Abstract: Представлены результаты исследования процесса синтеза высокодисперсного порошка диборида хрома. Диборид хрома был получен восстановлением оксида хрома Cr2O3 нановолокнистым углеродом (НВУ) и карбидом бора в индукционной печи в среде аргона. НВУ - продукт каталитического разложения легких углеводородов. Основной характеристикой НВУ является высокое значение площади удельной поверхности (~150 000 м2/кг), что существенно выше, чем у сажи (~50 000 м2/кг). Содержание примесей в НВУ находится на уровне 1 % (по массе). Использованный в качестве реагента карбид бора характеризовался высокой дисперсностью (на уровне ~2 мкм) и незначительным содержанием примесей - не более 1,5 % (по массе). На основе анализа диаграммы состояния системы Cr - В определены состав шихты и верхний температурный предел реакции боридообразования для получения диборида хрома &В2 в порошкообразном состоянии. На основе термодинамического анализа определена температура начала реакции восстановления оксида хрома Cr2O3 углеродом и карбидом бора при различных давлениях СО. Состав и характеристики диборида хрома изучены с использованием рентгенофазового анализа, метода атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой (АЭС-ИСП), сканирующей электронной микроскопии с применением локального энергодисперсионного рентгеновского микроанализа (EDX), низкотемпературной адсорбции азота с последующим определением удельной поверхности по методу БЭТ, седиментационного анализа, синхронной термогравиметрии и дифференциальной сканирующей калориметрии (Tr/ДСК). Полученный при оптимальных параметрах материал представлен одной фазой - диборидом хрома &В2 . Содержание примесей в дибориде хрома не превышает 2,5 % (по массе). Частицы порошка преимущественно агрегированы. Средний размер частиц и агрегатов составляет 7,95 мкм с широким диапазоном распределения по размерам. Площадь удельной поверхности однофазного образца составляет 3600 м2/кг. Окисление диборида хрома начинается при температуре 430 °С и при достижении температуры 1000 °С степень окисления составляет примерно 25 %. Оптимальными параметрами синтеза являются соотношение реагентов по стехиометрии на получение диборида хрома при температуре 1700 °С и времени выдержки 20 мин. Показано, что для такого процесса нановолокнистый углерод является эффективным реагентом и что оксид хрома Cr2O3 практически полностью восстанавливается до диборида хрома.

Cite: Крутский Ю.Л. , Дюкова К.Д. , Кузьмин Р.И. , Нецкина О.В. , Иорх А.Е.
Синтез высокодисперсного диборида хрома с использованием нановолокнистого углерода
Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. 2018. Т.61. №10. С.800-806. DOI: 10.17073/0368-0797-2018-10-800-806RSCI Scopus РИНЦ AN OpenAlex

Files: Full text from publisher

Dates:

Submitted:	Jun 6, 2018
Published print:	Oct 1, 2018
Published online:	Nov 14, 2018

Identifiers:

RSCI:	RSCI:36394351
Scopus:	2-s2.0-85062534900
Elibrary:	36394351
Chemical Abstracts:	2020:175285
OpenAlex:	W3175134586

Citing:

DB	Citing
Elibrary	5
Scopus	2
OpenAlex	2

Altmetrics: