Труды КНЦ (Технические науки вып.2/2023(14))

условия протекания процесса восстановления, при которых в условиях технологии «предприятия № 1» образуется малопористый металлический спёк при достаточной насыщенности материала кислородом и азотом. Последующее дробление реакционной массы, гашение избыточного натрия, выщелачивание солей и размол обеспечивают получение высокодисперсного порошка с беспористой структурой частиц. Кроме того, более высокие температуры, достигаемые в процессе восстановления, приводят к тому, что кислород и азот диффундируют вглубь зерен циркония, что приводит к образованию не только поверхностных оксидов и нитридных соединений, но и к преимущественному образованию твердых растворов кислорода и азота в объеме зерен циркония. Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2023. Т. 14, № 2. С. 107-111. Transactions of the Kola Science Centre of r A s . Series: Engineering Sciences. 2023. Vol. 14, No. 2. P. 107-111. Т а б ли ц а 2 Основные параметры технологии получения порошка натриетермического циркония Производство «Предприятие № 1» «Предприятие № 2» Загрузка, кг ~ 40 ~ 0,4 Температура печи, °С 800-900 450-600 Агрегатное состояние восстановителя (Na) Жидкое Твердое Флюс NaCl + KCl (предварительное сплавление эвтектической смеси флюса с K 2 ZrF 6 и измельчение) NaCl (загрузкашихты слоями) Газовая среда Воздух (21 % О 2 + 79 %№) Смесь (50 % О 2 + 50 % N 2 ) Удаление избыточного Na Гашение этанолом, хлоридом аммония, водой Вакуумная отгонка В условиях получения порошка на «предприятии № 2» при протекании процесса восстановления в относительно небольшом по объёму сосуде при менее высокой начальной температуре образуется пористая реакционная масса с сильно развитой поверхностью, в которой много дендритных образований, обусловленных выделением твёрдой металлической фазы из жидкой реакционной массы, состоящей из смеси расплавленных исходных компонентов, флюса и образующихся фторидов калия. Вероятно, что из-за невысокой начальной температуры и значительного теплоотвода из небольшого объема реакционной массы плавления и перекристаллизации циркония не происходит. Вместо этого образуется высокопористый металлический спёк с большой удельной поверхностью и разнообразием структурных образований. Из-за относительно невысокой температуры глубокого проникновения кислорода и азота в объем зерен циркония не происходит, твердые растворы, оксидные и нитридные соединения локализуются на поверхности и в подповерхностных слоях. Выводы Таким образом, анализ результатов, полученных в ходе исследования поверхности, структуры, химического и фазового составов порошков натриетермического циркония позволил объяснить наблюдаемые на макроуровне различия в свойствах материалов, обусловленные особенностями технологических процессов, реализуемых в условиях двух производителей. По итогам исследования были сформулированы пути доработки существующей на «предприятии № 2» технологии и возможные направления создания альтернативного способа получения порошка циркония [9]. Список источников 1. Орлов В. М., Фёдорова Л. А., Бережко П. Г., Гусев П. Т., Ярошенко В. В. Натриетермические порошки циркония // Cборник «Инновационный потенциал кольской науки». Апатиты: Издательство Кольского научного центра РАН, 2005. С. 198-201. 2. Aerospace Ordnance Handbook. Editors F. B. Polland, J. H. Arnold Jr. Prentice-Hall, Inc., Englewood Cliffs, N. J. Перевод с англ. Вспомогательные системы ракетно-космической техники. Под. ред. проф. И. В. Тишунина. М.: Мир. 1970. 400 с. 3. Мокрушин В. В. Закономерность изменения обобщенной проводимости нагружаемых порошковых материалов // Доклады Академии наук. 1997. Т. 357, № 3. С. 332-334. 4. Мокрушин В. В., Бережко П. Г. Обобщенная проводимость порошковых гетерогенных систем и теория перколяции // Доклады Академии наук. 1999. Т. 368, № 4. С. 470-473. 5. Мокрушин В. В. Теория обобщенной проводимости гетерогенных систем и резистометрическое исследование окисления порошковых металлов в пористом состоянии // Научно-исследовательское издание «Труды РФЯЦ-ВНИИЭФ». Саров: ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», 2004. Вып. 6. С. 216-229. 6. Царев М. В., Мокрушин В. В., Забавин Е. В. Исследование электропроводящих свойств порошков гидрида циркония с различным размером частиц // Журнал функциональных материалов. 2008. № 5. C. 192-197. 7. Зеликман А. Н., Крейн О. Е., Самсонов Г. В. Металлургия редких металлов. М.: Металлургия, 1964. 316 с. © Кашафдинов И. Ф., Мокрушин В. В., Царев М. В., Забродина О. Ю., Царева И. А., Потехин А. А., Чулков Д. В., Баикин Р. М., Бережко П. Г., 2023 110