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

Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2023. Т. 14, № 2. С. 128-132. Transactions of the Коіа Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2023. Vol. 14, No. 2. P. 128-132. Для оксидов тантала и ниобия с повышением остаточного давления аргона в реакторе удельная поверхность порошков увеличивалась, как это показано на примере восстановления Mg 4 Та 2 O 9 (рис. 3, а). Это логично, так как с ростом остаточного давления уменьшается скорость подачи восстановителя в зону реакции. Это приводит к уменьшению локальной температуры в зоне реакции, что способствует сохранению первоначальной структуры порошка [4]. При восстановлении оксидных соединений металлов VI группы зависимость удельной поверхности порошков от остаточного давления аргона в реакторе неоднозначна. Для одних повышение давления приводит к росту удельной поверхности, а для других — к уменьшению. Первое имеет место в случае, когда восстановление не сопровождается разделением продуктов реакции (см. рис. 3, б, графики 1, 3), второе — когда имеет место пространственное разделение продуктов реакции (см. рис. 3, б, кривая 2). С учетом низкой летучести MgO и CaO такое разделение возможно, если восстановление осуществляется по механизму электронно-опосредованных реакций (ЭОР) без непосредственного контакта между реагентами [14]. Рис. 3. Зависимость удельной поверхности металлических порошков от остаточного давления аргона в реакторе при восстановлении оксидных соединений: а — Та; б, 1 — W; б, 2 — Mo; б, 1 — W; б, 3 — Cr; прекурсоры: а — Mg4Та2O9; б, 1 — CaWO4; б, 2 — CaMoO4; б, 3 — MgCr2O4 Согласно механизму ЭОР при условии наличия электропроводящей среды, замкнутой внешней цепи, обеспечивающей перенос электронов, и выполнении локальных условий электронейтральности, реакции восстановления металла в оксиде и окисления восстановителя могут быть пространственно разделены. Перенос электронов от восстановителя, сконденсировавшегося на поверхности загрузки или на поверхности реакционного стакана, осуществляется цепью из металлических деталей реактора. Для поддержания нейтральности заряда диффузия ионов O2- происходит при участии аргона, который играет роль проводящей среды. Подтверждением служит то, что при восстановлении тех же соединений в вакууме разделения продуктов реакции не происходит. Выводы Исследованы особенности формирования реакционной массы и структуры порошков тугоплавких металлов V и VI групп, образующихся при восстановлении сложных оксидных соединений парами магния и кальция. Установлено, что после восстановления при определенных условиях оксидных соединений, содержащих металлы VI группы, имеет место пространственное разделение продуктов, заключающееся в том, что основная масса оксида металла-восстановителя располагается вне реакционной зоны. Показано, что порошки металлов имеют мезопористую структуру. Их удельная поверхность многократно превышает удельную поверхность прекурсоров. Удельная поверхность порошков металлов, полученных в магниетермическом процессе с использованием одних и тех же прекурсоров, значительно больше удельной поверхности порошков, полученных в кальциетермическом процессе. Список источников 1. Зеликман А. Н. Металлургия тугоплавких редких металлов. М.: Металлургия, 1986. 440 с. 2. Пат. 2397843 РФ, МПК B 22 F 9/22, 1/02, C 22 B 34/24 (2006.01). Способ получения ниобиевых и танталовых порошков / Х. Хаас, У. Бартманн, Т. Комея, Н. Сато; Х. К. Штарк ГмбХ унд Ко. КГ (DE), Х. К. Штарк Лтд. (JP). № 2006141282/02; заявл. 09.04.2005; опубл. 27.08.2010, Бюл. 24. 3. Muller, R., Bobeth M., Brnmm H. et al. Kinetics of nanoscale structure development during Mg-vapour reduction of tantalum oxide // Int. J. Mater. Res. 2007. Vol. 98, № 11. P. 1138-1145. 4. Орлов В. М., Крыжанов М. В., Калинников В. Т. Магниетермическое восстановление оксидных соединений тантала // Доклады АН. 2014. Т. 457, № 5. С. 555-558. © Колосов В. Н., Орлов В. М., 2023 131