CC BY
36Химия твердых веществ и нанотехнология
УДК 549.517.11:666.3.022.2:666.3.046.44
И.С. Бодалёв1, В.А. Богданов2, М.А. Крашакова1,
Ivan S. Bodalyov1, Vladimir A. Bogdanov2, Marianna A. Krashakova1, Anatolii A. Malkov1
EFFECT OF ALUMINA POWDER FINENESS ON THERMAL
TRANSFORMATIONS AND SINTERING OF MULTICOMPONENT CERAMIC MASS
1Saint-Petersburg State Institute of Technology, St Petersburg, Russia
2Svetlana-X-Ray JSC, St Petersburg, Russia dmpsmsmith@gmail.com
The effect of alumina wet mechanical grinding time on its fineness as well as subsequent solid-phase transformations and sintering of mutticomponent ceramic mass based on it upon heating to 1000 °C was studied using x-ray dfffrac-tion, differential thermal analysis, nitrogen adsorption, granulometry and dilatometry.
Keywords: alumina ceramics, mechanical grinding, thermal transformations, alumina, clay, chalk.
001: 10.36807/1998-9849-2021-59-85-72-78
Введение
Благодаря высоким значениям физико-механических и электрофизических свойств, а также отличной химической устойчивости корундовая керамика широко применяется в самых различных областях техники. Электрофизические свойства корундовой керамики используются в электроизоляционной, радиоэлектронной и электровакуумной технике для изготовления вакуум-плотных изоляторов, внутриламповых изоляторов с пористой структурой, диэлектрических оснований плат и других электротехнических изделий [1-3]. Преимущества корундовой электрокерамики перед другими электроизоляционными материалами состоят в том, что из нее можно изготовлять изоляторы сложной конфигурации, а кроме того, она имеет широкий температурный интервал спекания. Одной из проблем промышленного получения алюмооксидной керамики является высокая температура спекания основного компонента - глинозема (т.е. дисперсного оксида алюминия со структурой корунда), которая в свою очередь определяет температуру спекания керамической массы.
Необходимость измельчения в технологии керамики вытекает из самой природы основных сырьевых материалов, которые являются твердыми неорганическими веществами, имеющими, как правило, кристаллическое строение. Специфика же протекания твердофазных процессов спекания такова, что ско-
А.А. Малков1
ВЛИЯНИЕ ДИСПЕРСНОСТИ ГЛИНОЗЕМА НА ТЕРМИЧЕСКИЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ И СПЕКАНИЕ
МНОГОКОМПОНЕНТНОЙ КЕРАМИЧЕСКОМ МАССЫ
1Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет), Санкт-Петербург, Россия
2АО «Светлана-Рентген», Санкт-Петербург, Россия dmpsmsmith@gmail.com
С использованием рентгенофазового, дифференциально-термического, адсорбционного, гранулометрического и дилатометрического анализов изучено влияние времени мокрого механического помола глинозема на его дисперсность, последующие твердофазные превращения и спекание при термообработке до 1000 °С многокомпонентной керамической массы/ на его основе.
Ключевые слова: алюмооксидная керамика, механический помол, термические превращения, глинозем, глина, мел.
Дата поступления - 08 ноября 2021 года
рость реакции с участием твердых тел пропорциональна не их содержанию в системе, а прежде всего свободной поверхностности зерен взаимодействующих веществ. Поверхность частиц имеет разорванные связи, обусловленные наличием неспаренных электронов, образовавшихся вследствие раскола твердого тела. Подобное изменение энергетического состояния поверхности вызывает повышенную активность поверхностных узлов решетки по сравнению с внутренними и, как следствие, уменьшает количество энергии, необходимой для взаимодействия частиц. Чем сильнее диспергирован твердый материал, тем больше суммарная поверхность всех зерен системы, тем доля разорванных связей в таком материале будет больше.
Уменьшение размеров предкерамических материалов оказывает интенсифицирующее влияние на процессы их спекания за счет увеличения доли контактных зон порошков в их общей поверхности, что значительно ускоряет массоперенос, благодаря чему и происходит уплотнение материала [4, 5].
Одним из традиционных способов повышения дисперсности порошков является механический помол. Во время осуществления помола в сухой среде происходит уменьшение частиц до определенного размера, после чего возможно протекание обратного процесса -агрегирования [6]. Поэтому наиболее эффективным и часто применяемым для получения наиболее дисперсных материалов является метод мокрого помола, поз-
воляющий снизить избыточную энергию поверхности за счет адсорбции молекул жидкости [6-10]. Изучение физико-химических свойств образцов глинозема, полученных с разным временем помола, позволит определить оптимальное время, необходимое для достижения максимально возможной дисперсности в данных условиях помола.
Целью настоящего исследования является изучение влияния времени мокрого механического помола глинозема на его дисперсность и характер твердофазных превращений, проходящих при спекании многокомпонентной керамической массы (МКМ) на его основе.
Экспериментальная часть
Механический помол глинозема марки Г-00 (ГОСТ 30558-2017) осуществляли в фарфоровом барабане емкостью 1,5 л с алундовыми шарами диаметром 16-18 мм на двухвалковой мельнице М-188-1 при соотношении компонентов «вода : глинозем : алундовые шары» = 1 : 1 : 2 в течение 48, 96, 144 и 192 ч. После помола образцы сушили в статической атмосфере воздуха при (150 ± 10) °С до воздушно-сухого состояния и перетирали через сито с диаметром ячейки 1 мм.
На основе диспергированных образцов глинозема готовили образцы предкерамического материала - МКМ. Для этого смешивали все компоненты в пропорциях, установленных технологической инструкцией СП0.028.706 ТИ: глинозема - 1840 мг, Веселовской глины - 100 мг, химически осажденного мела - 60 мг (массовые доли 92, 3 и 5 % соответственно) [11]. Смешивание проводили в корундовой ступке в спиртовой суспензии в течение 4 ч. После этого образцы высушивали в сушильном шкафу при температуре (150 ± 10) °С. Для проведения адсорбционных и термических измерений полученные образцы МКМ непосредственно перед проведением исследований термообрабатывали в течение часа при (250 ± 1) °С в муфельной печи Б1\Ю1_ 8.2/1100.
Средний размер частиц образцов глинозема рассчитывали на основании измеренной удельной площади поверхности по формуле, выведенной для идеальных порошковых систем, состоящих из монодисперсных частиц глобулярной формы [12]:
С = 6 / (р ЗД, (1)
где С - средний размер частиц, мкм; р - истинная плотность глинозема, равная 4,00 г/см3; 5уд - удельная площадь поверхности, м2/г.
Удельную площадь поверхности образцов глинозема и МКМ определяли методом тепловой десорбции азота на приборе «СОРБИ N.4.1» по четырем точкам изотермы адсорбции Брунауэра - Эммета - Телле-ра. За относительную погрешность измерения принимали полуширину доверительного интервала одиночного измерения при доверительной вероятности 0,95, рассчитанную по данным измерений десяти навесок одного и того же стандартного образца и составившую 4,3 %.
ИК-спектроскопические исследования проводили на инфракрасном Фурье-спектрометре ФСМ-1201 в спектральном диапазоне 400-4000 см-1 с разрешением 4 см-1 в режиме пропускания в таблетках с КВг.
Качественный анализ фазового состава образцов проводили методом порошка на рентгеновском дифрактометре «Дифрей» с позиционно-чувстви-
тельным детектором с использованием излучения Сиксф (Л = 1,54181 А) в диапазоне углов от 18° до 58° по 20. Для идентификации фаз использовали картотеку JCPDS. Параметры дифракционных пиков (положение максимума, высоту, полуширину на полувысоте и площадь) определяли путем их аппроксимации псевдо-фохтовскими контурами поверх линейного фона методом наименьших квадратов. Минимум суммы квадратов отклонений искали методом сопряженных градиентов в программе Mathcad 14. Воспроизводимость параметров оценивали по дифрактограммам одного и того же стандартного образца корунда, снятым до и после исследуемых образцов.
Гранулометрический состав образцов глинозема определяли на лазерном анализаторе частиц Microsizer 201 в суспензии на основе этилового спирта. Приготовленную суспензию непосредственно перед измерением обрабатывали ультразвуком в течение 60 с. Зная средний размер частиц каждой фракции, по формуле (1) рассчитывали удельную площадь их поверхности (5уд). Средневзвешенное значение 5уд вычисляли как сумму значений 5уд всех фракций, помноженных на их массовые доли. Погрешность 5уд каждой фракции определяли исходя из погрешности среднего размера частиц, равной половине разности между верхней и нижней границами фракции. Погрешность средневзвешенной 5уд определяли как сумму погрешностей 5уд фракций, помноженных на их массовые доли.
Термические превращения образцов глинозема, глины, мела и МКМ на их основе изучали с помощью дериватографов Q-1500 и Shimadzu DTG-60 в интервале температур 20-1100 °С при линейном нагреве со скоростью подъема температуры 10 °С/мин с использованием в качестве эталонного образца свеже-прокаленного корунда. Толщину слоя адсорбционной воды оценивали по формуле (2):
Л = Лт Др ■ 5уд), (2)
где Л - толщина адсорбционного слоя, мкм; Лт - относительная потеря массы глинозема в соответствующем температурном диапазоне; р - плотность воды, г/см3; 5уд - удельная площадь поверхности образца глинозема, м2/г.
Морфологические характеристики (форму и размер частиц) глинозема определяли с помощью сканирующего электронного микроскопа TESCANVEGA 3 ББИ с ускоряющим напряжением электронного пучка 10-15 кВ, рабочим расстоянием съемки 20-40 мм и увеличением до 15 000 раз. Для стекания накапливающегося заряда проводили напыление углеродной пленки на поверхность зерен глинозема.
Определение температурного изменения линейных размеров спрессованных при давлении 5,3 МПа образцов МКМ проводили на призматических образцах 20 х 5 х 4,5 мм при скорости подъема температуры 10 °С/мин до 1000 °С на термомеханическом анализаторе БЫтаС1и ТМА-60.
Результаты и обсуждение
Из анализа представленных на рис. 1 зависимостей видно, что удельная площадь поверхности глинозема линейно увеличивается в ходе помола от величины 1,7 м2/г, характерной для исходного образца, до 5,9 м2/г для образца глинозема после 192 ч помола. Равномерный рост удельной площади поверхности при постоянной
мощности мельницы свидетельствует о неизменности поверхностного натяжения частиц в ходе помола, то есть химическая природа поверхности и доли образующих ее кристаллических граней с различными индексами Миллера не претерпевают коренных изменений. При этом средний размер частиц, согласно оценке по данным изменения Бд, уменьшается примерно в 3,5 раза (с 0,87 до 0,25 мкм). Наибольшее уменьшение размера (в 1,6 раза) отмечается в первые 48 ч помола, что ожидаемо при линейном возрастании удельной площади поверхности.
Рис. 1. Зависимость удельной площади поверхности Sy.gr м2/г, и диаметра d, мкм, частиц глинозема от времени помола ^ ч.
Увеличение средней удельной площади поверхности сопровождается повышением адсорбционной способности, что наглядно продемонстрировано на кривой потери массы образцов глинозема в условиях линейного нагрева (рис. 2). Согласно литературным данным, потеря массы при нагреве до 200 и 550 °С обусловлена выделением физически адсорбированной воды и конденсацией поверхностных гидроксилов соответственно [13] (границы диапазонов условны, в действительности области протекания обоих процессов могут перекрываться). Ориентируясь на эти данные, можно сделать вывод, что исходный глинозем содержит 0,18 % (по массе) физически адсорбированной воды, а диспергированные образцы независимо от времени помола - (0,33 ± 0,04) %. Следовательно, активная адсорбция воды из дисперсионной среды на поверхности корунда, образующейся при дроблении зерен, имеет место лишь в первые 48 ч помола. Толщина сформировавшегося адсорбционного слоя варьирует в диапазоне от 0,6 до 1,3 нм (2-5 мономолекулярных слоев толщиной ^ 0,25 нм), что соответствует равновесной адсорбции при относительной влажности 3070 % [14].
Рис. 2. Зависимости потери массы Am исходного (1) и диспергированного (2-4) глинозема от температурыi T при линейном нагреве. Время помола, ч: 1 - 0; 2 - 48; 3 - 96; 4-192
Потеря массы при нагревании от 200 до 550 °C по мере увеличения времени помола возрастает также с замедлением, хотя и менее резким: 0,14 % у исход-
ного образца, 0,28, 0,36 и 0,39 % после 48, 96 и 192 ч помола. Данные величины соответствуют слоям воды толщиной 0,7-1,0 нм, что существенно превышает толщину мономолекулярного слоя воды (^ 0,25 нм) и потому не согласуется с ее образованием путем конденсации мономолекулярного слоя поверхностных гидроксилов. При этом анализ рентгеновских дифракто-грамм (рис. 3 и 4) и ИК-спектров образцов (рис. 5) позволяет предположить, что при осуществлении механохими-ческого процесса в водной дисперсии происходит существенная аморфизация поверхности с насыщением разорванных Al-O-Al связей гидроксильными группами и последующим образованием в поверхностном слое гидра-тированного оксида алюминия. Аморфизация подтверждается уменьшением высоты дифракционных пиков при неизменности их площади (рис. 4), а формирование поверхностного гидратированного слоя - появлением в ИК-спектрах диспергированных образцов полосы поглощения деформационных колебаний связи Al-OH при 1080 см-1, характерной для гидроксидов алюминия [1517]. Таким образом, можно полагать, что потеря массы глинозема в диапазоне от 200 до 550 °C обусловлена не конденсацией мономолекулярного слоя поверхностных гидроксилов, а дегидроксилированием более толстого слоя поверхностного аморфного гидроксида, образующегося в ходе мокрого помола глинозема. Образование гидроксидов в ходе помола порошков оксида алюминия со структурой корунда (в том числе образование кристаллических гидроксидов при использовании высокоэнергетических методов помола) наблюдалось и ранее [18-20]. Литературные данные также подтверждают, что дегид-роксилирование гидроксидов алюминия (как кристаллических, так и аморфизованных в ходе помола) протекает именно в этом температурном диапазоне [21]. В исходном образце глинозема поверхностный гидроксид, судя по гравиметрическим кривым, также может присутствовать, но его содержание, видимо, слишком мало для обнаружения методом ИК-спектроскопии.
Рис. 3. Рентгеновские дифрактограммы образцов исходного (1) и диспергированного (2, 3) глинозема. Время помола, ч: 1 - 0; 2 -48; 3 -192
Рис. 4. Зависимость вы/соты/ Л и площади Б наиболее интенсивных рефлексов корунда (слева направо: 104,113,116) от времени помола глинозема.
400 600 800 1000 1200 ^см"'
Рис. 5. ИК-спектры пропускания исходного (1) и диспергированного (2-4) глинозема. Время помола, ч: 1 - 0; 2 - 48;
3 - 96; 4 - 192.
Представленные на рис. 6 данные гранулометрического анализа свидетельствуют о том, что в результате помола существенно увеличивается массовая доля зерен диаметром менее 4 мкм, причем в этом процессе можно выделить несколько составляющих. Самые крупные зерна (больше 12 мкм) практически полностью диспергируются уже в первые 48 ч, тогда как зерна среднего размера (4-12 мкм) измельчаются постепенно, причем массовая доля фракции 8-12 мкм достигает постоянного ненулевого значения после 96 ч помола и далее практически не уменьшается. Мелкие зерна, образующиеся в первые 96 ч за счет дробления крупных и средних, имеют диаметры практически из всего диапазона до 4 мкм с максимумами распределения около 1 и 3 мкм, тогда как в следующие 96 ч доля зерен диаметром около 3 мкм практически не меняется, а зерна диаметром 1 мкм образуются за счет обеднения фракции 4-7 мкм. При этом график плотности распределения массы по диаметрам приобретает свою окончательную форму уже после 144 ч помола, а далее происходят лишь сравнительно небольшие количественные изменения.
зерен по диаметрам, мкм1; б - диаметр, мкм
Данные гранулометрии согласуются с изображениями на микроснимках (рис. 7), которые демонстрируют существенное уменьшение и гомогенизацию размера частиц после 192 ч помола. Основная масса частиц в диспергированном образце имеет размер порядка 1-2 мкм.
Представленные данные гранулометрии и микроскопии находятся в очевидном противоречии с оценкой среднего размера частиц б по результатам адсорбционных исследований: во-первых, абсолютные значения б (рис. 1) лежат левее всех максимумов гранулометрического распределения (рис. 6), во-вторых, при увеличении времени помола значения б не стре-
мятся к постоянному ненулевому значению, тогда как гранулометрическое распределение стабилизируется уже после 144 ч помола.
б
Рис. 7. Изображения зерен глинозема до (а) и после (б) помола в течение 192 ч, полученные методом сканирующей электронной микроскопии
Для выяснения причин обнаруженного противоречия было проведено сравнение величин удельной площади поверхности образцов, рассчитанных по данным гранулометрии по формуле (1), с результатами адсорбционных измерений (¿¡р и ¿адс в табл. 1). Сравнение показало, что оценка по данным гранулометрии (5Тр) существенно меньше реальной величины (¿адс), причем с увеличением времени помола расхождение между этими величинами возрастает как в абсолютном (Д^дс-гр), так и в относительном (^адс / £р, А^дс-гр / Задс) выражении. Данная тенденция, по-видимому, обусловлена повышением шероховатости поверхности зерен, которое часто отмечается при диспергировании кристаллических материалов [22] (в качестве оценки шероховатости можно использовать значение ¿адс/3-р -отношение площади реальной поверхности к поверхности гладкой сферической частицы).
Табл. 1. Сравнительный анализ влияния времени помола глинозема на величину его удельной площади поверхности, определенную по результатам адсорбционных и гранулометрических измерений
Время помола,ч 5адс, м2/г м2/г А5щс-гр, м2/г 5адс/ 5-р Д5вдс-гр / задс,%
0 1,72 0,59 1,13 2,9 66
48 2,79 0,84 1,95 3,3 70
3,52 0,93 2,59 3,8 74
144 4,77 1,02 3,75 4,7 79
192 5,93 1,11 4,82 5,3 81
Таким образом, можно заключить, что рост удельной площади поверхности в ходе помола вызван
двумя факторами: уменьшением размера частиц и увеличением их шероховатости. В условиях исследуемого процесса помола глинозема вклад первого фактора со временем уменьшается, а второго - возрастает. В связи с этим оценка среднего размера частиц по результатам адсорбционных измерений дает недостоверные результаты, заниженные в абсолютном выражении и неверно отражающие тенденцию изменения размера со временем. Данное заключение может быть распространено и на другие дисперсные кристаллические материалы.
Следует также отметить, что расчетная геометрическая площадь поверхности гладких сферических частиц 5тр, в отличие от полной (с учетом шероховатости) площади поверхности ¿адс, растет в ходе помола нелинейно: наибольший прирост наблюдается в первые 48 ч (при перемалывании самых крупных частиц), после чего скорость роста уменьшается в три раза, так что величины прироста ¿Тр за первые 48 ч и последующие 144 ч примерно одинаковы (0,25 и 0,27 м2/г соответственно). Таким образом, «сглаженная» площадь поверхности гораздо лучше, чем полная, коррелирует с содержанием адсорбционной воды и поверхностного гидроксида в глиноземе. Такой результат, по-видимому, связан с тем, что образующиеся неровности поверхности имеют характерный размер не более нанометра, то есть невелики по сравнению с толщинами слоев адсорбционной воды и гидроксида и потому не оказывают заметного влияния на объем этих слоев и массу выделяющейся из них воды.
Образцы МКМ, приготовленные на основе исходного и подвергнутого помолу глинозема, были изучены методами дифференциального термического анализа (ДТА), дилатометрии и низкотемпературной адсорбции азота.
Результаты дифференциального термического анализа (рис. 8) позволяют идентифицировать три основных процесса, сопровождающихся потерей массы и поглощением тепла: выделение адсорбционной и содержащейся в поверхностном гидроксиде воды из глинозема (протекает в широком диапазоне от комнатной температуры до 600 °С с максимумами потери массы и поглощения тепла при 237-245 °С), выделение конституционной воды из глины (максимумы при 480488 °С) и разложение мела на оксид кальция и диоксид углерода (максимумы при 664-677 °С). Все три процесса в целом аналогичны протекающим в изолированных компонентах (рис. 2, кривые 4 и 5 на рис. 8), однако имеются некоторые отличия. Так, максимумы разложения глины и мела сдвинуты в сторону меньших температур по сравнению с чистыми компонентами (на 20-30 и 70-80 °С соответственно), что связано с низким содержанием этих компонентов в МКМ и, как следствие, отсутствием диффузионных затруднений, возникающих при резком образовании больших количеств воды и диоксида углерода при нагревании чистых компонентов. Данное объяснение согласуется с тем, что температуры начала разложения глины и мела (450 и 600 °С) практически одинаковы в МКМ и в изолированных компонентах.
В результате помола на кривых ДТА появляются максимумы потери массы и поглощения тепла при 237-245 °С, связанные с выделением адсорбционной воды из глинозема и дегидроксилированием поверхностного гидроксида, что согласуется с отмечен-
ной ранее гидратацией глинозема в ходе помола. Также в ходе помола наблюдается сдвиг максимумов, связанных с разложением мела, в высокотемпературную область примерно на 10 °С, что можно объяснить затруднением диффузии диоксида углерода через слой глинозема при уменьшении размера зерна. В целом же помол не оказывает заметного влияния на термические превращения глины и мела в составе МКМ.
Рис. 8. Интегральные (сверху) и дифференциальные (посередине) термотравиметрические зависимости и кривые дифференциального термического анализа (снизу) образцов керамической массы на основе глинозема до (1) и после (2, 3) помола, а также образцов веселовской глины (4) и мела (5): Лт - относительное изменение массы; с1т/с1Т - производная массы по температуре. Время помола, ч: 1 - 0; 2 - 48; 3 -192
На рис. 9 представлены зависимости относительного изменения линейных размеров спрессованных образцов МКМ от температуры. С увеличением времени помола величина усадки при 1000 °С возрастает (для образца МКМ с временем помола глинозема 192 ч - в 3,5 раза по сравнению с МКМ на основе исходного глинозема). Видимо, это связано с тем, что в процессе помола уменьшается диаметр и увеличивается удельная площадь поверхности зерен глинозема, а следовательно, возрастает площадь их соприкосновения друг с другом, а также с частицами глины и мела, что приводит к ускорению термических превращений за счет сокращения диффузионного пути. Вследствие этого при той же температуре достигается большая усадка.
Данное предположение согласуется с измерениями удельной площади поверхности МКМ (табл. 2). Наблюдаемое уменьшение удельной площади поверхности в результате спекания, по-видимому, связано с тем, что узкие промежутки между зернами глинозема в областях их соприкосновения заполняются легкоплавким кальцийалюмосиликатным стеклом. В таком случае возрастание абсолютной величины убыли удельной площади поверхности (5уд,т - 5уд,исх) с увеличением
времени помола свидетельствует об увеличении площади межзеренных контактов.
МЛ, г
-0,5
Рис. 9. Результаты/ дилатометрического анализа образцов МКМ. Т - температура; Л1/1 - относительное изменение линейного размера. Время помола, ч: 1 - 0; 2 - 48; 3 - 96; 4 - 144; 5 - 192
Табл. 2.Удельные площади поверхности исходных (Будисх) и термообработанны/х при 1000 °С (БуД/т) образцов МКМ, приготовленных на основе исходного и диспергированного глинозема
Bрeмя помола, ч S'д,исx, м /г м2/г "^^Мс^ м /г ^д,исх) / ^д.исх, %
0 3,30 1,32 -1,98 -60
4S 4,67 2,11 -2,56 -55
9S 6,03 2,41 -3,62 -60
144 6,36 2,75 -3,61 -57
192 7,63 3,55 -4,08 -53
Помимо увеличения контактной площади, на величину усадки может оказывать влияние наличие активного поверхностного гидроксида алюминия, образующегося в ходе помола.
Выводы
Установлено, что в ходе мокрого механического помола глинозема уменьшается средний размер его зерен, причем наиболее крупные зерна (более 12 мкм) диспергируются уже в первые 48 ч помола с образованием зерен менее 4 мкм, после чего отмечается преимущественно измельчение фракции 4-7 мкм до размера около 1 мкм. Данный процесс сопровождается увеличением шероховатости и удельной площади поверхности, причем скорость роста последней неизменна во всем исследованном временном диапазоне.
На основании ИК-спектров показано, что в ходе мокрого помола на частицах глинозема образуется поверхностный слой аморфного гидроксида алюминия, массовая доля которого увеличивается и коррелирует с геометрической поверхностью зерен.
С увеличением времени помола возрастает величина линейной усадки многокомпонентной керамической массы при нагревании, что свидетельствует об интенсификации процесса спекания, обусловленной увеличением площади соприкосновения частиц компонентов и наличием активного поверхностного гидрок-сида алюминия.
Авторы выражают благодарность за помол глинозема, съемку ИК-спектров, дифференциально-термический анализ и дилатометрию МА Ширяеву, Н.В. Захаровой, Е.О. Дроздову, Т.В. Фирсановой. Определение удельной площади поверхности, съемка ИК-спектров, дифференциально-термический анализ гли-
нозема проведены в ЦКП «Химическая сборка нанома-териалов». Исследования термических превращений МКМ и съемка на сканирующем электронном микроскопе проведены на оборудовании Инжинирингового центра СПбГТИ(ТУ).
Работа выполнена при поддержке Минобрнау-ки России (соглашение № 075-15-2021-028) на базе Первого всероссийского инжинирингового центра технологии молекулярного наслаивания.
Литература
1. Поляков А.А. Технология керамических радиоэлектронных материалов. М.: Радио и связь,1989.200 с.
2. Таиров Ю.М., Цветков В.Ф. Технология полупроводниковых и диэлектрических материалов. СПб.: Лань, 2002. 424 с.
3. Иманов Г.М., Козловский Л.В., Ротентберг Б.А. Технология керамических конденсаторов. СПб.: ОМ-ПРЕСС, 2004. 232 с.
4. Като А. Способы получения и практическое применение ультрамелкодисперсных порошков // Хемен.
1983. Т. 21, № 2. С. 65-76.
5. Бакунов В.С. и др. Оксидная керамика: спекание и ползучесть. М.: РХТУ, 2007. 584 с.
6. Болдырев В.В. и др. Фундаментальные основы механической активации, механосинтеза и механохи-мических технологий. Под ред. Е.Г. Авакумова. Новосибирск: СО РАН, 2009. 343 с.
7. Ляхов Н.Э. Достижения и перспективы механо-химии // Вестник АН СССР. 1988. № 8. С. 65-74.
8. Кащеев И.Д., Эемляной К.Г. Влияние способа измельчения порошков электроплавленного корунда на их свойства // Новые огнеупоры. 2004. № 4. С. 34-35.
9. Болдырев В.В. Механохимия и механическая активация твердых веществ // Успехи химии. 2006. № 75. С. 203-216. DOI 10.1070/RC2006v075n03ABEH001205
10. Чащин В.О. Влияние механической обработки на морфологию частиц порошка Al2O3 // Молодеж. науч. форум. Серия: Техн. и мат. науки. 2014. № 7 (14). С. 13-17.
11. Малков А.А., Малыгин А.а.. Трифонов С.А., Егорова И.В., Вихман С.В., Брусиловский Г.В., Силин В.А., Куликов Н.А. Влияние хромоксидных нанодобавок на термические превращения керамической массы // Известия СПбГТИ(ТУ). 2009. № 6 (32). С. 33-38.
12. Шабанова Н.А., Попов В.В., Саркисов П.Д. Химия и технология нанодисперсных оксидов. М.: Академкнига, 2006. 309 с.
13. Men Y,, Gnaser H, Ziegler C Adsorption/desorption studies on nanocrystalline alumina surfaces // Anal. Bioanal. Chem. 2003. Vol. 375, nr 7. P. 912916. DOI 10.1007/s00216-003-1760-1.
14. Al-Abadlehi H.A., Grassian V.H. FT-IR study of water adsorption on aluminum oxide surfaces // Langmuir. 2003. Vol. 19, nr 2. P. 341-347. DOI 10.1021/la026208a
15. Мардилович П.П., Трохимец А.И., Эарецкий М.В. Применение ИК спектроскопии при изучении фазовых превращений бемита // Журн. прикл. спектроскопии.
1984. Т. 40, № 3. С. 404-413. DOI 10.1007/BF00661515.
16. Мардилович П.П. и др. ИК спектроскопическое исследование дегидратации байерита и гидрагирллита // Журн. прикл. спектроскопии. 1985. Т. 42, № 6. С. 959-966. DOI 10.1007/BF00657101.
17. Лыгин В.И. Исследование методом ИК-спектроскопии изменения структуры поверхности при трансформации 0-Д12Оз в а-Д120з // Журн. физ. химии. 1999. Т. 73, № 11. С. 2034-2037.
18. Tsuchida T, Ichikawa N. Mechanochemical phenomena of gibbsite, bayerite and boehmite by grinding // React. Solids. 1989. Vol. 7, nr 3. P. 207-217. DOI 10.1016/0168-7336(89)80037-3.
19. Stenger F.et a/.The influence of suspension properties on the grinding behavior of alumina particles in the submicron size range in stirred media mills // Powder Technol. 2005. Vol. 156, nr 2/3. P. 103-110. DOI 10.1016/j.powtec.2005.04.005.
20. Y. Hotta et at. Hydrodynamic interaction of particles in Al203 slurries prepared by different milling methods // J. Am. Ceram. Soc. 2009. Vol. 92, nr 6. P. 1198-1202. DOI 10.1111/j.1551-2916.2009.03054.x.
21. Yoshimura H.N. et at. Evaluation of mechanochemical and hydrothermal transformations in a wet-milled alumina by transmission electron microscopy and thermal analysis // Mater. Sci. Forum. 2016. Vol. 881. P. 46-51. DOI 10.4028/www.scientific.net/MSF.881.46.
22. Кащеев ИД, Земляной К.Г. Влияние способов измельчения на состав поверхности и спекание хромита // Новые огнеупоры. 2014. № 12. С. 18-23. DOI 10.1007/s11148-015-9762-z.
References
1. Polyakov A.A .Tekhnologiya keramicheskikh radioe-lectronnykh materialov.Moscow:Radio i svyaz',1989.200 p.
2. Tairov Yu.M, Tsvetkov V.F. Tekhnologiya po-luprovodnikovykh I dielektricheskikh materialov.Saint Petersburg: Lan', 2002. 424 p.
3. Imanov G.M., Kozlovskiy L.V., Rotenberg B.A. Tekhnologiya keramicheskikh kondensatorov. Saint Petersburg: OM-PRESS, 2004. 232 p.
4. Kato A. Sposoby polucheniya I prakticheskoye primeneniye ul'tramelkodispersnykh poroshkov // Khemen. 1983. Vol. 21, nr 2. P. 65-76.
5. Bakunov V.S. et a. Oksidnaya keramika: spekaniye I polzuchest' Moscow: RKhTU, 2007. 584 p.
6. Boldyrev V. V. et al Fundamental'nyye osnovy mek-hanicheskoy aktivatsii, mekhanosinteza I mekhan-okhimicheskokh tekhnologiy.; ed. by Ye.G. Avakumov. Novosibirsk: SO RAN, 2009. 343 p.
7. Lyakhov N.Z. Dostizheniya I perspektivy mekhan-okhimii // Vestnik AN SSSR. 1988. Nr8. P. 65-74.
8. Kashcheev I.D., Zemlyanoi K.G. Vliyaniye sposoba izmel'cheniya poroshkov electroplavlennogo korunda na ikh svoystva // Novyye ogneupory. 2004. Nr 4. P. 34-35.
9. Boldyrev VV Mechanochemistry and mechanical activation of solids// Russ. Chem. Rev. 2006. Vol. 75, nr 3.P. 177-189. DOI 10.1070/RC2006v075n03ABEH001205
10. Chashchin V.O. Vliyaniye mekhanicheskoy obrabotki na morfologiyu chastits poroshka Al2O3 // Mo-lodezhnyynauchnyyforum. Series: Tekhnicheskiye I ma-tematicheskiye nauki. 2014. Nr 7 (14). P. 13-17.
11. Malkov A.A., Malygin A.a.. trffonov S.A., Egorova
I.V., Vihman S.V., Brusllovskij G.V., Siiin V.A, Kuiikov N.A. Vliyanie hromoksidnyh nanodobavok na termicheskie prev-rashcheniya keramicheskoj massy // Izvestiya SPbGTI(TU). 2009. № 6 (32). S. 33-38..
12. Shabanova N.A, Popov V. V., Sarkisov P.D. Khimiya I tekhnologiya nanodispersnykh oksidov.Moscow: Akade-mkniga, 2006. 309 p.
13. Men Y, Gnaser H, Ziegler C. Adsorption/desorption studies on nanocrystalline alumina surfaces // Anal. Bioanal. Chem. 2003. Vol. 375, nr 7. P. 912916. DOI 10.1007/s00216-003-1760-1.
14. Al-Abadleh H.A., Grassian V.H. FT-IR study of water adsorption on aluminum oxide surfaces // Langmuir. 2003. Vol. 19, nr 2. P. 341-347. DOI 10.1021/la026208a
15. MardHovich P.P., Trokhimets A.I, Zaretskii M.V. Use of IR spectroscopy in the study of phase transformations of boehmite // J. Appl. Spectrosc. 1984. Vol. 40, nr 3. P. 295-298. DOI 10.1007/BF00661515.
16. P.P. MardHovich et a, Spectroscgpic investigation of dehydration of bayerite and hydrargillite / // J. Appl. Spectrosc. 1985. Vol. 42, nr 6. P. 659-665. DOI 10.1007/BF00657101.
17. Lygin V.I. An IR spectroscopy study of surface structure changes during transformation of theta-Al2O3 into alpha-Al2O3 // Russ. J. Phys. Chem. 1999. Vol. 73, nr
II. P. 1832-1835.
18. Tsuchida T, Ichikawa N. Mechanochemical phenomena of gibbsite, bayerite and boehmite by grinding // React. Solids. 1989. Vol. 7, nr 3. P. 207-217. DOI 10.1016/0168-7336(89)80037-3.
19. F. Stenger et a, The influence of suspension properties on the grinding behavior of alumina particles in the submicron size range in stirred media mills // Powder Technol. 2005. Vol. 156, nr 2/3. P. 103-110. DOI 10.1016/j.powtec.2005.04.005.
20. Y. Hotta et a, Hydrodynamic interaction of particles in Al2O3 slurries prepared by different milling methods // J. Am. Ceram. Soc. 2009. Vol. 92, nr 6. P. 1198-1202. DOI 10.1111/j.1551-2916.2009.03054.x.
21. H.N. Yoshimura et a, Evaluation of mechanochemical and hydrothermal transformations in a wet-milled alumina by transmission electron microscopy and thermal analysis // Mater. Sci. Forum. 2016. Vol. 881. P. 46-51. DOI 10.4028/www.scientific.net/MSF.881.46.
22. Kashcheev I.D, Zemlyanoi K.G. Effect of milling method on chromite surface composition and sintering // Refract. Ind. Ceram. 2015. Vol. 55, nr 6. P. 549-554. DOI 10.1007/s11148-015-9762-z.
Сведения об авторах
Бодалёв Иван Сергеевич, канд. хим. наук, доцент, каф. химической нанотехнологии и материалов электронной техники; Ivan S. Bodalyov, PhD (Chem.), Associate Professor, Department of Chemical Nanotechnology and Electronic Engineering Materials; dmpsmsmith@gmaii.com.
Богданов Владимир Алексеевич, инженер-технолог, АО «Светлана-Рентген»; Vladimir A. Bogdanov, process engineer, Svetiana-X-Ray JSC; viadimir_bogdanov97@maii.ru.
Крашакова Марианна Андреевна, аспирант, каф. химической нанотехнологии и материалов электронной техники; Marianna A. Krashakova, PhD Student, Department of Chemical Nanotechnology and Electronic Engineering Materials; mkrashakova@bk.ru.
Малков Анатолий Алексеевич, канд. хим. наук, доцент, каф. химической нанотехнологии и материалов электронной техники; Anatolii A. Malkov, PhD (Chem.), Associate Professor, Department of Chemical Nanotechnology and Electronic Engineering Materials; malkov@lti-gti.ru.
