ПОЛУЧЕНИЕ НАНОСТРУКТУРИРОВАННОЙ НИТРИДНОЙ КОМПОЗИЦИИ НА ОСНОВЕ AlNBN, С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ГАЛОИДНОЙ СОЛИ NaBF4 Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

________НАУЧНОЕ ПЕРИОДИЧЕСКОЕ ИЗДАНИЕ «CETERIS PARIBUS» №1/2015 ISSN2411-717X______

6. Нагарокова Д. К. Studying of action of starting cultures on meat raw materials [Текст] / Д. К. Нагарокова, А. А. Нестеренко // Молодой ученый. - 2015. - № 2. - С. 178-182.

7. Нестеренко А. А. Ускорение технологии сырокопченых колбас / А. А. Нестеренко, Н. В. Кенийз // Наука и мир. - 2015. - Т 2 - № 3 - С. 71-74.

8. Интенсификация процесса изготовления сырокопченых колбас (инновационные технологии) : монография / Н. В. Тимошенко, А. М. Патиева, А. А. Нестеренко, Н. В. Кенийз. - Краснодар : КубГАУ, 2015. - 163 с.

9. Нестеренко А. А. Функционально-технологические свойства модельного фарша при действии стартовых культур / А. А. Нестеренко, Н. В. Кенийз // Наука и мир. - 2015. - Т 2 - № 3 - С. 75-77.

10. Нагарокова Д. К. Stimulation of growth of starting cultures by an electromagnetic field [Текст] / Д. К. Нагарокова, А. А. Нестеренко // Молодой ученый. - 2015. - № 2. - С. 182-185.

11. Шхалахов Д. С. Исследование биологической ценности сырокопченой колбасы / Д. С. Шхалахов, А. А. Нестеренко, Д. К. Нагарокова // Труды Кубанского государственного аграрного университета. - 2014. - № 51.-С. 148-152.

12. Шхалахов Д. С. Изучение биомодификации мясного сырья стартовыми культурами / Д. С. Шхалахов, А. А. Нестеренко, Д. К. Нагарокова // Труды Кубанского государственного аграрного университета. - 2014. - № 51.-С. 145-148.

13. Шхалахов Д. С. Use of electromagnetic processing in technology smoked sausages [Текст] / Д. С. Шхалахов, А. А. Нестеренко // Молодой ученый. - 2015. - № 2. - С. 229-233.

©Nesterenko A. A., Keniyz N. V., 2015

Шиганова Людмила Александровна

канд.техн.наук, доцент СамГТУ, г. Самара, РФ E-mail: schiglou@yandex.ru Керсон Ирина Александровна магистрант СамГТУ, г. Самара, РФ E-mail: rafkalimullin@yandex.ru

ПОЛУЧЕНИЕ НАНОСТРУКТУРИРОВАННОЙ НИТРИДНОЙ КОМПОЗИЦИИ НА ОСНОВЕ AlN-BN, С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ГАЛОИДНОЙ СОЛИ NaBF4

Аннотация

Исследована возможность получения наноструктурированной нитридной композиции AlN-BN из системы «xAl-NaN3-NaBF4» с различным соотношением компонентов в исходной шихте. Получен конечный продукт, состоящий из AlN, BN и побочного продукта Na3AlF6.

Ключевые слова

Наноструктурированный порошок, самораспространяющийся высокотемпературный синтез, AlN, BN, азид

натрия, галоидная соль.

Для получения наноструктурированного порошка на основе нитрида алюминия и нитрида бора представляет интерес использовать в системах СВС в качестве азотируемого элемента алюминий и галоидную соль, содержащую бор, а в качестве азотирующего реагента - азид натрия (режим СВС-Аз) [1]. При этом стехиометрические уравнения реакций будут выглядеть следующим образом:

34

_______НАУЧНОЕ ПЕРИОДИЧЕСКОЕ ИЗДАНИЕ «CETERIS PARIBUS» №1/2015 ISSN2411-717X_____

Al + 3NaNs + NaBF4 = AlN-BN + 4NaF + 4N2;

2Al + 3NaN3 + NaBF4 = 2A1N-BN + 4NaF + 3,5N2;

3A1 + 3NaN3 + NaBF4 = 3A1N-BN + 4NaF + 3N2;

4A1 + 3NaN3 + NaBF4 = 4A1N-BN + 4NaF + 2,5N2.

Проведение синтеза нитридной композиции A1N-BN в режиме СВС-Аз, измерение линейных скоростей и максимальных температур горения проводились в лабораторном реакторе СВС-Аз постоянного давления с рабочим объемом 4,5 литра. Для исследования зависимостей T,U,pH = f (xai) были выбраны следующие условия: давление азота в реакторе Р = 4 МПа, плотность исходной шихты - насыпная (5 = 0,34), диаметр образца D=30 мм [1].

Результаты синтеза нитридной композиции A1N-BN в системе «xA1-NaN3-NaBF4» в зависимости от содержания в ней алюминия, представлены в таблице 1 и на рисунке 1.

Из представленных на рисунке 1 зависимостей видно, что с увеличением содержания A1 в смеси «xA1+NaN3+NaBF4» температура и скорость горения возрастают.

1,2

1

0,8

0,6

0,4

0,2

0

<D

Л

О

1-

л

н

о

о

а

о

и

U

Содержание хA1, моль

■Температура горения, Т, °С

Скорость горения, U, см/с

Рисунок 1 - Зависимость температуры и скорости горения от изменения количества Xa1 в системе «xA1-NaN3-NaBF4»

Таблица 1

Результаты исследования зависимости T,U,pH = f (х) при получении нитридной композиции A1N-BN в

системе «xA1-NaN3-NaBF4»

№ Содержание XA1, моль Температура горения, Т, °С Скорость горения, U, см/с Кислотнощелочной баланс, pH Цвет порошка РФА

1 1 1500 0,50 8 серый A1N, BN, NasA1F6, CaCOs

2 2 1700 0,50 8 серый A1N, BN, Na3A1F6, CaCO3

3 3 2000 1,00 8 светло- серый A1N, BN, Na3A1F6, CaCO3

4 4 2200 1,00 8 светло- серый A1N, BN, Na3A1F6, CaCO3

35

НАУЧНОЕ ПЕРИОДИЧЕСКОЕ ИЗДАНИЕ «CETERIS PARIBUS» №1/2015 ISSN2411-717X

Рисунок 2. Рентгеннограммы конечных промытых продуктов синтеза системы <ceAl-NaN3-NaBF4» с разным содержанием алюминия: а) xai = 1 моль; б) xai = 3 моль

Рентгенофазовый анализ конечного продукта проводили с помощью дифрактометра ARL X’trA-138. Рентгеннограммы конечных промытых продуктов синтеза системы «xAl-NaN3-NaBF4» с разным соотношением Al в системе представлены на рисунке 2.

Результаты рентгенофазового анализа продуктов горения системы «xAl-NaN3-NaBF4», свидетельствуют о наличии следующих фаз: нитрид алюминия AlN, гексафторалюминат натрия Na3AlF6, небольшое количество BN, а также карбонат кальция СaCOз, который присутствует только в промытых продуктах. Это говорит о том, что карбонат кальция присутствует в водопроводной воде и при промывании порошка осаждается в виде частичек, так называемой накипи, на промываемом конечном продукте. Таким образом, чтобы в конечном продукте не было карбоната кальция, его необходимо промывать дисциллированной водой.

Исследование размера и морфологии порошков нитридных композиций проводилось с помощью растрового электронного микроскопа JSM-6390A фирмы «Jeol». Морфология частиц конечного продукта (композиционного порошка), синтезированного в системе «xAl-NaN3-NaBF4» при различном увеличении представлена на рисунке 3. Из рисунков 3а и 3б видно, что форма частиц нитридной композиции, синтезированной в системе «xAl-NaN3-NaBF4» при х = 1 моль имеет чащуйчатую и неправильную форму и средний размер частиц составляет 100-150 нм. Из рисунков 3в и 3г видно, что форма частиц нитридной композиции, синтезированной в системе «xAl-NaN3-NaBF4» при х = 3 моль имеет чашуйчатую форму и

36

________НАУЧНОЕ ПЕРИОДИЧЕСКОЕ ИЗДАНИЕ «CETERIS PARIBUS» №1/2015 ISSN2411-717X______

средний размер частиц (ширина грани) составляет 80-100 нм. Таким образом, полученный композиционный порошок можно классифицировать как ультрадисперсный (наноструктурированный) порошок.

Таким образом, было установлено, что по азидной технологии СВС из системы «xAl-NaN3-NaBF4» при х = 3 моль, можно получить наноструктурированный порошок состава AlN, BN, Na3AlF6. Со следующим соотношением компонентов в конечном продукте: AlN > Na3AlF6 > BN.

б)

lci-sy™-

- mv mooQ 1 pen

в) г)

Рисунок 3 - Морфология частиц конечного продукта, синтезированного в системе «xAl-NaN3-NaBF4»: а) и б) хм = 1 моль; в) и г) хм = 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).

Список использованной литературы:

1. Бичуров, Г.В. Азидная технология самораспространяющегося высокотемпературного синтеза микро- и нанопорошков нитридных композиций [Текст] / Г.В. Бичуров, Л.А. Шиганова, Ю.В. Титова / М.: Машиностроение, 2012. - 519 с.

© Шиганова Л.А., Керсон И.А., 2015

37