Синтез высокодисперсного диборида хрома с использованием нановолокнистого углерода

Yu L. Krutskii, K. D. Dyukova, R. I. Kuz’min, O. V. Netskina, A. E. Iorkh

Результат исследования: Научные публикации в периодических изданияхстатьярецензирование

Аннотация

Представлены результаты исследования процесса синтеза высокодисперсного порошка диборида хрома. Диборид хрома был получен восстановлением оксида хрома Cr2O3 нановолокнистым углеродом (НВУ) и карбидом бора в индукционной печи в среде аргона. НВУ - продукт каталитического разложения легких углеводородов. Основной характеристикой НВУ является высокое значение площади удельной поверхности (~150 000 м2/кг), что существенно выше, чем у сажи (~50 000 м2/кг). Содержание примесей в НВУ находится на уровне 1 % (по массе). Использованный в качестве реагента карбид бора характеризовался высокой дисперсностью (на уровне ~2 мкм) и незначительным содержанием примесей - не более 1,5 % (по массе). На основе анализа диаграммы состояния системы Cr - В определены состав шихты и верхний температурный предел реакции боридообразования для получения диборида хрома CrВ2 в порошкообразном состоянии. На основе термодинамического анализа определена температура начала реакции восстановления оксида хрома Cr2O3 углеродом и карбидом бора при различных давлениях СО. Состав и характеристики диборида хрома изучены с использованием рентгенофазового анализа, метода атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой (АЭС-ИСП), сканирующей электронной микроскопии с применением локального энергодисперсионного рентгеновского микроанализа (EDX), низкотемпературной адсорбции азота с последующим определением удельной поверхности по методу БЭТ, седиментационного анализа, синхронной термогравиметрии и дифференциальной сканирующей калориметрии (TГ/ДСК). Полученный при оптимальных параметрах материал представлен одной фазой - диборидом хрома CrВ2. Содержание примесей в дибориде хрома не превышает 2,5 % (по массе). Частицы порошка преимущественно агрегированы. Средний размер частиц и агрегатов составляет 7,95 мкм с широким диапазоном распределения по размерам. Площадь удельной поверхности однофазного образца составляет 3600 м2/кг. Окисление диборида хрома начинается при температуре 430 °С и при достижении температуры 1000 °С степень окисления составляет примерно 25 %. Оптимальными параметрами синтеза являются соотношение реагентов по стехиометрии на получение диборида хрома при температуре 1700 °С и времени выдержки 20 мин. Показано, что для такого процесса нановолокнистый углерод является эффективным реагентом и что оксид хрома Cr2O3 практически полностью восстанавливается до диборида хрома.
Переведенное названиеSynthesis of finely dispersed chromium diboride from nanofibrous carbon
Язык оригиналарусский
Номер статьи8
Страницы (с-по)800-806
Число страниц7
ЖурналIzvestiya Ferrous Metallurgy
Том61
Номер выпуска10
DOI
СостояниеОпубликовано - 1 янв 2018

Предметные области OECD FOS+WOS

  • 2.05 ТЕХНОЛОГИЯ МАТЕРИАЛОВ

ГРНТИ

  • 53 МЕТАЛЛУРГИЯ

Fingerprint Подробные сведения о темах исследования «Синтез высокодисперсного диборида хрома с использованием нановолокнистого углерода». Вместе они формируют уникальный семантический отпечаток (fingerprint).

Цитировать