Структура и свойства ультрадисперсных алмазосодержащих порошков, полученных методом детонационного синтеза

• Автор: Миронов, Евгений Владимирович
• Шифр специальности: 05.16.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 118 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. Общая характеристика порошков ультрадисперсного алмаза

детонационного синтеза.

1.1. Морфологии и микропримесный состав ультрадиспсрсных

алмазосодержащих частиц

1.1.1. Плотность

1.1.2. Элементный состав

1.1.3. Состав примесей

1.1.4. Газовыделение

1.2. Структурная иерархия

1.3. Модельные представления УДА
1.4. Детонационная технология получения порошков ультрадисперсного
алмаза и ее особенности
1.4.1. Состав продуктов взрыва бризантных ВВ типа СНИО
1.4.2. Общая характеристика бризантных взрывчатых веществ используемых при технологическом производстве порошков УДА
1.4.3. Особенности формирования ультрадисперсного алмаза при детонации
1.4.4 Кинетические тенденции формирования УДА
1.5. Заключение по обзору литературы и постановка задачи
2. Методика и техника эксперимента.
2.1. Методика спектральной идентификации примесных центров алмаза
2.2. Методика приближенной оценки размеров агрегатов.
2.3. Типы образцов использовавшихся в данной работе
2.4. Приборы, использовавшиеся для проведения спектральных исследований
2.4.1. Регистрирующий спектрофотометр V VI
2.4.2. Инфракрасный спектрофотометр М с рабочим диапазоном от до 0 см
3. Экспериментальное исследование структурных особенностей ультрадисперсного алмаза детонационного синтеза с помощью инфракрасной спектроскопии.
3.1. Общая характеристика инфракрасных и ультрафиолетовых спектров поглощения ультрадисперсного алмаза
3.2. Инфракрасное поглощение в области 0 см
3.2.1. Инфракрасное и ультрафиолетовое поглощение связанное с азотными центрами А типа
3.2.2. Особенности поглощения в спектральной области 0 см1, не связанные с азотными центрами А типа
3.3. Влияние радиационного облучения на свойства ультрадисперсного алмаза детонационного синтеза
3.4. Использование инфракрасной спектроскопии для исследования влияния термического воздействия на порошки ультрадисперсного алмаза
3.4.1. Исследование инфракрасных спектров УДА после термической обработки в условиях слабого вакуума
3.4.2. Исследование окислительных процессов ультрадисперсного алмаза по спектрам инфракрасного поглощения
3.4.3 Структурные особенности ультрадисперсного алмаза детонационного синтеза, полученные на основе анализа спектров инфракрасного поглощения
3.5. Анализ формы включений азота в структуру ультрадисперсного алмаза
детонационного синтеза
Обсуждение результатов
4. Принципы сертификации ультрадисперсного алмаза детонационного синтеза, как технологического продукта
4.1. Экспериментальное исследование возможных химических процессов, влияющих на формирование порошков УДА
4.2. Обобщение химических процессов, связанных с ролью функциональных групп УДА
4.3. Анализ физикохимического аспекта устойчивости алмазного
нанозерна УДА
Обсуждение результатов
РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


Таким образом, вопрос перспективности применения УДА и УДАГ в порошковой металлургии, в целом, и оптимизация физико химических, механических свойств метаплокомпозиционных материалов с их добавками требуют уточнения структуры, состава и свойств ультрадисперсных алмазосодержащих частиц, а также определения той роли, которую выполняют на различных технологических стадиях примесные функциональные группы, составляющие массы частицы и оказывающие существенное влияние на свойства всего материала. Следует добавить, что создание детонационного синтеза ультрадисперсных алмазов УДА прочно связано с именем нашего земляка лауреата Государственной премии, профессора, доктора физикоматематических наук Ставера Анатолия Михайловича. При научном изучении такого сложного объекта, с ультрадисперсным алмазом связывают скорее класс углеродных материалов начиная от рентгеноамофрных образцов и луковичных структур до традиционных УДА, которые формируются из структурно разных взрывчатых веществ ароматических, неароматических и др. УДАфазы разные взрывные камеры, разное давление буферного газа и т. Как следствие, данный материал может иметь разницу и в элементном составе, качественном и количественном составе примесных функциональных групп, и в ряде других характеристик, что неприемлемо с позиции сертификации данного материала. УДА является серьезной междисциплинарной задачей. Все это требует использования комплексных методов необходимо исследование связующего звена между химическими и физическими представлениями, определение структуры и физикохимических этапов возникновения ее в условиях детонационных превращений. Необходимо подчеркнуть, что два этих аспекта связаны между собой, в этом заключается сложность и содержательность рассматриваемого научного направления. УДАСЧ, применяемых в качестве добавок при создании порошковых материалов и композитов, для улучшения их технологических и эксплуатационных свойств. Разработка методики определения примесного состава ультрадисперсных алмазосодержащих частиц, получаемых методом детонационного синтеза. Определение природы и структурных характеристик функциональных групп, гетеровключений, фрагментов углеводородных молекул. Изучение термической стабильности ультрадисперсных частиц по данным абсорбционной спектроскопии в инфракрасной ИК и ультрафиолетовой УФ областях. Идентификация азотсодержащих включений и определения их влияния на свойства исследуемых ультрадисперсных порошков. Установлено, что структурная неоднородность ультрадисперсных алмазосодержащих частиц обусловлена присутствием карбонильных, карбоксильных, гидроксильных, метильных функциональных групп, составляющих массы частиц. На основе анализа инфракрасных спектров поглощения показано, что вышеупомянутые функциональные группы данных ультрадисперсных частиц, подвергнутых радиационному гамма облучению, облучению быстрыми нейтронами и термической обработке, обладают высокой стабильностью. Установлен и идентифицирован азотный дефект Атипа в структуре нанозерна УДАСЧ и определена его концентрация. Показано, что высокотемпературные процессы, происходящие в реакционной зоне детонационной волны окисление, образование молекулярного азота и метильной группы ответственны за формирование функциональных групп исследуемых частиц. Экспериментально определено, что фактическим размером УДА и УДАГ частиц с учетом гетерогенного строения следует считать величину порядка нм, что имеет существенное значение при выборе режимов формирования порошковых материалов. Разработана и апробирована методика, позволяющая по спектрам ИКпоглощения оценивать относительные размеры ультрадисперсных алмазосодержащих частиц. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ И РЕЗУЛЬТАТЫ. Результаты экспериментальных исследований, полученные с помощью абсорбционной спектроскопии, которые включают в себя информацию о структуре ультрадисперсных алмазосодержащих частиц. Подход, связывающий химические процессы в зоне реакции детонационной волны, с формированием функциональных групп, исследуемых ультрадисперсных частиц, что обуславливает их исходную высокую стабильность. Модельные представления структурнонеоднородной улырадисперсной алмазосодержащей частицы размером нм. Разработана и предложена методика оценки относительных размеров рассеивающих центров ультрадисперсных частиц, что важно при выборе размерных соотношений компонентов порошковых композиций.