Кінетика взаємодії Ti марки ПТ-4 з VN і графітом під час механічного леґування

Н. М. Білявіна, А. М. Курилюк, П. П. Когутюк, Р. В. Остапенко

Київський національний університет імені Тараса Шевченка, вул. Володимирська, 60, 01033 Київ, Україна

Отримано: 18.03.2025; остаточний варіант - 10.05.2025. Завантажити: PDF

Проведено докладне рентґенівське дослідження тестових проб, відібраних через кожну годину механохемічного оброблення у високоенергетичному планетарному млині двох еквімолярних сумішей (ПT-4 Ti)–VN і (ПT-4 Ti)–VN–C, які містять VN і С_Gr (графіт), а також TiH₂ й α-Ti в порошку титану марки ПT-4. В результаті уточнення кристалічних структур фазових складових, наявних в оброблених сумішах, показано, що за час проведення експерименту (10 годин оброблення) взаємодія між компонентами шихти проходить у два етапи. А саме, на першому етапі синтези домінує процес формування вакансій у нітриді VN з подальшим втіленням атомів Ванадію, які через це утворилися, до тетраедричних пор структури TiH₂, а також перебігає процес дегідрування TiH₂. На другому етапі відбувається втілення до структури нітриду VN атомів Титану, які утворюються в результаті руйнування структури α-Ti, а також втілення атомів Карбону до структури TiH₂. Показано, що фінальні продукти механо-хемічної синтези, окрім α-Ti, містять такі сполуки: ≅ TiV_0,33H_0,66 (в суміші (ПT-4 Ti)–VN) і ≅ TiV_0,33H_0,66С_0,22 (в суміші (ПT-4 Ti)–VN–C) на основі гідриду TiH₂, а також твердий розчин ≅ V_0,67Ti_0,33N_0,93 (в обох сумішах) на основі нітриду VN. Одержані нанорозмірні матеріяли будуть компактовані для вивчення властивостей і визначення подальших перспектив їхнього використання.

Ключові слова: механохемічна синтеза, гідрид, нітрид, кристалічна структура, рентґенівська дифракція.

URL: https://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v47/i05/0555.html

PACS: 61.05.cp, 61.50.Ks, 61.66.Dk, 61.66.Fn, 61.72.jd, 81.05.Je, 81.20.Ev

ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА

M. Kulkarni, A. Mazare, P. Schmuki, A. Iglič, and A. Seifalian, Nanomedicine, 111, No. 615: 111 (2014).
M. J. Jackson, J. Kopac, M. Balazic, D. Bombac, M. Brojan, and F. Kosel, Surgical Tools and Medical Devices (Eds. W. Ahmed and M. J. Jackson) (Springer: 2016), p. 475.
A. Festas, A. Ramos, and J. P. Davim, Proc. the Institution of Mech. Eng. B: J. Eng. Manufacture, 236, No. 4: 309 (2022).
J. Kudrman, J. Fousek, V. Brezina, R. Míková, and J. Vesely, Kovove Materialy, 45, No. 4: 199 (2007).
W. Abd-Elaziem, M. A .Darwish, A. Hamada, and W. M. Daoush, Mater. Design, 241: 112850 (2024).
H. T. Wang, M. Lefler, Z. Z. Fang, T. Lei, S. M. Fang, J. M. Zhang, and Q. Zhao, Key Eng. Mater., 436: 57 (2010).
F. Kuang, Y. Pan, J. Sun, Y. Liu, C. Lei, and X. Lu, J. Mater. Process. Technol., 329: 118459. (2024).
Y. W. Gu, M. S. Yong, B. Y. Tay, and C. S. Lim, Mater. Sci. Eng. C, 29, No. 5: 1515 (2009).
V. R. M. Gonçalves, D. R. N. Corrêa, T. S. P. de Sousa, C. A. F. Pintão, C. R. Grandini, C. R. M. Afonso, and P. N. Lisboa-Filho, J. Mater. Res. Technol., 30: 879 (2024).
S. Wang, X. Yu, J. Zhang, L. Wang, K. Leinenweber, D. He, and Y. Zhao, Crystal Growth Design, 16, Iss. 1: 351 (2016).
C. Yang, H. Yu, Y. Gao, W. Guo, Z. Li, Y. Chen, and C. Guo, Nanoscale, 11, No. 4: 1968 (2019).
J. Bautista-Ruiz, A. Elhadad, and W. Aperador, Mater. Chem. Phys., 326: 129856 (2024).
T. G. Avramenko, A. M. Kuryliuk, O. I. Nakonechna, and N. N. Belyavina, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 44, No. 6: 713 (2022).
M. Dashevskyi, O. Boshko, O. Nakonechna, and N. Belyavina, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 39, No. 4: 541 (2017).
M. A. Roldán, M. D. Alcalá, and C. Real, Ceram. Int., 38, Iss. 1: 687 (2012).
N. Belyavina, O. Nakonechna, A. Kuryliuk, P. Kogutyuk, D. Stratiichuk, and V. Turkevich, Mater. Proc., 14, Iss. 1: 16 (2023).