Оксинитридные керамические материалы на основе продуктов сжигания промышленных порошков металлов в воздухе

• Автор: Дитц, Александр Андреевич
• Шифр специальности: 05.17.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 167 с. : ил.

Содержание
I

ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИИ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 ТЕХНОЛОГИЧЕКИЕ ОСОБЕННОСТИ

ПРОМЫШЛЕННЫХ СПОСОБОВ СИНТЕЗА ТУГОПЛАВКИХ НИТРИДОВ МЕТАЛЛОВ В ВОЗДУХЕ

1.1 Промышленные способы получения нитридов и

оксинитридов металлов

Ь 1.2 Получение нитрида алюминия.

1.2.1 Карботермический синтез 1

1.2.2 Синтез 1 из элементов

1.2.3 Азотирование порошков А1 в плазме
1.2.4 Самораспространяющийся высокотемпературный
синтез 1.
1.2.5 Азотирование А0з.
1.2.6 Разложение 33 в газовой фазе
1.3 Технологические основы самораспространяющегося
9 высокотемпературного синтеза.
1.4 Кинетика и термодинамика процессов синтеза нитрида
алюминия в воздухе.
1.5 Кинетика и термодинамика процессов синтеза нитрида
алюминия в воздухе с применением сверхтонких порошков алюминия
1.6 Свойства нитридов металлов и керамических
материалов на их основе
1.6.1 Нитрид алюминия
1.6.2 Нитриды титана
1.6.3 Нитрид циркония.
1.7 Оксинитриды.
1.7.1 Оксинитриды титана
1.7.1.1 Области гомогенности и зависимость периодов решетки оксинитрида титана с кубической структурой в
зависимости от состава вещества
1.7.2 Оксинитриды циркония
1.7.2.1 Область гомогенности оксинитрида циркония с
кубической структурой при С.
1.8 Постановка задачи.
ГЛАВА 2 МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1 Методология работы
2.2 Методы исследований исходных порошков и
полученных керамических материалов.
2.2.1 Рентгенофазовый анализ
2.2.2 Измерение температуры и яркости свечения при
горении
2.2.3 Дифференциальнотермический анализ
2.2.4 Химический анализ содержания связанного азота
метод Кьельдаля
2.2.5 Методика определения металлического алюминия в
нитридных керамических материалах и исходных порошках.
2.2.6 Определение среднеповерхностного диаметра частиц
2.2.7 Распределение частиц по размерам
2.2.8 Электронная микроскопия.
2.3 Физикохимические характеристики промышленных
порошков металлов А1, И, Ъх исходных реагентов синтеза нитридов сжиганием в воздухе.
2.4 Методика синтеза керамических материалов.
2.5 Получение спеченных керамических материалов
методом горячего прессования
2.6 Определение свойств полученной керамики
ГЛАВА 3 ОСОБЕННОСТИ СИНТЕЗА ОКСИНИТРИДНЫХ
КЕРАМИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ ПРИ ГОРЕНИИ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПОРОШКОВ МЕТАЛЛОВ НА ВОЗДУХЕ
3.1 Процессы синтеза нитрида и оксинитрида алюминия из промышленного порошка алюминия марки ПАП2
3.1.1 Фазовый и структурный состав продуктов синтеза
3.1.2 Зависимость фазового и химического состава продуктов
горения промышленного порошка марки ПАП2 от массы образцов и параметров синтеза.
3.2 Процессы синтеза из промышленного
порошка циркония марки ПЦрК 3
3.2.1 Фазовый и химический состав продуктов синтеза
3.3 Процессы синтеза Т4ТЮ2 из промышленного
порошка титана марки ПТМ
3.3.1 Фазовый и химический состав продуктов синтеза
промышленного порошка титана марки ПТМ
3.4 Механизм нитридообразования при горении порошков
металлов Ш1У групп в воздухе.
3.5 Особенности физикохимической стадийности горения
порошков металлов в воздухе.
3.6 Кинетические и термодинамические факторы при
азотировании порошков алюминия при горении в
воздухе.
3.7 Структура волны горения порошков металлов в воздухе
3.8 Выводы по главе
ГЛАВА 4 КЕРАМИКА НА ОСНОВЕ
НИТРИДСОДЕРЖАЩИХ МАТЕРИАЛОВ.
4.1 Технологическая схема получения нитридной керамики
4.2 Физикохимические характеристики полученной
керамики
4.3 Определение свойств полученной керамики
4.3.1 Определение микротвердости полученных
керамических образцов.
4.3.2 Определение трещиностойкости полученных
керамических образцов.
4.4 Практическое применение синтезированных материалов
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ.
ЛИТЕРАТУРА


А. Усова студентов и молодых ученых, посвященного 0-летию города Томск “Проблемы геологии и освоения недр” (ТПУ г. Томск, ); Всероссийской конференции ’’Химия твердого тела и функциональные материалы - ” IV семинар СО РАН - УрО РАН “Термодинамика и материаловедение” (г. Екатеринбург, ); Международной конференции “Новые перспективные материалы и технологии их получения” (г. Волгоград, ); XII Международной научно-практической конференции студентов и молодых ученых "Современные техника и технологии (СТГ) (ТПУ, г. Томск, ), на научных семинарах на кафедре технологии силикатов ТПУ. Громов A. A. Синтез нитрида и оксинитрида алюминия при горении порошкообразных смесей на основе алюминия. A.A. Громов, В. Верещагин, A. A. Дитц // Огнеупоры и техническая керамика - . С. -. Gromov A, Combustion of AI-AI2O3 mixtures in air. Gromov A, Vereshchagin V, Ilyin A, Ditts A // Journal of the European Ceramic Society. Vol. P. -. Громов A. A. Горение смесей A1-A в воздухе. А.А Громов, В. И. Верещагин, А. П. Ильин, A. A. Дитц // Журнал Европейского керамического общества -. С. -. Громов A. A. Синтез оксинитрида алюминия при горении смесей на основе * алюминия и глинозема. A.A. Громов, В. И. Верещагин, A. Труды 8 международного симпозиума имени академика М. А. Усова студентов и молодых ученых. Томск: ТПУ, . С. 9-1. Громов A. A. Синтез нитрида алюминия при горении алюминиевой пудры в воздухе. A.A. Громов, В. И. Верещагин, A. A. Дитц // Материалы III Всероссийской научно-практической конференции Химия и химическая технология на рубеже тысячелетий - Томск, 2-4 сентября. Томск: ТПУ, . С. -. Дитц A. A. Исследование активности пудры ПАП-2 при горении в воздухе. A.A. Дитц, A. A. Громов // Труды второй Международной конференции студентов и молодых ученых Перспективы развития фундаментальных наук. Томск, - мая. Томск: ТПУ, . С. -. Патент № 7 РФ, МКИ С В /1, /, С В/2 Шихта для получения оксинитрида алюминия. A.A. Громов, В. И. Верещагин, A. A. Дитц (Россия), опубл. Бюл. Дитц A. A. Синтез нитридов при горении порошкообразных металлов III-IV групп в воздухе. A.A. Громов, A. A. Дитц // XII Международная научно-практическая конференция студентов и молодых ученых "Современные техника и технологии" ТПУ, г. Томск, . С. 6-8. Дитц A. A. Синтез нитридов при горении порошкообразных металлов III-IV групп в воздухе. A.A. Дитц, A. Актуальные проблемы физики, технологий и инновационного развития". СФТИ, г. Томск, . С. -. ГЛАВА 1. ТЕХНОЛОГИЧЕКИЕ ОСОБЕННОСТИ ПРОМЫШЛЕННЫХ СПОСОБОВ СИНТЕЗА ТУГОПЛАВКИХ НИТРИДОВ МЕТАЛЛОВ В ВОЗДУХЕ. Значительный интерес в мире проявляется к конструкционной и электронной керамике на основе AIN, TiN, ZrN [1]. Керамика на основе AIN отличается высокими электроизоляционными свойствами и теплопроводностью, износо- и коррозионностойкостью, а также стойкостью к воздействию расплавленных металлов (Al, Си, Li, U) и сплавов железа. Керамика из нитрида титана обладает высокой стойкостью к действиям различных расплавов, и действию кислот. Нитрид циркония - материал с высокой твердостью, высокой стойкостью к действию растворов щелочей. Широкое применение нитридных керамических материалов сдерживается по двум причинам: из-за отсутствия эффективных технологий производства керамических материалов и изделий и необходимости создания новых конструкций и узлов оборудования приспособленных к свойствам керамики. Потребность мирового рынка в нитридах алюминия и бора в -х годах увеличивалась ежегодно на -% [2]. Порядка % мировой потребности закрывает Япония. К настоящему времени известно несколько промышленных способов получения нитридов алюминия, титана и циркония. Все эти способы имеют разную организацию процесса, разные реакции в основе и ряд недостатков. Все эти недостатки сдерживают увеличение объемов роста производства нитридов. В -х годах века было открыто явление связывания азота воздуха при горении ультрадисперсных порошков (УДП) алюминия на воздухе [3], технологическое развитие которого обусловило развитие новых методов синтеза нитридов, в частности синтеза сжиганием.