Введение
Глава 1. Получение, свойства и области применения нитридов титана, хрома, молибдена и вольфрама 18
1.1. Физико-химические свойства нитридов титана, хрома, молибдена и вольфрама 18
1.1.1. Физико-химические свойства нитрида титана 19
1.1.2. Физико-химические свойства нитрида хрома 21
1.1.3. Физико-химические свойства нитрида молибдена 22
1.1.4. Физико-химические свойства нитрида вольфрама 24
1.2. Области применения нитридов титана, хрома, молибдена и вольфрама 25
1.2.1. Области применения нитрида титана 26
1.2.2. Области применения нитрида хрома 27
1.2.3. Области применения нитрида молибдена 28
1.2.4. Области применения нитрида вольфрама 29
1.3. Способы получения нитридов титана, хрома, молибдена и вольфрама 29
1.3.1. Синтез нитридов титана, хрома, молибдена и вольфрама в высокотемпературных печах 31
1.3.2. Плазмохимический синтез нитридов титана, хрома, молибдена и вольфрама 37
1.3.3. Нетрадиционные способы получения нитридов титана, хрома, молибдена и вольфрама 39
1.3.4. Самораспространяющийся высокотемпературный синтез 41
1.4. Самораспространяющийся высокотемпературный синтез микро- и нанопорошков нитридов с применением неорганических азидов 50
1.5. Выводы 61
Глава 2. Выбор систем для получения нитридов титана, хрома, молибдена и вольфрама, методик, оборудования и условий синтеза 63
2.1. Выбор систем для получения нитридов титана, хрома, молибдена и вольфрама 63
2.2. Методики, приборы и оборудование, предназначенные для исследований 71
2.2.1. Методика проведения синтеза, измерения линейных скоростей и максимальных температур горения 71
2.2.2. Методика анализа синтезируемых продуктов 77
2.2.3. Погрешность измерений и аппроксимация графических зависимостей 83
2.3. Характеристика исходного сырья и материалов, используемых при синтезе нитридов в режиме СВС-Аз 84
2.4. Выбор технологических параметров, влияющих на процесс синтеза нитридов 87
2.5. Расчет содержания компонентов исходных смесей и содержания азота в нитридах 90
2.6. Выводы 91
Глава 3. Термодинамический анализ образования нитридов в режиме СВС-Аз.. 93
3.1. Расчет равновестных концентраций продуктов синтеза, адиабатической температуры горения реакции и мольного выхода конечных продуктов от давления 95
3.1.1. Нитрид титана 96
3.1.2. Нитрид хрома 101
3.1.3. Нитрид молибдена 105
3.1.4. Нитрид вольфрама 109
3.2. Выводы 113
Глава 4. Закономерности горения азидных систем и синтеза нитридов 115
4.1. Нитрид титана 115
4.1.1. Выбор оптимальной системы СВС-Аз для синтеза нитрида титана 115
4.1.2. Исследование влияния соотношения компонентов в системе на температуру и скорость горения, содержание азота в нитриде титана 117
4.1.3. Исследование влияния диаметра образца на температуру и скорость горения, содержание азота в нитриде титана 121
4.1.4. Исследование влияния давления газовой среды на температуру и скорость горения, содержание азота в нитриде титана 123
4.1.5. Исследование влияния относительной плотности исходной шихты на температуру и скорость горения,
содержание азота в нитриде титана 126
4.1.6. Исследование влияния добавки титана в системе на температуру и скорость горения, содержание азота в нитриде титана 128
4.1.7. Исследование влияния размера частиц исходного порошка титана на температуру и скорость горения, содержание азота в нитриде титана 132
4.1.8. Оптимальные технологические условия образования нитрида титана в режиме СВС-Аз в лабораторном реакторе постоянного давления 133
4.2. Нитрид хрома 135
4.2.1. Выбор оптимальной системы СВС-Аз для синтеза нитрида хрома 135
4.2.2. Исследование влияния соотношения компонентов в системе на температуру и скорость горения, содержание азота в нитриде хрома 136
4.2.3. Исследование влияния давления азота в системе на температуру и скорость горения, содержание азота в нитриде хрома 141
4.2.4. Исследование влияния плотности исходной шихты на температуру и скорость горения, содержание азота в нитриде хрома 146
4.2.5. Оптимальные технологические условия образования нитрида хрома в режиме СВС-Аз в лабораторном реакторе постоянного давления 149
4.3. Нитрид молибдена 150
4.3.1. Выбор оптимальной системы СВС-Аз для синтеза нитрида молибдена 151
4.3.2. Исследование влияния соотношения компонентов в системе на температуру и скорость горения, содержание азота в нитриде молибдена 153
4.3.3. Исследование влияния давления азота в системе на температуру и скорость горения, содержание азота в нитриде молибдена 155
4.3.4. Исследование влияния плотности исходной шихты на температуру и скорость горения, содержание азота в нитриде молибдена 157
4.3.5. Оптимальные технологические условия образования нитрида молибдена в режиме СВС-Аз в лабораторном реакторе постоянного давления 159
4.4. Нитрид вольфрама 160
4.4.1. Выбор оптимальной системы СВС-Аз для синтеза нитрида вольфрама 160
4.4.2. Исследование влияния соотношения компонентов в системе на температуру и скорость горения, содержание азота в нитриде молибдена 162
4.4.3. Исследование влияния давления азота в системе на температуру и скорость горения, содержание азотав нитриде вольфрама 164
4.4.4. Исследование влияния плотности исходной шихты на температуру и скорость горения, содержание азота в нитриде вольфрама 167
4.4.5. Исследование влияния размера частиц порошка вольфрама на температуру и скорость горения, содержание азота в нитриде вольфрама 169
4.4.6. Оптимальные технологические условия образования нитрида вольфрама в режиме СВС-Аз в лабораторном реакторе постоянного давления 169
4.5. Выводы 170
Глава 5. Химическая стадийность и структурообразование нитридов в режиме СВС-Аз 173
5.1. Химическая стадийность образования нитридов в режиме СВС-Аз 173
5.2. Фазовый состав нитридов, синтезированных в режиме СВС-Аз 180
5.3.Структурообразование нитридов, синтезированных в режиме СВС-Аз 185
5.4. Выводы 195
Глава 6. Рекомендации по организации технологического процесса синтеза нитридов в системах "Галогенид азотируемого элемента - азид натрия" 196
6.1 Опытно-промышленная установка для синтеза нитридов в системах "галогенид азотируемого элемента - азид натрия" 196
6.2. Экологические вопросы, связанные с утилизацией отходов 198
6.3. Контроль готового продукта 199
6.4. Выводы 199
Общие выводы 201
Список использованных источников 204
Приложение 219
