Кинетика и механизмы механоактивированного твердожидкостного и твердофазного синтеза фаз внедрения на основе титана тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.07, кандидат наук Лубнин, Алексей Николаевич

• Лубнин, Алексей Николаевич
• кандидат наук
• 2015

Оглавление диссертации кандидат наук Лубнин, Алексей Николаевич

Оглавление

5

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Общая характеристика метода механического сплавления в шаровых мельницах

1.2. Структурные превращения при механическом сплавлении

1.3. Температура при механическом сплавлении

1.4. Структура фаз внедрения в системах Т1-С, Т1-Н, Т1-С-Н

1.5. Механосинтез в системе титан - жидкие углеводороды

1.5.1. Продукты измельчения титана в жидких углеводородах

1.5.2. Изменения в жидких углеводородах при их обработке в шаровой планетарной мельнице

1.6. Механосинтез в системе Т1-С

1.6.1. Взрывной и постепенный механосинтез в системе Т1-С

1.6.2. Представления о механизме механосинтеза в системе ТьС

1.7. Выводы

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1. Исходные материалы

2.2. Методика механического измельчения в шаровой планетарной мельнице

2.2.1. Загрузка и выгрузка образцов, режимы измельчения

2.2.2. Расчет энергонапряженности мельницы

2.3. Термообработка образцов после измельчения

2.4. Методы исследования

2.4.1. Рентгеновская дифракция

2.4.2. Растровая электронная микроскопия и рентгеноспектральный микроанализ

2.4.3. Дифференциальная сканирующая калориметрия

2.4.4. Мониторинг теплового режима измельчения

2.4.5. Рентгенофотоэлектронная спектроскопия

2.4.6. Химический анализ и термодесорбционная спектроскопия водорода

2.4.7. ИК-спектроскопия, рефрактометрия и измерение плотности жидких углеводородов

2.4.8. Анализ профиля рентгеновских линий

2.4.8.1. Расчет размеров кристаллитов и микроискажений решеток методом Уоррена-Авербаха с аппроксимацией функцией Фойгта

2.4.8.2. Полнопрофильный анализ Ритвельда

2.4.8.3. Расчет размеров кристаллитов и микроискажений решеток методом Вильямсона-Холла...„

2.4.8.4. Расчет вероятности дефектов упаковки

ГЛАВА 3. КИНЕТИКА И МЕХАНИЗМЫ МЕХАНОСИНТЕЗА В СИСТЕМЕ ТИТАН -ЖИДКИЕ УГЛЕВОДОРОДЫ

3.1. Рентгеновская дифракция порошков титана после измельчения в жидких углеводородах и последующих отжигов

3.1.1. Качественный и количественный фазовый анализ

3.1.2. Расчет размеров кристаллитов и микроискажений решеток

3.1.3. Расчет вероятности дефектов упаковки

3.2. Рентгенофотоэлектронная спектроскопия порошков титана после измельчения в жидких углеводородах и последующих отжигов

3.3. Растровая электронная микроскопия порошков титана после измельчения в жидких углеводородах и последующих отжигов

3.3.1. Морфология порошковых частиц

3.3.2. Энергодисперсионный химический микроанализ

3.4. Химический анализ порошков титана на С, Н, О после измельчения в жидких углеводородах и последующих отжигов

3.5. Превращения в жидкой фазе в ходе измельчения

3.6. Механизм твердожидкостного механосинтеза

3.7. Выводы

ГЛАВА 4. КИНЕТИКА И МЕХАНИЗМЫ МЕХАНОСИНТЕЗА В СИСТЕМЕ Т1-С

4.1. Взрывная и постепенная кинетика реакции Т1 + С —» ПС

4.1.1. Мониторинг температуры

4.1.2. Рентгенофазовый анализ

4.1.3. Анализ кинетики с использованием энергетического подхода

4.2. Анализ механизмов реакции

4.2.1. Индукционный период реакции

4.2.2. Постиндукционный период реакции

4.2.3. Механизмы твердофазной реакции Т1 + С —*ТЮ

4.3. Выводы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ЛИТЕРАТУРА

СПИСОК РАБОТ, В КОТОРЫХ ОПУБЛИКОВАНЫ ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Кинетика и механизмы механоактивированного твердожидкостного и твердофазного синтеза фаз внедрения на основе титана»

ВВЕДЕНИЕ

Современная технология конструкционных материалов основана на широком использовании фаз внедрения. Под фазами внедрения принято понимать структуры, формирующиеся в результате внедрения неметаллических атомов относительно малых размеров (H, N, С, В, О) в междоузлия одной из идеальных или несколько искаженных компактных упаковок атомов переходных металлов: твердые растворы внедрения, различные простые и сложные соединения (карбиды, гидриды, нитриды, бориды, карбонитриды, карбогидриды и т.д.) [1]. Фазы внедрения на основе титана вследствие целого комплекса высоких свойств находят широкое применение.' Карбид титана используется при производстве легированных упрочненных сталей и покрытий, режущих инструментов, абразивных материалов благодаря высокой твердости, легкости, высокой термической и химической стойкости. Материалы на основе гидрида титана являются перспективными для водородной энергетики.

В настоящее время очевидно, что использование сильно неравновесных способов синтеза металлических материалов несет в себе большие резервы для повышения эксплуатационных свойств получаемого продукта. К сильно неравновесным методам относится механосинтез в высокоэнергетических мельницах, характеризующийся высоким количеством подводимой к веществу механической энергии при температурах близких к комнатной [2]. Релаксация запасенной энергии происходит путем формирования нанокристаллической структуры и фазовых превращений с образованием равновесных или неравновесных фаз [2-4]. В качестве исходных компонентов механосинтеза нанокристаллических фаз внедрения на основе титана могут быть взяты порошок титана и жидкие углеводороды (ЖУВ) (твердожидкостный синтез), либо порошки титана и графита (твердофазный синтез). Однако механизмы формирования фаз внедрения на основе титана в ходе совместного измельчения титана с графитом или в ЖУВ, а также факторы определяющие кинетику синтеза недостаточно изучены.

Часто при измельчении твердых веществ вводятся добавки поверхностно-активных веществ или так называемых регуляторов процесса РСА (process control agents). Они адсорбируются на поверхности частиц, препятствуя холодной сварке, замедляя агломерацию порошка [2]. Обычно считается, что регуляторы процесса способствуют большему измельчению частиц, но при этом не вступают в механохимические реакции с частицами порошка. Однако было показано, что ряд веществ, используемых в качестве регуляторов процесса (в частности органические жидкости), могут выступать как реагенты в механохимических реакциях.

При шаровом измельчении металлов, в том числе и титана, в среде ЖУВ возможно насыщение металла углеродом и/или водородом с формированием тоикодисперсных продуктов с неравновесной кристаллической структурой, с полезными и высокими свойствами. В этом заключается твердожидкостный механосинтез. Несмотря на то, что вопросам диспергирования металлов в жидких органических средах посвящено большое количество работ, лишь малая часть исследований направлена на получение новых фаз в ходе этого процесса и изучение структурно-фазовых превращений, происходящих при этом. Механическое измельчение титана в ЖУВ представляет особый интерес, поскольку с атомами, входящими в состав ЖУВ (углеродом и водородом), титан может давать устойчивые соединения: карбиды и гидриды [1,5-12]. Известно, что при измельчении титана в ЖУВ происходит деструкция последних, насыщение титана углеродом и водородом, образование метастабильной ГЦК фазы на основе титана [9]. Однако природа метастабилыюй ГЦК фазы и механизмы ее формирования изучены недостаточно. Кроме того слабо исследованы механизмы деструкции ЖУВ в ходе этого измельчения.

Продуктом механосинтеза в шаровых мельницах, как правило, является вещество в твердой фазе, в то время как исходные компоненты могут быть в различных агрегатных состояниях. Фазы внедрения на основе титана могут быть получены и твердофазным механосинтезом, когда исходные компоненты представляют собой порошки. Особый интерес представляет система Т1-С (графит или другая форма углерода) в связи с тем, что в ней возможна реализация двух разных типов кинетики механохимической реакции П+С—>ЛС: либо взрывной тип, либо постепенный. В литературе имеется большая неопределенность в кинетике механосинтеза в системе ТьС. При этом анализ кинетики и факторов ее определяющих на основе литературных данных сильно затруднен в связи с тем, что в опубликованных работах не приведены необходимые сведения об условиях измельчения. Решить проблему унификации кинетики в разных мельницах можно с использованием предложенного Бутягиным энергетического подхода, основанного на учете подведенной в систему механической энергии [13]. Вместо классического описания кинетики во временных координатах, энергетический подход использует описание в координатах дозы механической энергии. В этом случае удельная энергонаряженность или доза подведенной энергии в единицу времени используется как единый параметр для описания условий измельчения в мельницах [13,14]. В литературе применяются существенно различные подходы к объяснению механизмов постепенной и взрывной механохимической реакции синтеза карбида титана. Предполагается, что постепенная реакция инициируется деформацией путем взаимной диффузии атомов С и Тт [15]. Для взрывной реакции предполагается тепловой способ активации за счет ударов шаров [16-20]. То есть механизм

взрывной реакции аналогичен термически активируемому процессу горения. Однако данный механизм взрывной механохимической реакции не вполне обоснован. Действительно, академик В. В. Болдырев считает, что из двух термодинамических параметров, реализующихся при воздействии мелющих тел на вещество, - температуры и давления, последнее играет решающую роль как причина активации [14]. Бутягин сформулировал представления о механохимической реакции с позиции физико-химической механики как результат деформационного перемешивания и последующего формирования новой фазы, где совместно действуют механические и химические силы [21-23]. Механохимическая реакция не является диффузионно контролируемой реакцией (процессом), для ускорения которой достаточно поднять температуру [23]. В недавних экспериментах [24,25] было показано, что кристаллизация аморфных сплавов, традиционно считающаяся термически индуцированной, в условиях шарового измельчения в мельнице обусловлена, в основном, деформацией. Тем не менее, для случая измельчения экзотермических систем, протекающего с выделением большого количества тепла, вопрос о роли термических и деформационных процессов в большинстве работ решается в пользу термической активации за счет локального разогрева от ударов шаров. Решение вопроса о том, что является основной причиной активации взрывной и постепенной реакции в высокоэкзотермических реакционных смесях, нагрев либо деформация, является фундаментальной механохимической задачей. Основными трудностями при анализе механизмов механосинтеза карбида титана исходя из смесей Т1-С в шаровых планетарных мельницах и решении вышеуказанной задачи на основе имеющихся литературных данных являются: разные конструкции используемых шаровых мельниц; отсутствие полных данных об эксперименте, особенно об энергонапряженности мельниц; отсутствие комплексных данных об эволюции структуры реакционной смеси Т1-С в ходе взрывной и постепенной реакции в условиях одной шаровой планетарной мельницы. Начальные стадии механосинтеза карбида титана исходя из смесей титан-графит исследованы недостаточно. Влияние энергонапряженности планетарной мельницы и дозы подведенной механической энергии на ход этой реакции не изучено.

Таким образом, исследование процессов формирования нанокристаллических фаз внедрения на основе титана в ходе высокоэнергетического измельчения титанового порошка в различных средах является актуальной задачей.

Цель работы:

Установление механизмов и кинетики образования фаз внедрения на основе титана с углеродом и водородом в различных условиях твердофазного и твердожидкостного механосинтеза в шаровой планетарной мельнице. Для достижения цели работы решались следующие задачи:

1. Расчет энергонапряженности шаровой планетарной мельницы ЛГО-2С в зависимости от режимов измельчения.

2. Разработка методики температурного мониторинга экзотермических механохимических реакций в шаровой планетарной мельнице АГО-2С.

3. Исследование превращений в твердых и жидких фазах при измельчении титана в жидких углеводородах (толуоле, н-гептане).

4. Исследование эволюции структуры порошковой смеси титан - графит при измельчении в зависимости от энергонапряженности мельницы.

Объекты и методы исследования

Объектами исследования являлись следующие системы после измельчения в шаровой планетарной мельнице: титан - графит в атомном соотношении Т1(50)С(50), титан - ЖУВ (где ЖУВ - толуол или н-гептан). Выбор толуола и н-гептана в качестве ЖУВ обусловлен наиболее частым их применением для шарового измельчения металлов, а также их различным химическим строением: толуол (С6Н5СН3) - представитель ароматических углеводородов, а н-гептан (С7Н16) - алканов. Для решения поставленных задач использовался комплекс экспериментальных методов: рентгеновская дифракция, рентгенофотоэлектронная спектроскопия, растровая электронная микроскопия, дифференциальная термическая калориметрия, методы газового химического анализа, термодесорбционная спектроскопия водорода, мониторинг температуры в течение шарового измельчения, ИК-спектроскопия, рефрактометрия, измерение плотности.

Научная новизна работы

1. Впервые установлено, что ГЦК фаза, формирующаяся при механическом измельчении титана в средах толуола или н-гептана, является метастабильным нанокристаллическим карбогидридом титана Тл(С,Н) с недостатком атомов С и II по сравнению со стабильным карбогидридом.

2. Впервые показано, что для механосинтеза нанокристаллического карбида титана из порошковой смеси титан - графит в атомном соотношении Т1(50)С(50) существует критическая энергонапряженность мельницы, равная 2.7±0.6 Вт/г, при которой происходит переход от постепенной к взрывной кинетике. Независимо от типа кинетики

синтеза для начала реакции требуется одинаковая критическая доза механической энергии, переданной смеси, равная 5±2 кДж/г. 3. Впервые установлено, что на начальных этапах механосинтеза в системах титан - жидкие углеводороды и титан - графит формируется промежуточная аморфная фаза на основе титана с элементами внедрения и дефекты упаковки в ГПУ титане.

Достоверность результатов

Достоверность полученных результатов обеспечивается применением комплекса апробированных методов исследования и получения образцов, воспроизводимостью получаемых результатов, а также корреляцией результатов экспериментов с имеющимися литературными данными.

Практическая значимость работы

Установленные в работе механизмы и кинетические закономерности механосинтеза нанокристаллических фаз внедрения на основе титана (карбидов, карбогидридов) могут быть использованы при разработке технологий их получения.

Положения, выносимые на защиту

1. ГЦК фаза, формирующаяся при механическом измельчении титана в средах толуола или н-гептана, является метастабильным нанокристаллическим карбогидридом титана Т1(С,Н) с недостатком атомов С и Н по сравнению со стабильным карбогидридом.

2. Метастабильный ГЦК карбогидрид титана формируется в ходе твердожидкостного синтеза за счет растворения атомов С и Н в металлической ГПУ матрице и накопления в ней деформационных дефектов упаковки, в то время как основным механизмом образования карбида титана в твердофазном синтезе является кристаллизация промежуточной аморфной фазы Ат(ТьС).

3. Кинетика механосинтеза в системе титан - графит определяется режимами работы планетарной мельницы следующим образом:

а) для начала реакции требуется доза механической энергии 5±2 кДж/г.

б) при энергонапряженности шаровой планетарной мельницы более 2.7±0.6 Вт/г, наблюдается взрывная кинетика, менее — постепенная.

Личный вклад автора

Диссертация является самостоятельно выполненной работой, обобщающей результаты, полученные лично автором, а также полученные в соавторстве. Автор непосредственно получал образцы, выполнял обработку и анализ экспериментальных данных. Обсуждение результатов проводилось совместно с соавторами публикаций. Съемка образцов на растровом электронном микроскопе и ДСК-калориметре была выполнена Пушкаревым Б.Е. и Камаевой Л.В. соответственно. Съемка и обработка РФС-, ИК-спектров были выполнены Гильмутдиновым Ф.З., Канунниковой О.М., Михайловой С.С. и Аксеновой В.В, Основные положения и выводы диссертационной работы сформулированы автором.

Апробация работы

Результаты диссертационной работы были доложены и обсуждены на следующих международных и всероссийских конференциях:

1. II Международный форум по нанотехнологиям. «Rusnanotech09». Москва. 2009.

2. VII International conference on Mechanochemistry and Mechanical alloying. «INCOME. 2011». Herceg Novi, Montenegro.

3. IV Международная конференция «Фундаментальные основы механохимических технологий. FBMT-2013». Новосибирск. 2013.

4. III Всероссийская конференция по наноматериалам. «НАНО-2009». Екатеринбург.

2009.

5. IX Всероссийская конференция «Физикохимия ультрадисперсных (нано -) систем». Ижевск. 2010.

6. VIII Всероссийская школа-конференция молодых ученых. «КоМУ-2010». Ижевск.

2010.

7. IX Всероссийская школа-конференция молодых ученых. «КоМУ-2011». Ижевск. 2011.

8. X Всероссийская школа-конференция молодых ученых. «КоМУ-2013». Ижевск. 2013.

9. VIII Всероссийская школа-конференция молодых ученых «Теоретическая и экспериментальная химия жидкофазных систем». Иваново. 2013.

Основные результаты изложены в 5 статьях, из них 4 в журналах, рекомендованных ВАК, 11 тезисах докладов.

Структура и объем работы

Диссертация изложена на 119 листах, состоит из введения, 4 глав, заключения, списка цитированной литературы (127 наименований), включает 45 рисунков и 13 таблиц. Содержание работы

Во введении дано обоснование актуальности диссертационной работы, определены цель и задачи исследования, сформулированы положения, выносимые на защиту и основные результаты, их новизна, а также практическая ценность работы.

В первой главе приводится анализ литературных данных, относящихся к особенностям обработки металлических систем в шаровых мельницах. Обсуждаются условия обработки, реализуемые при измельчениях в шаровой мельнице, а также превращения, происходящие при этом в веществе. Благодаря тому, что деформационные процессы протекают при температурах, близких к комнатной, происходит накопление внутренней энергии, главным образом, за счет различных дефектов кристаллической структуры. Релаксация запасенной энергии происходит путем формирования нанокристаллической структуры и фазовых превращений с образованием равновесных или неравновесных фаз. Продуктом механосинтеза в шаровых мельницах, как правило, является вещество в твердой фазе, в то время как исходные компоненты синтеза могут быть в различных агрегатных состояниях. Сплавы внедрения на основе 3<5-металлов, в частности, титана, являются материалами с повышенными физико-химическими и механическими свойствами. Исследование механосинтеза, как основного способа получения этих сплавов в наноструктурированном состоянии, является актуальной задачей. Рассматриваются структурные особенности фаз, образуемых титаном с элементами внедрения С и Н.

Чистый "П имеет две стабильные модификации: низкотемпературную (ниже 882 °С) а-Тл (ГПУ) и высокотемпературную Р-ТЧ (ОЦК). С углеродом и водородом Т1 образует фазы внедрения с ГЦК решеткой - карбид титана Т1СХ (х=0.5-1.0) и гидрид титана ИНг. Анализ литературы показывает наличие противоречивых сведений относительно механохимических превращений титана. В ряде работ наблюдали фазовый переход ГПУ—»ГЦК при измельчении Т1 в шаровой мельнице, позже было установлено, что причиной ГПУ—»ГЦК превращения является загрязнение образца атомами внедрения в процессе измельчения. При измельчении Т1 в присутствии ЖУВ титан насыщается углеродом и водородом с образованием метастабильной фазы ГЦК фазы. Природа этой фазы и атомный механизм превращения из ГПУ в ГЦК не установлены. Нет сравнительных данных по механохимическому взаимодействию "Л с различными ЖУВ. Не изучено поведение превращенной ГЦК фазы при различных условиях нагрева в связи с десорбцией водорода.

Механосинтез карбида титана из экзотермической смеси титана и графита исследовался во многих работах. Показано, что кинетика реакции может быть либо постепенной, либо взрывной. Однако представленные в различных публикациях данные относятся к либо к постепенной, либо к взрывной реакции. Нет исследований по постепенному и взрывному механосинтезу ПС в условиях одной шаровой планетарной мельницы, что позволило бы установить критерии для реализации постепенной и взрывной кинетик. Последнее можно только с использованием энергетического подхода к процессам механосинтеза. Относительно механизмов механосинтеза предполагается, что в случае постепенной кинетики карбид образуется за счет взаимной диффузии атомов, а в случае взрывной кинетики процесс аналогичен термически активируемому самораспространяющемуся высокотемпературному синтезу. Попыток анализа процессов механосинтеза в экзотермических системах с альтернативной деформационной (атермической) точки зрения с энергетических позиций в литературе не представлено.

Во второй главе описана методика получения образцов и используемые методы исследования. Для получения образцов использовались: обработка в шаровой планетарной мельнице и последующие отжиги. Для исследования использовались: рентгеновская дифракция, растровая электронная микроскопия, дифференциальная сканирующая калориметрия, рентгенофотоэлектронная спектроскопия, химический анализ, термодесорбционная спектроскопия водорода, мониторинг температуры в течение шарового измельчения, ИК-спектроскопия, рефрактометрия, измерение плотности. Приводятся описания методик обработки экспериментальных данных.

В третьей главе исследованы кинетика и механизмы механохимического взаимодействия титана и ЖУВ (твердожидкостный механосинтез).

Показано, что при измельчении ГПУ титана в толуоле или н-гептане происходит последовательное образование нанокристаллической структуры в титане, генерация деформационных дефектов упаковки, образование аморфной фазы на основе титана Ат(П-С-Н) и метастабильного ГЦК карбогидрида титана Т1(С,Н). Аморфная фаза Ат(ТьС-Н) является промежуточным продуктом реакции, локализована на границах зерен. Метастабильный ГЦК карбогидрид титана Тл(С,Н) имеет малый размер кристаллитов (4-7 нм), высокий уровень микроискажений решетки (0.8-1.6%) и вероятности деформационных дефектов упаковки (9-21%), а также недостаток атомов С и Н по сравнению со стабильными карбогидридами. Формирование ГЦК карбогидрида из ГПУ матрицы происходит на основе деформационных дефектов упаковки.

По данным рентгенофотоэлектронной спектроскопии (РФС) в результате измельчения титана в толуоле на поверхности частиц формируется карбид титана, а при измельчении в н-

гептане карбогидрид. Также присутствует оксид и оксикарбид титана. Концентрация химических соединений на поверхности порошков после измельчения в толуоле в 2 раза выше, чем после измельчения в н-гептане.

Размеры порошковых частиц, по данным растровой электронной микроскопии, после измельчения в толуоле и н-гептане различаются и составляют, в среднем, 5-10 и 20-30 мкм соответственно.

Атомные соотношения Н/С в полученных твердых продуктах (порошках) хорошо соответствует таковым в использованных для синтеза средах толуоле (Н/С=1.1) и н-гептане (Н/С=2.3). Скорость механохимического взаимодействия титана с толуолом выше, чем с н-гептаном.

При низкотемпературном (550°С) отжиге измельченных порошков происходит превращение метастабильного карбогидрида в стабильные фазы внедрения: карбид титана TiC (отжиг в вакууме) и стабильный карбогидрид Ti(C,H) отжиг в аргоне. Основными факторами, определяющими ход превращений при отжиге и тип результирующих фаз, являются термодесорбция водорода, рост зерна и релаксация дефектов.

В четвертой главе представлены результаты исследования кинетики и механизмов механосинтеза в системе титан - графит (твердофазный механосинтез). Показано, что при измельчении ГПУ титана с графитом происходит образование нанокристаллической структуры в титане, генерация деформационных дефектов упаковки, образование аморфной фазы на основе титана Am(Ti-C) и ГЦК карбида титана. Аморфная фаза является промежуточным продуктом реакции. Формирование карбида происходит за счет кристаллизации аморфной фазы. Конечным продуктом механосинтеза является нанокристаллический карбид титана.

Постепенная и взрывная кинетика механосинтеза нанокристаллического TiC может быть реализована в одной шаровой планетарной мельнице с изменяемой энергонапряженностью. Оценена величина кр9итической энергонапряженности, равная 2.7±0.6 Вт/г, при которой происходит переход от постепенной к взрывной кинетике. Независимо от типа кинетики синтеза и энергонапряженности мельницы для начала реакции требуется одинаковая критическая доза механической энергии, переданной смеси, равная 5±2 кДж/г. Предложен механизм влияния энергонапряженности мельницы на кинетику деформационно-индуцированной реакции в высокоэкзотермической смеси. Механизм описывает реализацию взрывной кинетики и основывается на учете упругой деформации мелющих шаров.

В заключении сформулированы основные выводы по результатам диссертационной работы.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Общая характеристика метода механического сплавления в шаровых мельницах

Механическое воздействие на твердые тела, как способ ускорения химических превращений, давно известно человечеству. С научной точки зрения механохимический подход впервые был систематизирован в 1891 году В. Оствальдом [4]. К механохимии Оствальд отнес раздел химии, изучающий связь химической и механической энергии. Одним из первых обзоров по механохимии является работа Кэрри Ли [4], где было описано разложение соединений серебра, ртути, золота при растирании в ступке. В настоящее время к механохимическим превращениям принято относить как процессы, развивающиеся непосредственно во время деформирования реагентов, так и являющиеся его следствием: реакции разложения и синтеза, изменение реакционной способности твердых тел в процессе спекания, катализа, растворения и т.д. [4,26-28]. Важнейшим этапом развития механохимии явилось появление в конце 60 х годов прошлого века метода механического сплавления (МС) [2,29,30]. Метод МС заключается в обработке смесей порошков в механических активаторах высокой энергии (шаровых планетарных и вибрационных мельницах, аттриторах, дезинтеграторах), в результате которой формируется гомогенный порошковый материал. Метод МС может быть успешно применен для получения большого спектра равновесных и неравновесных сплавов [2]. К последним относятся: пересыщенные твердые растворы, метастабильные кристаллические и квазикристаллические фазы, наноструктурные и аморфные сплавы [31]. В дальнейшем было показано, что метод МС может быть применен для получения соединений, которые сложно или невозможно получить традиционными способами [2]. Помимо непосредственного проведения реакций, механоактиваторы широко используются для увеличения реакционной способности индивидуальных веществ (как элементов, так и их соединений). В этом случае речь идет о механоактивации (МЛ). При обработке в шаровых мельницах вещество, кроме измельчения, подвергается сильнейшей пластической деформации, происходит ускорение диффузионных процессов, накопление внутренней энергии, что может привести к фазовым превращениям. Особенностью метода МС и МА является большое количество подводимой в систему энергии при температурах близких к комнатной.

В табл. 1.1 представлена сравнительная характеристика неравновесных методов синтеза, где в качестве параметра отклонения от равновесия также указана эффективная

Таблица 1.1.

Максимальные отклонения от равновесия при различных обработках материалов.

Методика Эффективная скорость закалки, К/с Максимальное отклонение от равновесия, кДж/моль

Закалка 103 16

Быстрое охлаждение 105-108 24

Механическое сплавление - 30

Излучение / ионная имплантация 1012 30

Осаждение из паров 1012 160

скорость закалки [2]. Видно, что МС является одним из наиболее неравновесных способов обработки.

В настоящее время МС, в основном, проводится в шаровых планетарных мельницах. Высокоэнергетическое механическое воздействие в шаровой планетарной мельнице основано на вращении сосуда, в котором находится измельчаемое вещество и шары, вокруг центра платформы мельницы и вокруг собственной оси (рис. 1.1). Ускорение шаров в современных шаровых планетарных мельницах может достигать нескольких десятков § [2].

Рис. 1.1. Схема работы шаровой планетарной мельницы.

В результате происходит измельчение за счет трения (истирания) и ударных воздействий на частицы порошка.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Лубнин, Алексей Николаевич, 2015 год

ЛИТЕРАТУРА

1. Гольдшмидт Х.Дж. Сплавы внедрения. - Т.1-2. - М.: Мир, 1971. - 888 с.

2. Suryanarayana С. Mechanical alloying and milling // Progress in Mater. Sci. - 2001. Vol. 46. -P.1-184.

3. Ляхов H.3., Талако T.JI., Григорьева Т.Ф. Влияние механоактивации на процессы фазо-и структурообразование при самораспространяющемся высокотемпературном синтезе. -Новосибирск: Параллель, 2008. - 168 с.

4. Аввакумов Е.Г. Механические методы активации химических процессов. -Новосибирск: Наука, 1979. - 256 с.

5. Yelsukov Е.Р., Barinov V.A., Ovetchkin L.V. Synthesis of disordered FejC alloy by mechanical alloying of iron powder with liquid hydrocarbon (toluene) // J. Mat. Sci. Let. -1992. - Vol. 11, No. 10. - P. 662-663.

6. Suzuki Т., Nagumo M. Mechanochemical reaction of Ti - A1 with hydrocarbon during mechanical alloying// Scripta Metallurgica et Materialia. - 1992. - Vol. 27. - P. 1413-1418.

7. Ломаева С.Ф., Маратканова A.H., Волков B.A., Немцова О.М., Сурнин Д.В., Елсуков Е.П. Механосинтез нанокомпозитов Fe-TiC с использованием жидких органических сред // Химическая физика и мезоскопия. - 2010. - Т. 12, № 1. - С. 120-126.

8. Ломаева С.Ф., Повстугар И.В., Волков В.А., Маратканова А.Н., Елсуков Е.П. Механохимический синтез нанокомпозитов в системе Fe-Ti-C из различных прекурсоров// Химия в интересах устойчивого развития. - 2009. - Т. 17. - С. 629-639.

9. Suzuki T.S., Nagumo М. Metastable intermediate phase formation at reaction milling of titanium and n-heptane // Scripta Metallurgica et Materialia. - 1995. - Vol. 32, No. 8. - P. 1215-1220.

10. Nagumo M., Suzuki T.S., Tsuchida K. Metastable states during reaction milling of hep transition metals with hydrocarbon // Materials Science Forum. - 1996. - Vol. 225-227. - P. 581-586.

ll.Schwarz R.B., Srinivasan S. Desch P.B. Synthesis of Metastable Aluminum Based Intermetallics by Mechanical Alloying // Materials Science Forum. - 1992. - Vol. 88/92. - P. 595.

12. Термодинамические свойства неорганических веществ / У.Д. Верятин, В.П. Машицев, Н.Г. Рябцев, В.И. Тарасов, Б.Д. Рогозкин, И.В. Коробов / Под ред. А.Н. Зефирова. - М.: Атомиздат, 1965. - 460 с.

13. Бутягин П.Ю., Жерновенкова Ю.В., Повстугар И.В. Работа, затрачиваямая на образование межзереннных границ при пластиченской деформации металлов // Коллоидный журнал. - 2003. - Т. 65, № 2. - С. 141-144.

14. Фундаментальные основы механической активации, механосинтеза и механохимических технологий / В.В. Болдырев / отв. ред. Е.Г. Аввакумов. -Новосибирск: Изд. СО РАН, 2009. - 343 с.

15. Tang W.M., Zheng Z.X., Wu W.C., Lu J., Liu J.W., Wang J.M. Structural evolutions of mechanically alloyed and heat treated Ti50C50 and Ti33B67 powders // Materials Chemistry and Physics. - 2006. - Vol. 1. - P. 144-149.

16. Takacs L. Self-Sustaining Metal-Sulfur Reactions Induced by Ball Milling // J. Mat. Syn. Proc. - 2000. - Vol. 8, No. 34. - P. 24-31.

17. Попович A.A. Разработка теоретических основ и эффективных технологий получения порошков тугоплавких соединений и сплавов на их основе в условиях высокотемпературного механохимического синтеза: Автореф. дис. ... докт. тех. наук, СП., 1993.-42 с.

18. Уракаев Ф.Х., Такач JL, Шевченко B.C., Чупахин А.П., Болдырев В.В. Моделирование горения термитных составов в механохимических реакторах на примере системы Zn-S // Журнал Физической химии. - Т. 76, № 6. - 2002. - С. 1052-1058.

19. Schaffer G.B., McCormick P.G. Anomalous combustion effects during mechanical alloying // Metallurgical Transactions A. - 1991. - Vol. 22A. - P. 3019-3024.

20. Schaffer G.B., McCormick P.G. On the kinetics of mechanical alloying // Metallurgical Transactions A. -1991. - Vol. 22. - P. 3019-3024.

21.Butyagin P. Mechanochemical Synthesis: Mechanical and Chemical Factors // J. Mat. Syn. Proc. - 2000. - Vol. 8, No. 3/4. - P. 201-211.

22. Григорьева Т.Ф., Баринова А.П., Ляхов Н.З. Механохимический синтез в металлических системах. - Новосибирск: Параллель, 2008. - 311 с.

23. Бутягин П.Ю. Диффузионная и деформационная модели механохимического синтеза // Коллоидный журнал. - 2003. - Т.65, № 5. - С. 706-709.

24. Kwon Y.S., Kim J.S., Povstugar I.V., Yelsukov E.P. Role of local heating in crystallization of amorphous alloys under ball milling: An experiment on FegoZrio // Phys. Rev. B. - 2007. -Vol. 75.-P. 144112-1-6.

25. Choi P.P., Povstugar I.V., Kwon Y.S., Yelsukov E.P., Kim J.S. Ball milling induced crystallization of amorphous Fe90Zri0. // Mat. Sci. Engin. A. - 2007. - Vol. 449-451. - P. 10791082.

26. Мехаиохимия создания новых материалов: Учебное пособие / О.В. Андрюшкова, В.А. Полубояров, И.А. Паули, З.А. Коротаева. - Новосибирск: НГТУ, 2007. - 335 с.

27. Будников П.П. Реакции в смесях твердых веществ. - М.: Стройиздат, 1971. - 487с.

28. Boldyrev V.V., Tkacova К. Mechanochemistry of Solids: Past, Present, and Prospects // J. Mat. Syn. Proc. - 2000. - Vol. 8. - No. 3. P. 4-10.

29. Soni P.R. Mechanical alloying. Fundamentals and Applications // Cambridge: International Science Publishing, 2001. - 151 p.

30. Meyers M.A., Mishra A., Benson D.J. Mechanical properties of nanocrystalline materials // Progress in Mat. Sci. - 2006. - Vol. 51. - P. 427-556.

31. El-Eskandarany M.S. Mechanical alloying for fabrication of advanced materials. - Cairo: A1 Azhar University, 2001. - 242 p.

32. Кузнецов B.A., Липсон А.Г., Саков Д.М. О пределе измельчения кристаллов // Журнал физической химии. - 1993. - Т. 67, № 4. - С. 782-786.

33. Васильев Л.С., Ломаева С.Ф. О пределе измельчения металлов методом механического диспергирования // Химия в интересах устойчивого развития. - 2002, № 10. - С. 13-22.

34. Kendall К. The impossibility of comminuting small particles by compression // Nature. -1978. -Vol. 272.-P. 710-711.

35. Коллоидная химия: Учебник / Е.Д. Щукин, А.В. Перцов, Е.А. Амелина. - М.: Высшая школа, 2004. - 445 с.

36. Ребиндер П.А. Поверхностные явления в дисперсных системах. Физико-химическая механика. - М.: Наука, 1979. - 381 с.

37. Бацанов С.С., Бокарев В.П. О пределе дробления кристаллов неорганических веществ // Известия АН СССР. Неорганические материалы. - 1980. - Т. 16, № 9. - С. 1650-1652.

38. Schaffer G.B., Forrester J.S. Influence of collision energy and strain accumulation on kinetics of mechanical alloying // J. Mat. Sci. - 1997. - Vol. 32. - P. 3157-3162.

39. Eckert J., Schultz L., Hellstern E., Urban K. Glass-forming range in mechanically alloyed Ni-Zr and the influence of the milling intensity // J. App Phys. - 1988. - Vol. 64. - P. 3224-3228.

40. Magini M., Iasonna A. Energy transfer in mechanical alloying (overview) // Materials Transactions JIM. - 1995. - Vol. 36. - P. 123-133.

41. Davis R.M., McDermott, Koch C.C. Mechanical alloying of brittle materials // Metallurgical Transactions A. - 1988. - Vol. 19A. - P. 2867-2874.

42. Bhattacharaya A.K., Arzt E. Temperature rise during mechanical alloying // Scripta Metallurgica et Materialia. - 1992. - Vol. 27. - P. 749-754.

43. Уракаев Ф.Х. Теоретическая оценка импульсов давления и температуры на контакте трущихся частиц в диспергирующих аппаратах // Известия СО АН СССР. Серия химических наук. - 1978, № 7. - Вып 3. - С. 5-10.

44. Schwarz R.B., Koch С.С. Formation of amorphous alloys by mechanical alloying of crystalline powders of pure metals and powders of intermetallics // App. Phys. Let. - 1986. Vol. 19A.- P. 2867-2874.

45. Кипарисов C.C., Левинский Ю.В., Петров А.П. Карбид титана: получение, свойства, применение. - М.: Металлургия, 1987. - 217 с.

46. Двойные и тройные карбидные и нитридные системы переходных металлов: Справ, изд. / Холеек X. / Под ред. Ю.В. Левинского, пер. с нем. - М.: Металлургия, 1988. - 319 с.

47. Константы взаимодействия металлов с газами / Под ред. Я.Д. Коган, Б.А. Колачев, Ю.В. Левинский, О.П. Назимов, А.В. Фишгойт. - М.: Металлургия, 1987. - 368 с.

48. Зуева Л.В., Гусев А.И. Влияние нестехиометрии и упорядочения на период базисной структуры кубического карбида титана // ФТТ. - 1999. - Т. 41. - Вып. 7. - С. 1134-1141.

49. Диаграммы состояния двойных металлических систем / Под ред. Лякишева Н.П. - М.: Машиностроение, 1997. - 1024 с.

50. Binary alloy phase diagrams / ed. T.B. Massalski. American Society for Metals, Metals Park, OH, 1986.

51.Хидиров И.Г., Мирзаев Б.Б., Мухтарова H.H. Определение области гомогенного твердого раствора Ti2Ci.x,H2-y методом дифракции нейтронов // Альтернативная энергетика и экология. - 2007, № 5. - С. 49-55.

52. Самсонов Г.В., Антонова М.Н., Морозов В.В. Тройные системы Ме-С-Н и Me-N-C // Порошковая металлургия. - 1970, № 8. - С. 66-79.

53. Khidirov I., Mirzaev В.В., Mukhtarova Н.Н., Kholmedov Kh. M. Neutron diffraction investigation of hexagonal and cubic phases of system Ti-C-H // Carbon Nanomaterials in Clean Energy Hydrogen Systems. NATO Science for Peace and Security Series C: Environmental Security. - 2008. - P. 663-678.

54. Хидиров И.Г. Султанова C.X., Мирзаев Б.Б., Мухтарова Н.Н., Гетманский В.В. Фазовые превращения и упорядочение антифазных доменов в кубических карбогидридах титана на границе области гомогенности // Альтернативная энергетика и экология. - 2004, № 11.-Р. 11-14.

55. Долуханян С.К. СВС-метод получения аккумуляторов водорода // Альтернативная энергетика и экология. - 2005, № 11. - С. 13-16.

56. Ломаева С.Ф. Механизмы формирования структуры, фазового состава и свойств наносистем на основе железа при механоактивации в органических средах: Дис.... докт. физ.-мат. наук. Ижевск. - 334 с.

57. Несмеянов А.Н., Несмеянов Н.А. Начала органической химии. - Т. 1-2. - М.: Химия, 1970.- 1488 с.

58. Nagumo М. Reaction milling of metals with hydrocarbons or ceramics // Materials Transactions ЛМ. - Vol. 36, No. 2.- 1995.-P. 170-181.

59. Manna I., Chattopadhyay P.P., Nandi P., Banhart F., Fecht H.-J. Formation of face-centered-cubic titanium by mechanical attrition // J. App Phys. - 2003. - Vol. 93, No. 3. - P. 1520-1524.

60. Chattopadhyay P.P., Pabi S.K., Manna I. A metastable allotropic transformation in Nb induced by planetary ball milling // Mat. Sci. and Engin. -2001. - Vol. 304-306A. - P. 424-428.

61.Phasha M.J., Bolokang A.S., Ngoepe P.E. Solid-state transformation in nanocrystalline Ti induced by ball milling // Materials Letters. - 2010. - Vol. 64. - P. 1215-1218.

62. Chen Z.P., Wen Z., Jiang Q. Phase stabilities of fee Ti nanocrystals // Solid State Communicat. 2004.-Vol. 132.-P. 747-750.

63. Xiong S., Qi W., Huang B. Wang M., Li Z., Liang S. Size-temperature phase diagram of titanium nanosolids // J. Phys. Chem. - 2012. - Vol. 116. - P. 237-241.

64. Vullum P.E., Pitt M., Walmsley J., Hauback В., Holmestad R. Observations of nanoscopic face centered cubic Ti and TiHx // Appl. Phys A. - 2009. - Vol. 94. - P. 787-793.

65. Seelam M.R., Barkhordarian G., Suryanarayana C. Is there a hexagonal-close-packed (hep) —* face-centered-cubic (fee) allotropic transformation in mechanically milled group IVB elements? // J. Mater. Research. - 2009. - Vol. 24, No. 11. - P. 3454-3461.

66. Lu C.J., Zhang J., Li Z.Q. Structural evolution of titanium powder during ball milling in different atmospheres // Journal of Alloys and Compounds. - 2004. - Vol. 381. - P. 278-283.

67. Arias A. Metal Powder Reactions in Ball Milling //Ind. Eng. Chem., Prod. Res. Dev. -1976. -Vol. 15, No. 2. P. 142-152.

68. Сурков В.Г., Головко А.К., Можайская М.В. Влияние условий механического воздействия на изменение состава парафинов нефти // Известия Томского политехнического университета. - 2012. - Т. 321, № 3. - С.148-152.

69. Днепровский К.С. Механохимические превращения углеводородов нефти: автореф. дис. ... канд. хим. наук, Томск, 2003. - 24 с.

70. El-Eskandarany M.S Synthesis of Nanocrystalline Titanium Carbide Alloy Powders by Mechanical Solid State Reaction // Metallurgical and Material Transactions A. - 1996. - Vol. 27A. - P. 2374-2382.

71. Попович А.А., Рева В.П., Василенко В.П., Белоус О.А. Взрывной механохимический синтез тугоплавких соединений // Физика горения и взрыва. - 1989, № 6. - С. 44-51.

72. Василенко В.Н. Высокотемпературный механохимический синтез тугоплавких соединений. Автореф. дис.... канд. тех. наук, Пермь, 1993. - 20 с.

73. Liu Z.G., Guo J.T., Ye L.L., Li G.S., Hu Z.Q. Formation mechanism of TiC by mechanical alloying // App. Phys. Let. - 1994. - Vol. 65. - P. 2666.

74. Ye L.L., Quan M.X. Synthesis of nanocrystalline TiC powders by mechanical alloying // Nanosrtuctured Materials. - 1995. - Vol .5. - P. 25-31.

75. Lohse B.H. Calka A. Synthesis of TiC by controlled ball milling of titanium and carbon // J. Mat. Sci. - 2007. - Vol. 42. - P. 669-675.

76. Razavi M. Synthesis of nanocrystalline TiC powder from impure Ti chips via mechanical alloying // Journal of Alloys and Compounds. - 2007. - Vol. 436. - P. 142-145.

77. Haoling J., Zhang Z., Zhen Qi, Liu G., Bian X. Formation of nanocrystalline TiC from titanium and different carbon sources by mechanical alloying // Journal of Alloys and Compounds. -2009. - Vol. 472. - P. 97-103.

78. Liu Z.G., Tsuchiya K., Umemoto M. Mechanical milling of fullerene with carbide forming elements // J. Mat. Sci. - 2002. - Vol. 37. - P. 1229-1235.

79. Manai G., Delogu F., Schiffini L., Cocco G. Mechanically induced self-propagating combustions: Experimental findings and numerical simulation results // J. Mat. Sci. - 2004. -Vol. 39.-P. 5319-5324.

80. Ghosh В., Pradhan S.K. Microstructure characterization of nanocrystalline TiC synthesized by mechanical alloying // Materials Chemistry and Physics. - 2010. - Vol. 120. - P. 537-545.

81. Quan Y., Yong Z., Haijun Y. Mechanism of synthesizing nanocrystalline TiC in different milling atmospheres // Int. Journal of Refractory Metals and Hard Materials. - 2009. - Vol. 27. - P. 696-700.

82. Попович A.A., Рева В.П., Василенко В.Н. Влияние среды механоактивации на кинетику и структурообразование тугоплавких соединений // Известия Вузов. Черная металлургия 1992. - Т. 11. - С. 44-48.

83. Попович А.А., Рева В.П., Василенко В.Н., Попович Т.А., Белоус О.А. Механохимический метод получения порошков тугоплавких соединений // Порошковая металлургия. - 1993, № 2. - С. 37-43.

84. Popovich А.А., Reva V.P., Vasilenko V.N., Belous О.А. Mechanochemical technology of synthesis of refractory compounds and alloys based upon them // Materials Science Forum. -1992,-Vol. 88-90.-P. 737-744.

85. Lohse B.H., Calka A., Wexler D. Effect of starting composition on the synthesis of nanocrystalline TiC during milling of titanium and carbon // Journal of Alloys and Compounds. - 2005. -Vol. 394. - P. 148-151.

86. Delogu F., Deidda C., Mulas G., Schiffini L., Cocco G. A quantitative approach to mechanochemical processes // J. Mat. Sci. - 2004. - Vol 39. - P. 5121-5124.

87. Delogu F., Orru R., Cao G. A novel macrokinetic approach for mechanochemical reactions // Chemical Engineering Science. - 2003. -Vol. 58. - P. 815-821.

88. Deidda C., Delogu F., Maglia F., Anselmi-Tamburini U., Cocco G. Mechanical processing and self-sustaining high-temperature synthesis of TiC powders //Mat. Sci. and Engin. - 2004. -Vol. A 375-377. - P. 800-803.

89. Физическая химия / А.Г. Стромберг, Д.П. Семченко / Под ред. А.Г. Стромберга. - М.: Высшая школа, 2006. - 527 с.

90. Дорофеев Г.А. Механизмы, кинетика и термодинамика механического сплавления в системах железа с sp-элементами: Дис. ... докт. физ-мат. наук. Ижевск, 2006. - 324 с.

91. Burgio N., Iasonna A., Magini М., Martelli S., Padella F. Mechanical alloying of the Fe-Zr system. Correlation between input energy and end products // Nuovo Cimento. - 1991. - Vol. 13D(4). - P. 459-476.

92. Дьяконова Н.П., Шелехов E.B., Свиридова T.A., Резников А.А. Количественный рентгеновский фазовый анализ слаботекстурованных объектов // Заводская лаборатория. - 1997. - Т. 63, № 10. - С. 17-24.

93. Горелик С.С., Расторгуев Л.Н., Скаков Ю.А. Рентгенографический и электроннооптический анализ. - М.: Металлургия. - 1970. - 271 с.

94. The Rietveld method / ed. Young R.A. Oxford University Press, 1993. - 309 p.

95. [Электронный ресурс] http://www.nist.gov.

96. Повстугар В.И., Шаков А.А., Михайлова С.С., Воронина Е.В., Елсуков Е.П. Разложение сложных рентгенофотоэлектронных спектров с помощью быстрого преобразования Фурье и улучшенной процедурой сходимости решения. Оценка применимости решения // Журнал аналитической химии. - 1998. - Т. 53, №8. - С. 795-799.

97. Русаков Рентгенография металлов. - М.: Атомиздат, 1977. - 481 с.

98. Balzar D. Voigt-function model in diffraction line-broadening analysis / Microstructure Analysis from Diffraction, ed. R.L. Snyder, H.J. Bunge, J. Fiala. - International Union of Crystallography, 1999. - 157 p.

99. Powder Diffraction Theory and Practice // ed by Robert E. Dinnebier // Simon J. L. Billinge /Cambrige UK RSC Publishing 2008 604 p.

100. Pecharsky V.K. Fundamentals of powder diffraction and structural characterization of materials. - N. Y.:, Springer, 2005. - 713 p.

101. Diffrac plus Topas 4.2. Technical Reference. Karlsruhe: Bruker Axs, 2009. - 167 p.

102. [Электронный ресурс] http://www.crystallography.net.

103. Pratapa S., O'Connor В. Development of MgO ceramic standards for x-ray and neutron line broadening assessments // Adv. X-ray Analys. - 2001. - Vol. 45. - P. 41-47.

104. Brian H.T. R factors in Rietveld analysis: How good is good enough? // Powder Diffraction. -2006. -Vol.21(1).-P. 67-70.

105. Williamson G.K., Hall W.H. X-ray line broadening from milled aluminium and wolfram // Acta metallurg. 1953. V. 1. P. 22-31.

106. Warren B.E. X-ray diffraction. - N.Y.: Dover Publications, 1990. - 381 p.

107. JCI'DS 44-1294.

108. Karmaker G. Mukherjee P., Meikap A.K., Chattopadhyay S.K., Chatterjee S. K. An X-ray diffraction study of defect parameters in a Ti-base alloy // Bull. Mater. Sci. - 2001. - V. 24, No. 6. - P. 649-652.

109. Fadeeva V.I., Leonov A.V., Szewczak E., Matyja H. Structural defects and thermal stability of Ti(Al) solid solution obtained by mechanical alloying // Materials Science and Engineering A. - 1998. - V. 242. - P. 230-234.

110. Metzbower E.A. X-Ray-Line-Profile Analysis of Titanium Alloys // Metallurgical transactions A. - 1977. - V. 8A. - P. 279-282.

111. Sahu P. Lattice imperfections in intermetallic Ti-Al alloys: an X-ray diffraction study of the microstructure by the Rietveld method // Intermetallics. - 2006. - V. 14. - P. 180-188.

112. Ghosh J., Chattopadhayay S.K, Meikap A.K., Chatterjee S.K. Microstructure characterization of titanium-base aluminium alloys by X-ray diffraction using Warren-Averbach and Rietveld method // J. All. Сотр. - 2008. - V. 453. - P. 131-137.

113. Справочник химика/ Под ред. Никольского Б.П. - Т. 1-2. - J1.: Химия, 1966.-2230.

114. Дорофеев Г.А., Лубнин А.Н., Ладьянов В.И., Мухгалин В. В., Пушкарев Б.Е. Структурно-фазовые превращения при шаровом измельчении титана в среде жидких углеводородов // Физика металлов и металловедение. - 2014. - Т. 115, № 2. - С. 167-178.

115. Лубнин А.Н., Дорофеев Г.А., Ладьянов В.И., Мухгалин В.В., Канунникова О.М., Михайлова С.С., Аксенова В.В. Механохимическое взаимодействие титана с жидкими углеводородами // Химическая физика и мезоскопия. - 2013. - Т.15, № 3. - С. 412-420.

116. Баррет Ч.С., Массальский Т.Б. Структура металлов, ч. 1. Пер. с англ. под ред. М.Л. Бернштейна. - М.: Металлургия, 1984. - 352 с.

117. Guo Z., Miodownik A.P., Saunders N., Schille J. Influence of stacking-fault energy on high temperature creep of alpha titanium alloys // Scr. Mater. 2006. - V. 54. - P. 2175-2178.

118. Liao X.Z., Srinivasan S.G., Zhao Y.H., Baskes M. I., Zhu Y. Т., Zhou F. and Lavernia E.J., Xu H. F. Formation mechanism of wide stacking faults in nanocrystalline Al // Appl. Phys. Let. 2004. - V. 84, No. 18. - P. 3564-3566.

119. Бобылев C.B., Гуткин М.Ю., Овидько И.А. Генерация скользящих полупетель расщепленных дислокаций границами зерен в нанокристаллическом Al // ФТТ. - 2006. -Т.48.-Вып. 6.-С. 1410-1420.

120. Gubicza J. Defect structure in nanomaterials. - Woodhead Publishing Limited, 2012. - 358 P-

121. Sort J., Nogués J., Suriñach J., Muñoz J. S., Baró M. D. Microstructural aspects of the hcp-fcc allotropic phase transformation induced in cobalt by ball milling // Philosophical Magazine. -2003. - Vol. 83, No. 4. - P. 439-455.

122. Monagheddu M., Doppiu S., Deidda C., Cocco G. The self-combustion of structurally co-deformed powder mixtures: a direct view of the process // J. Phys. - 2003. - Vol. 36. - P. 19171922.

123. Lohse B.H., Calka A., Wexler D. Raman spectroscopy as a tool to study TiC formation during controlled ball milling//J. App Phys. - 2005. - Vol. 97. - P. 114912/1-7.

124. Lohse B.H., Calka A., Wexler D. Effect of moisture on the synthesis of TiC by mechanically-induced self-propagating reaction // Journal of Metastable and Nanocrystalline Materials. - 2005. - Vol. 26. - P. 8-15.

125. Delogu F., Monagheddu M, Muías G., Schiffmi L., Cocco G. Impact characteristics and mechanical alloying processing by ball milling. Experimental evalution and modeling outcomes // Int. J. Non-Equilibr. Proc. - 2000. - Vol. 11. - P. 235-245.

126. Левашов E.A., Курбаткина B.B., Колесниченко K.B. Закономерности влияния предварительного механического активирования на реакционную способность СВС-смесей на основе титана // Известия вузов. Цветная металлургия. - 2000, № 6. - С. 61-67.

127. Елсуков Е.П., Дорофеев Г.А. Механическое сплавление бинарных систем Fe-M (V = С, Si, Ge, Sn): кинетика, термодинамика и механизм атомного перемешивания // Химия в интересах устойчивого развития. - 2002. - Т. 10, № 1-2. С. 59-68.

СПИСОК РАБОТ, В КОТОРЫХ ОПУБЛИКОВАНЫ ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ

Издания, рекомендованные ВАК

1. Дорофеев Г.А., Ладьянов В.И., Лубнин А.Н., Гильмутдинов Ф.З., Кузьминых Е.В., Иванов С.М. Начальная стадия механохимического синтеза в экзотермической системе Ti-C // Известия РАН. Серия физическая. - 2011. - Т. 75, № 11. - С. 1520-1527.

2. Дорофеев Г.А., Лубнин А.Н., Ладьянов В.И., Мухгалин В.В., Пушкарев Б.Е. Структурно-фазовые превращения при шаровом измельчении титана в среде жидких углеводородов // Физика металлов и металловедение. - 2014. - Т. 115, № 2. - С. 167178.

3. Лубнин А.Н., Дорофеев Г.А., Ладьянов В.И., Мухгалин В.В., Канунникова О.М., Михайлова С.С., Аксенова В.В. Механохимическое взаимодействие титана с жидкими углеводородами // Химическая физика и мезоскопия. - 2013. - Т. 15, № 3. - С. 412-420.

4. Dorofeev G.A., Lad'yanov V.I., Lubnin A.N., Mukhgalin V.V., Kanunnikova O.M., Mikhailova S.S., Aksenova V.V. Mechanochemical interaction of titanium powder with organic liquids // International Journal of Hydrogen Energy. - 2014. - Vol. 32. - P. 96909699.

Другие публикации

1. Дорофеев Г.А., Лубнин А.Н., Ладьянов В.И. Твердофазный и твердожидкостный механохимический синтез фаз внедрения на основе титана // Физико-технический институт. Материалы научных исследований. - 2012. - С. 108-117.

2. Ладьянов В.И., Дорофеев Г.А., Лубнин А.Н. Создание новых металлических и композиционных материалов // Тез. докл. II Международного форума по нанотехнологиям Rusnanotech09. - М., 2009. - С. 379-380.

3. Dorofeev G.A., Ladyanov V.I., Lubnin A.N. Initial stage and mechanisms of mechanical synthesis in exotermic system Ti-C // abs. VII International conference on mechanochemistry and mechanical alloying INCOME-2011. - Herceg Novi, Montenegro, 2011. - P. 38.

4. Dorofeev G.A., Ladyanov V.I., Lubnin A.N. Solid-liqid mechanical synthesis based on hydride/carbide forming metals // abs. VII International conference on mechanochemistry and mechanical alloying INCOME-2011. - Herceg Novi, Montenegro, 2011. - P. 37.

5. Lad'yanov V.I., Dorofeev G.A., Lubnin A.N., Kanunnikova O.M., Mikhailova S.S. Solid phase and liquid-solid mechanochemical synthesis of nanocrystalline interstitial compounds // abs. IV International Conference Fundamental Bases of Mechanochemical Technologies FBMT2013. - Novosibirsk, 2013. - P. 153.

6. Дорофеев Г.А., Ладьянов В.И., Лубнин A.H., Карев В.А., Пушкарев Б.Е. СВ-синтез карбидов и нитридов переходных металлов с использованием наноструктурированных исходных реагентов // Тез. докл. III Всероссийской конференции rio наноматериалам Нано-2009. - Екатеринбург, 2009. - С. 752-753.

7. Дорофеев Г.А., Лубнин А.Н., Ладьянов В.И. Гильмутдинов Ф.З., Мухгалин В.В. Начальная стадия и механизмы механического сплавления титана и графита при шаровом измельчении различной интенсивности // Тез. докл. IX Всероссийской конференции Физикохимия ультрадисперсных (нано -) систем. - Ижевск, 2010. - С. 137138.

8. Дорофеев Г.А., Лубнин А.Н., Никонова P.M., Еремина М.А., Ладьянов В.И. Механохимический синтез нанокомпозитов на основе карбидо- и гидридообразующих металлов (Fe, Ti, Mg) в среде жидких углеводородов // Тез. докл. IX Всероссийской конференции Физикохимия ультрадисперсных (нано -) систем. - Ижевск, 2010. - С. 7879.

9. Лубнин А.Н., Дорофеев Г.А., Ладьянов В.И. Кинетика и механизм механосинтеза нанокристаллического карбида титана // Сборник тезисов докладов: VIII Всероссийская школа-конференция молодых ученых КоМУ-2010. - Ижевск, 2010. - С. 53.

10. Лубнин А.Н., Дорофеев Г.А., Ладьянов В.И. Начальная стадия механохимического синтеза в системе Ti-C // Сборник тезисов докладов: IX Всероссийская школа-конференция молодых ученых КоМУ-2011. - Ижевск, 2011. - С. 51.

11. Лубнин А.Н., Дорофеев Г.А., Ладьянов В.И. Кинетика и механизмы механоактивированного твердожидкостного и твердофазного синтеза фаз внедрения на основе титана // Сборник тезисов докладов: X Всероссийская школа-конференция молодых ученых КоМУ-2013. - Ижевск, 2013. - С. 55.

12. Пушкарев Е.С., Канунникова О.М., Михайлова С.С., Аксенова В.В., Дорофеев Г.А., Лубнин А.Н., Ладьянов В.И. Структурно-химические превращения гептана и толуола на последовательных стадиях механоактивации с магнием, алюминием и титаном //

VIII Всероссийская школа-конференция молодых ученых «Теоретическая и экспериментальная химия жидкофазных систем» (Крестовские чтения). - Иваново, 2013.-С.134.