Добірка наукової літератури з теми "Аналіз рентгенофазовий"

Досліджено вплив потужності магнетрона і співвідношення тисків робочих газів Ar/O2 на мікроструктуру та оптичні властивості плівок Zn0,9Cd0,1O. Плівки осаджено методом магнетронного розпилювання на постійному струмі при температурі підкладки 250 ºC. Дослідження морфології поверхні, здійснені за допомогою атомно-силової мікроскопії (АСМ), і рентгенофазовий аналіз (РФА) виявили сильний вплив технологічних параметрів осадження на мікроструктуру плівок. РФА аналіз показав, що всі вирощені плівки є полікристалічними і однофазними. Встановлено, що зростанняпарціального тиску аргону в газовій суміші Ar:O2 сприятливо впливає на кристалічну структуру твердих розчинів Zn0,9Cd0,1O. Обговорено особливості контролю ширини забороненої зони та морфології поверхні твердих розчинів Zn0,9Cd0,1O шляхом зміни параметрів вирощування.

Природні глинисті мінерали з заданими характеристиками є перспективними матері- алами для вирішення широкого кола актуальних наукових завдань, пов’язаних з розробкою нових композитних матеріалів, каталізаторів і сорбентів в технологіях водоочищення. Природні шаруваті силікати володіють рядом унікальних властивостей, таких як здатність до іонного обміну, висока катіонно-обмінна ємність, мікро- і нанопорувата структура, наявність поверхневих активних центрів різної природи. Завдяки цим власти- востям вони широко використовуються, як високоефективні компоненти для відокрем- лення сполук різної природи й очищення стічних вод, насичених вуглеводнів, розділення гомогенних сумішей газів і рідин, для знешкодження радіоактивних ізотопів, у фармації і косметології. Особливістю шаруватих силікатів є здатність до інтеркаляції полярних рідин з роз- ширенням міжпакетного простору і подальшим розшаровуванням на окремі шари. Ця властивість активно використовується, наприклад, при розробці полімер-неорганічних нанокомпозитів. У роботі виконані дослідження фазового, елементного складу глинистих порід Полозького родовища за допомогою сучасних методів аналізу – рентгенофазового ана- лізу, електронної мікроскопії (електронний мікроскоп JSM-6390LV), ІЧ-спектроскопії (Фур’є ІЧ спектрофотометр Spectrum One (Perkin Elmer)), елементного аналізу (спек- трометр XSAM-800 Kratos). За допомогою елементного аналізу розраховано брутто формулу глинистого мінералу. ІЧ спектроскопічне дослідження показало, що в тетра- едричних і октаедричних позиціях каолініту присутні катіони Мg2 +, Fe3 + і Ti4 +. Ана- ліз ІЧ-спектрів глинистого мінералу дав змогу встановити наявність ОН-груп в меж- шаровому просторі, а також адсорбованих молекул води, які істотно впливають на технологічні властивості глини. Досліджуваний зразок містить переважно каолініт (98%). Рентгенофазовий аналіз підтвердив переважний склад глинистого мінералу – Àl4 (ОН)8 (Si4 О10 ). За отриманими результатами аналізу мікроструктури досліджувана глиниста порода є агрегатами каолініту з нерівномірно розподіленими оксидами феруму та титану.

Актуальность. Получение тугоплавких нитридов в воздухе в условиях теплового взрыва смесей нанопорошка алюминия с оксидами металлов представляет практический интерес для материаловедения и для теории реакционной способности воздуха при высоких температурах. Такой синтез является наименее энергозатратным и не требует сложного оборудования. Для протекания синтеза необходим только нагрев исходной шихты, затем процесс протекает самoпроизвольнo. Синтез нитридсодержащих продуктов в воздухе с использованием атмосферного азота при нормальных условиях представляет интерес для получения новых видов керамики, добавок в обрабатывающий инструмент, для дисперсного упрочнения полимерных и композиционных материалов. Цель исследования: экспериментально определить состав продуктов сгорания смесей нанопорошка алюминия с пентаоксидом ниобия в воздухе. Объект: порошок, содержащий нитрид ниобия, полученный при сжигании смеси нанопорошка алюминия с пентаоксидом ниобия в воздухе. Методы: рентгенофазовый анализ (дифрактометр Дифрей-401), дифференциальный термический анализ (термоанализатор SDT Q600, фирма Instrument). На основании результатов дифференциального термического анализа были рассчитаны четыре параметра активности смeсей: температура начала окисления (tн.о, °C), степень окисленности (α, %), максимальная скорость окисления (vmax, мг/мин), удельный тепловой эффект (ΔН, Дж/г). Рентгенофазовый анализ использовали для изучения фазового состава продуктов окисления. Результаты. Процесс горения смесей нанопорошка алюминия с пентаоксидом ниобия в воздухе протекал в две стадии с формированием нитрида ниобия Nb2N. Согласно рентгенофазовому анализу, выход нитрида ниобия в продукте сгорания смеси НП Al:Nb2O5=3:1 в мольном соотношении (при массе смесей НП Al:Nb2O5=2,64:1,36) достигал максимума и составлял 47 отн. %. Расчет изобарно-изотермического потенциала показал, что нитрид ниобия должен окисляться кислородом воздуха. Причиной стабилизации кристаллической фазы Nb2N является дезактивация кислорода воздуха излучением горящего нанопорошка алюминия.

Впервые комплексными методами (дифференциально-термический, микроструктурный, рентгенофазовый анализы измерением микротвердости и определением плотности) физико-химического анализа исследован разрез GeSb2Te4-PbSb2Te4 квазитройной системы GeTe-Sb2Te3-PbTe и построена диаграмма состояния. Установлено, что разрез является частично квазибинарным сечением квазитройной системы GeTe-Sb2Te3-PbTe. Выявлена область твердых растворов на основе GeSb2Te4 (15 мол%, PbSb2Te4). При соотношении исходных компонентов 1:1 образуется конгруэнтно-плавящееся соединение GePbSb4Te8. Методом химических транспортных реакций получены монокристаллы четверного соединения GePbSb4Te8. Определены параметры элементарной ячейки GePbSb4Te8, кристаллизующейся в ромбической сингонии: a=5.06 Angstrem, b=9.94 Angstrem, c=11.62 Angstrem. Исследованием температурных зависимостей некоторых электрофизических параметров соединения GePbSb4Te8 и твердого раствора (GeSb2Te4)x (PbSb2Te4)1-x установлено, что сплавы имеют p-тип проводимости. Ключевые слова: квазитройные системы, монокристаллы, физико-химический анализ, твердые растворы, химические транспортные реакции.

Представлено результати дослідження методами дериватографії та рентгенофазового аналізу впливу температури конвективного сушіння на кристалічність порошків з яблук та цукрового буряку. За допомогою термічного аналізу встановлено, що з підвищенням температури сушіння з 60 до 100 °С, при незмінній швидкості сушильного агента 1,5 м/с, ступінь кристалічності порошку з буряку знижується з 34,0 до 20,4 %, а порошку з яблук – з 11,1 до 7,7 %. Рентгенофазовим аналізом ступінь кристалічності бурякових порошків визначена на рівні 36 %, яблучних – 34 %. За ступенем кристалічності досліджені порошки представляють собою аморфно-кристалічні продукти – суміші біополімерів та розчинних вуглеводів в аморфному стані і кристалічних фаз, переважно глюкози, сахарози та фруктози в порошках з яблук, чи сахарози в порошках з цукрового буряку.

С помощью ab initio методов получены сведения о кристаллической структуре, рассчитаны фононные спектры и оптические свойства оксигалогенидов Pb3O2Br2 и Pb3O2I2. Синтезировано соединение Pb3O2Br2 и зарегистрированы его фононные спектры. Проведено отнесение наблюдаемых в эксперименте колебательных полос. Выполнен сравнительный анализ параметров кристаллической решетки, фононных спектров, параметров анизотропии оксигалогенидов свинца Pb3O2X2 (X = Cl, Br, I). Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта N 15-03-00368а. Рентгенофазовый анализ выполнен в ЦКП ИВТЭ УрО РАН "Состав вещества". DOI: 10.21883/FTT.2017.04.44270.236

Композиційні сплави на основі кобальту та молібдену використовують в машинобудуванні і приладобудуванні для виготовлення різних конструкційних деталей, від яких потрібне поєднання високих механічних і магнітних властивостей. Їх застосовують в електронній промисловості, автомобільній техніці, морських та авіаційно-космічних приладах.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціальністю 161 – Хімічні технології та інженерія (16 – Хімічна та біоінженерія). – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Міністерство освіти і науки України, Харків, 2020. Дисертаційна робота направлена на розробку технології одержання композиційного покриття Со-Мо-ТіО₂ з підвищеними функціональними властивостями. Об'єкт дослідження – процеси електрохімічного одержання покриттів Со-Мо і Со-Мо-ТіО₂ з комплексних електролітів. Предметом дослідження є технологічні параметри та кінетичні закономірності електроосадження функціональних покриттів Со-Мо та Со-Мо-ТіО₂ з аміачно-трилонатних електролітів. У дисертаційній роботі вирішена науково-практична задача розробки процесів електрохімічного одержання покриттів з підвищеними функціональними властивостями. Дослідження здійснені за допомогою як класичних, так і принципово нових сучасних методів: кінетику катодного відновлення досліджували методом лінійної вольтамерометрії (ЛВА) і імпедансної спектроскопії; фазовий склад осадів визначали за даними рентгенофазового аналізу (РФА), морфологію поверхні та елементний склад отриманих зразків вивчали за допомогою скануючого електронного мікроскопа (СЕМ); мікротвердість покриттів визначали за Вікерсом; каталітичну активність покриттів тестували на реакції виділення водню; корозійну поведінку вивчали методоми імпедансної спектроскопії та поляризаційного опору. У вступі обґрунтована актуальність задач дослідження, показаний зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами, сформульована мета та основні задачі, наведена наукова новизна та практичне значення отриманих результатів, визначений особистий внесок здобувача, відзначена апробація результатів роботи. В першому розділі здійснений аналітичний огляд джерел інформації. Розглянута актуальність теми на рівні не тільки країни, а й за кордонних шкіл. Опрацьовані статті, в яких приведені дані щодо впливу складу електролітів і режимів електролізу на процеси осадження аналогічних покриттів. Виконаний аналіз методів дослідження функціональних властивостей одержаних матеріалів. Проведена оцінка представлених результатів. Висвітлені аспекти, на які доцільно звернути увагу при створенні нового електроліту. На підставі результатів аналізу літературних даних обраний напрям досліджень і сформульовані основні задачі дисертаційної роботи. У другому розділі описані методи дослідження покриттів Со-Мо і Со-Мо-ТіО₂: – поляризаційні дослідження проводили, використовуючи потенціостат IPC-Pro, за швидкості розгортки потенціалу 0,001- 0,1 В/c. – дослідження методом імпедансної спектроскопії здійснювали за допомогою потенціостату IPC-Рro і аналізатору частотного відгуку FRA у діапазоні частот 0,03-50 кГц; – гальваностатичний електроліз проводили з використанням стабілізованих джерел постійного струму Б5-50. Дослідження структури та складу одержаних осадів виконувались із застосуванням сучасних фізико-хімічних методів аналізу: – рентгенофазовий аналіз покриттів проводили з використанням приладу ДРОН – 3; – морфологію поверхні та елементний склад одержаних покриттів досліджували за допомогою скануючого електронного мікроскопа; – мікротвердість за Віккерсом визначали на твердомірі ПМТ–3. Математичну обробку експериментальних даних здійснювали методами планування експерименту і математичної статистики з використанням програмного пакету Microsoft Office Excel. Третій розділ висвітлює дослідження методами ЛВА і імпедансної спектроскопії кінетики процесів електроосадження з простих (сульфатних) і комплексних (аміачно-трилонатних) електролітів покриттів кобальтом і сплавами кобальту, зокрема сплавом Со-Мо, композиційного покриття Со-Мо-ТіО₂ з полілігандного аміачно-трилонатного електроліту. Дослідження даного розділу дозволили одержати наступні результати: – процес електровідновлення іонів кобальту з простого електроліту є незворотнім. Лімітуюча стадія – перенос заряду; – при додаванні лігандів, солі молібдену та діоксиду титану відбувається зміна механізму катодного процесу. Механізм реакції визначається попередньою хімічною реакцією першого порядку; – значення порядків реакції підтвердили, що при додаванні лігандів в електроліт процес стає багатостадійним і ускладнюється проміжними стадіями; – розраховані значення енергії активації вказують на те, що процес в системі "Na₂SO₄-CoSO₄" лімітується електрохімічною стадією, але при утворенні в електроліті комплексів кобальту процес сповільнюється хімічною стадією; – при електроосадженні молібденового покриття відбувається відновлення оксоіонів молібдату до проміжних ступенів окиснення; – результати імпедансної спектроскопії, при осадженні осадів Со-Мо та Со-Мо-ТіО₂, свідчать про наявність кінетичних та дифузійних ускладнень в механізмі катодного процесу, що обумовлено відновленням оксоаніонів молібдену відповідно до плівково-адсорбційної теорії. В четвертому розділ обґрунтовані склади електролітів для одержання гальванічного сплаву Со-Мо з можливістю керування мікротвердістю, каталітичною активністю та корозійною стійкістю за рахунок варіювання вмісту молібдену в сплаві. Досліджена структура, фазовий та елементний склад покриттів Со-Мо та Со-Мо-ТіО₂. Проаналізовано вплив режиму електролізу на вміст компонентів осаду. За дослідженнями даного розділу отримані такі результати: – вихід за струмом залежить від режиму електролізу та конце нтрації компонентів електроліту; – вміст молібдену в осаді Со-Мо зменшується з ростом густини струму та збільшенням рН. Найбільший вміст Мо 85 мас. % у сплаві спостерігається при j = 1 А/дм² та в межах рН= 2–4; – одержані покриттів добре зчеплені з основою, достатньо рівномірні та дрібнокристалічні; – результати рентгенофазового та елементного аналізу свідчать про наявність у покритті елементів кобальту, молібдену і титану, їх сполук у вигляді оксидів та інтерметалідів у значній кількості; – результатами скануючої мікроскопії виявлена високорозвинена структура поверхні композиційного покриття; – вміст компонентів істотно залежить від густин струму та рН електроліту. В п'ятому розділі наведені дослідження функціональних властивостей, таких як, мікротвердості, каталітичної активності в реакції виділення водню у розчинах із різним значенням рН, корозійної стійкості в хлоридних та гідроксидних розчинах, анодної поведінки одержаних покриттів у розчинах з широким діапазоном рН. За результатами досліджень отримані наступні дані: – наявність молібдену у складі електроліту приводить до збільшення твердості покриттів – найвищу твердість 429 кг/мм² має сплав Со50-Мо50. За значенням мікротвердості (416 кгс/мм²) композиційне покриття Со-Мо-ТіО₂ майже не поступається сплаву Со-Мо; – найбільшу електрокаталітичну активність в реакції виділення водню у водному розчині 0,1 М та 1 М NaOH має сплав Со-Мо із вмістом молібдену 25 мас.%. Введення діоксиду титану приводить до значного зростання каталітичної активності Со-Мо-ТіО₂ у порівнянні із сплавом Со-Мо в розчинах H₂SO₄, NaOH, Na₂SO₄; – сплави Со-Мо корозійностійкі в хлоридних розчинах (3 % NaCl; 5 % HCl); – покриття Со-Мо-ТіО₂ корозійностійкі у 1 М розчинах NaOH та 0,1 М розчинах NaOH і 0,1 Н H₂SO₄ та Na₂SO₄; – анодна поведінка покриттів, що містять молібден та діоксид титану аналогічна анодній поведінці кобальтових покриттів, за виключенням значень потенціалів критичних точок поляризаційних залежностей; значення струму корозії осадів з молібденом та композиційних покриттів значно нижчі ніж кобальтових. У шостому розділі запропоновані карти технологічних процесів осадження покриттів Со-Мо і Со-Мо-ТіО₂ з зазначенням основних та допоміжних операції, складів електролітів, режимів обробки.
The dissertation on competition of a scientific degree of the doctor of philosophy on a specialty 161 – Chemical technologies and engineering (16 – Chemical and bioengineering). – National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute", Ministry of Education and Science of Ukraine, Kharkiv, 2020. The dissertation work is directed on development of technology of reception of a composite covering of Co-Mo-TiO₂ with the raised functional properties. The object of research is the processes of electrochemical production of Co-Mo and Co-Mo-TiO₂ coatings from complex electrolytes. The subject of the research is the technological parameters and kinetic regularities of electrodeposition of functional coatings of Co-Mo and Co-Mo-TiO₂ from ammonia-trilonate electrolytes. In the dissertation work the scientific and practical problem of development of processes of electrochemical reception of coverings with the raised functional properties is solved. The research was carried out using both classical and fundamentally new modern methods: the kinetics of cathodic reduction were studied by linear voltammetry (LVA) and impedance spectroscopy; the phase composition of the precipitates was determined according to X-ray phase analysis (X-ray diffraction), the surface morphology and elemental composition of the obtained samples were studied using a scanning electron microscope (SEM); the microhardness of the coatings was determined by Vickers; the catalytic activity of the coatings was tested for hydrogen evolution reactions; corrosion behavior was studied by impedance spectroscopy and polarization resistance. The introduction substantiates the relevance of research objectives, shows the relationship of work with scientific programs, plans, topics, formulates the purpose and main objectives, provides scientific novelty and practical significance of the results, determined the personal contribution of the applicant, noted approbation of the results. The first section provides an analytical review of information sources. The relevance of the topic at the level not only of the country but also of foreign schools is considered. The articles in which data on influence of structure of electrolytes and modes of electrolysis on processes of deposition of similar coverings are resulted are processed. The analysis of methods of research of functional properties of the received materials is executed. The evaluation of the presented results is carried out. The aspects to which it is expedient to pay attention at creation of a new electrolyte are covered. Based on the results of the analysis of literature data, the direction of research is chosen and the main tasks of the dissertation are formulated. The second section describes the methods of studying the coatings of Co-Mo and Co-Mo-TiO₂: – polarization studies were performed using an IPC-Pro potentiostat at a potential sweep rate of 0,001 to 0,1 V/s. – studies by impedance spectroscopy were performed using an IPC-Pro potentiostat and an FRA frequency response analyzer in the frequency range of 0,03-50 kHz; – galvanostatic electrolysis was performed using stabilized DC sources B5-50. Studies of the structure and composition of the obtained sediments were performed using modern physicochemical methods of analysis: – X-ray phase analysis of coatings was performed using the device DRON-3; – surface morphology and elemental composition of the obtained coatings were examined using a scanning electron microscope; – Vickers microhardness was determined on a PMT-3 hardness tester. Mathematical processing of experimental data was carried out by methods of experiment planning and mathematical statistics using Microsoft Office Excel software package. The third section covers the study by LVA and impedance spectroscopy of the kinetics of electrodeposition processes from simple (sulfate) and complex (ammonia-trilonate) electrolytes of coatings with cobalt and cobalt alloys, in particular Co-Mo alloy, composite coating of Co-Mo-TiO₂ and electrolyganate. Studies of this section have yielded the following results: – the process of electroreduction of cobalt ions from a simple electrolyte is irreversible. Limiting stage - charge transfer; – with the addition of ligands, molybdenum salt and titanium dioxide there is a change in the mechanism of the cathode process. The reaction mechanism is determined by a preliminary first-order chemical reaction; – the values of the order of the reaction confirmed that when adding ligands to the electrolyte, the process becomes multi-stage and complicated by intermediate stages; – calculated values of activation energy indicate that the process in the system "Na₂SO₄ - CoSO₄" is limited by the electrochemical stage, but in the formation of cobalt complexes in the electrolyte, the process is slowed down by the chemical stage; – during electrodeposition of molybdenum coating is the reduction of molybdate oxoions to intermediate oxidation states; – the results of impedance spectroscopy in the deposition of Co-Mo and Co-Mo-TiO₂ precipitates indicate the presence of kinetic and diffusion complications in the mechanism of the cathode process due to the reduction of molybdenum oxoanions according to the film adsorption theory. The fourth section substantiates the compositions of electrolytes for the production of galvanic alloy Co-Mo with the ability to control microhardness, catalytic activity and corrosion resistance by varying the molybdenum content in the alloy. The structure, phase and elemental composition of Co-Mo and Co-Mo-TiO₂ coatings have been studied. The influence of the electrolysis regime on the content of sludge components is analyzed. According to the research of this section, the following results were obtained: – current output depends on the mode of electrolysis and the concentration of electrolyte components; – the molybdenum content in the Co-Mo precipitate decreases with increasing current density and increasing pH. The highest content of Mo 85 % by weight in the alloy is observed at j = 1 A/dm² and within pH = 2–4; – the obtained coatings are well adhered to the base, sufficiently uniform and fine-crystalline; – the results of X-ray phase and elemental analysis indicate the presence in the coating of elements of cobalt, molybdenum and titanium, their compounds in the form of oxides and intermetallics in significant quantities; – the results of scanning microscopy revealed a highly developed surface structure of the composite coating; – the content of components significantly depends on the current density and pH of the electrolyte. The fifth section presents studies of functional properties, such as microhardness, catalytic activity in the reaction of hydrogen evolution in solutions with different pH values, corrosion resistance in chloride and hydroxide solutions, anodic behavior of the obtained coatings in solutions with a wide pH range. According to the results of research, the following data were obtained: – the presence of molybdenum in the electrolyte leads to an increase in the hardness of the coatings - the highest hardness of 429 kg/mm² has an alloy Co50-Mo50. In terms of microhardness (416 kgf/mm²), the composite coating of Co-Mo-TiO₂ is almost not inferior to the Co-Mo alloy; – the highest electrocatalytic activity in the reaction of hydrogen evolut ion in an aqueous solution of 0,1 M and 1 M NaOH has an alloy of Co-Mo with a molybdenum content of 25 wt. %. The introduction of titanium dioxide leads to a significant increase in the catalytic activity of Co-Mo-TiO₂ in comparison with the alloy of Co-Mo in solutions of H₂SO₄, NaOH, Na₂SO₄; – Co-Mo alloys corrosion-resistant in chloride solutions (3 % NaCl; 5 % HCl); – Co-Mo-TiO₂ coatings are corrosion-resistant in 1 M NaOH solutions and 0,1 M NaOH and 0,1 N H₂SO₄ and Na₂SO₄ solutions; – the anodic behavior of coatings containing molybdenum and titanium dioxide is similar to the anodic behavior of cobalt coatings, except for the potential values of the critical points of the polarization dependences; the values of corrosion current of molybdenum sludges and composite coatings are much lower than cobalt. The sixth section offers maps of technological processes of deposition of Co-Mo and Co-Mo-TiO₂ coatings with indication of basic and auxiliary operations, electrolyte compositions, processing modes.

Теоретическими методами рассчитаны температуры плавления и составы эвтектик двух- и трехкомпонентных систем, являющихся элементами малой мерности пятикомпонентной системы сформированной из фторидов и лития, натрия, калия, кальция и бария. Проведен сравнительный анализ теоретически и экспериментально полученных данных с целью определения целесообразности использования расчётных методов. Установлено, что относительная погрешность при определении температур кристаллизации 0,2 -10%, составов нонвариантных точек 0-24,9%. С использованием теории графов произведено разбиение системы на симплексы, сформированы древа фаз и кристаллизаций. Для построения древ использован алгоритм моделирования схем кристаллизации моно-и нонвариантных фазовых равновесий в многокомпонентных системах, правомерность древа фаз подтверждена рентгенофазовым, а температуры кристаллизаций нонвариантных составов выявлены дифференциальным термическим методами физико-химического анализа. Планирование эксперимента осуществлялось проекционно-термографическим методом, опираясь на теоретически рассчитанные эвтектики. Дифференциальным термическим, дифференциальным сканирующим калориметрическим и термогравиметрическим методами физико-химического анализа изучены теплофизические характеристики ряда секущих треугольников четырехкомпонентных систем (квазитройных систем). В результате проведенных исследований выявлены нонвариантные составы и прилегающие к ним области неразделимости термоэффектов при скорости охлаждения 10°С в мин. Все выявленные составы обладают достаточными значениями энтальпий фазовых переходов (кДж/г). и могут быть использованы в качестве теплоносителей и теплонакопителей в устройствах предназначенных для аккумулирования тепла возобновляемых источников энергии. А также полученные эвтектические составы могут быть использованы в качестве электролитов химических источников тока и флюсов при сварке цветных металлов.