Главная       Продать работу       Заказать работу       Блог       Контакты       Оплата       О нас       Как мы работаем       Регистрация       Вход в кабинет
Тех. дипломные работы
   автомобили
   спец. техника
   станки
   тех. маш.
   строительство
   электроснабжение
   пищевая промышленность
   водоснабжение
   газоснабжение
   автоматизация
   теплоснабжение
   холодильники
   машиностроение
   др. тех. специальности

Тех. курсовые работы
   автомобили
   спец. техника
   станки
   тех. маш.
   строительство
   детали машин
   электроснабжение
   газоснабжение
   водоснабжение
   пищевая промышленность
   автоматизация
   теплоснабжение
   ТММ
   ВСТИ
   гидравлика и пневматика
   машиностроение
   др. тех. специальности

Тех. дополнения
   Отчеты
   Расчетно-графические работы
   Лекции
   Задачи
   Лабораторные работы
   Литература
   Контрольные работы
   Чертежи и 3D моделирование
   Тех. soft
   Рефераты
   Общий раздел
   Технологический раздел
   Конструкторский раздел
   Эксплуатационный раздел
   БЖД раздел
   Экономический раздел
   Экологический раздел
   Автоматизация раздел
   Расчетные работы

Гум. дипломные работы
   педагогика и психология
   астрономия и космонавтика
   банковское, биржевое дело
   БЖД и экология
   биология и естествознание
   бухгалтерский счет и аудит
   военное дело
   география
   геология
   государство и право
   журналистика и СМИ
   иностранные языки
   история
   коммуникации
   краеведение
   кулинария
   культура и искусство
   литература
   экономика и торговля
   математика
   медицина
   международное отношение
   менеджмент
   политология
   музыка
   религия
   социология
   спорт и туризм
   таможенная система
   физика
   химия
   философия
   финансы
   этика и эстетика
   правознавство

Гум. курсовые работы
   педагогика и психология
   астрономия и космонавтика
   банковское, биржевое дело
   БЖД и экология
   биология и естествознание
   бухгалтерский счет и аудит
   военное дело
   география
   геология
   государство и право
   журналистика и СМИ
   иностранные языки
   история
   коммуникации
   краеведение
   кулинария
   культура и искусство
   литература
   экономика и торговля
   математика
   медицина
   международное отношение
   менеджмент
   политология
   музыка
   религия
   социология
   спорт и туризм
   таможенная система
   физика
   химия
   философия
   финансы
   этика и эстетика
   правознавство

Гум. дополнения
   Отчеты
   Расчетные работы
   Лекции
   Задачи
   Лабораторные работы
   Литература
   Контрольные работы
   Сочинения
   Гум. soft
   Рефераты

Рефераты
   Авиация и космонавтика
   Административное право
   Арбитражный процесс
   Архитектура
   Астрология
   Астрономия
   Банковское дело
   Безопасность жизнедеятельнос
   Биографии
   Биология
   Биология и химия
   Биржевое дело
   Ботаника и сельское хоз-во
   Бухгалтерский учет и аудит
   Валютные отношения
   Ветеринария
   Военная кафедра
   ГДЗ
   География
   Геодезия
   Геология
   Геополитика
   Государство и право
   Гражданское право и процесс
   Делопроизводство
   Деньги и кредит
   ЕГЭ
   Естествознание
   Журналистика
   ЗНО
   Зоология
   Издательское дело и полиграф
   Инвестиции
   Иностранный язык
   Информатика
   Информатика, программировани
   Исторические личности
   История
   История техники
   Кибернетика
   Коммуникации и связь
   Компьютерные науки
   Косметология
   Краеведение и этнография
   Краткое содержание произведе
   Криминалистика
   Криминология
   Криптология
   Кулинария
   Культура и искусство
   Культурология
   Литература : зарубежная
   Литература и русский язык
   Логика
   Логистика
   Маркетинг
   Математика
   Медицина, здоровье
   Медицинские науки
   Международное публичное прав
   Международное частное право
   Международные отношения
   Менеджмент
   Металлургия
   Москвоведение
   Музыка
   Муниципальное право
   Налоги, налогообложение
   Наука и техника
   Начертательная геометрия
   Оккультизм и уфология
   Остальные рефераты
   Педагогика
   Политология
   Право
   Право, юриспруденция
   Предпринимательство
   Прикладные науки
   Промышленность, производство
   Психология
   психология, педагогика
   Радиоэлектроника
   Реклама
   Религия и мифология
   Риторика
   Сексология
   Социология
   Статистика
   Страхование
   Строительные науки
   Строительство
   Схемотехника
   Таможенная система
   Теория государства и права
   Теория организации
   Теплотехника
   Технология
   Товароведение
   Транспорт
   Трудовое право
   Туризм
   Уголовное право и процесс
   Управление
   Управленческие науки
   Физика
   Физкультура и спорт
   Философия
   Финансовые науки
   Финансы
   Фотография
   Химия
   Хозяйственное право
   Цифровые устройства
   Экологическое право
   Экология
   Экономика
   Экономико-математическое мод
   Экономическая география
   Экономическая теория
   Этика
   Юриспруденция
   Языковедение
   Языкознание, филология

Главная > Блог


Морфология масти и свойства порошков в системе ZrО2-МgО

Ультраднсисрсные порошки диоксида циркония и твердых раство­ров на его основе получаю! весьма разными методами, в числе которых методы, относящиеся к категории физических - детонационный синтез, элскгровзрыв. газофазный синтез, мсханосинтсз, и к категории химиче­ских методов - метод термического разложения, электрохимический. Выбор метода получения порошка определяется, прежде всего, требо­ваниями, предъявляемыми к его грануломегрическому составу и хими­ческой чистоте. В физических методах получения порошков более эф­фективно осуществляется управление размером и формой частиц, одна­ко химические методы, как правило, более универсальны и производи­тельны. В массовом производстве порошков наиболее часто используют метод термического разложения в низкотемпературной плазме, что обеспечивает высокий уровень пересыщения, большие скорости реак­ций и конденсационных процессов. Процесс включает в себя распыле­ние водных растворов солей через низкотемпературную плазму дугово­го разряда, где капля раствора за время порядка 10 с превращается в частицу порошка, нагреваемую за такое же время до температуры, пре­вышающей 1000 °C, с последующим охлаждением за время 10-3 с до температуры порядка нескольких сотен фадусов, а затем до комнатной температуры. Такой процесс приводит к закаливанию высокотемпера­турного фазового состояния оксидов. Размеры кристаллитов в таком порошке - функция температуры плазмы и времени пребывания части­цы в ней - достигают 30 нм. но вследст вие высокотемпературною роста кристаллов величина деформации кристаллической решетки не высока.

В качестве реагентов для получения порошков Zr02 и его твердых растворов методом термического разложения используют в основном раствор соли циркония либо смеси солей циркония и металла, обра­зующего с диоксидом циркония твердый раствор (как правило – Y+3, Mg+2, Са+2). Изменением концентрации компонентов смеси солей, рас­пыляемой в реактор, достигается необходимое соотношение компонен­тов в системе Zr02-McxOy. За счет высокой скорости охлаждения про­дуктов реакции при термическом разложении реагентов возможно по­лучение высокотемпературных фаз, в том числе и в неравновесном со­стоянии. например, твердых растворов с низкой растворимостью в рав­новесных условиях одного компонента в другом.

Морфология частиц в порошках, получаемых методом термическо­го разложения, в одинаковой мере зависит от вида химических реаген­тов и от технологических параметров процесса: порошки могут состоят как из частиц регулярной формы (волокна, сферы), так частиц, не имеющих регулярной формы. Наиболее часто такие порошки состоят из частиц, имеющих форму, близкую к сферической. На рис. 1 приведена схема формирования поликрисгалличсских частиц сферической или близкой к сферической формы в порошках, получаемых термическим разложением прекурсоров в высокочастотной плазме (plazma spray puro- lysis). В порошках присутствуют три вида частиц: 1 наполненные сфе­ры, 2 - полые сферы и их обломки, 3 - пленки. Наполненные сферы ха­рактеризуются как прочные, твердые поликристаллнческие образования с размером кристаллитов несколько нанометров. Эти частицы не явля­ются абсолютно плотными, на мсжкристаллитных стыках присутствуют норы, размер которых соизмерим с размером кристаллитов. Образова­ние именно наполненных сфер среди частиц, приведенных на схеме, в процессе термического разложения paciворов наиболее энергетически выгодно.

Полые частицы образуются при более высокой скорости переме­щения капель раствора в рабочей зоне реактора в сравнении с каплями, из которых образуются наполненные сферы. В результате возникающе­го при этом градиента температур разложение капли происходи! нерав­номерно: на поверхности формируется оболочка из твердофазного про­дукта реакции, внутри которой продолжается пиролиз. При высокой га­зовой проницаемости оболочек их целостность сохраняется, если про­ницаемость невысока, они разрушаются иод давлением перегретых га­зов. находящихся внутри. Присутствие частиц в виде тонких пленок обусловлено пластической деформацией или оплавлением продуктов реакции.

Влияние количества стабилизирующей добавки на структуру и свойства порошков диоксида циркония рассмотрим на примере системы Zr02-Mg0. Порошки получены методом термического разложения на­сыщенных водных растворов смесей азотнокислых солей циркония ZrО(NОз)2-6Н20 и магния Мg(NОз)2-5Н20 в низкотемпературной плаз­ме. Варьированием количественного соотношения солей в смеси дости­галась необходимая концентрация компонентов в системе Zr02-Мg0 в получаемых порошках. Технологические условия процесса были тако­вы, что при получении порошков разного состава технологические па­раметры оставались неизменными. В табл. 1 приведено количество ок­сида магния в порошковой системе Zr02-Мg0 в массовых процентах и в пересчете на мольные проценты.

Анализ морфологии частиц порошков ZrO2(Mg0) но изображени­ям, полученным на растровом и просвечивающем электронных микро­скопах (РЭМ и ПЭМ), рис. 2, показал, что исследуемые порошки со­стояли из сферических частиц, частиц близкой к сферической формы с рыхлой пористой структурой, и частиц, нс имеющих регулярной фор­мы, среди которых обломки пустотелых сфер и пленки. Частицы, НС имеющие регулярной формы, образуют многочисленные агрегаты, в то время как сферические частицы и частицы близкой к сферической фор­мы преимущественно обособлены. Часть частиц как сферических, так и неправильной формы, прозрачны для электронного пучка, из чего мож­но сделать заключение, что их толщина нс превышает 50 нм.

Таблица 1 - Количество оксида магния в порошках системы ZrО2-МgО

вес. %

мольн. %

3

8,6

5

13,7

10

25,4

15

35,1

20

43,3

Увеличение количества оксида магния в системе ZrО2-МgО не ока­зало влияние на характер распределения частиц по размерам: для всех исследуемых порошков не зависимо от состава гист0граммы унимо­дальны со смещением максимума влево; но привело к увеличению среднего размера частиц <dчaстиц> и среднего квадратичного отклонения σd, рис. 3. Tак, если в порошке состава ZrO2 (8,6 мол. % МgО) средний размер частиц составил 0,75 мкм, то в порошке с содержанием MgO 43,3 мол. % средний размер частиц - 1.75 мкм.

Важно, что наблюдаемое изменение среднего размера частиц в по­рошках с увеличением количества оксида магния в системе ZrO2-МgO вызвано не изменением размеров частиц, а изменением соотношения доли сферических частиц и их обломков. Измерения показали, что средний размер сфер и их обломков практически не меняется е увеличе­нием оксида магния в порошках, однако существенно изменяется их ко­личественное соотношение. Согласно оценке доли сферических частиц и частиц, не имеющих регулярной формы, в порошке состава ZrО2 - 8,6 мол. % МgO количество неразрушенных сфер составляет всего чет­верть от всей совокупное! и частиц, в то время как порошки с содержа­нием оксида магния - 35,1 и 43,3 % мол. Мg0 состоят практически из полидисперсных сфер, большая часть из которых не прозрачна для электронного пучка.

Изменение гранулометрического состава порошков с увеличением концен грации оксида магния в системе ZrO2-МgO не могло не отра­зиться на их физических и технологических свойствах.

Увеличение среднего размера и количества частиц сферической формы, сопровождающее увеличение количества оксида магния в по­рошках, привело к уменьшению величины их удельной поверхности S, м2/г, рис. 4. Так, удельная поверхность порошка со средним разме­ром часгиц 0,75 мкм, состоящего преимущественно из частиц, не имеющих регулярной формы (порошок Zr02 - 8,6 мол. % МgО), соста­вила 15 м2/г, в то время как удельная поверхность порошка со средним размером частиц 1,8 мкм (порошок Zr02 43.3 мол. % МgО), состояще­го в основном из полидиспсрсных сфер, не превысила 6 м2/г.

В предположении того, что эти порошки состояли бы только из плотных сферических частиц с гладкой поверхностью, величины их удельной поверхности составили бы для порошка с <dч> = 0,75 мкм, S =1,31 м2/г и S = 0,7 м2/г для порошка с <dч> = 1,8 мкм, что на порядок меньше, чем у исследуемых порошков (оценка получена из соотно­шения площади поверхности сферической частицы к ее объему или массе:

Sуд=Sсф/ρVсф или Sуд=6/ρdч

где р-плотность материала, кг/м3; dч - средний диаметр частиц, м.

Существенно большее значение удельной поверхности исследуе­мых порошков, фиксируемое экспериментально по адсорбции газа, обу­словлено присутствием в порошках частиц нерегулярной формы (об­ломков сферических частиц, пленок), пор, неровностей на поверхностях частиц.

Изменение геометрии частиц в порошках при увеличении количе­ства оксида магния в системе ZrO2-Mg0 сопровождалось увеличением насыпной плотности от 0,4 г/см2 для порошка, состоящею преимущест­венно из частиц, не имеющих регулярной формы, со средним размером 0,75 мкм до значения 1,2 г/см3 для порошка, состоящего в основном из сферических частиц, средний размер которых - 1.8 мкм. Насыпная плотность - физическое свойство дисперсных порошковых систем, оп­ределяющееся плотностью материала, морфологией частиц, плотностью укладки и состоянием поверхности. Поскольку более высокую насып­ную плотность обеспечивают сферические порошки, то вполне законо­мерно, что изменение формы преимущественного количества частиц от неправильной до регулярной сферической привело к увеличению на­сыпной плотности порошков. Кроме того, немаловажным обстоятельст­вом, повлиявшим на величину насыпной плотности порошков с увели­чением оксида магния в системе ZrO2-Mg0, стало уменьшение количе­ства агрегатов, которые неизбежно имеют внутриагрегатные пустоты, не заполняемые при свободной укладке частиц порошка.




Комментарии