1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Неорганические материалы
  4. T. 58, № 9, 2022

Неорганические материалы, 2022, T. 58, № 9, стр. 973-981

Высокотемпературный синтез материалов на основе Mo3Al2C при горении порошковых смесей MoO3 + Al + C + Al2O3

Д. Ю. Ковалев 1, *, В. А. Горшков 1, О. Д. Боярченко 1

1 Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения им. А.Г. Мержанова Российской академии наук
142432 Московская обл., Черноголовка, ул. Академика Осипьяна, 8, Россия

* E-mail: kovalev@ism.ac.ru

Поступила в редакцию 24.03.2022
После доработки 06.05.2022
Принята к публикации 12.05.2022

Аннотация

Представлены результаты по исследованию самораспространяющегося высокотемпературного синтеза литых материалов в системе Mo–Al–C. Эксперименты проводили в реакторе объемом 3 л при давлении аргона р = 5 МПа. В качестве шихты использовали смеси порошков оксида молибдена(VI) с алюминием (АСД-I), углеродом (графитом) и оксидом алюминия (электрокорундом). Показано, что, варьируя содержание исходных реагентов в шихте, можно влиять на параметры синтеза, фазовый состав и микроструктуру конечных продуктов. Обнаружено, что при стехиометрическом содержании исходных компонентов, рассчитанном на фазу Mo3Al2C, в эксперименте, кроме целевой фазы, образуются алюминиды и карбиды молибдена. Смесь горит с разбросом реагентов и конечных продуктов. Увеличение содержания целевой фазы Mo3Al2C в продуктах синтеза происходит при разбавлении исходной смеси инертной добавкой Al2O3. Максимальное содержание Mo3Al2C в слитке достигается при 20% Al2O3.

Ключевые слова: самораспространяющийся высокотемпературный синтез, Mo3Al2C, СВС-реактор, карбиды и алюминиды молибдена

Список литературы

  1. Wang X.H., Hao H.L., Zhang M.H., Li W., Tao K.Y. Synthesis and Characterization of Molybdenum Carbides Using Propane as Carbon Source // J. Solid. State Chem. 2006. V. 179. P. 538–543.

  2. Manoli J.M., Da Costa P., Brun M., Vrinat M., Mauge F., Potvin C. Hydrodesulfurization of 4,6-Dimethyldibenzothiophene over Promoted (Ni, P) Alumina-supported Molybdenum Carbide Catalysts: Activity and Characterization of Active Sites // J. Catal. 2004. V. 221. P. 365–377. https://doi.org/10.1016/j.jcat.2003.08.011

  3. Zeng L., Zhang L., Li W., Zhao S., Lei J., Zhou Z. Molybdenum Carbide as Anodic Catalyst for Microbial Fuel Cell Based on Klebsiella Pneumoniae // Biosens. Bioelectron. 2010. V. 25. P. 2696–2700. https://doi.org/10.1016/j.bios.2010.05.002

  4. Cho S.J., Lee J., Lee Y.S., Kim D.P. Characterization of Iridium Catalyst for Decomposition of Hydrazine Hydrate for Hydrogen Generation // Catal. Lett. 2006. V. 109. P. 181–186. https://doi.org/10.1007/s10562-006-0081-3

  5. Nguyen T.H., Nguyen T.V., Lee Y.J., Safinski T., Adesina A.A. Structural Evolution of Alumina Supported Mo–W Carbide Nanoparticles Synthesized by Precipitation from Homogeneous Solution // Mater. Res. Bull. 2005. V. 40. P. 149–157. https://doi.org/10.1016/j.materresbull.2004.09.007

  6. Zhu Q., Chen Q., Yang X., Ke D. A New Method for the Synthesis of Molybdenum Carbide // Mater. Lett. 2007. V. 61. P. 5173–5174. https://doi.org/10.1016/j.matlet.2007.04.056

  7. Karki A.B., Xiong Y.M., Vekhter I., Browne D., Adams P.W., Thomas K.R., Chan J.Y., Prozorov R., Kim H., Young D.P. Structure and Physical Properties of the Noncentrosymmetric Superconductor Mo3Al2C // Phys. Rev. B. 2010. V. 82. P. 064512(1)–064512(7). https://doi.org/10.1103/PhysRevB.82.064512

  8. Bonalde I., Kim H., Prozorov R., Rojas C., Rogl P., Bauer E. Evidence for Conventional Superconducting Behavior in Noncentrosymmetric Mo3Al2C // Phys. Rev. B. 2011. V. 84. P. 134506(1)–134506(4). https://doi.org/10.1103/PhysRevB.84.134506

  9. Sekine1 C., Sai1 U., Hayashi1 J., Kawamura1 Y., Bauer E. High-Pressure Synthesis and Bulk Modulus of Non-centrosymmetric Superconductor Mo3Al2C // Ser. J. Phys. Conf. Ser. 2017. V. 950. P. 042028. https://doi.org/10.1088/1742-6596/950/4/042028

  10. Merzhanov A.G. The Chemistry of Self-Propagating High-Temperature Synthesis // J. Mater. Chem. 2004. V. 14. № 12. P. 1779–1786. https://doi.org/10.1039/B401358C

  11. Levashov E.A., Mukasyan A.S., Rogachev A.S., Shtansky D.V. Self-Propagating High-Temperature Synthesis of Advanced Materials and Coatings // Int. Mater. Rev. 2016. V. 62. № 4. P. 203–239. https://doi.org/10.1080/09506608.2016.1243291

  12. Горшков В.А., Милосердов П.А., Лугинина М.А., Сачкова Н.В., Беликова А.Ф. Высокотемпературный синтез литого материала с максимальным содержанием МАХ-фазы Cr2AlC // Неорган. материалы. 2017. Т. 53. № 3. С. 260–266. https://doi.org/10.7868/S0002337X1703006X

  13. Горшков В.А., Милосердов П.А., Сачкова Н.В., Лугинина М.А., Юхвид В.И. СВС-металлургия литых материалов на основе МАХ-фазы Cr2AlC // Изв. вузов. Порошк. металлургия и функц. покрытия. 2017. № 2. С. 47–54. https://doi.org/10.17073/1997-308X-2017-2-47-54

  14. Горшков В.А., Милосердов П.А., Хоменко Н.Ю., Сачкова Н.В. Получение литых материалов на основе MAX-фазы Cr2AlC методом СВС-металлургии с использованием химически сопряженных реакций // Изв. вузов. Порошк. металлургия и функц. покрытия. 2019. № 4. С. 14–20. https://doi.org/10.17073/1997-308X-2019-4-14-20

  15. Miloserdov P.A., Gorshkov V.A., Kovalev I.D., Kovalev D.Yu. High-Temperature Synthesis of Cast Materials Based on Nb2AlC MAX Phase // Ceram. Int. 2019. V. 45. № 2. P. 2689–2691. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2018.10.198

  16. Ковалев И.Д., Милосердов П.А., Горшков В.А., Ковалев Д.Ю. Синтез МАХ-фазы Nb2AlC методом СВС-металлургии // Изв. вузов. Порошк. металлургия и функц. покрытия. 2019. № 2. С. 42–48. https://doi.org/10.17073/1997-308X-2019-2-42-48

  17. Горшков В.А., Карпов А.В., Ковалев Д.Ю., Сычев А.Е. Синтез, структура и свойства материала на основе МАХ-фазы V2AlC // Физика металлов и металловедение. 2020. Т. 121. № 8. С. 842–848. https://doi.org/10.31857/S0015323020080033

  18. Petricek V., Dusek M., Palatinus L. Crystallographic Computing System JANA2006: General Features // Z. Kristallogr. 2014. V. 229(5). P. 345–352. https://doi.org/10.1515/zkri-2014-1737

  19. Crystallography Open Database. http://www.crystallography.net/cod

  20. Jain A., Ong S.P., Hautier G. et al. The Materials Project: A Materials Genome Approach to Accelerating Materials Innovation // APL Materials. 2013. V. 1. P.011002(1)–011002(5). https://materialsproject.org.

  21. Юхвид В.И., Боровинская И.П., Мержанов А.Г. Влияние давления на закономерности горения плавящихся гетерогенных систем // Физика горения и взрыва. 1983. № 3. С.30–32.

  22. Schuster J.C. and MSIT. Springer Materials / Ed. Effenberg G. Heidelberg: Springer, 2005. 20.12123.1.3. https://materials.springer.com/msi/docs/sm_msi_r_ 20_012123_01

  23. Velikanova T.Ya. and MSIT. Springer Materials / Ed. Effenberg G. Heidelberg: Springer, 1990. https://doi.org/10.22242.1.6. https://materials.springer.com/msi/docs/sm_msi_r_10_022242_01

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Неорганические материалы

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал