К ВОПРОСУ О НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОМ СИНТЕЗЕ ДИБОРИДА ТИТАНА
Горланов Евгений Сергеевич , Уголков Валерий Леонидович
2018 / Том 22 №2 (133) 2018 [ Металлургия и материаловедение ]
ЦЕЛЬ. Определение температурных интервалов процессов дегидратации и фазовой трансформации исходных компонентов смеси TiО2-B2О3-C - сахарозы, гидратированных оксидов титана и бора в различных условиях синтеза диборида титана. МЕТОДЫ. Термический анализ реакционной смеси на установке синхронного термического анализа STA 429СD (NETZSCH) с использованием платино-платинородиевого держателя для образцов типа «TG+DSC» в атмосферах гелия, аргона, вакуума и воздуха. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ. Превращение борной кислоты происходит при температурном интервале 73÷450°С в три этапа: на первом - с удалением 1 моля воды ортоборная кислота H2TiO3 переходит в метаборную HBO2 , которая с дальнейшим испарением влаги превращается в борный ангидрид В2О3 . На третьем этапе полное удаление влаги происходит в течение плавления оксида бора в температурном интервале 300÷600°С. Допированный фтором гелеобразный оксид титана TiO(OH)2-xFx теряет влагу при 65÷130°С, но только после нагрева выше 700°С его аморфная форма TiO2-xFx претерпевает свой первый фазовый переход в кристаллическую анатазную модификацию а-TiO2 . Наибольшая трансформация и глубина восстановления оксида титана происходят при нагреве реакционной смеси в атмосфере воздуха. Пиролиз сахарозы C12H22O11 до полного удаления влаги и выделения активного углерода является превалирующим процессом в широком температурном интервале 350÷740°С. ВЫВОДЫ. По результатам термического анализа образцов исходного реакционного состава в различных атмосферных условиях установлены температурные интервалы процессов дегидратации и трансформации компонентов смеси. Установленные закономерности необходимо учитывать и использовать при осуществлении низкотемпературного синтеза диборида титана TiВ2 .
Ключевые слова:
анатаз-рутил трансформация, карботермическое восстановление, низкотемпературный синтез, диборид титана, динамический вакуум, регулируемая атмосфера
Библиографический список:
- Кановская М. Сахар. Серия: Лекарство или яд. М.: АСТ, 2007. 159 с.
- Позин М.Е. Технология минеральных солей (удобрений, пестицидов, промышленных солей, окислов и кислот): в 2 т. Борный ангидрид, ч. 1; 4-е изд. Л.: Химия, 1974. 792 с.
- Григоровская В.А., Шашкин Д.П., Западинский Б.И. О низкотемпературных превращениях ортоборной кислоты // Химическая физика. 2009. Т. 28. № 8. С. 72–77.
- Balci S. Boron oxide production kinetics using boric acid as raw material / S. Balci, N.A. Sezgi, E. Eren // Ind Eng Chem Res. 2012. Vol. 51. № 34. P. 11091–11096.
- Derun, E. M. Characterization and Thermal Dehydration Kinetics of Highly Crystalline Mcallisterite, Synthesized at Low Temperatures / E.M. Derun and F.T. Senberber // The Scientific World Journal. 2014. Vol. 2014. 10 p.
- Андрущенко В.П., Кашурин А.Н. Термический анализ сахаросодержащих сиропов // Известия ВУЗов. Пищевая технология. 1990. № 4. С. 89–91.
- Sevim F., Demir F., Bilen M. and Okur H. Kinetic analysis of thermal decomposition of boric acid from thermogravimetric data // Korean Journal of Chemical Engineering. 2006. Vol. 23. № 5. P. 734–738.
- Derun E.M., Kipcak A.S., Senberber F.T. and Yilmaz M.S. Characterization and thermal dehydration kinetics of admontite mineral hydrothermally synthesized from magnesium oxide and boric acid precursor // Research on Chemical Intermediates. 2015. Vol. 41. Issue 2. P. 853–866.
- Rotaru A. Thermal and kinetic study of hexagonal boric acid versus triclinic boric acid in air flow // J. Therm. Anal. Calorim. 2016. Vol. 127. P. 755–63.
- Nazarenko O.B., Bukhareva P.B., Melnikova T.V., Visakh P.M. Effect of Boric Acid on Volatile Products of Thermooxidative Degradation of Epoxy Polymers // Journal of Physics. Conference Series. 2016. Vol. 671. No. 1. 012041 р.
- Aghili. S., Panjepour M., Meratian M. Kinetic analysis of formation of boron trioxide from thermal decomposition of boric acid under non-isothermal conditions // Journal of Thermal Analysis and Calorimetry. 2017. P. 1–13.
- Седнева Т.А., Локшин Э.П., Беляевский А.Т., Калинников В.Т. Зависимость фазовых переходов и фотокаталитической активности наноразмерного диоксида титана от допирования фторид-ионами // Перспективные материалы. 2007. № 6. С. 49–55.
- Смирнова В.В. Божко П.В., Коновчук Т.В. Разработка технологии получения нанопористого сорбента на основе диоксида титана для очистки питьевой воды // Современные техника и технологии: сборник трудов XVIII Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых: в 3 т. (г. Томск, 9–13 апреля 2012 г). Томск, 2012. Т. 3. С. 393–394.
- Горланов Е.С., Бажин В.Ю., Федоров С.Н. Низкотемпературное фазообразование в системе Ti-B-C-O // Цветные металлы. 2017. № 8. С. 76–81.
Файлы: