Термодинамічний аналіз перспективних реакцій отримання додекабориду алюмінію AlB12 із промислово-доступних безкисневих вихідних речовин

O. Vasiliev, V. Muratov, T. Duda

Анотація


В роботі здійснений аналіз термодинаміки перебігу реакцій синтезу додекабориду алюмінію із безкисневих промислово доступних реагентів, взаємодією алюмінію в конденсованому та газоподібному стані із нітридом та карбідом бору. Показано, що обидві реакції є термодинамічно вигідними за низьких температур в більшій мірі, аніж за високих, і ймовірність їх перебігу суттєво зростає при використанні алюмінію у газоподібному стані у порівнянні з конденсованим алюмінієм. Розраховані значення та аналіз внесків, які формують величину енергії Гіббса та констант рівноваги однозначно демонструють переваги реакції алюмінію з нітридом бору. Обмеження, що накладаються можливим поліфазним складом продукту за рахунок утворення дибориду алюмінію за температур нижче 9700C, вимагають застосування температури синтезу понад 10000C. Запропоновані гіпотетичні механізми взаємодії алюмінію з боровмісними сполуками за двома реакціями відрізняються місцем взаємодії — будь-яка точка поверхні кожного шару при використанні BN або тільки відкрита поверхня для B4C — та характером транспорту учасників реакції в реакційній зоні. З результатів аналізу запропоновані орієнтовні технологічні умови синтезу: вакуумний термічний синтез для забезпечення безкисневого середовища та температура понад 10000C, для уникнення утворення дибориду алюмінію AlB2.
Ключові слова: термодинамічний аналіз, енергія Гіббса, константа рівноваги, ентальпія, ентропія, додекаборид алюмінію, алюміній, нітрид бору, карбід бору, диборид алюмінію.

Посилання


B. A. Galanov, V. V. Kartuzov, O. N. Grigoriev et al., Procedia Eng. 58, 328 (2013).

K. A. Schwetz, L. S. Sigl, J. Greim, and H. Knoch, Wear 181-183, 148 (1995).

T. Murakami and H. Inui, Tribol. Int. 74, 38 (2014).

Y. Kumart, G. A. Kumar, and T. Madhusudhan, International Research Journal of Engineering and Technology (5), 860 (2016).

K. Sairam, J. K. Sonber, T. S. R. C. Murthy et al., Int. J. Refract. Met. Hard Mater. 35, 32 (2012).

W. Dongshan, Y. He, Z. Ying, and X. U. E. Xiangxin, J. Chinese Ceram. Soc. 36(10), 2 (2008).

C. Subramanian, A. K. Suri, Technol. Dev. Artic. (313), 14 (2010).

P. Barvitski, T. Prikhna, V. Muratov et al., Bulletin of the National Technical University of Ukraine KhPI - Mechanical-Technological Systems and Complexes 50(1222), 14 (2016).

V. Domnich, S. Reynaud, R. Haber, M. Chhowalla, J. Am. Ceram. Soc. 94(11), 3605 (2011).

D. Mirkovi, J. Gröbner, R. Schmid-Fetzer, O. Fabrichnaya, and H. L. Lukas, J. Alloys Compd. 384(1-2), 168 (2004).

P Kisly, V. Neronov, T. Prikhna, Y. Bevza, Aluminum Borides (Naukova Dumka, Kyiv, 1990).

J. C. Viala, J. Bouix, G. Gonzalez, and C. Esnouf, J. Mater. Sci. 32(17), 4559 (1997).

A. Koroglu and D. P. Thompson, J. Eur. Ceram. Soc. 32(12), 3501 (2012).

V. Glushko, L. Gurvich, G. Bergman et al., Thermodynamic Properties of Individual Substances, 3-d ed. (Nauka, Moscow, 1981).

A. Alekseev, G. Bovkun, A. Bolgar et al., Properties, obtaining and applications of refractory compounds (Metallurgia, Moscow, 1986).


Повний текст: PDF (English)
7 :: 18

Посилання

  • Поки немає зовнішніх посилань.