Образование наночастиц диборида тантала при взаимодействии аморфного бора с танталом в ионных расплавах

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Исследовано взаимодействие активированного механохимическим способом порошка тантала с аморфным бором, взятых в мольном соотношении 1 : 2, в ионных расплавах солей различного состава при температурах 1023 и 1073 K в атмосфере аргона. Показано, что применение ионных расплавов позволяет получать близкие к сферическим частицы TaB2 (пр. гр. P6/mmm) со средним диаметром ~70 нм, с параметрами элементарной ячейки a = 0.3077–0.3090 нм и с = 0.3227–0.3245 нм.

About the authors

А. Винокуров

Федеральный исследовательский центр проблем химической физики и медицинской химии
Российской академии наук

Email: ssp@icp.ac.ru
Россия, 142432, Московская обл., Черноголовка, пр. Академика Семенова, 1

Д. Ковалев

Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения им А.Г. Мержанова
Российской академии наук

Email: ssp@icp.ac.ru
Россия, 142432, Московская обл., Черноголовка, ул. Академика Осипьяна, 8

Г. Нигматуллина

Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения им А.Г. Мержанова
Российской академии наук

Email: ssp@icp.ac.ru
Россия, 142432, Московская обл., Черноголовка, ул. Академика Осипьяна, 8

И. Коробов

Федеральный исследовательский центр проблем химической физики и медицинской химии
Российской академии наук

Email: ssp@icp.ac.ru
Россия, 142432, Московская обл., Черноголовка, пр. Академика Семенова, 1

Н. Дремова

Федеральный исследовательский центр проблем химической физики и медицинской химии
Российской академии наук

Email: ssp@icp.ac.ru
Россия, 142432, Московская обл., Черноголовка, пр. Академика Семенова, 1

Г. Калинников

Федеральный исследовательский центр проблем химической физики и медицинской химии
Российской академии наук

Email: ssp@icp.ac.ru
Россия, 142432, Московская обл., Черноголовка, пр. Академика Семенова, 1

А. Иванов

Федеральный исследовательский центр проблем химической физики и медицинской химии
Российской академии наук

Email: ssp@icp.ac.ru
Россия, 142432, Московская обл., Черноголовка, пр. Академика Семенова, 1

С. Шилкин

Федеральный исследовательский центр проблем химической физики и медицинской химии
Российской академии наук

Author for correspondence.
Email: ssp@icp.ac.ru
Россия, 142432, Московская обл., Черноголовка, пр. Академика Семенова, 1

References

  1. Серебрякова Т.И., Неронов В.А., Пешев П.Д. Высокотемпературные бориды. Челябинск: Металлургия, 1991. 368 с.
  2. Carenco S., Portehault D., Boissiere C., Mezailles N., Sanchez C. Nanoscaled Metal Borides and Phosphides: Recent Developments and Perspectives // Chem. Rev. 2013. V. 113. № 10. P. 7981–8065. https://doi.org/10.1021/cr400020d
  3. Demirskyi D., Vasylkiv O. Consolidation and Grain Growth of Tantalum Diboride During Spark Plasma Sintering // Ceram. Int. 2016. V. 42. P. 16396–16400. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2016.07.059
  4. Sani E., Mercatelli L., Meucci M., Balbo A., Musa C., Licheri R., Orrῠ R., Cao G. Optical Properties of Dense Zirconium and Tantalum Diborides for Solar Thermal Absorbers // Renewable Energy. 2016. V. 91. P. 340–346. https://doi.org/10.1016/j.renene.2016.01.068
  5. Andrievski R.A., Khatchoyan A.V. Nanomaterials in Extreme Environments, Fundamentals and Applications. Berlin: Springer, 2016. 107 p. https://doi.org/10.1007/978 –3–319–25331 –2
  6. Guo W.M., Zeng L.Y., Su G.K., Li H., Lin H.T., Wu S.H. Synthesis of TaB2 Powders by Borothermal Reduction // J. Am. Ceram. Soc. 2017. V. 100. № 6. P. 2368–2372. https://doi.org/10.1111/jace.14824
  7. Peshev P., Leyarovska L., Bliznakov G. On the Borothermic Preparation of Some Vanadium, Niobium and Tantalum Borides // J. Less-Common Met. 1968. V. 15. P. 259–267.
  8. Zoli L., Galizia P., Silvestroni L., Sciti D. Synthesis of Group ‖V and V Metal Diboride Nanocrystals via Borothermal Reduction with Sodium Borohydride // J. Am. Ceram. Soc. 2018. V. 101. P. 2627–2637.https://doi.org/10.1111/jace.15401
  9. You Y., Tan D.W., Guo W.M., Wu S.H., Lin H.T., Luo Z. TaB2 Powders Synthesis by Reduction of Ta2O5 with B4C // Ceram. Int. 2017. V. 43. P. 897–900.https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2016.09.193
  10. Jalaly M., Gotor F.J. A new Combustion Route for Synthesis of TaB2 Nanoparticles // Ceram. Int. 2018. V. 44. P. 1142–1146.https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2017.10.074
  11. Ma J., Du Y. A Convenient Inorganic Solvent Thermal Route to Nanocrystalline Tantalum Diboride // Chem. Lett. 2008. V. 37. № 5. P. 510–511. https://doi.org/10.1246/cl.2008.510
  12. Palani R. Jothi, Kunio Yubuta, Boniface P.T. Fokwa. A Simple, General Synthetic Route toward Nanoscale Transition Metal Borides // Adv. Mater. 2018. V. 30. № 14. P. 1704181-1–1704181-6. https://doi.org/10.1002/adma.201704181
  13. Макаренко Г.Н., Крушинская Л.А., Тимофеева И.И., Мацера В.Е., Васильковская М.А., Уварова И.В. Особенности формирования диборидов переходных металлов ‖V–V‖ в процессе механохимического синтеза // Порошковая металлургия. 2014. № 9/10. С. 24–32.
  14. Randich E. Low Temperature Chemical Vapor Deposition of TaB2 // Thin Solid Films. 1980. V. 72. P. 517–522.
  15. Rao L., Grillan E.G., Kaner R.B. Rapid Synthesis of Transition – Metal Borides by Solid – State Metathesis // J. Mater. Res. 1995. V. 10. № 2. P. 353–361.
  16. Илющенко Н.Г., Анфиногенов А.И., Шуров Н.И. Взаимодействие металлов в ионных расплавах. М.: Наука, 1991. 176 с.
  17. Семененко К.Н., Шилкин С.П., Бурнашева В.В., Коробов И.И., Волкова Л.С., Говоркова Л.В. Взаимодействие сплавов на разрезе CeFe2–LaFe2 с азотом в присутствии водорода // Журн. общ. химии. 1983. Т. 53. Вып. 5. С. 961–966.
  18. Фокин В.Н., Фокина Э.Э., Шилкин С.П. Синтез гидридов некоторых металлов в крупнокристаллическом состоянии // Журн. общ. химии. 1996. Т. 66. Вып. 8. С. 1249–1252.
  19. Экспериментальные методы в адсорбции и молекулярной хроматографии / Под ред. Киселева А.В. и Древинга В.П. М.: Изд-во МГУ, 1973. 447 с.
  20. Болгар А.С., Блиндер А.В. Термодинамические характеристики диборидов гафния и тантала в широкой области температур // Порошковая металлургия. 1989. № 2. С. 60–64.
  21. Donald R. Burgess, Jr. Thermochemical Data in NIST Chemistry WebBook, NIST Standard Reference Database Number 69/ Eds. P.J. Linstrom and W.G. Mallard. Gaithersburg: National Institute of Standards and Technology, 20899. https://doi.org/10.18434/T4D303
  22. Алешин В.Г., Харламов А.Н., Чудинов М.Г. Изучение поверхностного состояния тугоплавких соединений методом рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии // Изв. АН СССР. Неорган. материалы. 1979. Т. 15. № 4. С. 672–676.
  23. Анализ поверхности методами оже- и рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии / Под ред. Бриггса Д. и Сиха М.П. М.: Мир, 1987. 598 с.
  24. Attanassova E., Tyuliev G., Paskoleva A., Spassov D., Kostov K. XPS Study of N2 Annealing Effect on Thermal Ta2O5 Layers on Si // Appl. Surf. Sci. 2004. V. 225. P. 86–99. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2003.09.040
  25. Волкова Л.С., Шульга Ю.М., Шилкин С.П. Синтез наноразмерного диборида титана в расплаве безводного тетраборнокислого натрия // Журн. общ. химии. 2012. Т. 82. Вып. 5. С. 709–712.
  26. Кравченко С.Е., Домашнев И.А., Дремова Н.Н., Винокуров А.А., Шилкин С.П. Синтез наночастиц диборида ванадия взаимодействием аморфного бора с ванадием в ионных расплавах Na2B4O7 и KCl // Неорган. материалы. 2019. Т. 55. № 5. С. 481–485. https://doi.org/10.1134/S0002337X19050117
  27. Кравченко С.Е., Винокуров А.А., Дремова Н.Н., Надхина С.Е., Шилкин С.П. Синтез наночастиц диборида ниобия взаимодействием аморфного бора с ниобием в ионных расплавах KCl и Na2B4O7 // Журн. общ. химии. 2021. Т. 91. № 2. С. 326–328.
  28. Кравченко С.Е., Ковалев Д.Ю., Винокуров А.А., Дремова Н.Н., Ивано А.В., Шилкин С.П. Синтез и термоокислительная устойчивость наноразмерного диборида ниобия // Неорган. материалы. 2021. Т. 57. № 10. С. 1063–1072.https://doi.org/10.1134/S002016852110006X

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2.

Download (61KB)
Indexing metadata
3.

Download (1015KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2023 А.А. Винокуров, Д.Ю. Ковалев, Г.Р. Нигматуллина, И.И. Коробов, Н.Н. Дремова, Г.В. Калинников, А.В. Иванов, С.П. Шилкин

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies