Плазмохимический синтез

Одним из самых распространенных химических методов получения высокодисперсных порошков нитридов, карбидов, боридов и оксидов является плазмохимический синтез [42—48]. Основные условия получения высокодисперсных порошков этим методом — протекание реакции вдали от равновесия и высокая скорость образования зародышей новой фазы при малой скорости их роста. В реальных условиях плазмохимического синтеза получение наночастиц целесообразно осуществлять за счет увеличения скорости охлаждения потока плазмы, в котором происходит конденсация из газовой фазы благодаря этому уменьшается размер образующихся частиц, а также подавляется рост частиц путем их слияния при столкновении. [c.23]

При плазмохимическом синтезе используется низкотемпературная (4000—8000 К) азотная, аммиачная, углеводородная, аргоновая плазма дугового, тлеющего, высоко- или сверхвысокочастотного разрядов в качестве исходного сырья применяют элементы, их галогениды и другие соединения. Характеристики порошков зависят от используемого сырья, технологии синтеза и типа плазмотрона. Частицы плазмохимических порошков являются монокристаллами и имеют размеры от 10 до 100—200 нм и более. Плазмохимический синтез обеспечивает высокие скорости образования и конденсации соединения и отличается достаточно высокой производительностью. Главные недостатки плазмохимического синтеза — широкое распределение частиц по размерам и вследствие этого наличие довольно крупных (до [c.23]

Плазмохимические порошки карбидов металлов, бора и кремния обычно получают взаимодействием хлоридов соответствующих элементов с водородом и метаном или другими углеводородами в аргоновой высокочастотной или дуговой плазме а нитриды — взаимодействием хлоридов с аммиаком или смесью азота и водорода в низкотемпературной СВЧ-плазме. С помощью плазмохимического синтеза можно получать также многокомпонентные ультрадисперсные порошки, представляющие собой смеси карбида и нитрида, нитрида и борида, нитридов разных элементов и т. д. [c.24]

Плазмохимический синтез и свойства ультрадисперсного NbN / [c.109]

Плазмохимический синтез [24]. Синтез в низкотемпературной плазме осуществляют при высоких температурах (до 6000 — 8000 К), что обеспечивает высокий уровень пересыщения, большие скорости реакций и конденсационных процессов. Используются как дуговые плазмотроны, так и высоко- и сверхвысокочастотные (СВЧ) генераторы плазмы. Дуговые аппараты более производительны и доступны, однако СВЧ-установки обеспечивают получение более тонких и более чистых порошков. Схема такой установки приведена на рис. 4.6. В качестве исходных продуктов для плазмохимического синтеза используются хлориды металлов, металлические порошки, кремний- и металлоорганические соединения. СВЧ-установки типа изображенной на рис. 4.6 и плазмохимические порошки нитридов, оксидов и других соединений изготавливаются фирмой ЗАО Наноматериалы (Черноголовка, Московская область). [c.123]

Рис. 4.6. Схема СВЧ-установки плазмохимического синтеза [24]

Перечислите достоинства и недостатки высокоэнергетического измельчения, механохимического и плазмохимического синтеза. [c.147]

Были предприняты попытки получить порошок карбида титана из диоксида плазмохимическим синтезом в дуговой плазме в среде аргона и водорода [13]. Изменяя условия синтеза, можно получить карбид титана с содержанием связанного углерода 10-20 %. [c.13]

Дальнейшие исследования в области плазмохимического синтеза карбида титана были направлены на повышение качества Ti (уменьшение содержания свободного углерода и увеличение содержания связанного углерода). Появились сведения о том, что получен карбид титана с 19,55 % связанного углерода 0,08 % свободного углерода и 2,33 % кислорода [36]. [c.21]

Монокристаллы Ti изготавливают несколькими методами жидкофазным и растворным способами и плазмохимическим синтезом. [c.33]

Монокристаллы размером 10-300 нм получают плазмохимическим синтезом (см. гл. I). [c.35]

Получаемые плазмохимическим синтезом порошки имеют [c.25]

В целом плазмохимический синтез с разными способами создания плазмы — один из наиболее перспективных методов получения разнообразных наноструктурных материалов. [c.33]

На первом этапе плазмохимического синтеза образуются активные частицы, а на втором - выделяются продукты взаимодействия. Выбор места и скорости синтеза позволяет получать нанопорошки с заданным составом, формой и размером частиц. [c.401]

Плазмохимический синтез 401 Плакировка 558 Пластики слоистые 705 Пластичность 30, 360, 464 Плексиглас 718 Пленки 694 Плены 352 Плоскость [c.732]

Кластеры Ti ,, получены методом плазмохимического газофазного синтеза. В качестве инертного газа использовали гелий, реагентами были углеводороды (метан, этилен, ацетилен, пропилен и бензол) и пары титана, давление газовой смеси в реакторе составляло 93 ГПа (0,7 мм рт. ст.). Для испарения вращающегося металлического прутка титана и создания ионизированного пучка паров металла применяли сфокусированное излучение Nd-лазера с длиной волны 532 нм. Нейтральные и ионизированные кластеры выделяли из продуктов реакции и анализировали с помощью масс-спектрометра. В масс-спектрах продуктов реакции обнаруживался резкий пик, соответствующий молекуле [c.27]

Очень интересно, что при плазмохимическом газофазном синтезе [68—70] наблюдалось преимущественное образование кластерных частиц М С,2 и М, С (М — Ti, Zr, Hf, V) с соотношением М С = 1,5—2,0, а не наночастиц карбидов Ti , Zr , Hf , V с ГЦК-кристаллической структурой. При аналогичном син- зе в системах Та—С и Nb—С наряду с кластерами Та, С и Nb , , по составу близкими к М С,2, образовывались в небольшом количестве нанокристаллические частицы М С с т п, [c.29]

Плазмохимический синтез включает несколько этапов. На первом происходит образование активных частиц в дуговых, высокочастотных и сверхвысокочастотных плазмотронах. Наиболее высокой мощностью и коэффициентом полезного действия обладают дуговые плазмотроны, однако получаемые в них материалы загрязнены продуктами эрозии электродов безэлектрод-ные высокочастотные и СВЧ плазмотроны не имеют этого недостатка. На следующем этапе в результате закалки происходит выделение продуктов взаимодействия. Выбор места и скорости закалки позволяет получить порошки с заданными составом, формой и размером частиц. Получаемые в результате плазмохимического синтеза порошки имеют правильную форму и размер частиц от 10 до 100 нм и более. [c.24]

К плазмохимическому синтезу достаточно близко примыкает газофазный синтез с использованием лазерного нагрева реа-гарующей газовой смеси [57—61]. Лазерный нагрев обеспечивает контролируемое гомогенное зародышеобразование и исключает возможность загрязнения. Размер нанокристаллических частиц уменьшается с ростом интенсивности (мощности, отнесенной к единице площади) лазерного излучения благодаря повышению температуры и скорости нагрева газов-реагентов. Авторы [58] получили этим методом из газовой смеси силана SiH4 и аммиака NH3 нитрид кремния Si,N4 с размером частиц 10—20 им. [c.25]

С (высокотемпературный длительностью несколько минут). Борид образуется в результате реакционной диффузии бора в металл. Возможно горячее прессование с одновременным формированием изделия, а также использованием СВС (в прессованных таблетках из смеси порошка металла чистотой > 99 % с размером частиц < 50 мкм и бора с размером частиц 0,1 мкм инициируют горение) и плазмохимического синтеза, позволяющего организовать дешевое многотоннажное производство чистых порошков боридов с частицами сферической формы (для наплавки и создания напыленных покрытий). [c.165]

ДКМ А1 - A1N, А1 - получают методом плазмохимического синтеза, а ДКМ А1 -FeAlj - методом механического легирования [c.120]

Плазмохимическая технология обеспечивает масштабное получение ультрадисперсных порошков тугоплавких металлов (W, Mo), соединений (TiN, AIN, AI2O3, Si , 5)зМ4, Ti( ,N) и др.), а также композиционных объектов типа 81зК4 ч- Si , TiB2+ TiN и др. В силу особенностей плазмохимического синтеза (неизотермичность процесса, возможность коагуляции частиц и др.) распределение получаемых частиц цо размерам в большинстве случаев достаточно широкое. [c.124]

Плазмохимический синтез технологически сложен (очень высокие температуры синтеза, значительная реакционная способность и токсич- [c.21]

Высококачественный карбид титана получают методами СВС, вакуумной карбидизацией диоксида титана, плавлением стержней из карбида титана, растворным методом из расплава железа. Карбид титана с уникальными свойствами изготавливают плазмохимическим синтезом. Но широкого распространения эти методы не получили, прежде всего из-за высокой стоимости выпускаемого карбида титана и трудностей аппя-ратурного оформления процесса. [c.37]

Начиная с 1973 г. в Отделе машиноведения ИВМ СО РАН проводятся исследования, в ходе которых был выполнен большой объем работ по изучению возможностей применения НП (более 20 видов), полученных путем плазмохимического синтеза и взрывным методом, для повышения качества металлоизделий. Первое авторское свидетельство на изобретение по применению НП для измельчения структуры алюминиевых сплавов [12] с приоритетом от 20.11.1978 г. было получено в 1980 г. Ввиду того что в исследованиях в основном использовались НП, полученные методом плазмохимического синтеза, опишем сущность этой технологии [13]. Из известных способов плазмохимический синтез НП по своим технологическим возможностям и технико-экономическим показателям наиболее перспективен. Его основными достоинствами являются возможность переработки тугоплавкого сырья высокая производительность малая инерционность непрерывность процесса. Этот способ позволяет [14] управлять размерами частиц, формирующихся в потоках плазмы по различным макромеханизмам пар жидкость кристалл и пар кристалл. На рис. 9.1 приведена общая схема плазмохимической установки. Исходное сырье (газ, жидкость или порошок) загружается в питатель, оттуда поступает в узел смешения, где происходит его перемешивание с энергоносителем (плазменным потоком), который создается в генераторе плазмы (плазмотроне). При дальнейшем прохождении образовавшейся смеси сырья с энергоносителем через реактор сырье претерпевает фазовые и химические превращения. С целью торможения некоторых физико-химических процессов (например, для прекращения коагуляции НП) многокомпонентный поток на выходе из реактора может подвергаться резкому охлаждению в устройстве закалки. Затем для снижения температуры газодисперсный поток проходит через теплообменник и поступает на фильтр, где целевой НП отделяется от газа. Энергоносителем является плазменный поток, ввод электрической энергии в который осуществляется в генераторе плазмы. Существует два способа ввода сы- [c.256]

В данном исследовании были использованы НП, полу>генные методом плазмохимического синтеза в ИФХИМС СО РАН (Новосибирск), ИНХТ РАН (Черноголовка), ИМЕТ РАН (Москва), ИНХ [c.257]

Синтез оксидов в плазме электродугового разряда проводится путем испарения металла с последующим окислением паров или окислением частиц металла в кислородсодержащей плазме. В [39] описан плазмохимический синтез наночастиц оксида алюминия со средним размером 10-30 нм. Из результатов этой работы следует, что образование нанопорошков оксида алюминия с минимальным размером частиц достигается при взаимодействии паров металла с кислородом воздуха в условиях интенсивного вдувания воздуха, за счет чего происходит быстрое снижение температуры. Интенсивное охлаждение не только тормозит рост частиц, но и увеличивает скорость образования зародышей конденсированной фазы. Плазмохимический синтез с окислением частиц алюминия в потоке кислородсодержащей плазмы приводит к образованию более крупных частиц оксида по сравнению с окислением предварительно полученного пара металла. [c.26]

Для получения нанопорошков тугоплавких соединений (нитридов, карбидов, боридов и оксидов) чаще всего применяется плазмохимический синтез. При таком синтезе используется низкотемпературная (4000+8000 К) азотная, аммиачная, углеводородная или аргоновая плазма дугового, тлеющего, высоко- либо сверхвысокочастотного разряда. В качестве исходного сырья применяют химические элементы, их галогениды и другие соединения. Характеристики получаемых порошков зависят от исходного сырья, технологии синтеза и типа плазмотрона. Частицы плазмохимических порошков - это монокристаллы размером от 10 до 100 нм. [c.401]

Большие возможности открывает применение плазменной технологии высокотемп р №урного распыления в атомной технике. В ближайшее годы здесь, очевидно, получат дополнительное развитие методы нанесения покрытий и найдут применение методы плазмохимического синтеза материалов, а также плазменные методы получения сфероидизированных порошков ядерного го- [c.3]

К настоящему времени разработано несколько методов получения таких материалов. Большинство из них включает компак-тирование порощков, которые, однако, получают разными способами. Среди них ультрадисперсные порошки, полученные газовой конденсацией в атмосфере инертного газа [1, 5] или плазмохимическим методом [5], аэрозольным [6] и химическим синтезом [7], а также измельчением порошков в шаровой мельнице [2, 13] и др. Некоторые из этих методов были успешно использованы для создания объемных наноструктурных материалов. Это прежде всего газовая конденсация с последующим компактированием [1] и обработка порошков в шаровой мельнице с последующей консолидацией [2, 13]. Данные методы явились основой многочисленных исследований структуры и свойств нанокристаллических и нано-фазных материалов. Вместе с тем до сих пор существуют проблемы в развитии этих методов, связанные с сохранением некоторой остаточной пористости при компактировании, загрязнением образцов при подготовке порошков или их консолидации, увеличением геометрических размеров получаемых образцов, практическим использованием данных методов. [c.6]

Газофазный синтез с использованием лазерного излучения для создания и поддержания плазмы, в которой происходит химическая реакция, оказался эффективным методом получения молекулярных кластеров. Молекулярные кластеры — новая структурная модификация вещества, поэтому обсудим более подробно достигнутые в области плазмохимического газофазного синтеза успехи и открывающиеся возможности создания ранее не известных полиморфных модификаций веществ с нанометро-выми размерами структурных элементов. [c.25]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...