Конференції
  1. Головна
  2. Структура
  3. Фізико-хімія і технології наноструктурних і функціональних матеріалів
  4. 48. Відділ фізико-хімії і технології наноструктурної кераміки та нанокомпозитів
  5. Лобунець Т.Ф.
  6. Публікація

Термокінетика утворення α-Al2O3-нано з гідратованих форм порошків γ-, γ’-, θ-, κ-Al2O3-нано при 570—1470 К

В.В.Гарбуз*,
 
Т.А.Сілінська,
 
Т.Ф.Лобунець,
 
О.І.Биков,
 
В.Б.Муратов,
 
Т.М.Терентьєва,
 
Л.М.Кузьменко,
 
В.А.Сидоренчук,
 
О.О.Васільєв,
 
О.І.Оліфан,
 
Т.В.Хомко
 

Інститут проблем матеріалознавства ім. І. М. Францевича НАН України , Київ
Garbuz.v1950@Gmail.com
Usp. materialozn. 2025, 10/11:100-117
https://doi.org/10.15407/materials2025.10-11.100

Анотація

Гідратовані порошки γ-, γ’-, θ-, κ-Al2O3-нано вперше безпосередньо осаджено з відходів лужних розчинів Na[Al(OH)4 нітратною кислотою (при рН = 5,0—5,5). Зразки, що пройшли ступінчасту термічну обробку, ідентифіковано та вивчено методами компонентної, фазової (Хім.ФА, РФлА), структурної (РФА), динамічної (БЕТ) та локально-розподільчої (СЕМ) аналітики. Формування оксиду α-Al2O3-нано відбувається з протіканням трьох паралельних реакцій: дегідратації, фазового переходу γ → α-Al2O3-нано та зростання частинок α-Al2O3-нано в області 570—1470 К. Одержані термокінетичні параметри реакцій (процесів) розширюють уявлення про природничі, галузеві та медико-біологічні застосування перехідних форм γ-, γ’-, θ-, κ-Al2O3-нано.


Завантажити повний текст

РІСТ КРИСТАЛІТІВ, γ → α- AL2O3 - НАНО, ДЕГІДРАТАЦІЯ, ПОРОШКИ, ТЕРМІЧНА КІНЕТИКА, ФАЗОВИЙ ПЕРЕХІД

Посилання

1. Aluminum oxide-hydroxide AlO(OH). https://www.benchchem.com/product/b075778

2. Mammadov, M. Gurbanov, L. Ahmadzade, A. Abishov, M. A. (2023). Thermoluminescence properties of nano-alumina with two different particle sizes. Phys. Chem. Solid State, Vol. 24, No. 3. pp. 584—588.

3. Jowhari, S. A. Farha, Al-Said, Abuhoza, A. and Donya, H. (2022). Dosimetric studies of pure and Ag-doped alumina as nanodosimeter for high gammaradiation doses. Mater. Today Proc., Vol. 65, pp. 2615.. https://doi.org/10.1016/J.MATPR.2022.04.879

4. Jiatai, Wang, Duan, Zhao, Geng, Zhou, Caihong, Zhang, Peng, Zhang, Xiaoyi, Hou. (2020). Synthesis of nano-sized γ-Al2O3 with controllable size by simple homogeneous precipitation method. Mater. Lett., Vol. 279, pp. 128476. https://doi.org/10.1016/j.matlet.2020.128476

5. Yu, Yin, Xing-Hua, Ma, Jingwei, Li, Shuling, Zhang, Zihao, Yin, Minghao, Ma and Feng, Guo. (2024). Tribological and corrosion properties of Al2O3@Y2O3-reinforced Ni60A composite coatings deposited using laser cladding. Coatings, Vol. 14 (10),  pp. 1334. https://doi.org/10.3390/coatings14101334

6. Xiaoli, Huang, Xiaoqing, Zhou, Junfeng, Li, Bo, Yue, Haonan, Dong, Yanxi, Luo. (2024). Effect of Zr–Y double doping and Al2O3 coating on properties of nickel-rich monomer LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2 cathode material for Li-Ion batteries. Integrated Ferroelectrics. Vol. 240, Iss. 6—7, pp. 1024—1033. https://doi.org/10.1080/10584587.2024.2327937

7. Domnich, V., Reynaud, S., Haber, R. A., Chhowalla, M. (2011). Boron Carbide: structure; properties; and stability under stress. J. Amer. Ceram. Soc., Vol. 94 (11), pp. 3605—3628.

8. Stachin, J. D., Pyzik, A., Carrol, D. (1992). Boron Carbide Aluminum Cermet is for Pressure Housing Applications. Naval Command, Control and Ocean Surveillance Center. RDT & E Division, San Diego, California 92152-5000, Technical Report 1574, pp. 192.

9. Yijun, Du', Shuyou, Li, Zhang', K., Lu', K. (1997). BN/Al composite formation by high energy ball milling. Scrypta Materialia, Vol. 36 (1), pp. 7—14.

10. Ehsan, Ghasali, Masoud, Alizadeh, Touradj, Ebadzadeh. (2015). Investigation on microstructural and mechanical properties of B4C–aluminum matrix composites prepared by microwave sintering. J. Mater. Res. Technol., Vol. 4 (4), pp. 411—415.

11. Wu, S., Xiao, G., Xue, L. (2015). Solid reaction between Al and B4C. Canadian Metallurgical Quarterly, Vol. 54 (2), pp. 247—249.

12. Firestein, K. L., Steinman, F. E., Golovin, I. S. (2015). Fabrication, characterization and mechanical properties of spark plasma sintered Al—BN nanoparticle composites. Mater. Sci. Engineering, Vol. 642, pp. 104—112.

13. Agus, Pramono, Lembit, Kommel, Lauri, Kollo, Renno, Veinthal. (2016). The aluminum based composite produced by self-propagating high temperature synthesis. Mater. Sci. (Medziagotira), Vol. 22 (1), pp. 1392—1320.

14. Qian, Zhao, Yunhong, Liang, Zhihui, Zhang. (2016). Microstructure and dry-sliding wear behavior of B4C ceramic particulate reinforced Al 5083 matrix composite. Metals, Vol. 6 (227), pp. 1—12. https://doi.org/10.3390/met6090227

15. Pat. 8,030,234 B2 US, IPC C043 35/563 (2006-01), C04B 35/58 (2006-01). Aluminum boron carbide composite and method to form said composite, Pyzik, Aleksander, Newman, Robert, Chartier, Mark, Wetzel, Amy, Haney, Christophe, Publ. Oct. 4, 2011.

16. Pat. 5,039,633 US, IPC C22C 29/04, Cl501/93; 75/ 244, B4C/Al cermets and method for making same, Pyzik, Aleksander, Nilsson, Robert, Publ. Aug. 13. 1991.

17. Пат. 107193U UA, МПК (2016.01), С01В 35/04(2016.01). Спосіб одержання порошку додекабориду алюмінію AlB12, Мазур, П. В., Муратов, В. Б., Гарбуз, В. В., Картузов, Є. В., Васільєв, О. О., Опубл. 25.05.2016, Бюл. № 10.  

18. Пат. 107259U UA, МПК (2016.01), С01В 35/04(2016.01). Ударостійка кераміка на основі додекабориду алюмінію, Мазур, П. В., Муратов, В. Б., Гарбуз, В. В., Картузов, Є. В., Васільєв, О. О., Опубл. 25.05.2016, Бюл. № 10.  

19. Düvel,A., Romanova, E., Sharifi, M. (2011). Mechanically induced phase transformation of γ-Al2O3 into α-Al2O3. Access to structurally disordered γ-Al2O3  with a controllable amount of pentacoordinated Al sites. J. Phys. Chem. C, Vol. 115 (46), pp. 22770—22780. https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jp206077r

20. Mironenko, R. M., Belskaya, O. B., Maevskaya, O. V. (2013) Effect of surface modification of γ-Al2O3 using oxalate complexes of aluminium on the formation and properties of platinum centres of Pt/Al2O3. Catalysts Chemistry for Sustainable Development, Vol. 21, pp. 241—249. https://www.sibran.ru/upload/iblock/64d/64d61c5662455ad2c362bd6d0e04bd0c.pdf

21. Ja, Hun Kwak, Jian, Zhi Hu, Adrienne, C., Lukaski, Do, Heui, Kim. (2008). The role of penta coordinated Al3+ ions in the high temperature phase transformation of Al2O3. J. Phys. Chem. C, Vol. 112 (25), pp. 9486—9492. https://doi.org/10.1021/jp802631u

22. Реми Г. Курс неорганической химии. Москва: ИЛ, 1963. Т. 1. С. 392—395.  

23. Дубок В.А., Корнилова В.И., Печентковская Л.Е. Усовершенствование методов химического анализа тугоплавких соединений и металлических сплавов. Киев: Наук. думка, 1988. 40 с. 

24. IUPACGreen Book (1993). Quantities, Unitsand Symbol sin Physical Chemistry. Secondedition, pp. 56—57.

25. Garbuz, V. V., Kuzmenko, L. N., Petrova, V. A., Silinska, T. A., Terentieva, T. M. (2019). Thermal oxidation kinetics of multi-walled carbon nanotubes in an oxygen flow. Poroshkova Metallurgiya, Vol. 58, https://doi.org/10.1007/s11106-019-00058-z

26.  Гарбуз В.В., Петрова В.А., Романова Л.А. Определение энергии активации окисления свободного углерода в промышленных порошках карбида бора. Междунар. Самсоновская конф. “Материаловедение тугоплавких соединений”, 22—24 мая 2018 г., Киев, Украина. С. 185. 

27.Гарбуз В.В., Петрова В.А., Яковлев А.В., Кузьменко Л.Н., Херовимчук Л.С., Аврамчук С.К., Шатских С.К. Метод импульсной восстановительной экстракции. Разложение углеродом микро- и нанопорошков слоистых и плотных фаз нитрида бора. Наноструктурное материаловедение. 2012. № 4. С. 34—39. 

28. Гарбуз В.В., Петрова В.В., Копань А.Р., Аврамчук С.К., Кузьменко Л.Н., Сілінська Т.А., Терентьєва Т.М. Метод відновної екстракції для визначення ентальпії реакцій розкладу різних модифікацій BN. Порошкова металургія. 2019. № 9/10. С. 1—11. 

29. Garbuz, V. V., Kuzmenko, L. M., Petrova, V. A., Silinskaya, T. A., Terentyeva, T. M., Muratov, V. B., Vasiliev, O. O., Mazur, P. V., Kondrashev, O. I., Olifan, O. I. (2019). Thermokinetic peculiarities of the phase transition γ → α-nano-powder Al2O3 step heating in the area. 6-th Internat. conf. “HighMathTech” October 28—30 2019, pp. 118.

30. Garbuz, V. V., Kuzmenko, L. M., Petrova, V. A. . (2020). Thermokinetic model for the formation and oxidation of carbon nanoforms. Powder Metall Met. Ceram., Vol. 59, No. 3—4 (532), pp. 141—149. https://doi.org/10.1007/s11106-020-00147-4

31. ISO/TR – 11360: 2010(E). Nanotechnologies – Methodology for the classification andcategorizat ion of nanomaterials. Firsted.: 2010-07-15. ISO, 2010. 25 p. 07-15. ISO. 2010. 25 p.

32. Zeynep Taslicukur Ozturk, Nilgun Kuskonmaz. (2018). The gra in grow thin alumin a compacts sintered under high pressure. Int. J. Mater. Research., Vol. 12, No. 109, pp. 1172—1175. https://doi.org/10.3139/146.111719

33. Garbuz, V. V., Silinska, T. A., Lobunets, T. F. (2023). Submicron γ-, γ’-, θ-, and κ-Al2O3 powders from alkaline waste. Powder Metall. Met. Ceram. https://doi.org/10.1007/s11106-023-00339-8

Публікації