Исследованы структура, фазовый состав и свойства ультрадисперсных керамических порошков диоксида циркония с изменением концентрации соли в растворе при изготовлении порошков методом плазмохимического синтеза. Установлено, что изменение такого технологического параметра, как концентрация соли в растворе, влияет на структуру и свойства получаемых порошков, а именно повышение концентрации приводит к увеличению среднего размера частиц порошков, а также их удельной поверхности и уменьшению насыпной плотности. Это связано с изменением количественного соотношения полых и наполненных сфер в порошке. На фазовый состав и параметры тонкой кристаллической структуры изменение концентрации влияния не оказывает.

Исследована структура ультрадисперсного порошка, полученного методом плазмохимического синтеза.

Представлены результаты научно-исследовательских работ в области получения, исследования и применения нанодисперсных нитридов и оксидов металлов. Приведены физико-химические и технологические характеристики нанодисперсных нитридов и оксидов, синтезированных в плазме дугового разряда низкого давления. Большое внимание уделено применению нанодисперсных порошков в качестве наполнителей полимерных композиционных материалов, позволяющих разрабатывать нанокомпозиционные полимерные материалы с высокими эксплуатационными характеристиками для перспективных отраслей машиностроения. Предназначено специалистам, инженерам, научным работникам, аспирантам, магистрантам, студентам старших курсов, занимающихся созданием, исследованием и внедрением новых перспективных материалов и нанотехнологий.

В книге изложены теоретические и практические данные о химии карбонилов металлов и технологии производства металлов термическим разложением карбьонилов в газовой фазе. Рассмотрены вопросы строения карбонилов металлов,их физические свойства и химические реакции. Описаны методы получения карбонилов металлов, карбонильных п-комплексов металлов и кластеров. Приводится материал по применению карбонилов металлов в качестве катализаторов химических процессов и антидетонаторов. Впервые изложены теоретические основы процессов получения металлов в заданных модификациях - высокодисперсных порошков, покрытий, тонких пленок и нитевидных кристаллов (усов). Описано промышленное получение и вторичная обработка порошков железа, никеля, вольфрама, молибдена и других металлов. Особое внимание уделено новым методам газовой металлизации сплошных подложек и сыпучих материалов никелем, вольфрамом, рением, хромом и другими металлами. Книга предназначена для инженерно-технических и научных работников, занятых в производстве карбонилов, металлических порошков, пленок и покрытий. Она может служить пособием для студентов и аспирантов, изучающих химию и технологию неорганических и элементоорганических соединений, порошковую металлургию, металловедение, а также радиоэлектронику.

Разработаны технологические параметры получения методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС) карбонитридов титана и металлокерамических композиционных порошков на их основе с матрицей из высокоазотистой стали Х20ФГ20 (N=0,9 масс%). Установлены оптимальные режимы синтеза. Проведено исследование качественных характеристик материалов (гранулометрический состав порошка, содержание газов, структура). На основе синтезируемых композиционных порошков системы "TiCN-X20АГ20" методом электронно-лучевой наплавки получены покрытия, исследованы их структура и свойства.

Монография посвящена систематическому изложению свойств, методов синтеза и возможностей применения пористого кремния, нанокремния и композитных материалов на их основе. Подробно изложены методы получения нанокристаллического кремния и проведен их сравнительный анализ. Описаны электронные и оптические свойства, современные методы исследования, позволяющие дать характеристику спектральных и структурных свойств этого материала, обладающего уникальными оптическими (поглощение излучения в УФ-области и фотолюминесценция в видимой области спектра) и электрофизическими свойствами. Значительное внимание уделяется различным областям практического применения : в УФ-защитных покрытиях, биоаналитике и солнечной энергетике. Представлены результаты исследований трансформации свойств наночастиц кремния в зависимости от химического состава примесей, появляющихся при синтезе и нахождении наночастиц в атмосфере воздуха. Описаны методы диагностики структуры, состава образующихся примесей и способы направленного модифицирования поверхности наночастиц кремния и функции их распределения по размерам. Монография рекомендуется широкому кругу читателей, интересующихся проблемами создания, исследования и применения наноматериалов, - научным работникам, аспирантам и студентам, специализирующимся в этой увлекательной и интенсивно развивающейся области современной науки.

Изложены основы термодинамического моделирования процессов; исследования кинетики выщелачивания; восстановления железа из его соединений; электролиза растворов и расплавов солей; синтеза и разложения пентакарбонида железа. Рассмотрены методы измерения вязкости, поверхностного нтяжения и плотности расплавов. Представлены методы контроля свойств порошков, Основное внимание уделено получению железного порошка хлоридным способом, оптимизации выщелачивания примесей кремния и марганца из порошков технических марок. Дан анализ гидродинамических и физико-химических взаимодействий, протекающих при диспергировании железоуглеродистых расплавов энергоносителями и восстановлении порока-сырца. Рассмотрены особенности восстановления железа из его оксидов твердым углеродом и газами. Приведены обобщенные данные работ других авторов по синтезу и разложению пентакарбонида железа, электролизу растворов и расплавов солей, содержащих железо. Книга предназначена для специалистов в области порошковой металлургии и может быть использована в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений по специальности "Порошковая металлургия и композиционные материалы".

Исследованы свойства оксигидроксидов алюминия (ОГА), полученных окислением электровзрывного ультрадисперсного (нано-) порошка алюминия водой (55 оС) с последующим прокаливанием исходного образца в температурном интервале 100-1150 оС. Такие материалы нашли применение в качестве высокоэффективных адсорбентов для тонкой комплексной очистки воды. С использование методов рентгеноструктурного, термического анализа и порометрии определены основные структурные характеристики образцов. Установлено, что исходный ОГА содержит две модификации - псевдобемит и байерит. В зависимости от условий термообработки наблюдаются следующие фазовые переходы: байерит -n-Al2O3 -Q-Al2O3 - a-Al2O3 и псевдобемит -y-All2o3 - b-Al2O3 - Q-Al2O3 - a-Al2O3. Оксигидроксиды, полученные при относительно низких температурах прокаливания, характеризуются высокой удельной поверхностью и наличием микропористой структуры. Повышение температуры прокаливания приводит к исчезновению микропор и увеличению объема и размера мезопор.

Методами рентгеноструктурного анализа, оптической и растровой электронной микроскопии исследованы продукты самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС) в реакционных порошковых смесях титана и углерода (сажи), содержащих избыток титана с целью получения из продуктов синтеза композиционных порошков "карбид титана - титановая связка". На основе результатов исследования фазового и элементного состава СВС порошков, синтезированных в аргоне, установлено образование карбида титана нестехиометрического состава, что привело к уменьшению содержания титановой связки в композиционных порошках по сравнению с расчетными значениями. Результаты исследования зависимостей морфологии и структуры карбидной фазы в композиционных порошках от содержания титана в реакционных смесях обсуждены в совокупности с результатами определения термокинетических характеристик послойного горения.

В сборник включены доклады (тезисы докладов), представленные на конференцию государственным научными центрами, научно-исследовательскими институтами, высшими учебными заведениями, промышленными предприятиями. Часть 1 содержит доклады (тезисы докладов), представленные на пленарные заседания, на тематические секции 1 (производство керамики на основе ультрадисперсных и тонкодисперсных порошков оксидов металлов) и 2 (производство высокоэнергетических магнитов). Часть 2 содержит доклады (тезисы докладов), представленные на тематические секции 3 (производство неорганических фторидов, в том числе получаемых по технологии ВОУ-НОУ, компонентов химических источников тока, стабильных изотопов) и 4 (производство фторорганических соединений). Материалы, представленные авторами на конференцию, размножены прямым репродуцированием.

В сборник включены доклады (тезисы докладов), представленные на конференцию государственным научными центрами, научно-исследовательскими институтами, высшими учебными заведениями, промышленными предприятиями. Часть 1 содержит доклады (тезисы докладов), представленные на пленарные заседания, на тематические секции 1 (производство керамики на основе ультрадисперсных и тонкодисперсных порошков оксидов металлов) и 2 (производство высокоэнергетических магнитов). Часть 2 содержит доклады (тезисы докладов), представленные на тематические секции 3 (производство неорганических фторидов, в том числе получаемых по технологии ВОУ-НОУ, компонентов химических источников тока, стабильных изотопов) и 4 (производство фторорганических соединений). Материалы, представленные авторами на конференцию, размножены прямым репродуцированием.

Изучены парамагнитные свойства нанопорошков, полученных при электрическом взрыве медных, алюминиевых, кобальтовых, платиновых проводников. Обсуждается возможность использования методов ЭПР и модельной реакции окисления изопропилбензола для тестирования электровзрывных порошков как химических реагентов.

Описаны принципы создания и конструкции установок для получения нанопорошков методом испарения импульсным электронным пучком в газе низкого давления, а также результаты получения и исследования свойств нанопорошков некоторых оксидов металлов. Созданные установки позволяют изготавливать нанопорошки оксидов с высокой удельной поверхностью (до 338 м2/г) при производительности до 12 г/ч и удельных затратах энергии -112 кВт-ч/г (около 5 энергий сублимации). Во всех порошках присутствуют мелкокристаллическая и крупнокристаллическая фракции, различающиеся размером, а также аморфная компонента. Образование аморфной компоненты в большинстве нанопорошков, изготовленных с использованием методов электронного испарения импульсным или непрерывным пучком, является их характерной особенностью, что делает методы электронного испарения очень привлекательными для получения и изучения свойств нанопорошков во взаимосвязи с их аморфным состоянием. Порошки имеют фрактальное строение, состоят из агрегатов размером от десятков до нескольких сотен нанометров, образованных кристаллическими наночастицами размером около 3-5 нм, с очень узким распределением частиц по размеру. Порошки имеют высокую дефектность структуры, что отразилось на их магнитных свойствах. Книга может быть использована в качестве учебного пособия для студентов и аспирантов физических специальностей, в том числе по курсу «Физические установки» и справочника при курсовом и дипломном проектировании для направления 14030 - «Ядерные физика и технологии», специальностей 140306 -«Электроника и автоматика» и 330300 «Радиационная безопасность человека и окружающей среды». Содержит обширный фактический материал.

Изучено поведение нанокристаллического порошка диоксида циркония при прессовании и спекании. Установлено, что даже при небольшом давлении прессования 50 МПА, происходит интенсивное разрушение структурных элементов порошка. Активное взаимодействие нанокристаллических частиц на стадии нагрева приводит к формированию пористого каркаса, устойчивого к дальнейшему уплотнению при изотермической выдержке в процессе спекания.

Изучены особенности фазового состава и структуры нанокристаллических порошков на основе диоксида циркония после ударно-волновой обработки. Показано, что диоксид циркония с добавками иттрия и алюминия находится в двух структурных состояниях - нанокристаллическом и квазиаморфном, представляющих собой неравновесный твердый раствор ZrO2 (Y, Al), а увеличение количества моноклинной модификации связано с уменьшением величины критического размера кристаллитов тетрагональной фазы за счет повышения микроискажений решетки. Моноклинная фаза в порошке с добавками оксидов иттрия и алюминия не формируется даже после ударного сжатия при давлениях до 20 ГПа, что связано с малым уровнем формирующихся микроискажений, недостаточным для расстабилизации нанокристаллической тетрагональной фазы. Релаксация микроискажений при отжиге приводит к увеличению критического размера кристаллитов тетрагональной фазы, в результате чего моноклинная фаза в нем исчезает.

Изучены особенности фазового состава и структуры нанокристаллических порошков на основе диоксида циркония, возникающие при нагреве. Обнаружена осцилляция микроискажений решетки, обусловленная изменением дефектной структуры кристаллитов. Установлено, что фазовый состав данного материала определяется уровнем микроискажений.

В монографии систематизирован и обобщен большой экспериментальный материал по механохимическому синтезу в металлических системах за последние пятнадцать лет. Рассмотрены основные модельные представления о механизмах этого процесса. Впервые проведен анализ литературных данных по механохимическому взаимодействию твердого металла с жидким металлом. Показана роль механокомпозитов в механохимическом синтезе и возможность их применения в качестве прекурсоров для термического синтеза, в том числе и для самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС). Книга предназначена специалистам, работающим в области механохимии, механического сплавления, порошковой металлургии и т. п.

Изучен процесс дезактивации вольфрамсодержащего цеолита на различных стадиях неокислительной конверсии метана в ароматические углеводороды. Выявлены факторы, приводящие к снижению активности катализатора. Исследовано распределение и состояние активных компонентов в каталитической ситеме. Установлена природа и определено количество углеродных отложений, образующихся на исследуемом катализаторе в ходе реакции.

В настоящей работе была изучена структура и свойства композитов ZrO2-Y2O3-Al2O3, полученного методом разложения растворов солей в плазме ВЧ разряда. Показано, что после спекания при температуре 1350С и давлении 100МПа получается плотный композит в структуре которого наряду с частицами субмикронного размера порядка 0,1-0,3 мкм, присутствуют круглые образования - агломерат, соизмеримые со сферами, наблюдаемыми в исходной смеси. Такой материал имел предел прочности на изгиб порядка 600 МПа, твердость HV=12,6ГПа и вязкость разрушения (К1с=15-19 Мпахм1/2).

Исследована удельная поверхность ультрадисперсных порошков и влияние на нее таких видов предварительной обработки как температура отжига и механическая обработка в шаровой мельнице. Показано, что увеличение содержания окиси алюминия в композиционной смеси ZrO2-Y2O3-Al2O3 приводит к значительному повышению удельной поверхности порошка в исходном состоянии, что обусловлено изменением формы частиц порошка. Последовательные операции отжига и механической обработки отожженных порошков сложным образом влияют на изменение удельной поверхности. Отжиг порошка приводит сначала к увеличению удельной поверхности, обусловленному частичным переходом рентгеноаморфной части материала в нанокристаллическое состояние, а также разрушением частиц "пенообразного" вида, а затем к значительному ее уменьшению, связанному с рекристаллизацией. Механическая обработка в течение первых пяти часов приводит к снижению удельной поверхности всех отожженных порошков, а с дальнейшим увеличением времени механической активации порошков удельная поверхность монотонно возрастает.

Исследовано влияние отжигов и последующей низкоэнергетической механической обработки в шаровой мельнице на морфологическое строение, фазовый состав, площадь удельной поверхности и удельного объема нанопор плазмохимических порошков ZrO2-Al2O3-Y2O3. Показано, что превращения, происходящие в порошке под воздействием температуры и механической обработки, приводят к изменению площади удельной поверхности и удельного объема нанопор.

Монография обобщает научный и практический опыт, накопленный в области химии и технологии нанодисперсного кремнезема в нашей стране и в мировой практике. Внимание авторов направлено на рассмотрение коллоидно-химических основ золь-гель технологий синтеза гибридных органо-неорганических наночастиц и пористых материалов, частиц с полой структурой, легированных оксидами элементов с полой структурой, легированных оксидами элементов и металлами, покрытий, мембран, объемных непористых тел. Анализ различных вариантов проведения золь-гель процесса представлен с учетом реакционной способности кремнезема, современных теорий фазообразования и агрегативной устойчивости дисперсных систем. Приведены рецептуры и основные технологические параметры золь-гель синтеза функциональных наноматерилов с различными параметрами состава, дисперсности, пористости, структуры и морфологии. Для широкого круга научных работников, специалистов-практиков различных отраслей промышленности, студентов и аспирантов, занимающихся синтезом наносистем.

Методом магнетронного осаждения получены нанокомпозитные покрытия на основе аморфного углерода, легированного титаном, никелем и хромом. Методами просвечивающей и растровой электронной микроскопии, рентгеноструктурного фазового анализа исследованы особенности микроструктуры и фазового состава указанных покрытий. Показано, что структура покрытий представлена наноразмерными частицами TiC и NiCr, находящимися в аморфной углеродной матрице. Рассматриваемые покрытия на подложке из титанового сплава повышают микротвердость в ~7 раз (до 14 ГПа) и снижают более чем в 2 раза (до мю<0.2) коэффициент трения. Обсуждаются физические причины повышения твердости и снижения коэффициента трения, а также перспективы модифицирования фазового состава нанокомпозитных покрытий на основе аморфного углерода и возможности использования полученных покрытий на изделиях из титановых сплавов.

Рассмотрены общие и специальные вопросы самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС) как способа получения неорганических соединений и композиционных материалов. Изложены теоретические основы СВС, закономерности и механизмы горения и структурообразования в СВС-системах. Изучены термодинамические и кинетические аспекты взаимодействия компонентов при синтезе новых материалов в режиме горения. Представлены данные об основных технологических типах процессов производства порошков неорганических соединений, керамических материалов и изделий, новых композиционных материалов, литых тугоплавких соединений, о методах нанесения покрытий. Приведены сведения о структуре, свойствах и применении новых композиционных материалов. Уделено внимание лабораторным установкам для экспериментального исследования процессов СВС и оборудованию для промышленной реализации СВС-технологий. Учебное пособие рассчитано на студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению 150100 "Металлурги", а также на исследователей, инженеров и технологов в области порошковой металлургии, высокотемпературных материалов, керамических композиционных материалов, огнеупоров, ферросплавов и лигатур, материалов для электроники, химической промышленности и др. Данное издание посвящено 80-летию академика А. Г. Мержанова - выдающегося ученого в области физики горения и взрыва, основоположника метода СВС.

Монография посвящена физико-химическим основам синтеза пористых керамометаллов (керметов): Al2O3/Al, Me/Al2O3/Al, MeOx/Al2O3/Al и керамических композитов на их основе, получаемых при гидротермальном окислении порошкообразного алюминия с последующей термообработкой на воздухе. Содержание монографии включает как детальное описание всех стадий синтеза, так и основные свойства композитов (механические, текстурные. теплофизические и каталитические). При анализе результатов особое внимание уделено взаимосвязи параметров синтеза со свойствами получаемых керметов. Получен ряд кинетических и балансовых уравнений, а также корреляций, позволяющих прогнозировать свойства композитных материалов. Монография не имеет аналогов в Российской Федерации и за рубежом, основана преимущественно на результатах исследований авторского коллектива за последние 15 лет. Книга отчасти носит справочный характер, поскольку здесь представлены обобщающие таблицы, диаграммы, графики, а также имеет свойства учебного пособия, полезного для специалистов в области приготовления пористых материалов, технологов, студентов и аспирантов химико-технологических специальностей.

Представлены результаты элементного анализа, определения молекулярных масс, данные ИК- и ЯМР1 Н-спектроскопии смолисто-асфальтеновых компонентов и хроматомасс-спектрометрического исследования масел сборной западно-сибирской нефти и жидких продуктов ее обработки порошками железа и меди, модифицированными ионами никеля и кобальта. Проведен структурно-групповой анализ и описаны структурные фрагменты средних молекул асфальтенов и смол. Установлены изменения структурных параметров их молекул в условиях обработки и состава углеводородных и гетероатомных соединений масел. Показано, что в процессе предварительного облагораживания нефтяного сырья в состве смолисто-асфальтеновых компонентов снижается содержание гетероатомов, а в состве масел - содержание гетероатомов и ароматических углеводородов.

В книге представлен краткий анализ литературы по физическим процессам, происходящем при электроискровом диспергировании материалов. Приведены результаты исследований электроискрового диспергирования металлов: алюминия, цинка, никеля и др. с получением высокодисперсных металлических порошков.

Монография отражает последние достижения науки в области одного из наиболее интересных классов металлорганических соединений - карбонилов металлов и различных комплексов на их основе. Рассмотрены свойства, реакции и применение карбонилов. Впервые приведены теоретические основы прямого и непрямого синтеза карбонилов металлов, термодинамика и особенности механизмов реакций. Подробно изложены проблемы катализа на карбонилах металлов и применение их в качестве антидетонаторов. Книга предназначена для химиков - научных и инженерно-технических работников, а также будет полезна преподавателям, аспирантам и студентам химических вузов.