Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Только для подписчиков

Синтез порошковой смеси LaB6-ZrB2 боротермическим восстановлением La(OH)3 и ZrO(OH)2, соосажденных в суспензии бора


https://doi.org/10.17073/1683-4518-2019-8-38-43

Полный текст:


Аннотация

Проведен синтез порошковой смеси эвтектического состава в системе LaB6-ZrB2 боротермическим восстановлением смеси La(OH)3 и ZrO(OH)2 в вакууме при температурах изотермической выдержки от 1200 до 1600 °С. Смесь гидроксидов получали совместным осаждением из водных растворов нитратов лантана и цирконила в суспензии аморфного бора. Исследовано влияние избытка бора на фазовый и элементный состав смеси боридов. Установлена зависимость дисперсности полученных порошков от температуры синтеза.


Об авторах

Д. Д. Несмелов
ФГБОУ ВО Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)
Россия

Кандидат технических наук



О. А. Кожевников
ФГБОУ ВО Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)
Россия

Кандидат химических наук



С. В. Вихман
ФГБОУ ВО Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)
Россия

Кандидат технических наук



Е. С. Новоселов
ФГБОУ ВО Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)
Россия


И. В. Шаталкина
ФГБОУ ВО Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)
Россия


Список литературы

1. Taran, А. Thermionic emission of LaB6-ZrB2 quasi binary eutectic alloy with different ZrB2 fibers orientation / A. Taran, D. Voronovich, D. Oranskaya [et al.] // Functional Materials. — 2013. — Vol. 20, № 4. — P. 485-488.

2. Paderno, Y. В. Thermionic properties of LaB6-(Ti06Zr0,4)B2 material / Y. В. Paderno, А. А. Taran, D. А. Voronovich [et al.] // Functional Materials. — 2008. — Vol. 15, № 1. — P. 63. http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/137229.

3. Berger, M. H. Local investigation of the emissive properties of LaB6-ZrB2 eutectics / M. H. Berger, T. C. Back, P. Soukiassian [et al.] // Journal of Materials Science. — 2017. — Vol. 52, № 10. — P. 5537-5543. https://link.springer.com/article/10.1007/s10853-017-0816-0.

4. Storms, E. K. Thermionic emission and vaporization behavior of the ternary systems of lanthanum hexaboride containing molybdenum boride, molybdenum diboride, zirconium diboride, gadolinium hexaboride, and neodymium hexaboride / E. K. Storms // J. Appl. Phys. — 1983. — Vol. 54, №. 2. — P. 1076-1081. https://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/1.332114.

5. Back T. C. Work function characterization of directionally solidified LaB6-VB2 eutectic / T. C. Back, A. K. Schmid, S. B. Fairchild [et al.] // Ultramicroscopy. — 2017. — Vol. 183. — P. 67-71. https://www.sciencedirect.com/science/artide/pii/S0304399116304156.

6. Yang, X. Microstructure, mechanical and thermionic emission properties of a directionally solidified LaB6-VB2 eutectic composite / X. Yang, P. Wang, Z. Wang [et al.] // Mater. Des. — 2017. — Vol. 133. — P. 299-306. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0264127517307463.

7. Hasan M. M. Low temperature synthesis of low thermionic work function (LaxBa1-x)B6 / M. M. Hasan, D. Cuskelly, H. Sugo [et al.] // J. Alloys Compd. — 2015. — Vol. 636. — P. 67-72. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0925838815005344.

8. Voronovich, D. А. Thermionic properties of lutetium borides single crystals / D. А. Voronovich, A. A. Taran, N. Y. Shitsevalova [et al.] // Functional Materials. — 2014. — Vol. 3. — P. 266-273. http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/120444.

9. Deng, H. Crystallographic characterization and indentation mechanical properties of LaB6-ZrB2 directionally solidified eutectics / H. Deng, E. C. Dickey, Y. Paderno [et al.] // Journal of Materials Science. — 2004. — Vol. 39, № 19. — P. 5987-5994. https://link.springer.com/article/10.1023/BJMSC.0000041695.40772.56.

10. Bogomol, I. High-temperature strength of directionally reinforced LaB6-TiB2 composite / I. Bogomol, T. Nishimura, O. Vasylkiv [et al.] // J. Alloys Compd. — 2010. — Vol. 505, №. 1. — P. 130-134. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0925838810011199.

11. Volkova, H. The influence of Ti addition on fracture toughness and failure of directionally solidified LaB6-ZrB2 eutectic composite with monocrystalline matrix / H. Volkova, V. Filipov, Y. Podrezov // J. Eur. Ceram. Soc. — 2014. — Vol. 34, № 14. — P. 3399-3405. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0955221914001678.

12. Bogomol, I. The bending strength temperature dependence of the directionally solidified eutectic LaB6-ZrB2 composite / I. Bogomol, T. Nishimura, Y. Nesterenko [et al.] // Journal of Alloys and Compounds. — 2011. — Vol. 509, № 20. — P. 6123-6129. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0925838811006335.

13. Paderno, Y. B. A new class of «in-situ» fiber reinforced boride composite ceramic materials / Y. B. Paderno // Advanced Multilayered and Fibre-Reinforced Composites. — Springer Netherlands, 1998. — P. 353-369. https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-94-007-0868-6_23.

14. Min, G. H. Mechanical properties of LaB6-ZrB2 composites / G. H. Min, R. Gao, H. S. Yu // Key Engineering Materials. — Trans Tech Publications. — 2005. — Vol. 297. — P. 1630-1638. https://www.scientific.net/KEM.297-300.1630.

15. Xiao, L. Origins of high visible light transparency and solar heat-shielding performance in LaB6 / L. Xiao, Y. Su, X. Zhou [et al.] // Appl. Phys. Lett. — 2012. — Vol. 101, № 4. — P. 041913. https://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/1.4733386.

16. Yoshio, S. Optical properties of group-3 metal hexaboride nanoparticles by first-principles calculations / S. Yoshio, K. Maki, K. Adachi // J. Chem. Phys. — 2016. — Vol. 144, № 23. — P. 234702. https://aip.scitation.org/doi/ abs/10.1063/1.4953849.

17. Mattox, T. M. Moving the plasmon of LaB6 from IR to near-IR via eu-doping / T. Mattox, D. Coffman, I. Roh [et al.] // Materials. — 2018. — Vol. 11, № 2. — P. 226. https://www.mdpi.com/1996-1944/11/2/226.

18. Qi, X. Experimental and theoretical investigation on tunable optical property of nanocrystalline Ca-doped CeB6 / X. Qi, L. Bao, L. Chao [et al.] // Physica B: Condensed Matter. — 2018. — Vol. 530. — P. 312-316. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0921452617309882.

19. Sani, E. Lanthanum hexaboride for solar energy applications / E. Sani, L. Mercatelli, M. Meucci [et al.] // Scientific Reports. — 2017. — Vol. 7, № 1. — P. 718. https://www.nature.com/articles/s41598-017-00749-w.

20. Monteverde, F. Effects of LaB6 addition on arc-jet convectively heated SiC-containing ZrB2-based ultra-high temperature ceramics in high enthalpy supersonic airflows / F. Monteverde, D. Alfano, R. Savino // Corrosion Science. — 2013. — Vol. 75. — С. 443-453. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0010938X13002722.

21. Ordan'yan, S. S. Interaction in the LaB6-ZrB2 system / S. S. Ordan'yan, Y. B. Paderno, I. K. Khoroshilova [et al.] // Powder Metall. Metal Ceram. — 1983. — Vol. 22, № 11. — P. 946-948. https://link.springer.com/article/10.1007%2FBF00805556?LI=true.

22. Ordan'yan, S. S. Interaction in the LaB6-HfB2 system / S. S. Ordan'yan, Y. B. Paderno, I. K. Khoroshilova [et al.] // Soviet Powder Metallurgy and Metal Ceramics. — 1984. — Vol. 23, № 2. — P. 157-159. https://link.springer.com/article/10.1007/BF00792275.

23. Ordan'yan, S. S. Interaction in the LaB6-CrB2 system / S. S. Ordan'yan, Y. B. Paderno, E. E. Nikolaeva [et al.] // Powder Metall. Metal Ceram. — 1984. — Vol. 23, № 5. — С. 387-389. https://link.springer.com/article/10.1007%2FBF00796605?LI=true.

24. Ordan'yan, S. S. Interaction in the GdB6-TiB2 system / S. S. Ordan'yan, E. E. Nikolaeva // Powder Metall. Metal Ceram. — 1987. — Vol. 26, № 1. — P. 51-53. https://link.springer.com/article/10.1007%2FBF00794265?LI=true.

25. Орданьян, С. С. Взаимодействие в системах GdB6-MVB2 / С. С. Орданьян, И. К. Хорошилова, Е. Е. Николаева // Неорганические материалы. — 1990. — Т. 26, № 8. — С. 1635-1637.

26. Loboda P. I. Phase relations in the LaB6-MoB2 system / P. I. Loboda, G. P. Kisla, I. I. Bogomol [et al.] // Inorg. Mater. — 2009. — Vol. 45, № 3. — P. 246-249. https://link.springer.com/article/10.1134/S0020168509030042.

27. Kysla, G. Ceramic materials of the quasi-binary LaB6-MoB2 system / G. Kysla, P. Loboda // Processing and Application of Ceramics. — 2007. — Vol. 1, № 1/2. — P. 19-22. http://www.tf.uns.ac.rs/publikacije/PAC/pdf/04%20PAC%2001.pdf.

28. Kysla, G. P. Structure of the eutectic in the LaB6-ScB2 system / G. P. Kysla, P. I. Loboda, L. Geshmati // Powder Metall. Metal Ceram. — 2014. — Vol. 53, № 7/8. — P. 479-484. https://link.springer.com/article/10.1007/s11106-014-9640-0.

29. Лобода, П. I. Евтектичш сплави систем LaB6-Me2B5 / П. I. Лобода, Г. П. Кисла, М. О. Сисоев [и др.] // Металознавство та обробка металiв. — 2010. — № 3. — С. 29. http://www.irbis-nbuv.gov.ua/cgi-bin/irbis_nbuv/cgiirbis_64.exe?C21COM=2&I21DBN=UJRN&P21DBN=UJRN&IMAGE_FILE_DOWNLOAD=1&Image_file_name=PDF/MOM_2010_3_9.pdf.

30. Ordan'yan, S. S. Phase relations in the LaBe-W2B5 system / S. S. Ordan'yan, D. D. Nesmelov, S. V. Vikhman // Inorg. Mater. — 2009. — Vol. 45, № 7. — P. 754-757. https://link.springer.com/artide/10.1134/S0020168509070097.

31. Gao, R. Fabrication and oxidation behavior of LaB6-ZrB2 composites / R. Gao, G. Min, H. Yu [et al.] // Ceram. Int. — 2005. — Vol. 31, № 1. — P. 15-19. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0272884204002895.

32. Chen, C. M. Microstructure, mechanical performance and oxidation mechanism of boride in situ composites / C. M. Chen, L. T. Zhang, W. C. Zhou [et al.] // Comp. Sci. Technol. — 2001. — Vol. 61, № 7. — P. 971-975. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0266353800001871.

33. Wang, X. Spark plasma sintering of LaB6-(Ti,Zr)B2 composites / X. Wang, J. X. Zhang, X. Y. Yang [et al.] // Advances in Applied Ceramics. — 2017. — Vol. 116, № 3. — P. 132-137. https://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/17436753.2016.1264139.

34. Yang, X. Spark plasma sintering of SiC-LaB6 composite / X. Yang, X. Wang, P. Wang [et al.] // J. Alloys Compd. — 2017. — Vol. 704. — P. 329-335. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0925838817304498.

35. Ordanyan, S. S. Nonoxide high-melting point compounds as materials for extreme conditions / S. S. Ordanyan, S. V. Vikhman, D. D. Nesmelov [et al.] // Advances in Science and Technology. — 2014. — Vol. 89. — P. 47-56. https://www.scientific.net/AST.89.47.

36. Орданьян, С. С. Рост зерен при свободном спекании керамик на основе тугоплавких боридов LaB6, TiB2 и W2B5 / С. С. Орданьян, Д. Д. Несмелов // Огнеупоры и техническая керамика. — 2014. — № 3. — С. 24-31. https://www.researchgate.net/profile/Dmitriy_Nesmelov/publication/323686165_Rost_zeren_pri_svobodnom_spekanii_keramik_na_osnove_tugoplavkih_boridov_LaB6_TiB2_i_W2B5/links/5aa441e3aca272d448b8ebb4/Rost-zeren-pri-svobodnom-spekanii-keramik-na-osnove-tugoplavkih-boridov-LaB6-TiB2-i-W2B5.pdf.

37. Chen, C. M. Characterization of LaB6-ZrB2 eutectic composite grown by the floating zone method / C. M. Chen, L. T. Zhang, W. C. Zhou // J. Crys. Growth. — 1998. — Vol. 191, № 4. — P. 873-878. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022024898003583.

38. Chen, W. T. Directionally solidified boride and carbide eutectic ceramics / W. T. Chen, R. M. White, T. Goto [et al.] // J. Am. Ceram. Soc. — 2016. — Vol. 99, № 6. — P. 1837-1851. https://ceramics.onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1111/jace.14287.

39. Paderno, Y. B. Directionally crystallized ceramicfiber-reinforced boride composites / Y. B. Paderno, V. N. Paderno, V. B. Filippov // Refract. Ind. Ceram. — 2000. — Vol. 41, № 11. — P. 373-378. https://link.springer.com/article/10.1023%2FA%3A1011334230820?LI=true.

40. Bogomol, I. Directionally solidified ceramic eutectics for high-temperature applications / I. Bogomol, P. Loboda // MAX Phases and Ultra-High Temperature Ceramics for Extreme Environments. — 2013. — P. 303. https://www.igi-global.com/chapter/directionally-solidified-ceramic-eutectics-for-high-temperature-applications/80036.

41. Deng, H. Interface crystallography and structure in LaB6-ZrB2 directionally solidified eutectics / H. Deng, E. C. Dickey, Y. Paderno // J. Am. Ceram. Soc. — 2007. — Vol. 90, № 8. — P. 2603-2609. https://ceramics.onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1111/j.1551-2916.2007.01812.x.

42. Орданьян, С. С. Физико-химический базис создания новой керамики с участием боросодержащих тугоплавких соединений и практика его реализации / С. С. Орданьян, В. И. Румянцев, Д. Д. Несмелов [и др.] // Новые огнеупоры. — 2012. — № 3. — С. 153-156. [Ordan'yan, S. S. Physicochemical basis of creating new ceramics with participation of boron-containing refractory compounds and its practical implementation / S. S. Ordan'yan, V. I. Rumyantsev, D. D. Nesmelov [et al.] // Refract. Ind. Ceram. — 2012. — Vol. 53, № 2. — P. 108-111. https://link.springer.com/article/10.1007/s11148-012-9473-7.]

43. Thangadurai, P. Phase stabilization and structural studies of nanocrystalline La2O3-ZrO2 / P. Thangadurai, A. C. Bose, S. Ramasamy // Journal of Materials Science. — 2005. — Vol. 40, № 15. — С. 3963-3968. https://link.springer.com/article/10.1007/s10853-005-2831-9.

44. Gonell, F. One step microwave-assisted synthesis of nanocrystalline WOx-ZrO2 acid catalysts / F. Gonell, D. Portehault, B. Julian-Lopez [et al.] // Catalysis Science & Technology. — 2016. — Vol. 6, №. 23. — P. 8257-8267. https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2016/cy/c6cy01082b/unauth#!divAbstract.

45. Aghaeenejad, N. Fabrication and nano structural study on La2O3-Co3O4-ZrO2 composite / N. Aghaeenejad, A. Bahari, M. Riazian [et al.] // International Journal of Nano Dimension. — 2015. — Vol. 6. — P. 39-44. https://web.a.ebscohost.com/abstract?direct=true&profile=ehost&scope=site&authtype=crawler&jrnl=20088868&AN=96018643&h=vuYdBscXlIfA5G0ODlXKTTXpQQGTuxG0Spsg9IYiBQD0KRcq%2bLSErhT%2bVa5yfxty9cnOCV1mITC358T6C0R6DA%3d%3d&crl=c&resultNs=AdminWebAuth&resultLocal=ErrCrlNotAuth&crlhashurl=login.aspx%3fdirect%3dtrue%26profile%3dehost%26scope%3dsite%26authtype%3dcrawler%26jrnl%3d20088868%26AN%3d96018643.


Дополнительные файлы

Для цитирования: Несмелов Д.Д., Кожевников О.А., Вихман С.В., Новоселов Е.С., Шаталкина И.В. Синтез порошковой смеси LaB6-ZrB2 боротермическим восстановлением La(OH)3 и ZrO(OH)2, соосажденных в суспензии бора. Новые огнеупоры. 2019;(8):38-43. https://doi.org/10.17073/1683-4518-2019-8-38-43

For citation: Nesmelov D.D., Kozhevnikov O.A., Vikhman S.V., Novoselov E.S., Shatalkina I.V. Synthesis of LaBe-ZrBz powder mixture by borothermal reduction of La(OHh and ZrO(OH)2 co-precipitated in a boron suspension. NOVYE OGNEUPORY (NEW REFRACTORIES). 2019;(8):38-43. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/1683-4518-2019-8-38-43

Просмотров: 44

Обратные ссылки

  • Обратные ссылки не определены.


ISSN 1683-4518 (Print)