Формирование фазового состава, структуры и дисперсности нанопорошков Fe, Co и композиций на их основе путем изменения условий их металлизации

• Автор: Дзидзигури, Элла Леонтьевна
• Шифр специальности: 05.16.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 120 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
, СТРУКТУРНЫЕ И ФАЗОВЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ ПРИ ПЕРЕХОДЕ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ В УЛЬТРАДИСПЕРСНОЕ СОСТОЯНИЕ

1.1. Фазовые состояния в УД средах

1.2.Структурные особенности УД частиц

1.3. Распределение по размерам частиц УД материалов

1.4. Сплавообразование в УД средах

1.5. Краткие выводы и постановка задачи

2.ИСХОДНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Характеристика исходных материалов

2.2. Получения ультрадисперсных порошков

2.2.1. Осаждение исходных гидроксидов
2.2.2. Получение металлических порошков
2.3. Электронномикроскопический анализ
2.4. Мессбауэровская спектроскопия
2.5. Рентгеновский анализ
2.5.1. Фазовый качественный и количественный анализы
2.5.2. Структурный анализ
2.5.3. Расчет распределения частиц по размерам
3.ВЛИЯНИЕ УСЛОВИЙ МЕТАЛЛИЗАЦИИ НА ФАЗОВЫЙ СОСТАВ. СТРУКТУРУ И ДИСПЕРСНОСТЬ УЛЬТРАДИСПЕРСНОГО ЖЕЛЕЗА
3.1. Влияние условий металлизации на фазовый состав УД железа
3.2. Структурнык исследования УД порошков железа
3.3. Распределение по размерам частиц порошка Ре
3.4. Анализ результатов
4. ЗАВИСИМОСТЬ ФАЗОВОГО СОСТАВА. СТРУКТУРЫ И ДИСПЕРСНОСТИ УЛЬТРАДИСПЕРСНОГО ПОРОШКА КОБАЛЬТА
ОТ УСЛОВИЙ ПОЛУЧЕНИЯ
4.1. Изменение фазового состава в ходе металлизации гидроксида Со
4.2. Влияние условий получения и качества исходного материала на фазовый состав УД порошков металлического кобальта
4.3. Особенности структуры УД порошков металлического кобальта
4.4. Распределение по размерам частий порошка УД металлического кобальта
4.5. Анализ результатов
5.СПЛАВООБРАЗОВАНИЕ ПРИ МЕТАЛЛИЗАЦИИ
УЛЬТРАДИСПЕРСНЫХ ЖЕЛЕЗОКОБАЛЬТОВЫХ ПОРОШКОВ
5.1. Изменение фазового состава в ходе восстановления гидроксидных систем
5.2. Фазовый состав металлизованных систем
5.3. Особенности структуры ультрадисперсных порошков на основе
5.4. Распределение по размерам кобальтовой составляющей в
УДП композициях
5.5. Анализ полученных результатов
ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


В работе // отмечается, что отношение ГПУ и ГЦК фаз практически полностью зависит от температуры восстановления, а сокращение ГПУ фазы происходит после стабилизирующей -минутной обработки при 0 °С. Исследования промышленных порошков фирм “Хобокен”(Бельгия) и “Герман Штарк”(ФРГ) // показало, что частицы размером - нм содержат примерно % по объему ГЦК фазы. Аэрозольный метод получения частиц приводит к получению Со-ГЦК //, причем термическая обработка материала до 0 °С влияния на фазовый состав не оказывает. Авторы // описывают состояние Со в многослойных пленках как случайное распределение последовательностей ГП упаковки в ГЦК структуре. В работе // отмечается, что с уменьшением толщины слоев кобальта происходит структурный фазовый переход от ГПУ к ГЦК структуре. При толщине слоев кобальта 1,2 - 2,4 нм наблюдалась структура ГЦК //. Встречаются также несколько неожиданные результаты. В исследованиях / - / наблюдали образование УД кобальта со структурой ОЦК. Авторы работы // утверждают, что в тонких пленках в пределах нескольких сот ангстрем ОЦК фаза стабилизируется силами поверхностного натяжения с подложкой; более толстые образцы ОЦК-Со стабилизируются из-за несовершенства структуры. В работе // отмечено образование метастабильных структур в нанокристаллических пленках кобальта. Моэда /1, 2/ наблюдал в тонких пленках Со непосредственно после осаждения возникновение ореольных картин, указывающие на аморфноподобную некристаллическую структуру, а кристаллизация пленок происходила при температурах отжига, превышающих 3 К. Таким образом, в УД системах происходит образование фаз, не характерных для железа и кобальта в массивном состоянии. Однако, полученные аномалии фазовою состава являются случайным результатом эксперимента. В литературе отсутствуют какие-либо упоминания об отработанном методе получения, позволяющим производить УД порошки железа и кобальта заданного фазового состава. Особенности структуры УД частиц (УДЧ) вызваны главным образом их размером (1 - 0 нм), малая величина которого приводит к резкому возрастанию роли поверхности. В частицах размером порядка нм разделение атомов на объемные и поверхностные оказывается уже неоправданным, т. В более крупных УД частицах можно выделить поверхностные и объемные атомы, однако доля первых очень велика. Атом в приповерхностной области имеет меньшее, чем в объеме, число соседей, и все они расположены по одну сторону от него. Это нарушает равновесие и симметрию в распределении сил и приводит к изменению межатомных расстояний по сравнению с их значениями в макрочастицах, а также изменению характера упорядочения в поверхностных областях, сдвиговым и угловым деформациям межатомных связей во всем объеме УД частицы. В общем случае межатомное расстояние в УД частице непостоянно / - /, а является определенной функцией её радиуса. Компьютерное моделирование (в расчетах использовался потенциал Морзе) с целью получения информации о деталях структуры на атомарном уровне показало //, что в модельных кластерах, имеющих, как правило, размеры порядка нескольких нанометров, распределение микронапряжений имеет следующий вид: центральная часть кластера сжата, тогда как периферия растянута. Расчеты, выполненные с использованием метода молекулярной динамики //, показали, что в приповерхностной области должно наблюдаться увеличение периода решетки. На рис. Как видно, расстояние падает вдоль всех направлений. Таким образом, деформация частицы неоднородна по радиусу и неодинакова вдоль разных кристаллографических направлений. В работе // расчетным путем показано, что смещение первой атомной плоскости происходит, напротив, по направлению к объемным плоскостям, т. ДУ/У = 2*(2. Рис. X - коэффициент объемной сжимаемости; а - поверхностная энергия. При размере частиц нм, о равном 1 Дж/м2 , % равном Ю3 м3»Дж*1, изменение объема составляет *2 //, что соответствует относительному изменению межатомного расстояния приблизительно на 3«-3 Во многих работах по исследованию малых частиц разных металлов полученные закономерности удовлетворяют соотношению (3).