Регулирование структуры и свойств Fe-W, Fe-Mo ультрадисперсных композиций путем изменения условий формирования

• Автор: Кузнецов, Денис Валерьевич
• Шифр специальности: 05.16.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 125 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
1. МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ УЛЬТРАДИСПЕРСНИХ МЕТАЛЛОВ
И СТРУКТУРНЫЕ ОСОБЕННОСТИ УЛЬТРАДИСПЕРСНОГО СОСТОЯНИЯ
1.1. Химические методы получения ультрадисперсних металлов
1.2. Фазовые и структурные особенности ультрадисперсного состояния металлов
1.3. Сплавообразование в ультрадисперсных системах
1.4. Взаимодействие ультрадисперсных металлов с кислородом
1.5. Краткие выводы и постановка задачи
2. ИСХОДНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Характеристика исходных материалов и подготовка образцов
2.1.1. Осаждение ультрадисперсных гидроксидов железа и никеля
2.1.2. Получение металлических ультрадисперсных композиций
2.2. Термогравиметрический анализ
2.3. Рентгеновская дифрактометрия
2.4. Мессбауэровская спектроскопия
2.5. Анализ удельной поверхности
2.6. Изучение кинетики окисления на воздухе
2.7. Электронномикроскопический анализ
3. РЕГУЛИРОВАНИЕ СВОЙСТВ УЛЬТРАДИСПЕРСНЫХ КОМПОЗИЦИЙ НА ОСНОВЕ ЖЕЛЕЗА, ВОЛЬФРАМА И МОЛИБДЕНА В ПРОЦЕССЕ ПОЛУЧЕНИЯ
3.1. Термогравиметрический анализ процесса формирования Ее-У, Ге-Мо ультрадисперсных композиций
3.1.1. Восстановление исходных кислородсодержащих компонентов
3.1.2. Восстановление механических смесей кислородсодержащих компонентов
3.2.Влияние состава двойных ультрадисперсных композиций на основе железа, никеля, вольфрама и молибдена на их удельную поверхность
3.3. Фазовый анализ
3.3.1 Рентгенофазовый анализ
3.3.2 Фазовый анализ методом мессбауэровской спектроскопии
4. ВЛИЯНИЕ УСЛОВИЙ ФОРМИРОВАНИЯ НА СТРУКТУРУ И ДИСПЕРСНОСТЬ БЕ-У, БЕ-МО УЛЬТРАДИСПЕРСНЫХ КОМПОЗИЦИЙ
4.1. Определение периодов кристаллических решеток и составов твердых растворов
4.2. Структурные особенности ультрадисперсных частиц Ре. ¥ и Мо
4.3. Анализ дисперсности и распределения частиц по размерам
4.4. Зависимость фазового состава, дисперсности и структуры ультрадисперсных Бе-У, Бе-Мо композиций от условий формирования
5. ВЛИЯНИЕ ВОЗДУШНОЙ АТМОСФЕРЫ НА СВОЙСТВА
УЛЬТРАДИСПЕРСНЫХ БЕ - МО КОМПОЗИЦИЙ
5.1. Изменение удельной поверхности ультрадисперсных Бе-Мо порошков в ходе контакта с воздушной атмосферой
5.2. Изменение дисперсности ультрадисперсных Бе-Мо порошков при окислении на воздухе
5.3. Кинетика окисления при хранении на воздухе ультрадисперсных Бе-Мо порошков
6. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ БЕ-У, №-¥, БЕ-МО, М-МО УЛЬТРАДИСПЕРСНЫХ КОМПОЗИЦИЙ В КАЧЕСТВЕ ПРОМЕЖУТОЧНЫХ ПРОКЛАДОК В ПРОЦЕССАХ ДИФФУЗИОННОЙ СВАРКИ
ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 11 о
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Особые физические и химические свойства ультрадисперсных порошков (УДП) все чаще привлекают внимание не только ученых, но и технологов. Однако, при всем имеющемся многообразии методов получения, широкое их внедрение в производство часто сдерживается технической сложностью, большой стоимостью и малой производительностью необходимого технологического оборудования, жесткими требованиями к качеству исходного сырья, высокими энергозатратами и другими факторами, делающими промышленное производство УДП экономически неоправданным. С этой точки зрения, наиболее экономичными являются химические методы получения, сочетающие сравнительную простоту технологического цикла, дешевизну и доступность исходных материалов, большие объемы производства с высоким качеством конечной продукции. Кроме того, важным преимуществом этих методов является возможность гибкого регулирования химического состава и морфологических свойств ультрадисперсных (УД) материалов, в соответствии с требованиями потребителя.
Среди химических способов получения УДП можно выделить метод, сочетающий химическое осаждение и газовое восстановление полученного продукта. Этот метод позволяет получать широкую гамму металлических УДП, в том числе УД сплавы и композиции. Сравнительная простота аппаратурного оформления, низкие энергозатраты и возможность использования данного метода для утилизации промышленных отходов (в том числе, электролизного производства) позволяют считать его одним из наиболее рентабельных среди существующих в настоящее время. Фазовый состав и физические свойства конечного продукта определяются технологическими параметрами процесса осаждения (pH, температура, концентрации растворов) и восстановления (рабочая атмосфера, температура и время изотермической выдержки), что позволяет осуществлять гибкий контроль за его качеством.
Актуальным является вопрос о возможности получения химическим диспергированием ультрадисперсных металлических композиций различного состава и дисперсности. Требуется изучение влияния технологических параметров процесса получения на фазовый состав, дисперсность, распределение частиц по размерам, особенности кристаллической структуры и морфологию получаемых УДП. Остаются невыясненными вопросы, связанные с механизмами сплавообразования и гомогенизации в УД композициях в ходе совместного восстановления их из смесей оксидных соединений. Практически не изучен характер взаимного влияния компонентов смесей в ходе металлизации. Необходимыми являются исследования фазовых и структурных изменений в

2. ИСХОДНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Характеристика исходных материалов
В качестве исходных материалов для получения гидроксидов железа, никеля и их композиций с тугоплавкими металлами (¥ и Мо) использовались: отходы электролизного производства, представляющие собой водный раствор, содержащий 44,7 % ГеСЬ и 2,99 % БеСЬ, а также (по данным спектрального анализа) 81, Mg, А1, N1 в количестве менее 0,001 %, Мп, Си - в количестве менее 0,1 %; соль №(М0з)2*6Н20 марки "чда" (ГОСТ 4055-78); кислоты Н2¥04 марки "чда" (ГОСТ 1966-77) и Н2Мо04 марки "чда" (ГОСТ 2154-77). Осадителем служил ХаОН марки "чда" (ГОСТ 4628-77). Растворителем - дистиллированная вода. В качестве газа-восстановителя в работе использовался осушенный водород.
2.1.1. Осаждение ультрадисперсных гидроксидов железа и никеля.
Получение гидроксидов железа ГеООН, никеля Тм(ОН)2»Н2С) осуществляли методом химического осаждения при постоянном pH по методике, описанной в работах /80,81/, из раствора соли щелочью по реакции:
Мех(А)у + №011 -» Мех(ОН)у + Ха А,
где А - анионы: СГ, N03“; Ме - катионы Бе3+; №2+.
Осаждение проводили при комнатной температуре, подавая растворы МехАу и ИаОН в реакционный сосуд дозированно при непрерывном помешивании. pH среды определяли рН-метром марки "рН-121", калибровку которого проводили по стандартным буферным растворам 2-го разряда (ГОСТ 8.135-74). Погрешность измерений рН-метром составляла ± 0,01. Полученные осадки гидроксидов промывали дистиллированной водой до полной отмывки от анионов и сушили в сушильном шкафу при температуре 100 °С.
2.1.2. Получение металлических ультрадисперсных композиций
Исходные кислородсодержащие составы получали механическим смешиванием УДП сухих гидроксидов железа и никеля с вольфрамовой и молибденовой кислотами в мешалке типа "пьяная бочка" в течение 300 минут.
Металлизацию кислородсодержащих составов проводили в трубчатой печи сопротивления "СУОЛ-0,25.1/12,5-И1" в интервале температур 600-900 °С при различных