Везде

ОХНМЖурнал неорганической химии Russian Journal of Inorganic Chemistry

  • ISSN (Print) 0044-457X
  • ISSN (Online) 3034-560X

Высокотемпературное масс-спектрометрическое изучение испарения оксикарбидной керамики на основе МАХ-фаз

Вы можете
Код статьи
10.31857/S0044457X24030189-1
DOI
10.31857/S0044457X24030189
Тип публикации
Статья
Статус публикации
Опубликовано
Авторы
Ворожцов В. А.
  • Аффилиация: Институт химии силикатов им. И.В. Гребенщикова РАН
Том/ Выпуск
Том 69 / Номер выпуска 3
Страницы
448-462
Аннотация
Изучены процессы испарения карбидных материалов химического состава Ti2SiC, Ti3SiC2, Ti2AlC, Ti3AlC2, Zr2AlC и Zr3AlC2, содержащих МАХ-фазы, а также оксикарбидных систем на их основе с добавлением HfO2 масс-спектрометрическим эффузионным методом Кнудсена до температуры 2200 K. Установлено, что основной молекулярной формой пара над образцами состава Ti2AlC, Ti3AlC2, Zr2AlC и Zr3AlC2 при температуре 1٥00 K является атомарный алюминий. Образцы, содержащие кремний, менее летучи, по сравнению с карбидными материалами с алюминием, и переходят в пар при температурах >1900 K с образованием газообразных Si, Si2, SiC2 и Si2C. Введение оксидa гафния в изученные карбиды приводит к появлению в паре кислородсодержащих молекулярных форм, в частности Al2O и SiO, и уменьшению общего давления пара над образующимися системами. Показано, что наиболее труднолетучими являются образцы оксикарбидной системы Ti2SiC–HfO2, а среди оксикарбидных систем, содержащих алюминий, – образцы системы Zr2AlC–HfO2 при содержании оксида гафния до 10 мол. % и системы Ti2AlC–HfO2 при большем содержании HfO2.
Ключевые слова
масс-спектрометрический эффузионный метод Кнудсена испарение карбидные МАХ-фазы давление пара
Дата публикации
17.09.2025
Год выхода
2025
Всего подписок
0
Всего просмотров
11

Библиография

  1. 1. Barsoum M.W. // Prog. Solid State Chem. 2000. V. 28. № 1–4. P. 201. https://doi.org/10.1016/S0079-6786 (00)00006-6
  2. 2. Radovic M., Barsoum M.W. // Am. Ceram. Soc. Bull. 2013. V. 92. № 3. P. 20. https://bulletin-archive.ceramics.org/is-cacheable/1605850406926/ucujko.pdf
  3. 3. Gonzalez-Julian J. // J. Am. Ceram. Soc. 2021. V. 104. № 2. P. 659. https://doi.org/10.1111/jace.17544
  4. 4. Kovalev D.Y., Luginina M.A., Vadchenko S.G. // Russ. J. Inorg. Chem. 2017. V. 62. № 12. P. 1638. https://doi.org/10.1134/S0036023617120117
  5. 5. Simonenko E.P., Simonenko N.P., Nagornov I.A. // Russ. J. Inorg. Chem. 2022. V. 67. № 5. P. 705. https://doi.org/10.1134/S0036023622050187
  6. 6. Simonenko E.P., Simonenko N.P., Nagornov I.A. et al. // Russ. J. Inorg. Chem. 2022. V. 67. № 11. P. 1838. https://doi.org/10.1134/S0036023622601222
  7. 7. Hoffman E.N., Vinson D.W., Sindelar R.L. et al. // Nucl. Eng. Des. 2012. V. 244. P. 17. https://doi.org/10.1016/j.nucengdes.2011.12.009
  8. 8. Lee W.E., Giorgi E., Harrison R. et al. // Ultra-High Temp. Ceram. Mater. Extrem. Environ. Appl. Hoboken: John Wiley & Sons, Inc., 2014. P. 391. https://doi.org/10.1002/9781118700853.ch15
  9. 9. Galvin T., Hyatt N.C., Rainforth W.M. et al. // Nucl. Mater. Energy. 2020. V. 22. P. 100725. https://doi.org/10.1016/j.nme.2020.100725
  10. 10. Альмяшев В.И., Столярова В.Л., Крушинов Е.В. и др. // Технологии обеспечения жизненного цикла ядерных энергетических установок. 2023. Т. 31. № 1. С. 60. https://doi.org/10.52069/2414-5726_2023_1_31_60
  11. 11. Wen Z., Tang Z., Meng H. et al. // Corros. Sci. 2022. V. 207. P. 110574. https://doi.org/10.1016/j.corsci.2022.110574
  12. 12. Казенас Е.К., Цветков Ю.В. // Испарение карбидов. М.: Красанд, 2017. https://www.rfbr.ru/rffi/portal/books/o_2053121
  13. 13. Rinehart G.H., Behrens R.G. // J. Chem. Thermodyn. 1980. V. 12. № 3. P. 205. https://doi.org/10.1016/0021-9614 (80)90038-5
  14. 14. Drowart J., De Maria G., Inghram M.G. // J. Chem. Phys. 1958. V. 29. № 5. P. 1015. https://doi.org/10.1063/1.1744646
  15. 15. Cao Z., Xie W., Jung I.H. et al. // Metall. Mater. Trans. B: Process Metall. Mater. Process. Sci. 2015. V. 46. № 4. P. 1782. https://doi.org/10.1007/s11663-015-0344-8
  16. 16. Stearns C.A., Kohl F.J. // Mass spectrometric determination of the dissociation energies of titanium dicarbide and titanium tetracarbide. NASA Technical Note D-5653. Cleveland, 1970.
  17. 17. Li Y.L., Ishigaki T. // Mater. Sci. Eng. A. 2003. V. 345. № 1–2. P. 301. https://doi.org/10.1016/S0921-5093 (02)00506-3
  18. 18. Stearns C.A., Kohl F.J. // High-temperature mass spectrometry – Vaporization of group 4-B metal carbides. NASA Technical Note D-7613, Cleveland, 1974. https://ntrs.nasa.gov/search.jsp?R=19740012680 (accessed March 24, 2020)
  19. 19. Keast V.J., Harris S., Smith D.K. // Phys. Rev. B. 2009. V. 80. № 21. P. 214113. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.80.214113
  20. 20. Sauceda D., Singh P., Falkowski A.R. et al. // npj Comput. Mater. 2021. V. 7. № 1. P. 6. https://doi.org/10.1038/s41524-020-00464-7
  21. 21. Perevislov S.N., Sokolova T.V., Stolyarova V.L. // Mater. Chem. Phys. 2021. V. 267. P. 124625. https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2021.124625
  22. 22. Perevislov S.N., Semenova V.V., Lysenkov A.S. // Russ. J. Inorg. Chem. 2021. V. 66. № 8. P. 1100. https://doi.org/10.1134/S0036023621080210
  23. 23. Perevislov S.N., Arlashkin I.E., Lysenkov A.S. // Refract. Ind. Ceram. 2022. V. 63. № 2. P. 215. https://doi.org/10.1007/S11148-022-00709-6
  24. 24. Арлашкин И.Е., Перевислов С.Н. // Материаловедение. 2023. № 6. С. 16. https://doi.org/10.31044/1684-579X-2023-0-6-16-21
  25. 25. Arlashkin I.E., Perevislov S.N., Stolyarova V.L. // Russ. J. Gen. Chem. 2023. V. 93. № 4. P. 881. https://doi.org/10.1134/S107036322304014X
  26. 26. Perevislov S.N., Arlashkin I.E., Stolyarova V.L. // J. Am. Ceram. Soc. 2023. V. 107. P. 488. https://doi.org/10.1111/jace.19419
  27. 27. Hilpert K. // Rapid Commun. Mass Spectrom. 1991. V. 5. № 4. P. 175. https://doi.org/10.1002/rcm.1290050408
  28. 28. Drowart J., Chatillon C., Hastie J. et al. // Pure Appl. Chem. 2005. V. 77. № 4. P. 683. https://doi.org/10.1351/pac200577040683
  29. 29. Lopatin S.I., Shugurov S.M., Tyurnina Z.G. et al. // Glass Phys. Chem. 2021. V. 47. № 1. P. 38. https://doi.org/10.1134/S1087659621010077
  30. 30. Lopatin S.I. // Glass Phys. Chem. 2022. V. 48. № 2. P. 117. https://doi.org/10.1134/S1087659622020055
  31. 31. Paule R.C., Mandel J. // Pure Appl. Chem. 1972. V. 31. № 3. P. 371. https://doi.org/10.1351/pac197231030371
  32. 32. Mann J.B. // J. Chem. Phys. 1967. V. 46. № 5. P. 1646. https://doi.org/10.1063/1.1840917
  33. 33. Meyer R.T., Lynch A.W. // High Temp. Sci. 1973. V. 5. № 3. P. 192.
  34. 34. Lias S.G., Bartmess J.E., Liebman J.F. et al. // J. Phys. Chem. Ref. Data. 1988. V. 17. Suppl. 1. P. 861.
QR
Перевести

Индексирование

Scopus

Scopus

Scopus

Crossref

Scopus

Высшая аттестационная комиссия

При Министерстве образования и науки Российской Федерации

Scopus

Научная электронная библиотека