Получение тугоплавких соединений в плазме - Краснокутский Ю.И.
Скачать (прямая ссылка):
Кристаллическая структура и свойства высокодисперсных порошков также имеют свои отличительные осо-оенности. Отдельные частички порошкоз чаще всего представляют собой монокристаллы и их спеченные агломера-
37
ты с дефектами поверхности и кристаллической ре. щетки, что позволяет использовать^ их ^для изготов-
при прессовании кеРам^^и*ири^л™; ^np™f ТОГо,
поименяются как легирующие добавки при выпуск
ления 'катализаторов, в качестве активных компонентов при
специалГных"сталей, для абразивной обработки опти* ческих стекол, в качестве пигментов, наполнителей пласт, масс и резин, при получении режущей и конструкцион-ной керамики и др.
Ультра- и высокодисперсные порошки имеют повы-шенную удельную площадь поверхности, низкую насып-ную массу и обладают повышенной химической активностью. Температура начала спекания или окисления бескислородных соединений у них на-100—300 градусов ниже, чем у крупнодисперсных. С высокой поверхностной активностью частичек связано и другое их свойство — способность адсорбировать на поверхности газы и пары из окружающей среды. В зависимости от целевого назначения такие порошки могут быть предварительно рафинированы нагревом в инертной атмосфере или вакууме.
Во время исследований было замечено, что значительное число дефектов поверхности и кристаллической решетки приводит во время спекания и прессования изделий к образованию пор на границах зерен. Кроме того, на качество порошков при их прессовании влияет низкая насыпная масса. Поэтому в технологию изготовления керамических изделий вносят определенные поправки, учитывающие вышеуказанные особенности.
Порошки микронных размеров состоят из отдельных частичек или их агломератов, представляющих собой моно- и поликристаллы. Кристаллической структурой, химическим составом и дисперсностью порошков можно в определенных пределах управлять, что позволя-т,о„\ЗНаЧИТЄЛЬН0Й степени удовлетворять требования, кие nnitfеМЫ6 РазРабо™ами новых материалов. Ta-чески^Г пРедназначены для изготовления керами-кеоамики ЇЇ' В частности. режущей керамики, радио-а ?акже іЛ ™ЧЄСТВЄ нап°лнителей пластмасс и ?езин, дже Для Других целей.
лякїТпїошІю ппялазмохимических порошков опреде-пользУк^сТ^ичРиНЛйИЧНЫХ хаРа™фистик. Чаще всего Sy«, м?г Fe пппГОЙ У^ьной площади поверхности В качестве станпіп^51101, аДсоРбционными методами. ^ стандартного используется метод низкотем-
пературной адсорбции азота, разработанный С. Брунау-эром, П. Эмметом и Э. Теллером — метод БЭТ.
Если предположить, что исследуемый порошок состоит из сферических частичек одинаковых размеров, то диаметр их можно определить по формуле
бср = , (68)
°УД
где р — плотность вещества, м3/кг; бср — средний диаметр частичек (используется для оценки дисперсности).
Более полную информацию о размерах частичек порошков получают на основе анализа их гранулометрического состава. Размеры частичек определяют либо непосредственно измеряя их с помощью электронного микроскопа, либо методами седиментационного анализа. Распределение частичек по размерам выражают в виде гистограмм и функций распределения. В плазмохимии применяются следующие функции распределения [35].
Логарифмически нормальное распределение:
- OO
где D (б) — интегральная функция распределения (равна выраженному в процентах отношению массы всех частичек, размер которых меньше б, к общей массе порошка); I — медиана; о — дисперсия распределения.
Для вычисления параметров логарифмически нормального распределения экспериментальные данные представляют в вероятностно-логарифмических координатах, в которых они изображаются прямыми. Тангенс угла наклона равен дисперсии о. Медиана равна такому размеру частичек, для которого D = 50 %. Зная о и g, определяют остальные параметры распределения. Так, средний размер частичек
6= |ехр (70)
Мода распределения, при которой функция D (б) имеет максимум, составит:
бтах =|ЄХр(—а2), (71)
а удельная площадь поверхности
*уд—?-ехр(4-а«), (72)
где ? — коэффициент формы, равный отношению площади поверхности к объему частичек.
39
прение частичек по размерам отличается 0т Распределение значением медианы, в то
распределения по ^ адинакова. Это означает, что в время как дисто^ фмических координатах оба вида вероятностно лог параллельНыми линиями.
РХпред" р'озина-Раммлера:
R (б) =100-0 (б) = ЮО ехр (- Ь&а), (73) і „ я_постоянные (показатель степени а характеризует степень однородности материала по размерам
^Тогда'функция R (б) выражается в долях единицы, то пои R (б) - е-1 = 0,368 и Ъ - б/. Величина бе характеризует дисперсность продукта, которая тем боль-ше чем меньше бе. Удельная ¦ площадь геометрической поверхности в этом случае составит:
S =—Г(— + l), (74)
где Г — гамма-функция.
Для анализа порошков на весовом центрифугальном седиментографе СВ-3 используют следующую функцию распределения:
* «0-^.(-^)'. <75>
где On — эмпирическая константа; б0 — диаметр частички, отвечающий половине времени седиментации.
Поскольку частички плазмохимических порошков в зависимости от метода и условий получения могут иметь различную морфологию, т. е. представляют собой монокристаллы неодинаковой геометрической формы или агрегаты, состоящие из более мелких частичек и имеющие микропоры, то доля внешней геометрической поверхности частичек в общей удельной поверхности может а^!ХЕЄН,а И3 Данных электронной микроскопии, рии 3TSS? (за Счет микР°пор) - методами лоромет-блоков м™У повеРхности, образованной границами анализа опРеделить из данных рентгеновского
