Исследование качества нитридной композиции Si 3n 4-tin, полученной по азидной технологии СВС Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №1/2016 ISSN 2410-6070

Средние обобщенные показатели были разработаны в 70-80 годах 20 столетия. Очевидно, что при нынешних экономических условиях эти обобщенные показатели не соответствуют реалии.

Перечислим недостатки: при нынешних экономических условиях срок окупаемости может изменяться в переделах от 5 до 8 лет; формула экономической плотности тока не отражает динамику роста нагрузок; к примеру, за 10 лет при 5% повышении в год нагрузка увеличится на 50 %; при различных стоимостях электроэнергии (ЭЭ) на ФОРЭМ и при дифференциации тарифов себестоимость потерь ЭЭ изменяется; в формуле отсутствует налог на прибыль, что должно рассматриваться как затраты сетевых компаний; сетевым компаниям не достаточны абстрактные показатели экономической плотности тока, а требуются наглядные методы, отвечающие на вопросы максимальной прибыли, срока окупаемости, нормы рентабельности при нынешних экономических условиях [5].

Список использованной литературы:

1. Литвиненко Р.С., Павлов П.П., Гуреев В.М., Мисбахов Р.Ш. Выбор альтернативного варианта разрабатываемого транспортного средства с использованием метода анализа иерархий. // Транспорт: наука, техника, управление. 2015. № 2. С. 21-25.

2. Логачева А.Г., Вафин Ш.И., Мисбахов Р.Ш., Гуреев В.М. Влияние количества фаз статора на нагрев электродвигателя.// Электро. Электротехника, электроэнергетика, электротехническая промышленность. 2014. № 3. С. 28-32.

3. Сафин А.Р., Мисбахов Р.Ш., Гуреев В.М. Разработка рациональной структуры тягового электропривода трамвая в среде моделирования электроэнергетических объектов программы MATLAB. // Мехатроника, автоматизация, управление. 2015. Т. 16. № 2. С. 111-116.

4. Сафин А.Р., Мисбахов Р.Ш., Гуреев В.М. Обоснование рациональной схемы управления тяговым электроприводом трамвая на основе разработки имитационной модели. // Электроника и электрооборудование транспорта. 2014. № 3. С. 19-22.

5. Сафин А.Р., Мисбахов Р.Ш., Гуреев В.М. Обоснование рационального размещения трансформаторных подстанций в системе электроснабжения. // Электрооборудование: эксплуатация и ремонт. 2014. № 7. С. 6168.

© Р.М. Калимуллина, Л.И. Гимадеева, 2016

УДК 666.775-798.2

И.А. Керсон

аспирант, ассистент СамГТУ г. Самара, Российская Федерация Л.А. Кондратьева К.т.н, доцент СамГТУ г. Самара, Российская Федерация

ИССЛЕДОВАНИЕ КАЧЕСТВА НИТРИДНОЙ КОМПОЗИЦИИ SiзN4-TiN, ПОЛУЧЕННОЙ ПО АЗИДНОЙ ТЕХНОЛОГИИ СВС

Аннотация

Проведено исследование процессов и продуктов горения систем «азид натрия - галогениды кремния и титана». Установлено, что синтезированный конечный продукт горения представляет собой субмикрокристаллический порошок, который состоит из нескольких фаз Т£Ы", Si, Т и

Ключевые слова

Нитрид кремния, нитрид бора, азид натрия, галоидная соль, композиция, самораспространяющийся высоктемпературный синтез

Целью работы являлось исследование возможности получения нитридной композиции SiзN4-TiN по азидной технологии самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС-Аз) в системе, состоящей из азида натрия и галоидных солей кремния и титана.

В качестве исходных реагентов процесса СВС-Аз были использованы порошки азида натрия и галоидных солей кремния и титана, которые выпускаются промышленностью России: NN3, (NН4)2SiF6, Синтез нитридной композиции осуществлялся в лабораторном реакторе СВС-Аз.

Результаты по синтезу нитридной композиции SiзN4-TiN в системе «х(NН4)2SiF6-NaNз-уNa2TiF6» в зависимости от содержания в ней х и у, представлены в таблицах 1 и 2. Из представленных в таблицах 1 и 2 экспериментальных данных видно, что с увеличением содержания (NH4)2SiF6 или Na2TiF6 смеси «(NН4)2SiF6+NaNз+Na2TiF6» температура горения возрастает, а скорость горения и рН промывной воды постоянны.

Таблица 1

Результаты исследований при получении SiзN4-TiN в системе «х(NН4)2SiF6-NaNз-Na2TiF6»

№ Содержание x(NH4)2SiF6, моль Тгорения, °С игорения, См/С pH РФА

1 1 600 TiN, Si, Ti

2 2 850 1 8

3 3 1000 TiN, Si3N4, Si,

4 4 1100 Na2TiF6

Таблица 2

Результаты исследований при получении SiзN4-TiN в системе «(NН4)2SiF6-NaNз-уNa2TiF6»

№ Содержание XNa2TiF6, моль Тгорения, °С игорения, См/С pH РФА

1 1 600

2 2 650 1 8 TiN, Si, Ti

3 3 700

4 4 800

Рентгеннограммы конечных промытых продуктов синтеза системы «х(NН4)2SiF6-NaNз-уNa2TiF6» с разным соотношением х и у в системе представлены на рисунуке 2.

1«0

120.

Г-

62 Q G 6. С

Т-^-т

и.о ?в.о

а)

: с О -NaaTiFiH ♦ -TiN^j ] a-S ц

! tf Л < f ° Л 1 •jv- □ -тч Ф -a-Si3N4l[ 0 1 l Л 1 1 ♦

-1-1-1-1-1-1-1-1-[-[-1-1-1-1-1-1-1-j-1-]-1-[-1-1—

30.0 34.0 Э&.О 42. о 46.0 50.0 54.0 56.0 62.0 66 0 "?0. С "4.0 78.0

б)

i I* ♦ -TiN

A-Sl

♦ □ Ii

II 1 ♦ к

1 ж А !■ ' \ л ♦ J \ j\ \

30.О 34.0 33.О 42.0 46 0 50.0 54.0 56.0 62.0 66.0 70.0 74.0 70.0

в)

Рисунок 2 -Дифрактограммы конечных промытых продуктов синтеза системы «х(КН4)2$1Рб-Ка№-уКа2Т1Рб» с разным количеством х и у в системе: а) и б) х(кш^Бб = 1 моль и у^2таб= 1 моль; в) и г) х(кН4^Б6 = 3 моль и уКа2ПБ6= 1 моль; д) и е) = 1 моль и 3 моль

Результаты рентгенофазового анализа продуктов горения системы «х(NН4)2SiF6-NaNз-уNa2TiF6», свидетельствует о наличии фаз: Si, Ti и Na2TiF6 при следующем соотношении:

- при X(NН4)2SiF6 = 1 моль и уNa2TiF6 = 1 моль: TiN = 44 %, а-SiзN4 = 0 %; Si = 42 %; Ti = 14 %; Na2TiF6 = 0 %;

- при X(NН4)2SiF6 = 3 моль и уNa2TiF6 = 1 моль: TiN = 25 %, = 7 %; Si = 7 %; Ti = 39 %; Na2TiF6 = 22 %;

- при X(NН4)2SiF6 = 1 моль и = 3 моль: TiN = 80 %, а-SiзN4 = 0 %; Si = 10 %; Ti = 10 %; Na2TiF6 = 0 %.

Результаты рентгенофазового анализа говорят о том, что с увеличением (NН4)2SiF6 в исходной шихте «(NН4)2SiF6+NaNз+Na2TiF6» уменьшается количество нитрида титана и кремния, образуется небольшое количество SiзN4 и увеличивается количество титана и побочного продукта Na2TiF6. Результаты рентгенофазового анализа говорят о том, что с увеличением Na2TiF6 в исходной шихте «(NН4)2SiF6+NaNз+Na2TiF6» увеличивается количество нитрида титана, но уменьшается количество кремния и титана, нитрид кремния в конечном продукте отсутствует.

Морфология частиц конечного продукта, синтезированного в системе «х(NН4)2SiF6-NaNз-уNa2TiF6» представлена на рисунке 3.

Из рисунков 3 а и 3б видно, что форма частиц синтезированного продукта, полученного из системы «х(NН4)2SiF6-NaNз-Na2TiF6» при х = 1 моль имеет неправильную форму и средний размер частиц составляет 190 -230 нм. Из рисунков 3в и 3г видно, что форма частиц синтезированного продукта, полученного из системы «х(NН4)2SiF6-NaNз-Na2TiF6» при х = 3 моль имеет неправильную форму и средний размер частиц составляет 200-300 нм. Из рисунков 3д и 3е видно, что форма частиц синтезированного продукта,

полученного из системы «(КН4)2$1Рб-Ка№-уКа2Т1Рб» при у = 3 моль имеет неправильную форму и средний размер частиц составляет 100-150 нм.

Таким образом, синтезировать чистую, без побочных продуктов, нитридную композицию SiзN4-TiN из системы «(NН4)2SiF6-NaNз-уNa2TiF6» не удалось

256.13 nm

246 01 пш

»dC Ш • f

"i 'ш И

149,07 nm 256.47 nm 4t fa- / ~ _

30kV X15.000 1pm

а)

> -4»

Зш ДГТ......in

30kV X15,000 1|jm

в)

i j

163,71 nm Ш91 nm

30 kV X25,000 1|jm

б)

241.86 nm ШгШ 1 « % * ■ 309.17 lim

Äjt 142.44 nm РУИ1

30kV X25,ÖÖÖ~~ 1|jm

г)

д) е)

Рисунок 3 - Морфология частиц конечного продукта, синтезированного в системе «х(NН4)2SiF6-NaNз-уNa2TiF6» с разным количеством х и у в системе: а) и б) X(NH4)2SiF6 = 1 моль и 1 моль; в) и г) = 3 моль

и уш2^6= 1 моль; д) и е) Х(Ж4^6 = 1 моль и 3 моль

Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства образования и науки РФ в рамках базовой части Государственного задания ФГБОУ ВПО «Самарский государственный технический университет» (код 1583).

© И.А. Керсон, Л.А. Кондратьева, 2016