НАНОПОРОШКИ МЕТАЛЛОВ В ТЕХНОЛОГИИ КЕРАМИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

Авторы
Файлы

Хабас Т.А. Статья в формате PDF 122 KB

Прогресс в области получения и производства керамики, в том числе в системе «MgO-Al₂O₃-SiO₂», непосредственно связан с поиском и применением нетрадиционных видов сырьевых материалов и новых способов активирования. С началом производства нанодисперсных порошков металлов появилась принципиально новая возможность решения проблемы интенсификации процессов синтеза и спекания керамических материалов. Нанодисперсные порошки металлов обладают рядом уникальных свойств, в числе которых очень важная для керамической технологии способность к спеканию при пониженной температуре и активному окислению. В России и, в частности в Томске, в НИИ Высоких Напряжений при ТПУ разработан на сегодняшний день самый производительный метод получения нанодисперсных порошков различных металлов. Возможность получения оксидных диэлектрических материалов из металлсодержащих шихт в настоящее время мало изучена. В числе преимуществ активирования твердофазовых процессов нанодисперсными металлами существует возможность получения керамического материала пpaктически свободного от инородных элементов со структурой, соответствующей стехиометрической формуле соединения, а также - снижение температурного порога реакций твердофазного синтеза. В связи с этим актуальным является проведения исследований по определению общих закономерностей интенсификации процессов фазообразования и формирования структуры в силикатных и оксидных системах с добавками нанодисперсных порошков металлов и разработка основ технологии с использованием этих порошков. Отличительной особенностью компонентного состава шихт является то, что порошки металлов нанометрового размера вводятся в технические оксиды дисперсностью не ниже 5 мкм. Для порошков металлов электровзрывного метода получения хаpaктерно наличие избыточной энергии, превышающей теплоту плавления этого материала в массиве. При проведении предварительных исследований было выявлено активирующее действие нанодисперсных порошков Al, Fe, Cu, Ni, W и др. на процессы спекания оксидных материалов и повышение их трещиностойкости, причем добавки даже непластичных металлов повышают трещиностойкость керамики.

Очень важным для проведения синтеза или спекания в оксидно-металлических смесях является дезагрегирование нанодисперсных порошков, а, следовательно, необходимы методы оценки степени однородности шихты. В работе исследовалась возможность применения для этого прямого, а именно микрозондового, метода анализа. Кроме того, при выполнении исследований по дезагрегированию порошка металла в оксидной матрице разработан простой и экспрессный метод оценки однородности шихты с применением компьютерной обработки сканированного изображения прессовок. Метод позволяет с высокой степенью достоверности установить минимально необходимое время смешивания или совместного помола такой шихты [1].

Общей особенностью активирования шихт при полусухом прессовании является резкое уменьшение или полное отсутствие индукционного периода реакций, которое обычно имеет место при синтезе оксидных соединений в системе MgO-Al₂O₃-SiO₂ (особенно при низких температурах). При оптимальном содержании добавки, которое не превышает 0,5 мас. %, энергия активации процесса синтеза шпинели снижается более чем в 3 раза. Это позволяет сделать предположение, что увеличение реакционной зоны при нагревании шихт, содержащих добавку металла, достигается миграцией наночастиц металла вглубь частиц основного оксида с образованием зародышей новой фазы.

Известно, что нанодисперсные порошки металлов, полученные методом электрического взрыва проводника, активно горят на воздухе. Высокая энергонасыщенность порошков металлов была использована в работе для приготовления активирующих добавок и собственно материала - прекурсора керамики [2]. На пpaктике реализовано получение новых самоармированных материалов при горении на воздухе металл-оксидных и металломинеральных смесей. Армирующей составляющей получаемых в процессе горения прекурсоров являются кристаллы нитрида алюминия игольчатого строения. Электронная микроскопия высокого разрешения выявляет кристаллическое строение усов (или иголок) нитрида, сложенных тонкими шестигранными пластинками. Это строение обусловливает их высокую механическую прочность и, соответственно, повышает прочность материалов оксидно-нитридного состава. Конкретный состав продуктов сжигания и их структура зависят как от вида оксидных компонентов, т.е. от вещественного состава сжигаемой композиции, так и от их количественного соотношения. Нижняя граница зажигания смеси определена как соотношение в мас.%: 30 Al и 70 минеральной составляющей. Содержание алюминия в сжигаемых смесях изменялось в пределах от 30 до 80 %. В этом диапазоне с уменьшением содержания алюминия в сжигаемых смесях количество образующегося при горении нитрида алюминия закономерно уменьшается, но при этом увеличивается количество синтезируемой фазы кордиерита или муллита. Это объясняется снижением температуры горения в область термодинамической стабильности оксидных соединений. Высокие температуры и быстрое протекание процесса горения способствуют тому, что в объеме частиц получаемых продуктов формируется большое количество зародышей новой фазы, которые активно кристаллизуются при последующей термообработке. Наряду с этим при спекании изделий проходят и другие процессы, завершающие формирование керамического материала. Именно поэтому продукты горения названы прекурсорами, а не истинно керамическими материалами.

Дальнейшее развитие исследования по сжиганию оксидно- и минеральнометаллических смесей получили в направлении применения продуктов горения в качестве активаторов процесса синтеза соответствующих соединений. Результаты исследований позволили предложить и опробовать в производственных условиях технологические схемы изготовления блочных носителей катализаторов на основе кордиерита и других керамических материалов, в том числе с применением оксидно-нитридной порообразующей добавки.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Пат. РФ..№2267117. Способ определения времени смешивания сыпучих материалов. /Хабас Т.А., Неввонен О.В., Верещагин В.И.
Хабас Т.А. Синтез керамических прекурсоров кордиерит-нитридного состава./Огнеупоры и техническая керамика, №12, 2004г., с.5-14.

ИССЛЕДОВАНИЕ СОРБЦИОННО-КОАГУЛЯЦИОННЫХ СВОЙСТВ ЗОЛЫ ШЛАМ-ЛИГНИНА

Статья посвящена решению проблемы рекуперации осадка отстойников целлюлозно-бумажной промышленности. Предложено использовать золу шлам-лигнина в качестве высоко эффективного сорбента сточных вод различного состава. ...

24 05 2026 4:31:45

ВОЗМОЖНОСТИ И ПРОБЛЕМЫ НОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В КЛИНИЧЕСКОЙ ЛАБОРАТОРНОЙ ДИАГНОСТИКЕ

Статья в формате PDF 109 KB...

23 05 2026 7:51:16

МЕСТНЫЕ КОАГУЛОПАТИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ ПРИ БОЛЕЗНИ ПЕРТЕСА, ИХ РОЛЬ В ПАТОГЕНЕЗЕ

Статья в формате PDF 110 KB...

22 05 2026 18:34:34

ПЕРСПЕКТИВЫ ИЗУЧЕНИЯ ЦИТОКИНОВОГО СТАТУСА ПРИ ХРОНИЧЕСКОМ БРУЦЕЛЛЕЗЕ

Статья в формате PDF 111 KB...

21 05 2026 8:54:42

РЕЙТИНГОВАЯ СИСТЕМА В СОВРЕМЕННОМ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОМ ПРОЦЕССЕ

Статья в формате PDF 95 KB...

20 05 2026 10:24:53

ФАЗОВЫЕ РАВНОВЕСИЯ В ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ С СИММЕТРИЕЙ C3V

Статья в формате PDF 494 KB...

19 05 2026 14:48:10

КУРОРТНЫЕ ЗОНЫ БАЙКАЛА: ВОЗМОЖНОСТИ И ПЕРСПЕКТИВЫ

Статья в формате PDF 142 KB...

18 05 2026 6:32:35

ИОНООБМЕННОЕ РАВНОВЕСИЕ ПРИ СОРБЦИИ ИОНОВ МЕДИ И БАРИЯ КАРБОКСИЛЬНЫМ КАТИОНИТОМ КБ-4ПХ2

Статья в формате PDF 99 KB...

17 05 2026 9:42:12

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЧАСТОТ ГЕНОВ HLA-DRB1, IL1-RA У БОЛЬНЫХ РЕВМАТОИДНЫМ АРТРИТОМ, В УСЛОВИЯХ ТЕХНОГЕННОЙ НАГРУЗКИ Г.ЧЕЛЯБИНСКА

Статья в формате PDF 252 KB...

16 05 2026 9:18:43

БИОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА АНАЭРОБНОЙ МИКРОФЛОРЫ РЕПРОДУКТИВНОГО ТРАКТА ЖЕНЩИН

Статья в формате PDF 101 KB...

15 05 2026 23:10:28

ГУМАНИСТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ САМООПРЕДЕЛЕНИЯ ЛИЧНОСТИ КАК СИТУАЦИЯ УСПЕХА

Статья в формате PDF 130 KB...

14 05 2026 14:12:36

Уменьшение экологических рисков нефтегазовых сооружений (МНГС) в условиях крайнего севера

Статья в формате PDF 124 KB...

13 05 2026 13:50:53

ГИГАНТСКИЙ БЕЗОАР ЖЕЛУДКА

Статья в формате PDF 104 KB...

12 05 2026 21:32:19

ИРКУТСКАЯ НАУЧНАЯ ШКОЛА МЕДИКО-ПСИХОЛОГО-ПЕДАГОГИЧЕСКИХ ТЕХНОЛОГИЙ ПРОФИЛАКТИКИ, ЛЕЧЕНИЯ И РЕАБИЛИТАЦИИ ШКОЛЬНИКОВ С ПСИХОСОМАТИЧЕСКИМИ РАССТРОЙСТВАМИ

Статья в формате PDF 121 KB...

11 05 2026 17:14:45

МЕЗОНЕФРОС КАК ОРГАН КРОВЕТВОРЕНИЯ У ПОЛОВОЗРЕЛЫХ РЫБ

Статья в формате PDF 96 KB...

10 05 2026 17:23:46

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЛИМОННОГО СОКА ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ЖЕЛЕ ИЗ МОЛОЧНОЙ СЫВОРОТКИ

Статья в формате PDF 395 KB...

09 05 2026 2:38:52

Изменение показателей активности ферментных систем в цитоплазме нейронов спинальных ганглиев экспериментальных животных при воздействии микроволн термогенной интенсивности

Статья в формате PDF 115 KB...

08 05 2026 14:59:53

Краевая задача со смещением для вырождающегося гиперболического уравнения

Исследована краевая задача со смещением для вырождающегося гиперболического уравнения. При определенных условиях неравенственного типа на известные функции доказана теорема единственности. Вопрос существования решения задачи сведен к вопросу разрешимости сингулярного интегрального уравнения, которое редуцируется к уравнению Фредгольма второго рода, безусловная разрешимость которого заключается из единственности решения задачи. ...

07 05 2026 3:48:43

ПРИГРАНИЧНАЯ МИГРАЦИЯ НА ПОСТСОВЕТСКОМ ПРОСТРАНСТВЕ (НА ПРИМЕРЕ КОСТАНАЙСКОЙ ОБЛАСТИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН И ЧЕЛЯБИНСКОЙ ОБЛАСТИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ)

Статья в формате PDF 120 KB...

06 05 2026 14:46:10

НОВЫЙ МЕТОД ДОСТУПА В РОТОВУЮ ПОЛОСТЬ ЛАБОРАТОРНЫХ ЖИВОТНЫХ В УСЛОВИЯХ МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКОГО ЭКСПЕРИМЕНТА

Статья в формате PDF 330 KB...

05 05 2026 16:17:27

Влияние нефтезагрязнения на состояние природного фона почв

Для оценки современного состояния природного фона и его изменений под действием техногенных факторов выполнены геохимические исследования почв на различных объектах нефтегазового комплекса Якутии. Показано, что при попадании в почву нефть и нефтепродукты сорбируются почвогрунтами и смешиваются с нативным органическим веществом почв, что приводит к изменению природного фона вплоть до формирования аномальных поверхностных геохимических полей техногенного генезиса. ...

04 05 2026 13:46:52

ПУТИ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ РЕСУРСОПОЛЬЗОВАНИЯ ИРКУТСКОЙ ОБЛАСТИ

Статья в формате PDF 139 KB...

03 05 2026 22:58:51

ПРОБЛЕМА РАСПРОСТРАНЕНИЯ ЧУЖЕРОДНЫХ ОБЫЧАЕВ ВО ВНЕКУЛЬТУРНОМ ПРОСТРАНСТВЕ

Данная статья посвящена проблеме отношений между культурами европейских стран и культурой ислама. В статье отмечается, что на фоне упадка христианской культуры в европейскую среду проникают такие обычаи, которые для европейской цивилизации исторически чужды, а главное, опасны для духовного здоровья европейских народов. Единственным средством для противостояния таким негативным явлением является возрождение собственной культуры. ...

02 05 2026 18:23:19

ВЛИЯНИЕ КУРСА ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ ВОЗДУШНЫХ КРИОГЕННЫХ ТРЕНИРОВОК В РЕЖИМЕ одна ПРОЦЕДУРА В ДЕНЬ НА ПАРАМЕТРЫ СОСТАВА ТЕЛА ЧЕЛОВЕКА

Проведен анализ изменений состава тела вследствие курса экстремальных воздушных криогенных тренировок (ОВКТ) в камере закрытого типа при t = –110 ± 5 °С. Исследован состав тела 35 человек (87 % выборки), до и после курса ОВКТ, состоявшего из 10 сеансов в режиме 1 процеДypa в день. Анализ состава тела проводили на биоимпедансном анализаторе АВС-02 «Медасс». Статистическая обработка проведена с расчетом медианы (Ме), значений исследуемых параметров в первой (Q25 %) и последней (Q75 %) квартилях распределения, сравнением полученных данных с использованием непараметрического критерия Манна Уитни Вилкоксона (U). Выявлено снижение значений Ме для жировой массы и ее возрастание для мышечной и активной клеточной массы, что отражает как правило формирование более высокого уровня здоровья и адаптированности исследуемых к факторам среды. Модуляция состава тела в результате курса ОВКТ зависит от исходного функционального состояния исследуемых, однако направленность изменений данных биометрии остается позитивной. ...

01 05 2026 21:34:25

ПРОБЛЕМЫ ДИАГНОСТИКИ И ТЕРАПИИ РАССТРОЙСТВ ДЕПРЕССИВНОГО СПЕКТРА В АМБУЛАТОРНО-ПОЛИКЛИНИЧЕСКОЙ СЕТИ

Статья в формате PDF 126 KB...

30 04 2026 12:21:17

Онкогематологическая заболеваемость у детей

Статья в формате PDF 102 KB...

29 04 2026 13:58:50

ПРИМЕНЕНИЕ СЛЕПКОВ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ ИЗДЕЛИЙ МАШИНОСТРОЕНИЯ

Статья в формате PDF 123 KB...

28 04 2026 11:59:11

ВИНДЖАММЕРЫ – «ВЫЖИМАТЕЛИ ВЕТРА»

Статья в формате PDF 412 KB...

27 04 2026 7:53:29

СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О ВОЗМОЖНЫХ МЕХАНИЗМАХ СРЫВА ИММУНОЛОГИЧЕСКОЙ ТОЛЕРАНТНОСТИ МАТЕРИ ПО ОТНОШЕНИЮ К АНТИГЕНАМ ПЛОДА КАК ВЕДУЩЕГО ФАКТОРА ИММУНОАЛЛЕРГИЧЕСКОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ ГЕСТОЗА СООБЩЕНИЕ I. РОЛЬ НАРУШЕНИЙ ИНВАЗИИ ТРОФОБЛАСТА В СТЕНКУ МАТКИ И НЕ

Анализ данных литературы свидетельствует о том, что инициирующими патогенетическими факторами развития гестоза являются недостаточность инвазии трофобласта в стенку матки и неполноценность плацентации, то есть ограничение ее поверхностной плацентарной площадкой. Последнее обусловлено генетически детерминированными факторами, в частности, аномалиями структуры интегринов, приводящими к нарушению инвазии трофобласта в децидуальную оболочку матки, в том числе в маточно-плацентарные артерии. При этом в сосудах плаценты и субплацентарной зоны сохраняются мышечные элементы, реагирующие развитием спазма и ишемии на действие вазопрессорных нервных и гумopaльных влияний. ...