Физико-химические основы спекания ультра- и- нанодисперсных порошокв tic- mo, полученных в процессе плазменой переконденсации

Цели и задачи
Целью настоящей работы являлось - получение титан-молибденового карбида Ti1-nMonC в индивидуальной форме в виде нанокристаллических и ультрадисперсных порошков в ходе плазмохимического синтеза в низкотемпературной азотной (4000 – 6000°С) плазме с последующей структурно-морфологической аттестацией методами рентгенографии и растровой электронной микроскопии. Формирование закономерностей фазо- и структурообразования, протекающих в условиях жидкофазного спекания в вакууме ультра- и нанодисперсных порошковых «core-shell»-структур TiC - Mo при 15000С в течение 40 мин.
Задачи :
1. Плазменная переконденсация смесей TiC и Mo
2. Структурно-морфолгическая аттестация полученных композиций методами рентгенографии и растровой электронной микроскопии с учетом данных EDX - анализа.
3. Разработка модели формирования нанокристаллических частиц TiC-Mo с «core-shell»-структурой в условиях плазменной переконденсации.
12.06.2019

12.06.2019
ФИО, группа

12.06.2019
ФИО, группа
Результаты эксперемента и их обсуждение
В ходе плазменной переконденсации внизкотемпературной азотной плазме были получены разнодисперсные фракции микрокристаллических, ультра- и нанодисперсных порошков на основе титан-молибденового карбидаTi1-nMonCx. Сведения о фазовом составеи средний размер частиц каждой из фаз представлены в таблице1 и на рисунке 1.
Таблица 1 – Результаты рентгенофазового анализа переконденсированных фракций TiC-Mo.

12.06.2019
ФИО, группа
Таблица 3 - Температуры кипения и плавления фазовых составляющих переконденсированной композиции TiC – Mo – Co.

12.06.2019
ФИО, группа
Рисунок - 6 Механизм формирования «core-shell»-структуры TiC-Mo при переконденсации во вращающемся цилиндрическом токе азота

12.06.2019
ФИО, группа
Ti1-nMonCx + Mo + [Mo0.42C0.58]тв650-680°Ti1-nMonCx + [Ti-Mo]+ [Mo0.42С0.58]
(1-n) [Ti]р-р+ n[Mo]р-р +x[С] + 3[Ti]р-р + [Mo]р-р+ 0,42[Mo]р-р + +0,58[Сo]
[Ti1-nMonCx]р-р + [Mo1-nTinCx]р-р
Ti1-nMonCx(темная фаза на РЭМ)+ Mo1-nTinCx (светлая фаза на РЭМ)
МЕХАНИЗМ

12.06.2019
ФИО, группа
Результаты рентгенофазового анализа фракций TiC-Co, после переконденсации

12.06.2019
ФИО, группа
После жидкофазного спекания (1500 ᵒС, 40 мин)

12.06.2019
ФИО, группа
Результаты EDX-анализа композита 2TiC-Co (циклон), спеченного при 1500ᵒС в течение 40 мин

12.06.2019
ФИО, группа
Карты распределения и результаты EDX-анализа композита TiMoC (бункер), спеченного при 1500ᵒС в течение 40 мин
Mo
Ti
C
O

12.06.2019
ФИО, группа
Результаты EDX-анализа композита TiMoC (фильтр), спеченного при 1500ᵒС в течение 40 мин

12.06.2019
ФИО, группа
Прогноз применения результатов выполненной дипломной научно-исследовательской работы

12.06.2019
ФИО, группа
Выводы
Методом плазмохимического синтеза по схеме плазменной переконденсации во вращающемся цилиндре газообразного азота в условиях низкотемпературной азотной плазмы сформированы три самостоятельных порошковых фракции на основе титан-молибденового карбида.
Все полученные фракции по результатам рентгенофазового анализа и растровой электронной микроскопии содержат в своем составе дополнительные фазовые составляющие в виде металлического Mo кубической модификации (пр. гр. Im-3m) и его сильнодефектного карбида Mo0,48C0,52 орторомбической модификации (пр.гр. Pnnm).
На основе полученных данных о фазовом и дисперсном составе всех композиций, содержащих титан-молибденовый карбид, предложена схема фазообразования, основанная на разделении закалочной камеры температурными барьерами, соответствующими температурам кристаллизации зафиксированных фазовых составляющих. Необходимо дополнить, что предложенная схема фазообразования протекает в условиях охлаждения парогазовой смеси со скоростью 105°С/c с учетом влияния вращающегося цилиндра газообразного азота в закалочной камере, выступающего в роли охладителя реактивного парогазового потока.