Влияние углеродных нанотрубок на окисление продуктов механохимического синтеза порошков Y–Cu

O. Наконечная, Н. Дашевский, A. Курилюк, Н. Белявина, В. Макара

Киевский национальный университет имени Тараса Шевченко, ул. Владимирская, 60, 01033 Киев, Украина

Получена: 18.11.2019; окончательный вариант - 21.04.2020. Скачать: PDF

В высокоэнергетической планетарной мельнице на воздухе проведено механическое легирование двух эквиатомных смесей порошков меди и иттрия, одна из которых дополнительно содержала 1% об. многослойных углеродных нанотрубок (УНТ). Продукты синтеза Y–Cu и Y–Cu–УНТ смесей, отобранные через каждые 10 мин выдержки, были исследованы совокупностью методов рентгеновской дифракции (качественный и количественный фазовый анализ, уточнение кристаллической структуры отдельных фаз). На основании полученных данных проанализировано влияние кислорода воздуха и углерода (УНТ) шихты на фазовый состав продуктов размола и кристаллическую структуру оксидных фаз. Показано, что в процессе механического легирования окисление продуктов синтеза сопровождается образованием смесей кислородосодержащих фаз, а именно, Y$_2$O$_3$/Y$_{1–x}$Cu$_{x}$O для шихты Y–Cu и Y$_2$O$_3$/Y$_{1–x}$Cu$_{x}$O$_{0,5}$C$_{0,5}$ для шихты Y–Cu–УНТ. Более того, установлено, что оксид Y$_{1–x}$Cu$_{x}$O и карбооксид Y$_{1–x}$Cu$_{x}$O$_{0,5}$C$_{0,5}$ (оба кристаллизуются в структуре типа NaCl) являются твёрдыми растворами замещения, содержание меди в которых с увеличением времени размола увеличивается до $\cong$25 ат.%. Показано, что фазовые превращения при обработке шихты Y–Cu происходят на 10 мин раньше, чем аналогичные им превращения при обработке шихты Y–Cu–УНТ, а значит, легирующая добавка углерода в виде УНТ может являться ингибитором окисления продуктов механохимического синтеза.

Ключевые слова: композиционный материал, углеродные нанотрубки, нанокристаллический материал, порошковая металлургия, кристаллическая структура, рентгеновская дифракция.

URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ru/abstract/v42/i05/0695.html

PACS: 61.05.cp, 61.46.Df, 61.72.U-, 64.75.Lm, 64.75.Nx, 81.07.Bc, 81.20.Ev


ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
  1. M. Dashevskyi, O. Boshko, O. Nakonechna, and N. Belyavina, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 39, No. 4: 541 (2017). Crossref
  2. M. Dashevskyi, N. Belyavina, O. Boshko, L. Kapitanchuk, O. Nakonechna, and S. Revo, Adv. Powder Technol., 29, No. 5: 1106 (2018). Crossref
  3. M. Dashevskyi, N. Belyavina O. Nakonechna, M. Melnichenko and S. Revo, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 40, No. 10: 1375 (2018). Crossref
  4. G. H. Cao, A. M. Russel, and K. A. Gschneidner, Jr., Scr. Mater., 64, No. 9: 821 (2011). Crossref
  5. A. Melezhyk, V. Yanchenko, and Y. I. Sementsov, Nanocarbon Materials, NATO Security through Science Series A: Chemistry and Biology (Eds. T. N. Veziroglu et al.) (Springer: Dordrecht: 2007), p. 529. Crossref
  6. H. Klein, V. O. Garlea, C. Darie, and P. Bordet, Acta Crystallogr. Section B: Structural Science, Crystal Engineering and Materials, 75, No. 1: 107 (2019). Crossref
  7. F. H. Spedding, K. Gschneidner Jr., and A. H. Daane, J. Am. Chem. Soc., 80, No. 17: 4499 (1958). Crossref
  8. C. E. Holcombe and D. A. Carpenter, J. Am. Chem. Soc., 64, No. 5: C-82 (1981). Crossref
  9. O. I. Nakonechna, M. M. Dashevskyi, O. І. Boshko, V. V. Zavodyanny, and N. N. Belyavina, Prog. Phys. Metals, 20, No. 1: 1 (2019). Crossref
  10. K. J. Qiu, W. J. Lin, F. Y. Zhou, H. Q. Nan, B. L. Wang, L. Li, and Y. H. Liu, Mater. Sci. Eng.: C, 34: 474 (2014). Crossref
  11. N. Belyavina, V. Markiv, and O. Nakonechna, J. Alloys Compd., 541: 288 (2012). Crossref