CC BY
12
DOI: 10.25702/KSC.2307-5252.2019.10.1.270-279 УДК 539.213.27:548.5
В. И. Парфений1, 2, Е. А. Свиридова1, С. В. Васильев1' 2, В. И. Ткач1
1ГУ «Донецкий физико-технический институт им. А. А. Галкина», г. Донецк, Украина
2ГО ВПО «Донбасская национальная академия строительства и архитектуры», г. Макеевка, Украина
ТЕРМИЧЕСКАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ И МЕХАНИЗМ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ МАГНИТНО-МЯГКОГО МЕТАЛЛИЧЕСКОГО СТЕКЛА Fe48Co32P14B6
Аннотация. Приведены результаты экспериментальных исследований и анализа кинетики процесса кристаллизации аморфного магнитно-мягкого сплава Fe4sCo32P14B6 в изотермических условиях. Установлено, что исследованный сплав кристаллизуется по механизму нестационарного зарождения и роста эвтектических колоний. Определены характеристические времена процесса кристаллизации и обсуждены причины повышенной термической устойчивости аморфного сплава Fe4sCo32P14B6 по сравнению с промышленным стеклом Fe40Ni4ûP14B6.
Ключевые слова: металлическое стекло, термическая обработка, термическая устойчивость, кинетика кристаллизации, нестационарное зарождение, характеристические времена.
V. I. Parfeniy1'2, E. A. Svyrydova1, S. V. Vasiliev12, V. I. Tkatch1
1A. A. Galkin Donetsk Institute for Physics & Engineering, Donetsk, Ukraine 2Donbas National Academy of Engineering and Architecture, Makеyеvka, Ukraune
THERMAL STABILITY AND CRYSTALLIZATION MECHANISM OF Fe48Co32P14B6 SOFT MAGNETIC METALLIC GLASS
Abstract. The results of the experimental studies and analysis of crystallization kinetics of the amorphous soft magnetic Fe4sCo32P14B6 alloy under isothermal conditions are presented. It has been established that the glass investigated is crystallized via the mechanism involving transient nucleation and growth of eutectic colonies. The characteristic times of the crystallization process have been determined and the reasons of the enhanced thermal stability of amorphous Fe48Co32P14B6 alloy in comparison with that of commercial Fe4oNi4oP14B6 glass have been discussed.
Keywords: metallic glass, heat treatment, thermal stability, crystallization kinetics, transient nucleation, characteristic times.
Металлические стекла, впервые полученные в 1960 г. [1], обладают уникальными сочетаниями физико-механических свойств, которые не могут быть реализованы в кристаллических материалах. Именно своеобразие сочетаний свойств стимулировало активный поиск сплавов, склонных к аморфизации, изучение их свойств и разработку промышленных технологий производства, что уже в 2001 г. привело к созданию рынка аморфных сплавов, объем производства которых составил более 30 000 т/год [2]. При этом основная доля производимых материалов составляют магнитно-мягкие сплавы на основе Fe, Co и Ni. Из этих материалов изготавливаются сердечники трансформаторов и дросселей, экраны и бирки магнитной защиты, магнитные сенсоры и другие изделия [2, 3]. Учитывая растущие потребности в магнитно-мягких сплавах для использования в устройствах генерации и распределения энергии, разработка новых материалов с повышенным уровнем свойств (прежде всего, намагниченности насыщения Ms),
позволяющая снизить массу и габариты изделий, представляется важной и актуальной задачей.
Кроме высокого уровня магнитных характеристик не менее важным требованием к новым материалам является высокая термическая устойчивость как аморфной структуры, так и ферромагнитного состояния. Как известно [4], наибольшей индукцией насыщения обладают сплавы системы Fe — Со, состав которых отвечает отношению Fe : Со, равному 3 : 1. И хотя в аморфных сплавах на основе Fe легирование кобальтом может приводить не только к повышению, но и снижению намагниченности насыщения [5], в синтезированной недавно новой группе металлических стекол Fe80-хCoхPl4B6 (20 < х < 40) величина Ms, в зависимости от концентрации, изменялась по кривой с максимумом 1,42 Т, который достигался в сплаве Fe48Coз2Pl4B6, т. е. при соотношении Fe : Со = 3 : 2 [6]. Это значение несколько выше, чем намагниченность насыщения тройного сплава Fe8oPl4B6 (1,37 Т) [7] и почти в два раза выше, чем промышленного металлического стекла Fe4oNi4oPl4B6 (0,75 Т), известного под торговой маркой Metglass 2826 [8]. К числу дополнительных преимуществ стекла Fe48Coз2Pl4B6 по отношению к Fe4oNi4oPl4B6 относятся также более высокая температура Кюри (740 К по сравнению с 520 К) [9] и повышенная температура кристаллизации [6]. Из сказанного следует, что более высокие значения перечисленных характеристик свидетельствуют о перспективности металлического стекла Fe48Coз2Pl4B6 с точки зрения практического применения. Для оценки областей практического применения аморфного сплава Fe48Coз2Pl4B6 необходимы дополнительные исследования его физических свойств и условий перехода в кристаллическое состояние, что и являлось основной целью настоящей работы. Для анализа термической устойчивости металлического стекла Fe48Coз2Pl4B6 была использована методика, описанная в работах [10, 11], что позволило сравнить полученные результаты с аналогичными оценками для аморфного сплава Fe4oNi4oPl4B6. Следует отметить, что исследования и анализ кинетики изотермической кристаллизации стекла Fe48Coз2Pl4B6 проведены впервые.
Слитки сплава номинального состава Fe48Coз2Pl4B6 массой 50 г готовились плавлением смеси порошков чистых элементов Fe, Со, В и предварительно синтезированного соединения С02Р в кварцевых тиглях в индукционной печи в атмосфере аргона. Быстроохлажденные ленты толщиной 27 мкм и шириной 1,5 мм получали методом спиннингования расплава путем выдавливания сжатым аргоном навесок жидкого сплава массой примерно 5 г из кварцевых сопел диаметром 1 мм на внешнюю поверхность вращающегося медного валка. Линейная скорость закалочной поверхности составляла ~ 30 м/с, температура эжектируемого расплава 1423 К, а избыточное давление Лг — 30 кПа. Ленты имели относительно гладкие поверхности и четко выраженные кромки, что свидетельствует о хороших литейных характеристиках расплава.
Структура лент в исходном и термообработанном состояниях изучалась рентгенографически в СоКа-излучении на стандартном автоматизированном рентгеновском дифрактометре ДРОН-3М. Термическая устойчивость аморфной фазы при непрерывном нагреве исследовалась методом дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК) с использованием калориметра Регкт-Б1шег Б8С7, а о кинетике изотермической кристаллизации судили по изменениям относительного электросопротивления (ЭС). Изотермические выдержки в диапазоне температур 687-714 К (±1 К) проводили в солевой ванне, что
обеспечивало быстрый (~ 3 с) прогрев образцов до температур отжига. ЭС измеряли четырехточечным потенциометрическим методом на переменном токе. Микротвердость образцов измерялась на твердомере ПМТ-3 под нагрузкой 0,686 Н.
Рентгенографические исследования показали (рис. 1), что быстроохлажденная лента сплава Fe48Coз2Pl4B6 имела аморфную структуру без заметных признаков наличия кристаллических фаз. Термограммы ДСК лент, измеренные при постоянной скорости нагрева, содержат единственный максимум тепловыделения при температуре 741 К (рис. 2), что свидетельствует об одностадийном переходе аморфной фазы в кристаллическое состояние. Об одностадийном характере кристаллизации свидетельствует и характер дифрактограммы образца, подвергнутого нагреву до температуры выше максимума тепловыделения (кривая 2 на рис. 1), которая содержит линии одной или нескольких кристаллических фаз. Расшифровка этой дифракционной картины, характер которой идентичен приведенной в работе [6] для закристаллизованного сплава Fe5oCoзoPl4B6, показала, что в структуре закристаллизованного образца присутствуют две фазы: о. ц. к. твердый раствор а-^еСо) и соединение ^еСо)з(РВ) с объемно-центрированной тетрагональной структурой типа №зР.
40 50 60 70 2 в, deg.
Рис. 1. Дифрактограммы быстроохлажденных лент сплава Fe4sCo32Pi4B6 в исходном состоянии (свободная поверхность) (1) и после нагрева нагретой со скоростью 40 K/мин до температуры 760 K (2). Звездочкой отмечена линия (110) а — (FeCo) твердого раствора. Остальные рефлексы принадлежат интерметаллиду (Fe, Со)з (P, B) Fig. 1. XRD patterns of fast-cooled ribbons of the Fe4sCo32Pi4B6 alloy in the initial state (free surface) (1) and after heating the heated at speed of 40°K/min to temperature of 760 K (2). The asterisk marks the (110)а — (FeCo) solid solution line. The rest of the reflexes belong to the (Fe, Co)3 P, B) intermetallic compound
0.25
0.20
к 0.15 "О
>< 0.10 "Ö
0.00
0.05
660 680 700 720 740 760
Т, К
Рис. 2. ДСК-термограммы лент сплавов Fe48Co32P^B6 (сплошная линия) и Fe40Ni40P14B6 (штриховая линия) при нагреве со скоростью 40 K/мин Fig. 2. DSC curves of Fe48Co32P^B6 alloy tapes (solid line) and Fe40Ni40P14B6 (dashed line) when heated at a speed of 40°K/min
В свою очередь, одностадийный характер перехода, в результате которого формируется двухфазная структура, является характерным для эвтектического механизма кристаллизации, который реализуется в металлическом стекле Fe40Ni40P14B6 [12]. Для сравнения на рис. 2 приведена термограмма ДСК ленты Fe40Ni40P14B6, которая, как видно из рисунка, содержит единственный максимум, расположенный при температуре 686 K, что на 55 K ниже, чем температура максимума скорости кристаллизации стекла Fe48Co32P^B6. Еще одним отличием термограмм ДСК исследованных стекол является более узкий температурный диапазон перехода в кристаллическое состояние стекла Fe48Co32P^B6, возможная причина которого будет обсуждена ниже.
Для более подробного анализа кристаллизации стекла Fe48Co32P^B6 кинетика его перехода в кристаллическое состояние была изучена в изотермических условиях, а количественные характеристики этого процесса были сопоставлены с аналогичными данными для стекла Fe40Ni40P14B6, приведенными в работе [11]. Как видно из данных, приведенных на рис. 3, а кинетические кривые кристаллизации, X(t), стекла Fe48Co32P^B6 имеют «сигмоидальную» форму, типичную для процесса кристаллизации стекол. Для описания таких процессов, как правило, используется классическая изотермическая модель кинетики кристаллизации Колмогорова, Джонсона, Мэла, Аврами (КДМА). Наиболее общая форма уравнения КДМА имеет вид [13]
где К — кинетическая константа, зависящая от значений скоростей зарождения и роста кристаллов и имеющая размерность п — константа, называемая показателем Аврами, зависящая от механизма и размерности роста. Основной
(1)
физический смысл модели КДМА заключается в том, что она устанавливает связь между реальным превращенным объемом X и так называемым расширенным объемом Хех, представляющим собой превращенный объем без учета столкновения растущих кристаллов, возрастание которого описывается функцией (&)", т. е.
X (/) = 1 - ехр [-^(0]. (1а)
Рис. 3. Кинетические кривые X(t) кристаллизации металлического стекла Fe48Co32Pi4B6 при температурах 688 (7), 693 (2) и 718 (3) K, построенные по изменениям ЭС (символы) и полученные подгонкой с использованием уравнения (2) (штриховые линии) (а); те же кривые, построенные в координатах Аврами ln[1/(1 -X)] от lnt (б). Штриховыми линиями показаны линейные аппроксимации, рассчитанные методом наименьших квадратов Fig. 3. Kinetic curves X(t) of the crystallization of metallic glass Fe4sCo32Pi4B6 at temperatures of 688 (7), 693 (2) and 718 (3) K, constructed from changes in ER (characters) and obtained by fitting using equation (2) (dashed lines) (a); the same curves constructed in the Avrami coordinates ln[(1 - X)] of lnt (б). Dashed lines show linear approximations calculated by the least squares method
Из соотношений (1) и (1а) следует, что для процессов, описываемых моделью КДМА, логарифм изменения расширенного объема ln(Xex) = ln[1 / (1 - X)] представляет собой линейную зависимость от логарифма времени с наклоном п. Построение таких зависимостей, называемых графиками Аврами, является первым шагом анализа процесса изотермической кристаллизации. Как следует из результатов, представленных на рис. 3, б, экспериментальные кинетические кривые, представленные в координатах Аврами, хорошо аппроксимируются линейными зависимостями, наклоны которых убывают от 10,4 до 7,8 при повышении температуры отжига от 687 до 714 K (рис. 4), что свидетельствует о приближении скорости зарождения к стационарному значению при повышении температуры.
Как упомянуто выше, значения показателя Аврами зависят от механизма роста кристаллов и размерности. Как следует из результатов проведенного анализа, при всех температурах отжига значения показателя Аврами превышают 4, что, как показано в [13], для процесса, включающего трехмерный рост эвтектических колоний, контролируемый диффузией на межфазной границе,
означает возрастающую скорость зарождения. Аналогичный механизм кристаллизации (нестационарное зарождение и трехмерный рост эвтектических колоний) был установлен для металлического стекла Fe4oNi4oPl4B6 [11] и для сравнительного анализа характеристик процесса кристаллизации, кинетические кривые кристаллизации стекла Fe48Coз2Pl4B6 были проанализированы в рамках модели, учитывающей возрастание скорости зарождения.
Модель, разработанная в работах [10, 11] и представляющая собой комбинацию интегральной формы кинетического уравнения Колмогорова [14] и модели нестационарного зарождения Кэщиева [15], описывает изменения расширенного объема уравнением вида
* (* ) = П J и3 <
(,/Тм)4 2П2 (*/тП5)3 | 1П4 (*/тП5)2 31П6 (*/тП5) +2
30 630
(2)
где Е = 48
127П8 -^(-1)" ( 2 *
^ 8 ехР I -т —
1209600 "=1 т8 т
. Здесь Л — стационарная скорость
зарождения; и — скорость роста; тш — время нестационарности, характеризующее приближение скорости зарождения к стационарному значению.
Объединяя величины ^ и и в единый параметр тс = [(п/3)3 ] —
характеристическое время кристаллизации, получаем, что в кинетическом уравнении (2) остаются два свободных параметра Тс и Тш.
Подгонка кинетических кривых в рамках уравнения (2) показала, что использованная в работе аналитическая модель корректно аппроксимирует экспериментальные данные (рис. 3, а). Полученные в результате подгонки значения времен тс и тш в диапазоне температур отжига 687-714 К лежат в диапазонах 689-6 и 8105-149 с соответственно и, как видно из рис. 5, их температурные зависимости удовлетворительно описываются уравнениями Аррениуса. Оцененные по линейным аппроксимациям энергии активации для времен Тс и тш составляют 44800 ± 1900 и 67300 ± 5300 К соответственно. Аналогичное соотношение энергий активации, описывающих температурные зависимости времен кристаллизации и нестационарности, наблюдается (38340 и 70650 К соответственно) и для процесса кристаллизации металлического стекла Fe4oNi4oPl4B6 [11] (рис. 5). И, как показано в работе [11], при повышении температуры отжига металлического стекла Fe4oNi4oPl4B6 от 617 до 662 К показатель Аврами также снижается с 6,79 до 4,36 (рис. 4). Из приведенных данных следует, что вследствие более высоких величин энергии активации значения времен нестационарности при повышении температуры снижаются быстрее, чем времена кристаллизации (рис. 5), обусловливая тем самым приближение процесса зарождения к стационарному состоянию. Как следует из рис. 5, Тш для стекла Fe4oNi4oPl4B6 снижается относительно Тс гораздо быстрее, чем для Fe48Coз2Pl4B6, чем и объясняется более низкие значения показателя Аврами в железоникелевом стекле.
620 640 660 680 700 720 T, K
10000
1000
0 100 ts
1.40 1.45 1.50 1.55 1000/7", K-1
1.60
Рис. 4. Показатели Аврами, характеризующие кинетику изотермической кристаллизации металлических стекол Fe48Co32Pi4B6
(▲) и Fe4oNi4oPi4B6 (■) [11]. Штриховые линии проведены для наглядности Fig. 4. Avrami indicators characterizing the kinetics of isothermal crystallization of metallic
glasses Fe48Co32Pi4B6 (▲) and Fe4oNi4oPi4B6 (■) [11]. Dashed lines are drawn for clarity
Рис. 5. Температурные зависимости характеристических времен кристаллизации металлических стекол Fe48Co32Pi4B6 (сплошные символы) и Fe4oNi4oPi4B6 (открытые символы) [11]: (▲, А) — tx; (•, о) —
То, (■, □) -Tns. Штриховыми линиями
показаны результаты линейных аппроксимаций методом наименьших
квадратов Fig. 5. Temperature dependences of the characteristic crystallization times of metallic glasses Fe48Co32Pi4B6 (solid symbols) and Fe4oNi4oPi4B6 (open symbols) [11]: (▲, А) — tx; (•, о) — ъ; (■, □) — Tns. The dashed lines show the linear least-squares approximation results
Учитывая, что характеристические времена Тс и тш, определенные путем аппроксимации кинетических кривых Х(0, являются параметрами использованной модели, представлялось интересным сопоставить их значения с временными характеристиками реального процесса кристаллизации. В качестве такой характеристики были выбраны промежутки время, ¿х, соответствующие максимальной скорости превращения, значения которых оценивались по максимумам кривых, полученных численным дифференцированием экспериментально измеренных зависимостей Х(0. Оценки Ъ для стекла Ре48Соэ2Р14Вб (сплошные треугольники на рис. 5) дали значения в диапазоне от 4652 до 171 с, близком к диапазону времен нестационарности. Как и характеристические времена, температурная зависимость Ъ хорошо аппроксимируется уравнением Аррениуса с энергией активации 44800 ± 1900 К. Аналогичные оценки значений Ъ для кристаллизации стекла Бе4о№4оРмВб
(светлые треугольники на рис. 5), проведенные по данным работы [11], дали значения 14729-94 с в диапазоне температур 617-662 К, температурная зависимость которых определяется энергией активации 45650 К. Примечательно, что для обоих стекол энергии активации времен ¿х, определенных непосредственно из экспериментальных данных, имеют значения промежуточные между значениями энергии активации времен кристаллизации и нестационарности. Полученный результат представляется физически разумным, поскольку отражает вклад возрастающей скорости зарождения в реальный процесс кристаллизации, происходящий со стационарной скоростью роста.
Как следует из приведенных результатов, несмотря на близкий химический состав исследованных стекол и идентичный механизм их кристаллизации, переход аморфной фазы в кристаллическое состояние в стекле Fe48Coз2Pl4B6 происходит при более высоких температурах. Очевидно, что термическая устойчивость аморфной фазы определяется скоростями зарождения и роста кристаллов, которые главным образом зависят от коэффициента диффузии атомов на границе кристаллической и аморфной фаз [11, 12]. Как известно, диффузия является термически активируемым процессом и, как следует из уравнений для температурных зависимостей скоростей зарождения и роста [10-13], энергия активации диффузии должна быть близка к энергии активации характеристического времени Тс, зависящего от произведения (^ и3)^. Как видно из рис. 5, значения Тс для стекла Fe48Coз2Pl4B6 лежат существенно выше, чем для Fe4oNi4oPl4B6 и, следовательно, коэффициент диффузии в стекле на железокобальтовой основе значительно ниже. В свою очередь, атомная подвижность зависит от сил межатомной связи [16], которые, как можно судить по приведенным данным, выше в стекле на железокобальтовой основе. На более сильное межатомное взаимодействие также указывает более высокое значение микротвердости ленты сплава Fe48Coз2Pl4B6 (6,0 ± 0,6 ГПа) по сравнению с лентой сплава Fe4oNi4oPl4B6 (5,4 ± 0,3 ГПа). Дополнительным фактором, повышающим термическую устойчивость аморфной фазы в сплаве Fe48Coз2Pl4B6, является высокий уровень нестационарности процесса зарождения, т. е. существенно более низкие ее значения на начальном этапе превращения.
Резюмируя сказанное, отметим, что проведенные впервые исследования термической устойчивости металлического стекла Fe48Coз2Pl4B6, обладающего высоким уровнем магнитно-мягких свойств, показали, что оно кристаллизуется по механизму нестационарного зарождения и роста эвтектических колоний. Установлено, что кинетика изотермической кристаллизации удовлетворительно описывается аналитическим уравнением, представляющим комбинацию кинетического уравнения Колмогорова и модели нестационарного зарождения Кэщиева. Показано, что более высокая термическая устойчивость аморфного сплава Fe48Coз2Pl4B6 по сравнению с промышленным стеклом Fe4oNi4oPl4B6 обусловлена более низким характеристическим временем кристаллизации и более сильным отклонением скорости зарождения от стационарного значения. Учитывая более высокие уровни намагниченности насыщения и термической устойчивости стекла на железокобальтовой основе по сравнению со стеклом Fe4oNi4oPl4B6, сделан вывод о перспективности практического использования аморфного сплава Fe48Coз2Pl4B6.
Литература
1. Klement W., Willens R. H., Duwez P. Non-crystalline structure in solidified goldsilicon alloys // Nature. i96o. Vol. i87. P. 869-87o.
2. Warlimont H. Amorphous metals driving materials and process innovations // Mater. Sci. Eng. 2ooi. Vol. A 3o4-3o6. P. 6i-67.
3. Hasegawa R. Advances in amorphous and nanocrystalline materials // J. Magn. Magn. Mater. 2oi2. Vol. 324. P. 3555-3557.
4. Bozorth R. M. Ferromagnetism. N. Y.: IEEE Press, i993. 968 p.
5. Shen B.-G., Cao L., Guo H.-Q. Magnetic properties of amorphous and crystalline (Fei-xCox)62,5Sii2,5B25 alloys // J. Appl. Phys. i993. Vol. 73, No. io. P. 573o-5732.
6. Thermal stability and saturation magnetization of a new series of amorphous Fe8o-xCoxPi4B6 (2o < x < 4o) alloys / V. I. Tkatch et al. // Mater. Lett. 2oo4. Vol. 58. P. 2988-2992.
7. Wolf W. Magnetic properties of amorphous (Fe, Ni)soPi4B6 and (Fe, Ni)s3Bi5C2 alloys // JMMM i978. Vol. 9. P. 2oo-2o2.
8. Metglass Alloy 2826 (Code no. Ni-235) // Alloy Digest - i976. Nov. P. 4-5, ASM International.
9. Thermal stability of amorphous structure and magnetic properties of Fe8o-xCoxPi4B6 (x = 2o-4o) ribbons / S. A. Kostyrya et al. // Phys. Stat. Sol. (b). 2oo6. Vol. 243, No. i. P. 339-342.
10. Анализ нестационарного характера изотермического процесса зарождения кристаллов в металлических стеклах / С. В. Васильев и др. // Физ. техн. выс. давл. 2oi7. Т. 27, № 1. C. 63-76.
11. Analysis of the transient behavior of nucleation in the Fe4oNi4oPi4B6 glass / S. V. Vasiliev et al. // J. Alloys Compds. 2oi8. Vol. 744. P. i4i-i45.
12. Morris D. G. Crystallization of the Metglas 2826 amorphous alloy // Acta Metallurg. i98i. Vol. 29. P. i2i3-i22o.
13. Кристиан Дж. Теория превращений в металлах и сплавах. М.: Мир, 1978. Ч. 1. 806 с.
14. Колмогоров А. Н. К статистической теории кристаллизации металлов // Изв. АН СССР. Сер. матем. 1937. № 3. С. 355-36o.
15. Kashchiev D. Solution of the non-steady state problem in nucleation kinetics // Surface Sci. i969. Vol. i4, No. i. P. 2o9-22o.
16. Zhu A., Shiflet G. J., Poon S. J. Diffusion in metallic glasses: Analysis from the atomic bond defect perspective // Acta Mater. 2oo8. Vol. 56. P. 355o-3557.
Сведения об авторах Парфений Валерия Игоревна
ГУ «Донецкий физико-технический институт им. А. А. Галкина», г. Донецк; ГО ВПО «Донбасская национальная академия строительства и архитектуры», г. Макеевка, valeria.parfenii@gmail.com Свиридова Екатерина Антоновна
ГУ «Донецкий физико-технический институт им. А. А. Галкина», г. Донецк, kasv@i.ua Васильев Сергей Владимирович
кандидат физико-математических наук, ГУ «Донецкий физико-технический институт им. А. А. Галкина», г. Донецк; ГО ВПО «Донбасская национальная академия строительства и архитектуры», г. Макеевка, vasils75@gmail.com Ткач Виктор Иванович
доктор физико-математических наук, ГУ «Донецкий физико-технический институт им. А. А. Галкина», г. Донецк, vit@dfti.donbass.com
Parfenii Valeria Igorevna
A. A. Galkin Donetsk Institute for Physics & Engineering, Donetsk; Donbas National Academy of Engineering and Architecture, Makeyevka, valeria.parfenii@gmail.com Svyrydova Kateryna Antonovna
A. A. Galkin Donetsk Institute for Physics & Engineering, Donetsk, kasv@i.ua Vasiliev SergeyVladimirovich
PhD (Phys. & Math.), A. A. Galkin Donetsk Institute for Physics & Engineering, Donetsk, Ukraine; Donbas National Academy of Engineering and Architecture, Makeyevka, vasils75@gmail.com Tkatch Victor Ivanovich
Dr. Sci. (Phys. & Math.), A. A. Galkin Donetsk Institute for Physics & Engineering, Donetsk, vit@dfti.donbass.com
DOI: 10.25702/KSC.2307-5252.2019.10.1.279-285 УДК 544.77
А. С. Полякова, М. Ю. Купцова, Н. М. Мурашова, Е. В. Юртов
Российский химико-технологический университет им. Д. И. Менделеева, г. Москва, Россия
РАЗРАБОТКА СОСТАВА ЭКСТРАГЕНТСОДЕРЖАЩЕЙ МИКРОЭМУЛЬСИИ НА ОСНОВЕ ДОДЕЦИЛСУЛЬФАТА НАТРИЯ ДЛЯ ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ ИЗ ВТОРИЧНОГО ТЕХНОГЕННОГО СЫРЬЯ
Аннотация. Рассматривается применение экстрагентсодержащих микроэмульсий додецилсульфата натрия для извлечения цветных металлов в процессе микроэмульсионного выщелачивания.
Ключевые слова: микроэмульсия, экстрагент, микроэмульсионное выщелачивание, переработка вторичного сырья.
A. S. Polyakova, M. Yu. Kuptsova, N. M. Murashova, E. V. Yurtov
D. Mendeleev University of Chemical Technology of Russia, Moscow, Russia
FORMULATION DEVELOPMENT OF THE EXTRACTANT-CONTAINING MICROEMULSION OF SODIUM DODECYL SULFATE FOR THE LEACHING OF NONFERROUS METALS FROM SECONDARY RAW MATERIALS
Abstract. The subject of this paper is the application of extractant-containing microemulsions of sodium dodecyl sulfate in the microemulsion leaching process for the recovery of nonferrous metals.
Keywords: microemulsion, extractant, microemulsion leaching, secondary raw materials processing.
В последние десятилетия большой интерес уделяется применению наноматериалов и наноструктур для извлечения и разделения веществ [1]. На кафедре наноматериалов и нанотехнологии РХТУ им. Д. И. Менделеева был разработан метод выщелачивания металлов из различных видов техногенного сырья с помощью микроэмульсий. Данный метод предполагает извлечение металлов из частиц твёрдой фазы путём их обработки жидким наноструктурированным реагентом — экстрагентсодержащей микроэмульсией, что позволяет объединить стадии выщелачивания и экстракции в одном процессе. Метод микроэмульсионного выщелачивания может применяться для извлечения
