Программа «Инновационные технологии производства высокопрочных презиционных труб из нержавеющих сталей и сплавов на основе нанотехнологий» (стр. 3 )

1. Получение и исследование наноструктур. Лабораторный практикум по нанотехнологиям. Под ред. Проф. . – М.: Бином, 2010. –146 с.

2. , Б, и др. // Российский химический журнал. 2001 (1). Т. XLV. C. 35-45.

3. , , // Всесоюзный журнал химического общества им. . 1991 (2). Т.36. С. 166-170.

4. Сергеев . – М.: Изд-во МГУ, 2003. – 288 с.

5. Гусев , наноструктуры, нанотехнологии. – М: ФИЗМТЛИТ, 2005. – 416 с.

6. , Рагуля материалы. – М.: Издательский центр «Академия», 2005. – 192 с.

7. Нанотехнологии. – М.: Техносфера, 2005. – 336 с.

II. Дополнительная литература

1. , , Верещак методы получения порошкообразных веществ и их свойства. // Всесоюзный журнал химического общества им. . 1991 (2). Т.36. С. 166-170.

1.  Asha M. John, R. Jose, J. Koshy. Senthesis and rapid densification of nanjparticles of praseodim hafnium oxide: a new complex perovskite // Journal of nanoparticle research. 2001 (3), p. 413-417.

2.  , , и др. Синтез YBa2Cu3O7-x с использованием метода быстрого расширения сверхкритических водных растворов нитратов иттрия, бария, меди // ЖНХ. 1995. Т.40, №2. С.202-207.

3.  , , и др. Синтез гидротермальным методом нанокристаллических порошков различных кристаллических модификаций ZrO2 и TiO2 // ЖНХ. 2002. Т.47, №11. С.1755-1762.

4.  «Гель – комплексонатный синтез ультрадисперсных порошков и керамики». Москва 2004. 3с.

5.  , , Мартыненко ультрадисперсного La0.7Sr0.3MnO3 с использованием метода комплексонатной гомогенизации при СВЧ – воздействии. // Журн. неорганические материалы. 2002. Т.38. №12. С.1499 – 1506.

6.  , , Турова алкоголятов металлов для получения оксидных материалов. // Журн. неорганические материалы. 2000. Т.36. №3. С.331 – 337.

7.  , , Муханов гидротермальным методом нанокристаллических порошков различных кристаллических модификаций ZrO2 и TiO2. // Журн. неорганической химии. 2002. Т.47. № 11. С.1755 –1762.

8.  , , Олейников -химические свойства нанокристаллического диоксида циркония, синтезированного из водных растворов хлорида и нитрата циркония гидротермальным методом. // Журн. неорганической химии. 2004. Т.49. № 8. С.1237 – 1242.

9.  Shy – Jian., Jing Li., Xue – Tai Chem., Jian – Ming Hong., Ziling Xue., Xiao – Zeng You. Solvothermal synthesis and characterization of crystalline CaWO4 nanoparticles. // Journal of Crystal Growth 253. 2003. P.361 – 365.

10.  Yang Y., Wen T. Glycin – nitrate process for the preparation of (La1-xSrx)zMn1-yCryO3 cathode materials in SOFC. // Electrochemical Proceeding. 2000.V.97- 18. P.956 – 964.

11.  , , Кауль синтез ультрадисперсного La0.7Sr0.3MnO3 с использованием метода комплексонатной гомогенизации. // Журн. неорганические материалы. 2004. Т.40. № 6. С. 756 – 761.

12.  , , Чаркин титаната бария с использованием комплексонатов. // Журн. неорганические материалы. 1997. Т.33. №5. С.581 – 587.

13.  , , Вертегел солевые и гидроксидные системы как прекурсоры для получения керамических порошков. // Журн. неорганической химии. 1996. Т.41. №6. С.932 – 940.

14.  Yang P., Yao G – Q., Lin J – H. Photoluminiscence and combustion syntesis of CaMoO4 doped with Pb. // Inorgan. munications. 2004. V.7. P.389 – 391.

15.  Bell R. J., Millar G. J., Drennan J. Influense of syntesis route on the catalytic properties of La1-xSrx MnO3. // S. S.I. 2000. V.131. P.211 – 220.

16.  Stevenson J. W., Armstrong T. R., Pederson L. R. Processing and electrical properties of alkaline earth – doped Lanthanum Gallate. // J. Electrochemical. Soc. 1997. V.144. № .10. P.3613 – 3618.

17.  Zanetti S. M., Santiago E. I., Bulhoes L. O.S. Preparation and characterization of nanosized SrBi2Nb2O9 powder by the combustion synthesis. // Materials Letters. 2003. V.57. P. 2812 – 2816.

18.  Tsipis E. V., Kharton V. V., Naumovich E. N., Bashmakov I. A., Frade J. R. Cellulose – precursor synthesis of nanocrystalline Ce0.8Gd0.2O2 – x for SOFC anodes. // J. Solid State Electrochemical. 2004. V.8. P. 674 – 680.

19.  , , Манджагаладзе оценка различных методов получения моноалюмината иттрия. // Журн. неорганические материалы. 1978. Т.14. № 6. С. 1090 – 1093.

20.  , Б, и др. Твердые дисперсные фазы из полых сферических и трубообразных неорганических микрочастиц // Российский химический журнал. 2001 (1). Т. XLV. C. 35-45.

21.  Мелихов развития нанохимии // Российский химический журнал. 2002 (5). Т. XLVI. C. 7 – 14.

22.  Андриевский : концепции и современные проблемы // Российский химический журнал. 2002 (5). Т. XLVI. C. 50 – 56.

23.  Хайрутдинов полупроводниковых наночастиц // Успехи химии. 1998 (2). Т.67. С. 125-131.

24.  Segal D. Chemical synthesis of ceramic materials, J. Mater. Chem., 1997, 7(8), 1297–1305

Название темы: Кинетика и механизм твердофазного синтеза. Методы исследования твердых тел.

Современный технологический прогресс тесно связан с созданием новых твердых конструкционных материалов. Потребность в твердых материалах со специфическими магнитными, электрическими, механическими и оптическими свойствами стимулировала интерес к твердофазным реакциям, являющимися основой для получения таких материалов.

Сейчас твердофазным синтезом получают (слайд 2):

Люминофоры, твердые электролиты, ферриты, сегнетоэлектрики, конденсаторные материалы, лазерные материалы, катализаторы.

Конечной целью технологии этих материалов является не просто синтез данного соединения, а создание на его основе материала с определенным комплексом структурно-чувствительных свойств. Например, легированный оксидом лантана титанат-цирконат свинца представляет интерес тогда, когда на его основе удается создать оптически прозрачные пьезоэлектрические элементы. Ферриты как магнитные элементы памяти ЭВМ – это не просто химические соединения определенного состава, а созданный на их основе материал со специфической керамической структурой.

Начало исследованию твердофазных реакций было положено более ста лет назад русскими учеными , и , изучавшими металлические и силикатные системы.

Систематические исследования механизма твердофазных реакций были начаты Хедвалом и Тамманом, а конкретные механизмы взаимодействия, основанные на теории разупорядочения твердых тел, предложены К. Вагнером около 60 лет назад.

Твердофазный способ получения конструкционных и других материалов безотходен и более экологичен, чем растворный способ (слайд 2). Твердофазные реакции протекают, как правило, при высоких температурах (от 500 до 17000С). Это связано с тем, что для их осуществления необходима диффузия исходных веществ в реакционную зону, а диффузия в твердых веществах происходит медленно. Твердофазное взаимодействие является активационным процессом, то есть для осуществления реакции необходимо сообщить реагирующим веществам некоторую энергию Еакт, и эта энергия может быть сообщена путем нагревания. Скорость твердофазного взаимодействия, как и любого активационного процесса, увеличивается с ростом температуры. Диффузия, являющаяся обязательной стадией твердофазных реакций – также активационный процесс: перескок атома или иона из одного узла кристаллической решетки в другой требует значительной энергии. Таким образом, и скорость диффузии, и скорость непосредственно твердофазной реакции увеличивается с ростом температуры.

Ранее к твердофазным относили только те реакции, участники и продукты которых находятся в твердой фазе (слайд 3). В последнее время круг объектов исследования науки о твердофазных превращениях расширен, и в него входят любые реакции с участием твердых тел.

1. Особенности кинетики реакций (слайд 3)

1. Все твердофазные реакции являются гетерогенными, то есть химическое взаимодействие протекает на границе раздела фаз.

2. Особенностью твердофазных реакций является их многостадийность, то есть развитие процесса через ряд последовательно протекающих элементарных стадий, отличающихся по своей природе и скорости. Стадию, имеющую наименьшую скорость, принято называть лимитирующей, так как она определяет скорость всего процесса в целом. Очевидно, что задача управления скоростью реакции сводится к установлению природы и контролю скорости лимитирующей стадии.

Рассмотрим твердофазную реакцию

Ат + Вт = АВт

Пусть компонент А более летуч и имеет более низкую температуру плавления: Тпл(А) < Тпл(В). В процессе физико-химического превращения исходной твердой смеси можно выделить следующие стадии (слайд 4):

1) «Покрывание» одного реагента другим. В качестве «покрывающего» выступает более летучий или легкоплавкий компонент; он более способен к поверхностной диффузии

2) Образование поверхностных молекулярных пленок промежуточного или конечного продукта в местах контакта.

3) Возникновение дефектов, разрыхление кристаллических решеток.

4) Образование и распад твердых растворов

5) Диффузия

6) Спекание и рекристаллизация исходных веществ и продукта.

7) Отжиг дефектов в кристаллической решетке продукта.

8) Возгонка

9) Диссоциация

10) Возникновение и рост зародышей фазы продукта

11) Собственно химическое взаимодействие

Обязательными стадиями химического твердофазного процесса являются:

-  разрыхление кристаллических решеток реагентов