ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Плазмохимические и газофазные методы из "Физикохимия неорганических полимерных и композиционных материалов" Использование метода конденсирования продуктов плазмохимических и газофазных реакций дает возможность получать многие тугоплавкие и твердые вещества нитриды, оксиды, бориды, карбиды, а также простые вещества в ультрадисперсном состоянии. Наиболее универсальным процессом является конденсация продуктов плазмохимических и газофазных реакций в плазмотронах дуговых высокочастотных, сверхвысокочастотных и др. Проведение реакций взаимодействия металла М (А1, Т1, Zr, W и др.) с азотом (N- MN), либо восстановление их хлоридов в азотводородной плазме (2M ln + H2-bN2- - 2MN + 2nH l) осуществляется за счет испарения металла и подачи его навстречу потоку газа (плазмы) [122—124]. Особенности поведения веществ при высоких температурах и сложный состав некоторых продуктов реакций обусловлены состоянием равновесия различных компонентов плазмы. На рис. 3.36—3.38 приведены характерные данные для кислород- и азотсодержащей плазмы, а также плазмы, в которой синтезируются тугоплавкие соединения титана [115, 123, 124]. [c.100] Указанные выше достоинства плазмохимических порошков обусловлены их высокой дисперсностью, но последнее вызывает активную адсорбцию порошками трудноудаляемых газов N2, О2, С1г, Н2О и гидролиз [А1Ы + ЗН20 А1(0Н)з + НзЫ]. Кроме того, высокая поверхностная активность порошков приводит к понижению начала температуры окисления примерно на 200 К и снижению энергии активации в 2 раза. Следовательно, при длительном хранении плазмохимических порошков необходимо принять дополнительные меры по пассивации их поверхности. [c.101] Возможность легкого протекания процесса адсорбции газов, так же как и реакции гидролиза нитридов, обусловливает возможность применения этих порошков в других областях, напри-мер для фиксации атмосферного азота с последующим выделением аммиака и высокодисперсного порошка гидроксида металла А1(0Н)з. [c.101] Следует отметить, что фиксация фосфором азота термодинамически осуществима лишь при высоких температурах (низкотемпературная плазма). Так, при 3500 К продукты синтеза содержат смеси нитридов фосфора и элементного фосфора, которые при последующей водно-азотной обработке гидролизуются. Этим путем можно получать смеси фосфатов аммония, используемые как источники питания растений. Химически стойкие порошки РхЫу с размером частиц 0,6—2,5 мкм образуются при электронно-ионизационном разряде. [c.102] Карбид титана Т1С стехиометрического состава дисперсностью 10— 500 нм или карбид бора получают восстановлением их хлоридов в водородной плазме в присутствии углеводородов или их галогенпроизводных. Низкотемпературным синтезом р-51С в Аг-, К- или Н-плазме из 51 или 5102 были получены смеси продуктов, содержащих 60—70% 51, а также С, 510 и аморфный 5 . Эти смеси пригодны для создания малоплотного (р яг 1,3 г/см ) высокопористого ( 50%) композиционного огнеупорного материала. В ВЧ-плазме могут быть получены ультрамикроусы 51С диаметром в 5— 80 нм и длиной 1500 нм. [c.102] Тугоплавкие высокодисперсные оксиды ЗЮг, АЬОз и ТЮг и др. также получают в плазме. Из макропорошков А1 (30—50 мкм) в индукционной кислородной плазме получают смесь метастабильных частиц -АЬОз (с = =30—400 нм) и а-АЬОз ( =120 нм) [181]. В плазме проводят и измельчение частиц ЗЮг и А Оз от размера 100—700 до 30—60 нм [123]. При этом одновременно происходит округление форм частиц. [c.102] Таким образом, при проведении плазмохимических реакций выдерживают следующие параметры Т = 2000—20 ООО К, Р = = 1 Па — 5 МПа. При этом энергия частиц достигает 1 МэВ продолжительность пребывания в состоянии плазмы—10 — 10 с [125]. Обычно это низкотемпературная плазма. Используя ее, можно промышленным способом получать УДЧ ЗЮг, ОеОг, ТЮг, А1М, Т1Ы. В высокочастотном разряде образуются сферические частицы а-АЬОз с 5уд=150 м /г (с =10 нм). Возникают двойные системы Ог — В2О3 или ЗЮг — ОеОг. Нитриды образуются в виде микромонокристаллов с = 50—100 нм. [c.103] Вернуться к основной статье