ДжмольК метод инкрементов Латимера и 2гОН4ЭКСП9 ДжмольК экспериментальные данные. В связи с этим в дальнейших расчетах с достаточно большой долей уверенности в точности данных было использовано значение гОН46 ДжмольК, являющееся, по сути, средним из приведенных выше значений. Следует отметить, что лучшее совпадение с экспериментальными данными Юг дает расчет по методу инкрементов Кумока, однако в рамках данного метода невозможно рассчитать значения для различных модификаций диоксида циркония, так как этот метод не учитывает наличие фазовых переходов в 7Ю2. ДжМОЛЬК 0 з2гОН4максрасч. ОН4средн расч. ЮН4мин расч. Рис. Отметим, что хорошее совпадение экспериментальных данных о значении 2гОН4 и данных полученных методом сравнительного расчета Карапетянца, позволяет не только с большей надежностью использовать экспериментальное значение вСОН, как согласующееся с другими экспериментальными данными в рамках сходного ряда соединений, но и показывает, что можно рассчитывать на высокую надежность данных, полученных методом Карапетянца для других термодинамических величин при выборе в качестве сходных рядов А1Х3, МХ2, СаХ2, БгХ2, РеХ2, 2гХ4, Х Р, СГ, ВГ, ОН. В связи с этим, аналогичным образом см. Приложение 1, было определено среднее значение теплоемкости гидроксида циркония, составившее ср1 ДжмольК. А5о 6. Джмоль для гидроксидов а 1. Результаты расчета для ряда соединений 2Ю2яН, где 0я2, представлены на рис. Ю2яН АУ8 и позволяет с достаточно большой долей уверенности принять в дальнейших расчетах экспериментальное значение 20 . Джмоль. Как правило, строение вещества, находящегося в аморфном состоянии, по крайней мере, в первой координационной сфере близко к состоянию расплава 9, 0. АЯ8аморфизашо10. АЯ,и, 1. Джмоль. Значение ДЯпл в связи со структурным подобием с,2Ю2 и 2Ю2яН 0, 3 принято ДЯПЛ кДжмоль 6. Результаты расчетов энергии Гиббса для реакции дегидратации гидроксида циркония и образования ТхОг соответствующей модификации представлены в Приложении 1. На основании данных зависимостей построена диаграмма превращений в системе 7гН в координатах давление температура1 для полей термодинамически возможного образования соответствующих модификаций оксида циркония рис. Для оценки возможной погрешности расчетов энергии Гиббса в качестве максимального отклонения от принятого значения энтропии 2гОН4 был проведен расчет, при минимальном значении ОН, полученном как методом Карапетянца это значение получено путем сравнения в рядах ГеХ2,7гХД так и методом инкрементов. Анализ представленных на рис. ОН43 ДжмольК рис. ОН4 может проходить во всем расчетном диапазоне температур и давлений с образованием моноклинной, тетрагональной или кубической модификации г Иными словами, в области I на рис. В условиях сухого пара реакция дегидратации термодинамически возможна при значениях температуры около С и давления около 0. МПа, с образованием тт область II. Получение тетрагональной и кубической модификаций диоксида циркония в условиях сухого пара можно ожидать в диапазонах температур С Р 0. МПа 5С МПа область III и С Р 0. МПа0С Р МПа область IV, соответственно. При термодинамическом анализе результатов расчета, базирующемся на принятии для расчетов среднего значения 2гОН4Т ДжмольК рис 1 1. С в насыщенном паре возможно образование тЪхО2 и иТх область I. Кубическую же модификацию диоксида циркония в данном случае можно получить только при температурах выше 0С область И. Температура начала образования тЪх в условиях сухого пара смещается к 0С при давлении 0. МПа и к 0С при давлении около МПа область III. Получить все три модификации диоксида циркония можно только при температуре выше 0С области IV и V области существования тетрагональной и кубической модификаций x, соответственно. Таким образом, принятие более высоких значений энтропии 7гОН4 в случае реакции дегидратации аморфного гидроксида приводит к увеличению температуры начала дегидратации на величину АТ 0С рис. Рис. Р, МПа Р. Рис.