Российские нанотехнологии. 2017; 12: 62-68
Влияние давления азота в реакционной камере на параметры нитрида титана, полученного методом плазмодинамического синтеза
Аннотация
В данной работе было исследовано влияние давления азота в реакционной камере на параметры синтезируемого TiN при использовании метода прямого плазмодинамического синтеза.
Список литературы
1. Gunter B., Kumpmann A. Ultrafine oxide powders prepareted by inert gas evaporation // Nanostruct. Mater, 1992. V. 1. № 1. P. 27–30.
2. Maxwell J., Krishnan R., Haridas S. High pressure, convectively- enhanced laser chemical vapor deposition of titanium // Proc. 8 Int. Symp. on Solid Freeform Fabrication. 11–13 Aug. 1997, Austin, Texas, USA. P. 497–504.
3. Kar A., Azer M.N., Mazumder J. Three-dimensional transient mass transfer model for laser chemical vapor deposition of titanium on stationary finite slabs // J. Appl. Phys. 1991. V. 69. P. 757–766.
4. Conde O., Kar A., Mazumder J. Laser chemical vapor deposition of TiN dot: a comparison of theoretical and experimental results // J. Appl. Phys. 1992. V. 72. P. 754–761.
5. Шмшковский И.В., Закнев С.Е., Холманов Л.П. Послойный синтез объемных изделий из нитрида титана методом СЛС // Физика и химия обработки материалов. 2005. № 3. С. 71–78.
6. Алымов М.И., Зеленский В.А. Методы получения и физико-механические свойства объемных нанокристаллических материалов. М.: МИФИ, 2005. 52 с.
7. Новое в технологии получения материалов / Под ред. Ю.А. Осипьяна и А. Хауффа. М.: Машиностроение, 1990. 448 с.
8. Котов Ю.А., Яворский Н.А. Исследование частиц, образующихся при электрическом взрыве проводников // Физика и химия обработки материалов. 1978. № 4. С. 24–30.
9. Ivanov V.V., Kotov Y.A., Samatov O.H. et al. Synthesis and dynamic compaction of ceramic nanopowders by techniques based on electric pulsed powder // Nanostruct. Mater. 1995. V. 6. № 1–4. P. 287–290.
10. Kim W., Park J. Suh C., Cho S., Lee S., Shon l.-J. Synthesis of TiN Nanoparticles by Explosion of Ti Wire in Nitrogen Gas // Materials Transactions. 2009. V. 50. № 12. P. 2897–2899.
11. Hokamoto K., Wada N., Tomoshige R., Kai S., Ujimoto Y. Synthesis of TiN powders through electrical wire explosion in liquid nitrogen // Journal of Alloys and Compounds. 2009. V. 485. P. 573–576.
12. Губин С.А., Одинцов В.В., Пепекин В.И. Термодинамический расчет идеальной и неидеальной детонации // Физ. горения и взрыва. 1987. Т. 23. № 4. С. 75–84.
13. Ставер A.M., Губарева Н.В., Лямкин А.И., Петров Е.А. Ультрадисперсные алмазные порошки, полученные с использованием энергии взрыва // Физ. горения и взрыва. 1984. Т. 20. № 5. С. 100–103.
14. Лямкин А.И., Петров Ε.А., Ершов А.П. и др. Получение алмазов из взрывчатых веществ // ДАН СССР. 1988. Т. 302. № 3. С. 611–613.
15. Ганигин С.Ю., Ибатуллин И.Д., Ненашев М.В., Якунин К.П. Синтез твердосплавных материалов в технологическом процессе детонационного напыления // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2013. Т. 15. № 4 (2). C. 451–454.
16. Троицкий B.H., Гуров С.В., Берестенко В.И. Особенности получения высокодисперсных порошков нитридов металлов IV группы при восстановлении хлоридов в низкотемпературной плазме // Химия высоких энергий. 1979. Т. 13. № 3. С. 267–272.
17. Миллер Т.Н. Плазмохимический синтез и свойства порошков тугоплавких соединений // Изв. АН СССР. Неорганические материалы. 1979. Т. 15. № 4. С. 557–562.
18. Косолапова Т.Я., Макаренко Г.H., Зяткевич Д.П. Плазмохимический синтез тугоплавких соединений // Журн. BXO им. Д. И. Менделеева. 1979. Т. 24. № 3. С. 228–233.
19. Миллер Т.H., Грабис Я.П. Плазмохимический синтез тугоплавких нитридов // Методы получения, свойства и области применения нитридов. Рига: Зинатне, 1980. С. 5–6.
20. Миллер Т.Н. Некоторые свойства высокодисперсных порошков тугоплавких нитридов // Нитриды — методы получения, свойства и области применения. В 2-х т. Рига: Зинатне, 1984. Т. 1. С. 8–9.
21. Chorley R.W., Lednor P.W. Synthetic routes to high-surface area nonoxide materials // 11 Advanced Mater. 1991. V. 3. № 10. P. 474–485.
22. Uyeda R. Studies of ultrafine particle in Japan: crystallography. Methods of preparation and technological applications // Progr. Mater. Sei. 1991. V. 35. № 1. P. 1–96.
23. Кипарисов С.С., Падалко О.В. Оборудование предприятий порошковой металлургии. М.: Металлургия, 1988. 448 с.
24. Благовещенский Ю.В., Панфилов С.А. Струйно-плазменные процессы для порошковой металлургии // Электрометаллургия, 1999. № 3. С. 33–41.
25. Muhlbuch J., Recknagel E., Sattler Ê. Inert gas condensation of Sb, Bi and Pb clusters // Surface Sei. 1981. V. 106. P. 188–194.
26. Gunther В., Kampmann A. Ultrafine oxide powders prepared by inert gas evaporation // Nanostruct. Mater. 1992. V. 1. № I. P. 27–30.
27. Hahn H., Averback R.S. The production of nanocrystalline powders by magnetron sputtering // Appl. Phys. 1990. V. 67. № 2. P. 1113–1115.
28. Skandan G., Hahn H., Parker J.C. Nanostructured yttria: synthesis and relation to microstructure and properties // 11 Scripta Metal. Mater. 1991. V. 25. № 10. P. 2389–2393.
29. El-Shall M.S., Slack W., Vann W., Kane D., Hanley D. Synthesis of nanoscale metal oxide particles using laser vaporization/condensation in a diffusion cloud chamber // J. Phys. Chem. 1994. V. 98. № 12. P. 3067–3070.
30. El-Shall M.S., Gravier D., Pernisz U., Baraton Μ.I. Synthesis and characterization of nano- scale zinc oxide particles: I. Laser vaporization/ condensation technique // Nanostruct. Mater. 1995. V. 6. № 1–4. P. 297–300.
31. Петрунин В.Φ., Погонин В.Α., Трусов Л.И., Иванов A.C., Троицкий В.Н. Структура ультрадисперсных частиц нитрида титана // Изв. АН СССР. Неорган, материалы. 1981. Т. 17. № 1. С.59–63.
32. Петрунин В.Ф., Андреев Ю.Г., Миллер Т.H., Грабис Я.П. Нейтронография ультрадисперсных порошков нитрида циркония // Порошковая металлургия. 1987. № 9. С. 90–97.
33. Петрунин В.Ф., Андреев Ю.Г., Троицкий В.Н., Гребцова О.М. Нейтронографическое исследование нитридов ниобия в ультрадисперсном состоянии // Поверхность. 1982. № 11. С. 143–148.
34. Блинков И.В., Иванов A.B., Орехов И.Е. Синтез ультрадисперсных порошков карбидов в импульсной плазме // Физика и химия обработки материалов. 1992. № 2. С. 73–76.
35. Алексеев Н.В., Самохин A.B., Куркин E.H., Агафонов К.H., Цветков Ю.В. Синтез наночастиц оксида алюминия при окислении металла в потоках термической плазмы // Физика и химия обработки материалов. 1997. № 3. С. 33–38.
36. Хаггерти Дж., Кеннон У. Получение порошков для спекания в реакциях, стимулированных лазером // Индуцируемые лазером химические процессы / Под ред. Дж. Стейнфелда. M.: Мир, 1984. С. 183–268.
37. Casey L.D., Haggerty J.S. Laser-induced vapor-phase synthesis of boron and titanium diboride powders // J. Mater. Sei. 1987. V. 22. № 2. P. 737–744.
38. Bauer R.A., Becht J.G.M., Kruis F.Ε. et al. Laser synthesis of low-agglomerated submicrometer silicon nitride powders from chlorinated silanes // J. Amer. Ceram. Soc. 1991. V. 74. № 11. P. 2759–2768.
39. Карлов Η.В., Кириченко Μ.Α., Лукьянчук B.C. Макроскопическая кинетика термохимических процессов при лазерном нагреве: состояние и перспективы // Успехи химии. 1993. Т. 62. № 3. С. 223–248.
40. Yoshida T., Kawasaki A., Nakagawa K., Akashi K. The synthesis of ultrafine titanium nitride in an r.f. plasma // Journal of Materials Science. 1979. V. 14. № 7. P. 1624–1630.
41. Ananthapadmanabhan P.V., Taylor P.R, Zhu W. Synthesis of titanium nitride in a thermal plasma reactor // Journal of Alloys and Compounds. 1999. V. 287. № 1–2. P. 126–129.
42. Kakati M., Bora B., Sarma S., Saikia B.J., Shripathi T., Deshpande U., Dubey Aditi, Ghosh G., Das A.K. Synthesis of titanium oxide and titanium nitride nano-particles with narrow size distribution by supersonic thermal plasma expansion // Vacuum. 2008. V. 82. № 8. P. 833–841.
43. Sivkov A.A., Gerasimov D.Yu., Evdokimov A.A. Influence of the supplied energy on electroerosion recovery of material in an electrotechnical accelerator // Instruments and Experimental Techniques. 2014. V. 57. № 2. P. 222–225.
44. Sivkov A.A., Gerasimov D.Y., Saigash A.S., Evdokimov A.A. Synthesis of Superhard Nanodispersed Titanium Compounds in a Magnetoplasma Accelerator Operating in Pulse- Periodic Regime // Russian Physics Journal. 2012. V. 54. № 10. P. 1160–1166.
45. Sivkov A.A., Gerasimov D.Yu., Saigash A.S., Evdokimov A.A. Studies of multiple and frequency operation of a coaxial magnetoplasma accelerator for production of superhard nanodispersed titanium compounds // Russian Electrical Engineering. 2012. V. 83. № 1, P. 39–44.
46. Sivkov A.A., Gerasimov D.Y., Evdokimov A.A. Manufacture of an Ultrafine-Grained TiN–Cu Composition Using an Erosion- Type Coaxial Hybrid Magnetoplasma Accelerator Russian // Physics Journal. 2015. V. 58. № 8. P. 1063–1067.
Title in english. 2017; 12: 62-68
Влияние давления азота в реакционной камере на параметры нитрида титана, полученного методом плазмодинамического синтеза
Abstract
В данной работе было исследовано влияние давления азота в реакционной камере на параметры синтезируемого TiN при использовании метода прямого плазмодинамического синтеза.
References
1. Gunter B., Kumpmann A. Ultrafine oxide powders prepareted by inert gas evaporation // Nanostruct. Mater, 1992. V. 1. № 1. P. 27–30.
2. Maxwell J., Krishnan R., Haridas S. High pressure, convectively- enhanced laser chemical vapor deposition of titanium // Proc. 8 Int. Symp. on Solid Freeform Fabrication. 11–13 Aug. 1997, Austin, Texas, USA. P. 497–504.
3. Kar A., Azer M.N., Mazumder J. Three-dimensional transient mass transfer model for laser chemical vapor deposition of titanium on stationary finite slabs // J. Appl. Phys. 1991. V. 69. P. 757–766.
4. Conde O., Kar A., Mazumder J. Laser chemical vapor deposition of TiN dot: a comparison of theoretical and experimental results // J. Appl. Phys. 1992. V. 72. P. 754–761.
5. Shmshkovskii I.V., Zaknev S.E., Kholmanov L.P. Posloinyi sintez ob\"emnykh izdelii iz nitrida titana metodom SLS // Fizika i khimiya obrabotki materialov. 2005. № 3. S. 71–78.
6. Alymov M.I., Zelenskii V.A. Metody polucheniya i fiziko-mekhanicheskie svoistva ob\"emnykh nanokristallicheskikh materialov. M.: MIFI, 2005. 52 s.
7. Novoe v tekhnologii polucheniya materialov / Pod red. Yu.A. Osip'yana i A. Khauffa. M.: Mashinostroenie, 1990. 448 s.
8. Kotov Yu.A., Yavorskii N.A. Issledovanie chastits, obrazuyushchikhsya pri elektricheskom vzryve provodnikov // Fizika i khimiya obrabotki materialov. 1978. № 4. S. 24–30.
9. Ivanov V.V., Kotov Y.A., Samatov O.H. et al. Synthesis and dynamic compaction of ceramic nanopowders by techniques based on electric pulsed powder // Nanostruct. Mater. 1995. V. 6. № 1–4. P. 287–290.
10. Kim W., Park J. Suh C., Cho S., Lee S., Shon l.-J. Synthesis of TiN Nanoparticles by Explosion of Ti Wire in Nitrogen Gas // Materials Transactions. 2009. V. 50. № 12. P. 2897–2899.
11. Hokamoto K., Wada N., Tomoshige R., Kai S., Ujimoto Y. Synthesis of TiN powders through electrical wire explosion in liquid nitrogen // Journal of Alloys and Compounds. 2009. V. 485. P. 573–576.
12. Gubin S.A., Odintsov V.V., Pepekin V.I. Termodinamicheskii raschet ideal'noi i neideal'noi detonatsii // Fiz. goreniya i vzryva. 1987. T. 23. № 4. S. 75–84.
13. Staver A.M., Gubareva N.V., Lyamkin A.I., Petrov E.A. Ul'tradispersnye almaznye poroshki, poluchennye s ispol'zovaniem energii vzryva // Fiz. goreniya i vzryva. 1984. T. 20. № 5. S. 100–103.
14. Lyamkin A.I., Petrov Ε.A., Ershov A.P. i dr. Poluchenie almazov iz vzryvchatykh veshchestv // DAN SSSR. 1988. T. 302. № 3. S. 611–613.
15. Ganigin S.Yu., Ibatullin I.D., Nenashev M.V., Yakunin K.P. Sintez tverdosplavnykh materialov v tekhnologicheskom protsesse detonatsionnogo napyleniya // Izvestiya Samarskogo nauchnogo tsentra Rossiiskoi akademii nauk. 2013. T. 15. № 4 (2). C. 451–454.
16. Troitskii B.H., Gurov S.V., Berestenko V.I. Osobennosti polucheniya vysokodispersnykh poroshkov nitridov metallov IV gruppy pri vosstanovlenii khloridov v nizkotemperaturnoi plazme // Khimiya vysokikh energii. 1979. T. 13. № 3. S. 267–272.
17. Miller T.N. Plazmokhimicheskii sintez i svoistva poroshkov tugoplavkikh soedinenii // Izv. AN SSSR. Neorganicheskie materialy. 1979. T. 15. № 4. S. 557–562.
18. Kosolapova T.Ya., Makarenko G.H., Zyatkevich D.P. Plazmokhimicheskii sintez tugoplavkikh soedinenii // Zhurn. BXO im. D. I. Mendeleeva. 1979. T. 24. № 3. S. 228–233.
19. Miller T.H., Grabis Ya.P. Plazmokhimicheskii sintez tugoplavkikh nitridov // Metody polucheniya, svoistva i oblasti primeneniya nitridov. Riga: Zinatne, 1980. S. 5–6.
20. Miller T.N. Nekotorye svoistva vysokodispersnykh poroshkov tugoplavkikh nitridov // Nitridy — metody polucheniya, svoistva i oblasti primeneniya. V 2-kh t. Riga: Zinatne, 1984. T. 1. S. 8–9.
21. Chorley R.W., Lednor P.W. Synthetic routes to high-surface area nonoxide materials // 11 Advanced Mater. 1991. V. 3. № 10. P. 474–485.
22. Uyeda R. Studies of ultrafine particle in Japan: crystallography. Methods of preparation and technological applications // Progr. Mater. Sei. 1991. V. 35. № 1. P. 1–96.
23. Kiparisov S.S., Padalko O.V. Oborudovanie predpriyatii poroshkovoi metallurgii. M.: Metallurgiya, 1988. 448 s.
24. Blagoveshchenskii Yu.V., Panfilov S.A. Struino-plazmennye protsessy dlya poroshkovoi metallurgii // Elektrometallurgiya, 1999. № 3. S. 33–41.
25. Muhlbuch J., Recknagel E., Sattler Ê. Inert gas condensation of Sb, Bi and Pb clusters // Surface Sei. 1981. V. 106. P. 188–194.
26. Gunther V., Kampmann A. Ultrafine oxide powders prepared by inert gas evaporation // Nanostruct. Mater. 1992. V. 1. № I. P. 27–30.
27. Hahn H., Averback R.S. The production of nanocrystalline powders by magnetron sputtering // Appl. Phys. 1990. V. 67. № 2. P. 1113–1115.
28. Skandan G., Hahn H., Parker J.C. Nanostructured yttria: synthesis and relation to microstructure and properties // 11 Scripta Metal. Mater. 1991. V. 25. № 10. P. 2389–2393.
29. El-Shall M.S., Slack W., Vann W., Kane D., Hanley D. Synthesis of nanoscale metal oxide particles using laser vaporization/condensation in a diffusion cloud chamber // J. Phys. Chem. 1994. V. 98. № 12. P. 3067–3070.
30. El-Shall M.S., Gravier D., Pernisz U., Baraton Μ.I. Synthesis and characterization of nano- scale zinc oxide particles: I. Laser vaporization/ condensation technique // Nanostruct. Mater. 1995. V. 6. № 1–4. P. 297–300.
31. Petrunin V.Φ., Pogonin V.Α., Trusov L.I., Ivanov A.C., Troitskii V.N. Struktura ul'tradispersnykh chastits nitrida titana // Izv. AN SSSR. Neorgan, materialy. 1981. T. 17. № 1. S.59–63.
32. Petrunin V.F., Andreev Yu.G., Miller T.H., Grabis Ya.P. Neitronografiya ul'tradispersnykh poroshkov nitrida tsirkoniya // Poroshkovaya metallurgiya. 1987. № 9. S. 90–97.
33. Petrunin V.F., Andreev Yu.G., Troitskii V.N., Grebtsova O.M. Neitronograficheskoe issledovanie nitridov niobiya v ul'tradispersnom sostoyanii // Poverkhnost'. 1982. № 11. S. 143–148.
34. Blinkov I.V., Ivanov A.B., Orekhov I.E. Sintez ul'tradispersnykh poroshkov karbidov v impul'snoi plazme // Fizika i khimiya obrabotki materialov. 1992. № 2. S. 73–76.
35. Alekseev N.V., Samokhin A.B., Kurkin E.H., Agafonov K.H., Tsvetkov Yu.V. Sintez nanochastits oksida alyuminiya pri okislenii metalla v potokakh termicheskoi plazmy // Fizika i khimiya obrabotki materialov. 1997. № 3. S. 33–38.
36. Khaggerti Dzh., Kennon U. Poluchenie poroshkov dlya spekaniya v reaktsiyakh, stimulirovannykh lazerom // Indutsiruemye lazerom khimicheskie protsessy / Pod red. Dzh. Steinfelda. M.: Mir, 1984. S. 183–268.
37. Casey L.D., Haggerty J.S. Laser-induced vapor-phase synthesis of boron and titanium diboride powders // J. Mater. Sei. 1987. V. 22. № 2. P. 737–744.
38. Bauer R.A., Becht J.G.M., Kruis F.Ε. et al. Laser synthesis of low-agglomerated submicrometer silicon nitride powders from chlorinated silanes // J. Amer. Ceram. Soc. 1991. V. 74. № 11. P. 2759–2768.
39. Karlov Η.V., Kirichenko Μ.Α., Luk'yanchuk B.C. Makroskopicheskaya kinetika termokhimicheskikh protsessov pri lazernom nagreve: sostoyanie i perspektivy // Uspekhi khimii. 1993. T. 62. № 3. S. 223–248.
40. Yoshida T., Kawasaki A., Nakagawa K., Akashi K. The synthesis of ultrafine titanium nitride in an r.f. plasma // Journal of Materials Science. 1979. V. 14. № 7. P. 1624–1630.
41. Ananthapadmanabhan P.V., Taylor P.R, Zhu W. Synthesis of titanium nitride in a thermal plasma reactor // Journal of Alloys and Compounds. 1999. V. 287. № 1–2. P. 126–129.
42. Kakati M., Bora B., Sarma S., Saikia B.J., Shripathi T., Deshpande U., Dubey Aditi, Ghosh G., Das A.K. Synthesis of titanium oxide and titanium nitride nano-particles with narrow size distribution by supersonic thermal plasma expansion // Vacuum. 2008. V. 82. № 8. P. 833–841.
43. Sivkov A.A., Gerasimov D.Yu., Evdokimov A.A. Influence of the supplied energy on electroerosion recovery of material in an electrotechnical accelerator // Instruments and Experimental Techniques. 2014. V. 57. № 2. P. 222–225.
44. Sivkov A.A., Gerasimov D.Y., Saigash A.S., Evdokimov A.A. Synthesis of Superhard Nanodispersed Titanium Compounds in a Magnetoplasma Accelerator Operating in Pulse- Periodic Regime // Russian Physics Journal. 2012. V. 54. № 10. P. 1160–1166.
45. Sivkov A.A., Gerasimov D.Yu., Saigash A.S., Evdokimov A.A. Studies of multiple and frequency operation of a coaxial magnetoplasma accelerator for production of superhard nanodispersed titanium compounds // Russian Electrical Engineering. 2012. V. 83. № 1, P. 39–44.
46. Sivkov A.A., Gerasimov D.Y., Evdokimov A.A. Manufacture of an Ultrafine-Grained TiN–Cu Composition Using an Erosion- Type Coaxial Hybrid Magnetoplasma Accelerator Russian // Physics Journal. 2015. V. 58. № 8. P. 1063–1067.
