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

10,0 ± 0,3 °С. Реакции, протекающие при пиролизе CH 3 COCH 3 , были исследованы в [4]. При температуре выше 500 °С ацетон разлагается на метан (CH 4 ) и кетен (CH 2 CO). При более высокой температуре CH 2 CO подвергается разложению на CH 4 , этилен (C 2 H 4 ) и оксид углерода (CO). Таким образом, непосредственными источниками углерода при формировании карбидов будут CH 4 , C 2 H 4 и CO. Результаты На рисунке 2, а и б приведены дифрактограммы порошков Та и Nb до после науглероживания. Видно, что конечные продукты представляет собой оксиды Та2О5 иNb02. Они являются единственными продуктами реакций при варьировании температуры науглероживания в интервале 700-850 °С. Образование оксидов обусловлено наличием значительного количества кислорода в исходных порошках. Известно, что на воздухе поверхность металлического тантала и ниобия покрывается слоем естественного аморфного оксида Та 2 О 5 и Nb 2 0 5 толщиной около 2 нм [5]. На присутствие большого количества поверхностного оксида указывают аморфные составляющие в области углов 2Ѳ от 10 до 70 ° (рис. 2, а и б, дифрактограммы 1). Кроме того, количество сорбированного молекулярного кислорода на поверхности порошков тантала и ниобия может достигать 30 % от его содержания в поверхностном оксиде. В процессе нагрева порошков до температуры науглероживания происходит окисление металлов. Они полностью превращаются в соответствующие оксиды, которые не восстанавливается газами, образующимися при пиролизе ацетона (рис. 2, а и б , дифрактограммы 2). Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2023. Т. 14, № 2. С. 123-127. Transactions of the Коіа Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2023. Vol. 14, No. 2. P. 123-127. 10 20 30 40 50 60 70 8(1 9010 20 30 40 50 60 70 КО 90 20 30 40 50 60 70 10 20 30 40 50 60 70 80 а 2 В ,град. б 20 , град. п 20 , і рад г 20 , град. Рис. 2. Дифрактограммы исходных порошков Та и Nb до (1, а — 1, г) и после науглероживания без Mg (2, а, 2, б) и в смеси с M g (3, а, 3, б, 2, в — 5, в, 2, г — 4, г). Удельная поверхность порошков, м2 г-1: 1, а — 63; 1, б — 111; 1, в — 19; 1, г — 12. Условия реакций: 2, в — T = 800 °С, t = 1,5 ч; 3, в — T = 750 °С, t = 2 ч; 4, в — T = 700 °С, t = 3 ч; 5, в — T = 850 °С, t = 2,5 ч; 2, г — T = 750 °С, t = 1,5 ч; 3, г — T = 800 °С, t = 2 ч; 4, г — T = 850 °С, t = 2,5 ч Для обеспечения возможности науглероживания металлов следовало провести их in situ раскисление до подачи паров ацетона в реактор. С целью раскисления порошки металлов перед загрузкой в установку смешивали с порошком магния («МГ95»). Массу магния брали с избытком 50 % по отношению к расчетному количеству, необходимому для полного раскисления металла. Однако раскисление порошков металлов с высокой удельной поверхностью не привело к формированию карбидов. Дифрактограммы продуктов реакции после науглероживания их в смеси с магнием приведены на рис 2, а и б (дифрактограммы 3 ). Видно, что после науглероживания тантала конечный продукт представляет собой смесь Ta, MgO и Mg 4 Ta 2 0 9 . При науглероживании этого порошка при различных температурах из интервала 750-850 °С фазовый состав продуктов не изменялся. Образования карбидов не происходило. Полученный результат обусловлен особенностью раскисления порошка тантала с высокой удельной поверхностью. На начальном этапе его нагрева в результате раскисления образуется MgO. При более высоких температурах образовавшийся на начальном этапе раскисления оксид магния взаимодействует с Та2О5 по реакции: 4MgO + Ta2O5 = Mg4Ta2O9, АЯ °298 = -4455 кДжмоль-1. (1) Возможность протекания реакции (1) обусловлена наличием значительного количества аморфного оксида Ta 2 O 5 в исходном металле. Образования карбидов не происходит также и при науглероживании © Колосов В. Н., Мирошниченко М. Н., 2023 125