Т. 325, № 3 : Химия и химические технологии

Влияние химических и фазовых превращений в оксидно-гидроксидной оболочке частиц алюминия различных размеров на закономерности их окисления при нагревании в воздухе

Актуальность исследования закономерностей процесса окисления субмикронных и нанопорошков Al определяется перспективой их использования в качестве добавок в твердые топлива и пиротехнические составы, а также реагентов при получении интерметаллидов и композиционных материалов. Цель работы: установление влияния физико-химических процессов в оксидно-гидроксидной оболочке частиц Al на закономерности процесса окисления микронных, субмикронных и нанопорошков Al при нагревании в воздухе. Методы исследования: дифференциальный термический анализ (SDT Q 600), динамическое рассеяние света (Microsizer-201, Nanosizer ZS), растровая (Quanta 200 3D) и просвечивающая электронная микроскопия (JEOL JEM-3010), атомно-эмиссионная спектроскопия (iCAP 6300 Duo), рентгенофлюоресцентный анализ (Quant'X), рентгенофазовый и рентгеноструктурный анализ (Shimadzu XRD 6000), ИК-спектроскопия (FTIR Nicolet 5700), рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия (ESCA 310). Результаты: Показано определяющее влияние структурно-фазовых и химических превращений в поверхностных оксидных слоях частиц Al микронного и субмикронного размерного диапазона (разложение гидроксидов, кристаллизация оксидов, фазовые превращения) на температурные интервалы, скорость и полноту окисления образцов Al с различной дисперсностью. Обосновано влияние фазовых превращений оксида алюминия в условиях линейного нагревания порошков Al на температурные интервалы интенсивного окисления металла. Установлены особенности роста зародышей фазы продукта и развития реакционной поверхности в зависимости от природы металла, заключающиеся в локализации реакционного фронта при окислении субмикронных и наночастиц Al, независимом формировании и росте зародышей фазы оксида алюминия. Установлено нивелирование влияния размеров частиц Al на кинетику их окисления при переходе от микронного к субмикронному размерному диапазону.

Ключевые слова:

электронный ресурс, труды учёных ТПУ, микронные порошки, субмикронные порошки, нанопорошки, алюминий, поверхностные оксидные слои, дифференциальный термический анализ, кинетика окисления, формирование, рост, зародыши, оксиды,

Авторы:

Скачать PDF