Труды КНЦ вып.5 (ХИМИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ вып. 5/2015(31))

с растворением некоторого количества металла при реакции с кислотами, выделением атомарного водорода и поглощением его свободной поверхностью металла. При этом образуется твердый раствор водорода в тантале. В отличие от порошка 1 на дифрактограмме образца 2 слева от наиболее сильных максимумов, относящихся к фазе тантала, появляются дополнительные размытые пики. Это хорошо иллюстрирует рис.2, где представлена рентгенограмма этого же образца, полученная с использованием FeKu-излучения. Появление этих максимумов связано с выделением в порошке тантала новой фазы. Идентификация фазового состава образца 2 позволила сделать вывод, что вновь образованной фазой является гидрид тантала Ta2H, имеющий ромбическую сингонию, группу симметрии С222 и периоды решетки a = 4.738 A, b = 3.398 А, с = 4.763 А. В связи с этим можно утверждать, что термообработка порошка 1 приводит к выделению фазы гидрида тантала. Причиной этого, по- видимому, является повышение диффузионной способности атомов водорода в решетке тантала в условиях отжига. Кроме перехода в гидрид водород продолжает растворяться в решетке тантала, о чем свидетельствует изменение ее периода, который для порошка 1 составляет 3.311 ± 0.001 А, а для 2 - 3.321 ± 0.001 А. Это соответствует увеличению концентрации водорода в тантале от 3.6 до 9.2 ат. %. Характер распределения интенсивности рассеяния порошком 3 и положение максимумов кристаллических фаз сходен с образцом 1. Это говорит о том, что порошок 3, так же как и 1, содержит твердый раствор водорода в тантале, а выделение гидрида в нем не происходит. Следовательно, почти в 2 раза меньшая удельная поверхность является фактором, препятствующим образованию Ta2H при вакуумном отжиге с той же температурой, что и для порошка 2. Однако следует отметить, что вклад в рассеяние твердым раствором в порошке 3 выше, чем в 1, что говорит о его большей концентрации. На рисунке 2 видно, что дифрактограмма имеет особенность в виде достаточно резкого роста интенсивности в области малых углов рассеяния. Наличие малоуглового рассеяния (МУР) рентгеновских лучей свидетельствует о присутствии в порошке 2 неоднородностей электронной плотности, которыми в данном случае могут быть как сами наночастицы порошка, некоторым образом распределенные в облучаемом объеме, так и поры внутри порошинок. Исследования показали, что МУР присутствует и на кривых образцов 1 и 3. На рисунке 3 приведены кривые зависимости интенсивности малоуглового рассеяния рентгеновских лучей от угла 1(E) для трех исследуемых порошков Та. Рис. 3. Распределение интенсивности МУР от угла рассеяния для порошков тантала 1, 2 и 3 Из полученных экспериментальных картин рассеяния по методу Гинье [4] были рассчитаны максимальные и минимальные радиусы инерции неоднородностей (табл. 2). Таблица 2. Радиусы Гинье порошков 1, 2 и 3 Порошок R А 1 '-max? R А 1 170 ± 10 36 ± 3 2 197 ± 12 53 ± 4 3 311 ± 33 40 ± 3 Приведенные данные, по-видимому, характеризуют верхний и нижний пределы распределения частиц порошков по размерам. Видно, что после отжига порошка 1 (порошок 2) эти размеры несколько возрастают, что, возможно, связано с частичным спеканием отдельных порошинок при тепловой обработке. Порошок 3, обладающий почти в 2 раза меньшей удельной поверхностью, чем образцы 1 и 2, характеризуется более широким распределением размеров частиц со значительным ростом Rmax. На основании приведенных результатов сделаны следующие выводы: • магниетермические танталовые порошки с большой удельной поверхностью являются аморфно - кристаллическими объектами, причем аморфная составляющая относится к поверхностному оксиду тантала; • исходный порошок после отмывки в азотной кислоте содержит водород, образующий пересыщенный раствор в тантале; 341