Синтез нитрида алюминия при горении нанопорошка алюминия в режиме теплового взрыва в воздухе при действии магнитного и электрического полей тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.17.11, кандидат наук Мостовщиков, Андрей Владимирович

• Мостовщиков, Андрей Владимирович
• кандидат наук
• 2014

Оглавление диссертации кандидат наук Мостовщиков, Андрей Владимирович

Оглавление

Список условных обозначений, сокращений и терминов

Введение

Глава 1. Технологии получения монокристаллов и влияние электрического и магнитного полей на процесс кристаллизации

1.1 Методы выращивания монокристаллов

1.2 Роль переохлаждения при росте кристаллов

1.3 Влияние градиентов температуры на рост кристаллов

1.4 Термодинамические и кинетические аспекты зарождения кристаллов и их роста

1.5 Роль энтропийного и энтальпийного факторов и вероятностные (флуктуационные) модели зародышеобразования

1.6 Кинетические модели зарождения и роста кристалла

1.7 Процессы кристаллизации в неравновесных условиях

1.7.1 Элементы неравновесной термодинамики применительно к зарождению и росту кристаллов

1.7.2 Плазмохимический синтез

1.7.3 Образование кристаллических фаз в процессе самораспространяющегося высокотемпературного синтеза

1.7.4 Синтез кристаллических фаз в условиях теплового взрыва

1.7.5 Электрический взрыв проводников

1.7.6 Детонационный синтез веществ

1.8 Влияние магнитного и электрического полей на процессы зародышеобразования и кристаллизации в условиях теплового взрыва

1.8.1 Влияние магнитного поля на зародышеобразование и рост кристаллов

1.8.2 Зародышеобразование и рост кристаллов в электрическом поле

1.9 Керамические материалы

1.9.1 Классификация керамических материалов

1.9.2 Получение керамических материалов и консолидированной керамики

1.9.3 Спекание керамических материалов в плазме тлеющего и искрового разряда

1.9.4 Особенности получения керамики на основе нитрида алюминия

1.10 Обоснование цели и задач работы

Глава 2. Методики исследования и характеристики исходных материалов

2.1 Дифференциальный термический анализ

2.2 Рентгенофазовый анализ

2.3 Электронная микроскопия

2.4 Микроанализ

2.5 Характеристики нанопорошка алюминия

2.6 Методика сжигания нанопорошка алюминия

2.7 Методика применения синхротронного излучения для изучения процессов горения

2.8 Физико-химические свойства нитрида алюминия

2.9 Физико-химические свойства оксида алюминия

2.10 Методики подготовки образцов и спекания керамических материалов

2.11 Структурно-методологическая схема диссертационного исследования

Глава 3. Влияние магнитного поля на микроструктуру продуктов сгорания нанопорошка алюминия и его смесей в воздухе

3.1 Зависимость микроструктуры продуктов сгорания нанопорошка алюминия в воздухе от условий теплоотвода

3.2 Формирование микрокристаллических структур при сгорании нанопорошка алюминия в однородном магнитном поле в воздухе

3.3 Продукты сгорания нанопорошка алюминия в неоднородном магнитном поле в воздухе

3.4 Формирование продуктов сгорания нанопорошка алюминия с добавками диоксидов титана и циркония в воздухе

3.5 Формирование продуктов сгорания нанопорошка алюминия с добавкой нанопорошка железа в воздухе

3.6 Дифракционное исследование с временным разрешением процесса горения прессованного нанопорошка алюминия в воздухе с использованием синхротронного излучения

3.7 Выводы по главе 3

Глава 4. Влияние постоянного электрического поля на микроструктуру продуктов сгорания нанопорошка алюминия в воздухе

4.1 Формирование микрокристаллических структур при сгорании нанопорошка алюминия в постоянном электрическом поле в воздухе

4.2 Элементный состав поверхности микроструктур, сформировавшихся при сгорании нанопорошка алюминия в электрическом поле в воздухе

4.3 Влияние постоянного электрического поля и постоянного магнитного поля на выход нитрида и оксида алюминия при горении нанопорошка алюминия в алундовом тигле в воздухе

4.4 Параметры кристаллической структуры продуктов сгорания нанопорошка алюминия в алундовом тигле в воздухе

4.5 Газообмен с окружающей средой при горении в воздухе прессованного нанопорошка алюминия

4.6 Технологическая схема получения нитридсодержащих материалов, синтезированных при горении нанопорошка алюминия в воздухе

4.7 Характеристики керамических материалов, синтезированных на основе полученных нитридсодержащих порошков

4.8 Выводы по главе 4

Заключение

Выводы

Список литературы

Приложение

Список условных обозначений, сокращений и терминов

А - ангстрем;

а - степень окисленности нанопорошка;

d0Kp - размер области когерентного рассеяния;

8 - относительная диэлектрическая проницаемость;

АН/Am - удельный тепловой эффект;

X - теплопроводность;

р - удельное электрическое сопротивление;

мае. % - массовый процент;

Sya - площадь удельной поверхности;

Т„.о. - температура начала окисления;

Vmax - максимальная скорость окисления;

ДТА - дифференциально-термический анализ;

НП - нанопорошок;

РФА - рентгенофазовый анализ;

СВС - самораспространяющийся высокотемпературный синтез; СИ - синхротронное излучение;

in situ: Исследование процесса без вмешательства в его протекание;

тепловой взрыв: Самоподдерживающееся горение при тепловыделении в системе, превышающем теплоотвод.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Синтез нитрида алюминия при горении нанопорошка алюминия в режиме теплового взрыва в воздухе при действии магнитного и электрического полей»

Введение

Актуальность работы. В настоящее время одним из материалов, перспективных и применяемых в микроэлектронике и оптоэлектронике в качестве диэлектрических теплоотводящих подложек, является нитрид алюминия (A1N) и керамические материалы на его основе. В ряде областей техники не требуются материалы с высокими теплофизическими характеристиками, как у монокристаллов нитрида алюминия, и поэтому используются полифазные нитридсодержащие керамические материалы. Известные технологии получения A1N энергозатраты, так как требуют длительного нагрева А1203 в смеси с графитом в потоке азота при 1700° С. При производстве керамических подложек в исходную смесь вводят добавки, так как A1N не образует жидкой фазы и практически не спекается. Все известные добавки ухудшают электрофизические и теплофизические характеристики A1N. Экспериментально доказано1, что синтез нитрида алюминия также происходит и при тепловом взрыве нанопорошка алюминия в воздухе, что требует меньших энергетических затрат: энергия расходуется только на инициирование процесса горения. В то же время механизм формирования A1N при горении нанопорошка алюминия в воздухе и морфология продуктов изучены недостаточно, чтобы понять природу протекающих процессов и управлять ими для получения керамических порошков с определенным фазовым составом и морфологией кристаллических фаз. Таким образом, возникает необходимость разработки основ новой промышленной технологии получения керамических нитридсодержащих порошков и керамических материалов на их основе с повышенным выходом нитрида алюминия при горении нанопорошка алюминия в воздухе, и поиска способов управления процессом синтеза и кристаллизацией микроструктур.

Актуальной научной задачей, решение которой необходимо для создания технологии получения керамических нитридсодержащих материалов, является

1 Ильин, А.П. Горение алюминия и бора в сверхтонком состоянии / А.П. Ильин, A.A. Громов. -Томск: изд-во Том. ун-та, 2002. - 154 с.

исследование влияния внешних воздействий электрического и магнитного полей на микроструктуру нитрида алюминия, синтезированного в условиях теплового взрыва, для увеличения выхода нитрида алюминия и синтеза кристаллического нитрида алюминия с определенной морфологией.

Работа проводилась при поддержке РФФИ, проект № 13-03-98011 «Исследование закономерностей и механизмов синтеза ковалентных нитридов и карбонитридов и свойств функциональной керамики на их основе», в рамках Госзадания «Наука» Минобрнауки РФ, тема № 3.3055.2011, № 1235 «Разработка научных основ получения наноструктурированных неорганических и органических материалов».

Объект исследования: керамические нитридсодержащие порошки, полученные при сжигании нанопорошка алюминия в воздухе в режиме теплового взрыва, и керамика на их основе.

Предмет исследования: процессы синтеза керамических нитридсодержащих порошков и нитридной керамики, процессы фазо- и структурообразования при горении нанопорошка алюминия в воздухе в процессе теплового взрыва и повышение выхода нитрида алюминия при действии магнитного и электрического полей.

Цель работы: разработка технологии нитридсодержащих керамических материалов с заданной микроструктурой и фазовым составом и керамик на их основе, а также установление закономерностей синтеза нитрида алюминия при горении в воздухе нанопорошка алюминия в постоянных магнитном и электрическом полях.

Для достижения цели работы решались следующие задачи:

1. Установить влияние условий теплоотвода (сжигание конической навески на подложке, сжигание в алундовом тигле) на морфологию продуктов сгорания нанопорошка алюминия в воздухе.

2. Установить влияние постоянного магнитного поля на фазовый состав, выход AIN, а также на морфологию продуктов сгорания нанопорошка алюминия в воздухе.

3. Изучить морфологию и фазовый состав продуктов сгорания нанопорошка алюминия в воздухе под действием постоянного электрического поля.

4. Определить влияние диамагнитных (Ti02, Zr02) и ферромагнитной (НП Fe) добавок на морфологию продуктов сгорания нанопорошка алюминия в магнитном поле.

5. Установить последовательность и динамику формирования кристаллических фаз при горении нанопорошка алюминия в воздухе, используя дифракционные методы с временным разрешением с применением синхротронного излучения.

6. Предложить феноменологическую модель формирования монокристаллов нитрида алюминия при горении нанопорошка алюминия в воздухе при наложении магнитного поля.

7. Разработать технологию получения керамических нитридсодержащих порошков и керамики на их основе, а также исследовать физические характеристики полученной керамики.

Научная новизна диссертационной работы:

1. Впервые установлено, что при горении в воздухе прессованного нанопорошка алюминия нитрид алюминия формируется из оксида алюминия в результате последовательного вытеснения кислорода из первой сформировавшейся кристаллической фазы у-А1203 вследствие более высокой химической активности азота, чем кислорода, при высоких температурах на второй стадии горения (-2000° С).

2. Впервые установлено, что в неравновесных условиях при горении в воздухе нанопорошка алюминия в тигле при действии постоянного магнитного поля (0,34 Тл) формируются монокристаллы нитрида алюминия с размерами от 2 до 6 мкм. Это связано с ориентационным воздействием постоянного магнитного поля на парамагнитный нитрид алюминия в продуктах сгорания, его

переохлаждением и последующей кристаллизацией в виде шестигранных монокристаллов.

3. Установлено, что при воздействии постоянного магнитного поля (0,34 Тл) при горении нанопорошка алюминия в воздухе в тигле происходит увеличение выхода нитрида алюминия на 9 мае. % и достигает 83 мае. % за счет стабилизирующего действия магнитного поля на парамагнитный нитрид алюминия, уменьшения теплоотвода и повышения температуры при сгорании в тигле (-2100° С).

4. Установлено, что при горении нанопорошка алюминия в постоянном электрическом поле (10 кВ/м) формируются кристаллиты слоистой морфологии, что является результатом поляризации нитрида алюминия и электродиффузии ионов А13+ под действием постоянного электрического поля.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Положение о формировании A1N путем последовательного вытеснения атомов кислорода из у-А120з атомами азота с образованием промежуточных фаз оксинитридов при горении НП А1 в воздухе при высокой температуре (-2000° С).

2. Положение о формировании монокристаллов A1N (2-6 мкм) и увеличении выхода нитрида алюминия при сгорании НП А1 в условиях теплового взрыва в воздухе в постоянном магнитном поле (0,34 Тл).

3. Положение о технологии получения нитридсодержащей керамики на основе продуктов сгорания нанопорошка алюминия в воздухе в магнитном и электрическом полях.

Практическая значимость работы:

1. Разработан способ получения монокристаллов нитрида алюминия диаметром до 6 мкм для подложек в нано- и микроэлектронике, синтезируемых сжиганием нанопорошка алюминия в тигле при свободном доступе воздуха в постоянном магнитном поле (Патент РФ № 2421395).

2. Разработана технология получения нитридсодержащей шихты с содержанием нитрида алюминия 83 мае. % - продуктов сгорания в тигле

нанопорошка алюминия в условиях теплового взрыва при наложении магнитного поля (Патент РФ № 2437968).

Реализация полученных результатов:

1. Испытаны составы обкаточных масел для двигателей внутреннего сгорания с использованием нитрида алюминия - продукта сгорания нанопорошка алюминия в воздухе (акт внедрения, ООО «Нанокор», г. Екатеринбург).

2. Спеченные керамические образцы на основе микрокристаллических нитридсодержащих структур прошли успешное испытание по своим физическим параметрам как перспективный материал для диэлектрических подложек (акт испытаний, ОАО ФНПЦ «Алтай», г. Бийск).

3. Материалы диссертационной работы используются при подготовке магистров по программе «Методы получения наноматериалов, их структура и свойства», реализуемой в Томском политехническом университете (акт внедрения, ФГБОУ ВПО НИ ТПУ, г. Томск).

Достоверность результатов исследования, выносимых на защиту научных положений, результатов и выводов подтверждается тем, что установленные закономерности и выводы не противоречат основным законам физики и химии. В работе использовано поверенное оборудование, аттестованное с использованием эталонных образцов. Эксперименты и измерения проводили многократно, экспериментальные данные статистически обрабатывали, результаты измерений хорошо воспроизводимы.

Личный вклад автора заключается в обсуждении цели, задач и программы исследования, разработке структурно-методологической схемы исследования, участии в проведении экспериментов, обработке и интерпретации экспериментальных данных, обобщении установленных закономерностей, формулировании положений и выводов. Все экспериментальные результаты, приведенные в диссертации, получены самим автором или при его непосредственном участии.

Апробация работы. Материалы диссертационной работы доложены и обсуждены на международных и всероссийских конференциях и симпозиумах, в

том числе: Всероссийская конференция «Полифункциональные наноматериалы и нанотехнологии» (Томск, 2008); Международная конференция «Ультрадисперсные порошки, наноструктуры, материалы: получение, свойства, применение (V Ставеровские чтения)» (Красноярск, 2009 г.); VI Международная научная школа-конференция «Фундаментальное и прикладное материаловедение» (Барнаул, 2009 г.); II Международная научная конференция «Наноструктурные материалы - 2010: Беларусь-Россия-Украина» (Киев, 2010 г.); VIII Международная конференция студентов и молодых учёных «Перспективы развития фундаментальных наук» (Томск, 2011 г.); Всероссийская конференция «Химическая физика и актуальные проблемы энергетики» (Томск, 2012 г.); III Всероссийская молодёжная конференция «Функциональные наноматериалы и высокочистые вещества» (Москва, 2012 г.) и др.

По результатам выполненных исследований на конкурс Российской Академии Наук была представлена работа «Образование и рост монокристаллов нитрида алюминия в условиях теплового взрыва при окислении нанопорошка алюминия в воздухе», которая была удостоена Медали РАН для студентов и молодых ученых (2012 г.).

Публикации. Результаты работы по теме диссертации опубликованы в 12 печатных работах в научных журналах, сборниках и трудах конференций, из них 7 статьей в журналах из списка ВАК, получено 2 патента РФ.

Структура и объём диссертационной работы. Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, заключения, основных выводов, списка цитируемой литературы, приложения. Общий объём диссертации составляет 143 страницы, включая 62 рисунка, 7 таблиц, 116 библиографических источников.

Автор настоящей диссертационной работы выражает благодарность д.ф.-м.н., проф. H.A. Тимченко за содействие в проведении экспериментов по дифракционным исследованиям с временным разрешением с использованием синхротронного излучения и их обсуждение, а также коллективу станции «Прецизионная дифрактометрия II», канала СИ № 6, накопителя электронов ВЭПП-3 Института Ядерной Физики им. Г.И. Будкера (г. Новосибирск) за помощь в проведении экспериментов.

Глава 1. Технологии получения монокристаллов и влияние электрического и магнитного полей на процесс кристаллизации

Современные методы получения кристаллов и кристаллических структур условно можно разделить на равновесные и неравновесные. К равновесным методам относятся все промышленные методы получения крупных монокристаллов, обладающих высокой степенью чистоты и низкой дефектностью. Такие кристаллы используются в электронике, оптике. Их получают с помощью методов Чохральского, Бриджмена, и других методов, по своей сути являющихся модификацией этих классических методов. В основе этих методов лежит рост кристалла на затравке, помещаемой в расплав исходного сырья и последующее очень медленное вытягивание кристалла или передвижение зоны нагрева по образцу. Использование подобной техники выращивания позволяет медленно выравнивать температуру и концентрацию во фронте роста кристалла, что дает возможность проводить процесс в условиях, близких к термодинамически равновесным. Другим возможным вариантом синтеза кристаллов и кристаллических структур является синтез кристаллов в неравновесных условиях. В настоящее время такие способы получения кристаллических структур получают всё большее развитие и применение. К подобным методам синтеза можно отнести самораспространяющийся высокотемпературный синтез (СВС), тепловой взрыв, электрический взрыв проводников, детонационный синтез и т.п. Получаемые подобными способами кристаллы имеют относительно небольшой размер, в них возможны искажения кристаллической решётки, механически напряженное состояние. Тем не менее, из-за относительной простоты в технической реализации и возможность проводить синтез большого количества кристаллического вещества за малый промежуток времени, очевидно, что все эти методы будут продолжать совершенствовать и расширять их применение.

1.1 Методы выращивания монокристаллов

Согласно одному из определений, под монокристаллом понимают определенный объем твердого тела, возникший из одного центра кристаллизации [1].

В результате небольшой разориентировки при росте монокристалла могут возникать дефекты в виде трещин. Дефектная структура вида мозаики возникает вследствие статистически неупорядоченной ориентации под любыми, чаще под очень малыми углами отдельных монокристаллических зерен. При росте кристаллов из жидкой, газовой фазы, а также и в некоторых других случаях, как между кристаллическими зёрнами, так и внутри них могут оставаться не занятые атомами полости - микрокаверны. Микрокаверны могут быть как внешними (открытыми), так и внутренними (закрытыми). При их отсутствии на границах зерен обычно имеются точечные дефекты [2]. На поверхности твердого тела часто повышена концентрация (относительно объёма) точечных дефектов - вакансий, междоузельных атомов, атомов внедрения, их агрегатов, а также их дефектов [3].

Основными методами, широко используемыми, например, в полупроводниковой промышленности, являются метод Чохральского, метод Бриджмена, метод Вернейля, метод бестигельной зонной плавки. Существует и ряд других методов, но они являются менее распространёнными и, в основном, представляют собой модификации перечисленных выше методов [4].

Большинство полупроводниковых кристаллов выращивают с помощью метода Чохральского, который заключается в том, что материал, из которого необходимо вырастить кристалл, расплавляют (чаще всего, с помощью СВЧ излучения), и вытягивают с помощью опущенной в расплав затравки. Средняя скорость выращивания составляет несколько миллиметров в час.

В методе Бриджмена кристалл-затравка определенной кристаллографической ориентации образуется в нижней конической части тигля с расплавом, другие кристаллы-зародыши в процессе кристаллизации

растворяются. Для осуществления роста ростовой тигель медленно опускают из зоны нагрева, что приводит к охлаждению нижней части расплава и кристаллизации материала на кристалле-затравке со скоростью несколько миллиметров в час. Это позволяет получать кристаллы заданной кристаллографической ориентации (соответствующей ориентации кристалла-затравки), при этом диаметр кристалла ограничен диаметром ростового тигля.

Метод Вернейля является одним из основных методов для выращивания кристаллов тугоплавких материалов. В данном методе рост кристалла происходит из расплавленной капли, помещённой на кристаллодержатель, расположенный под трубчатой печью. Ростовой материал в виде порошкообразной шихты подается путем просыпки из бункера сверху через трубчатую печь, в которой материал расплавляется в кислородно-водородном пламени и попадает на поверхность капли на кристалл о держателе. Таким образом, главным отличием от методов Чохральского и Бриджмена и достоинствами этого метода являются отсутствие ростового тигля, отсутствие необходимости точно контролировать температуру, возможность контролировать рост монокристалла. Скорость роста -несколько миллиметров в час.

1.2 Роль переохлаждения при росте кристаллов

Кристаллизация твердого тела возможна только в том случае, когда температура на границе раздела кристалл - ростовая среда меньше температуры плавления или сублимации Т кристалла на некоторую величину ЛТ. При этом скорость кристаллизации зависит от этой величины: чем больше разность температур, тем выше скорость кристаллизации [1].

Переохлаждение кристаллизующегося вещества (сплава), происходящее вследствие изменения состава или концентрации веществ во фронте кристаллизации называют концентрационным переохлаждением. В монографии

[5] авторы утверждают, что концентрационное переохлаждение является критерием устойчивости фронта кристаллизации; в чистых металлах возможно только термическое переохлаждение расплава (но далее там же указывается на то, что «...в металлах всегда есть примеси, концентрационное переохлаждение в них неизбежно»), а в сплавах оно может возникать также и при изменении состава.

Диаграммы равновесия, содержащие зависимости, показывающие резкие, быстро исчезающие рефлексы, часто характеризуют затвердевание твердого раствора в условиях равновесия. Известно [6], что в некоторых случаях при кристаллизации двухкомпонентного твердого раствора в условиях равновесия происходит внезапное и относительно большое выделение тепла, которое быстро уменьшается - что можно определить из анализа диаграммы равновесия. Это свидетельствует о том, что переохлаждение происходит в той степени, которая достаточна для спонтанной кристаллизации множества кристаллов, но недостаточна для повышения температуры сплава. В частности, экспериментально установлено [5], что при выращивании монокристаллов металлов из расплава уже при незначительном переохлаждении на фронте кристаллизации происходит интенсивный рост кристалла.

1.3 Влияние градиентов температуры на рост кристаллов

Кристаллизация возможна только в том случае, если свободная энергия твердой фазы меньше свободной энергии ростовой фазы. В свою очередь, это возможно, когда температура в зоне контакта ростовой фазы и растущего кристалла ниже температуры плавления или сублимации кристалла [1]. Таким образом, в зоне роста кристалла возникает градиент температур.

При понижении температуры в локальной области пространства в данной системе возникает тепловой поток, обусловленный градиентом температур, который приводит к массопереносу в данную область пространства и появлению градиента концентрации. Этот процесс называют термодиффузией или эффектом

Соре. В соответствии с теорией неравновесных термодинамических процессов, при возникновении градиента концентрации возникает противоположно направленный тепловой поток - так называемый эффект Дюфо, т.е. процесс, обратный процессу термодиффузии [7]. Следовательно, повышение концентрации вещества в локальной области пространства, вызванное градиентом температуры, будет сопровождаться дальнейшим понижением температуры в этой области, что создаст необходимое для образования зародышей кристалла пересыщение. В свою очередь, пониженная температура и повышенная концентрация вещества создают благоприятные условия для образования зародыша.

Для выращивания высококачественных монокристаллов (относительно большого размера) необходимо [8], чтобы поверхность раздела кристаллизующейся фазы была плоской: образование ячеек и дендритов должно быть исключено. Это достигается путем выращивания кристалла в условиях достаточно высоких градиентов температуры в жидкой фазе и при низкой скорости роста Я. В этих условиях нарушение плоскостности поверхности раздела устраняется. При больших температурных градиентах и низкой скорости роста возможно устранить эффект концентрационного переохлаждения [5].

1.4 Термодинамические и кинетические аспекты зарождения кристаллов и

их роста

Согласно классической термодинамике [9], при термодинамическом равновесии монокристалла со своим насыщенным паром или расплавом, его форма определяется теоремой Вульфа.

Образования новой фазы, обладающие минимальными размерами, позволяющими сохранить устойчивость возникшей фазы в метастабильных условиях, называются зародышами. Размер зародыша отвечает условию максимума изменения энергии Гиббса АС (которое выражает условие

неустойчивого равновесия): я = 2оу , где Ккр - критический размер зародыша,

а - поверхностное натяжение, //у и /л2 - химические потенциалы матричной среды (пара, жидкости) и зародыша соответственно, V - объём зародыша. Очевидно, что чем выше разность химических потенциалов, тем меньше критический радиус зародыша и тем скорее начнётся конденсация (кристаллизация). Возможны 2 случая:

1. 1Л2>1Л] - новая фаза имеет при заданных температуре и давлении химический потенциал более высокий, чем старая, и является менее устойчивой. Возникновение зародыша ведёт к росту энергии Гиббса и поэтому образование новой фазы термодинамически не выгодно. Следовательно, если в результате флуктуаций образуется зародыш с большим химическим потенциалом, то, каких бы он размеров ни был, он обязательно исчезнет.

2. Ц2<И1 ~ с увеличением размера возникшей флуктуации второй фазы энергия Гиббса изначально растёт (при Я<Ккр), так что малоразмерные флуктуации новой фазы являются неустойчивыми. Эта неустойчивость объясняется тем, что при малых радиусах зародыша Я в выражении для энергии

Гиббса [9] АС = ^—— + 4л"/?2сг второе слагаемое с увеличением радиуса

Зу

зародыша растёт быстрее, чем уменьшается первое. При больших образованиях второй фазы, когда Я>Якр, вторая фаза становится более устойчивой и происходит дальнейший рост зародыша

Критический радиус зародыша для любого фазового перехода 1 рода (перехода, связанного с поглощением или выделением тепла) можно найти и непосредственно из условия механического равновесия (неустойчивого) зародыша - то есть из равенства давления Р2 внутри зародыша сумме давления Р1 в основной фазе и давления искривленной поверхности (давления Лапласа) 2а/Ккр:

2а

Р2=Р\+ — следует, что я =- - чем больше пересыщен пар, тем меньше

А _ Р]

критический радиус зародыша и тем быстрее начнётся кристаллизация.

1.5 Роль энтропийного и энтальпийного факторов и вероятностные (флуктуационные) модели зародышеобразования

Истинно гомогенное образование зародышей происходит за счет случайных флуктуаций концентрации реагентов, что создает достаточную степень пресыщения [10]. Зародышеобразование с участием посторонних твердых поверхностей и других включений называют гетерогенным [11]. Обычным источником зародышей являются отдельные участки стенок контейнера, в котором происходит кристаллизация, подходящие частицы оксидов или других примесей.

Согласно классическим представлениям [11], точное математическое описание гетерогенного зародышеобразования невозможно из-за большого числа случайных и плохо изученных факторов, определяющих этот процесс. Физически проще исследовать процессы гомогенного зародышеобразования - когда зародыши возникают в результате процессов (флуктуации, переохлаждения и т.д.), происходящих в самом веществе. При переохлаждении активационный барьер определенной величины преодолевается системой флуктуационным путем.

В теории гомогенного зародышеобразования предполагается, что зародыши новой фазы возникают и растут внутри метастабильной фазы в результате гетерофазных флуктуаций [11]. Вероятность флуктуации определяется минимальной работой, которую необходимо затратить на её образование. Неустойчивому равновесному состоянию кристаллического зародыша с переохлажденной жидкостью соответствует форма поверхности, определяемая правилом Кюри-Вульфа. В изотермических условиях кристалл равновесной формы находится в неустойчивом равновесии со средой - это затрудняет экспериментальную проверку правила. Любое малое флуктуационное отклонение размеров реального ограненного кристалла от теоретически рассчитанных равновесных размеров, вызывает (согласно термодинамике) рост или расплавление кристалла. В этом случае на форму роста (плавления) кристалла влияют кинетические факторы.

Одним из примеров проявления флуктуационных процессов при росте кристаллов является так называемая автоколебательная кристаллизация [5], которая возникает только при неравновесной концентрации веществ во фронте кристаллизации. Причина этого явления заключается в том, что при росте монокристалла из расплава в твердой фазе могут возникать последовательные структурные несовершенства. Они зависят как от химической природой вещества, так и от определенных параметров массо- и теплопереноса, вызывающих периодические изменения скорости кристаллизации. Эти изменения скорости кристаллизации способны изменять распределение примесей в кристаллизующемся объеме и, как результат, его субструктуру. В результате перераспределения примесей происходит их накопление перед фронтом кристаллизации и рост концентрационного переохлаждения. Вследствие этого возможно увеличение скорости движения кристаллизующегося фронта и захват (с поверхности раздела фаз) примесей растущим кристаллом. После захвата примесей (или легирующей добавки) растущим кристаллом их содержание в расплаве снижается, и процесс повторяется вновь. Такие колебания скорости кристаллизации (вызванные захватом примесей или легирующих компонентов) приводят к возникновению полосатой структуры, наблюдаемой на продольных срезах кристаллов [5]. Кроме того, в этой же монографии указывается и на то, что температурные колебания в процессе кристаллизации также могут приводить к колебаниям скорости кристаллизации.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Мостовщиков, Андрей Владимирович, 2014 год

Список литературы

1. Эльбаум. Э. Субструктура кристаллов, выращенных из расплава / Э. Эльбаум// Успехи физических наук. - 1963. - Т. 79, вып. 3. - С. 545 - 584.

2. Ормонт, Б.Ф., Введение в физическую химию и кристаллохимию полупроводников / Б.Ф. Ормонт; под ред. В.М. Глазова. - 3-е изд., испр. и доп. - М.: Высш. школа, 1982. - 528 с.

3. Киселев, В.Ф. Основы физики поверхности твердого тела / В.Ф. Киселев, С.Н. Козлов, A.B. Зотеев. - М.: Изд-во Моск. Ун-та, ФФ МГУ, 1999. - 284 с.

4. Багдасаров, Х.С., Высокотемпературная кристаллизация из расплава / Х.С. Багдасаров. - М.: ФИЗМАТ ЛИТ, 2004. - 160 с.

5. Лякишев, Н.П. Металлические монокристаллы / Н.П. Лякишев, Г.С. Бурханов. - М.: ЭЛИЗ, 2002. - 312 с.

6. Юм-Розери, В. Диаграммы равновесия металлических систем / В. Юм-Розери, Дж. Христиан, В. Пирсон; под ред. Я.П. Селисского. - М.: Государственное научно-техническое издательство литературы по черной и цветной металлургии, 1956. - 399 с.

7. Варнатц, Ю. Горение. Физические и химические аспекты, моделирование, эксперименты, образование загрязняющих веществ / Ю. Варнатц, У. Маас, Р. Диббл. - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2003. - 352 с.

8. Флеминге, М. Процессы затвердевания / М. Флеминге. - М.: Изд-во МИР, 1977.-423 с.

9. Базаров, И.П. Термодинамика / И.П. Базаров. - М.: Высшая школа, 1991. -376 с.

10. Лодиз, Р. Рост монокристаллов / Р. Лодиз, Р. Паркер. - М.: Мир, 1974. - 540 с.

11. Скрипов, В.П. Спонтанная кристаллизация переохлажденных жидкостей / В.П. Скрипов, В.П. Коверда. - М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1984. - 232 с.

12. Петров, Ю.И. Кластеры и малые частицы / Ю.И. Петров. - М. : Наука, 1986. -368 с.

13. Вайнгард, У. Введение в физику кристаллизации металлов / У. Вайнгард. -М.: Изд-во МИР, 1967. - 154 с.

14. Бережкова, Г.В. Нитевидные кристаллы / Г.В. Бережкова. - М.: Наука, 1969. — 158 с.

15. Исхаков, P.C. Правило ступеней Оствальда в пленках метастабильных нанокристаллических сплавов Fe-C, полученных методом импульсно-плазменного испарения / P.C. Исхаков, C.B. Комогорцев и др. // Письма в ЖЭТФ. - 1999. - Т. 70, вып. 11. - С. 727-732.

16. Брызгалов, А.Н. О самоорганизации и профилировании кристаллов кварца в условиях неравновесной термодинамики / А.Н. Брызгалов, О.Н. Фалькова, К.Ф. Ахметшин // Вестник ЮУрГУ. Физика. - 2009. - № 22, вып. 1. - С. 3538.

17. Ремпель, A.A. Нанотехнологии, свойства и применение наноструктурированных материалов / A.A. Ремпель // Успехи химии. - 2007. -Т. 76, №5.-С. 474-500.

18. Уланов, И.М. Трансформаторный плазмотрон - плазмохимический реактор /И.М. Уланов, М.В. Юсупов, А.Ю. Литвинец и др. // Теплофизика высоких температур. - 2010. - Т. 48, № 2. - С. 175-180.

19. Лепешев, A.A. Плазмохимический синтез нанодисперсных порошков и полимерных нанокомпозитов / A.A. Лепешев, A.B. Ушаков, И.В. Карпов. -Красноярск: Сибирский федеральный университет, 2012. - 328 с.

20. Быстрое, Ю.А. Плазмохимический синтез карбидных соединений в потоке металлической плазмы вакуумно-дугового разряда / Ю.А. Быстров, Н.З. Ветров, A.A. Лисенков // Письма в ЖТФ. - 2008. - Т. 34, вып. 17. - С. 20-25.

21. Сивков, A.A. Прямой плазмодинамический синтез ультрадисперсного карбида кремния / A.A. Сивков, Д.С. Никитин, А.Я. Пак, H.A. Рахматуллин // Письма в ЖТФ. - 2013. - Т. 39, вып. 2. - С. 15-20.

22. Касумов, М.М. Повышение выхода фуллеренов в дуговом разряде под действием потока газа в полом электроде / М.М. Касумов, В.В. Покропивный // Журнал технической физики. - 2007. - Т. 77, вып. 7. - С. 136-138.

23. Чурилов, Г.Н. Получение и исследование железосодержащих комплексов фуллеренов / Г.Н. Чурилов, O.A. Баюков, Э.А. Петраковская и др. // Журнал технической физики. - 1997. - Т. 67, № 9. - С. 142-144.

24. Лянгузов, Н.В. магнетронное и импульсное лазерное напыление наночастиц и несплошных пленок Ag и Au и исследование их оптических свойств / Н.В. Лянгузов, В.Е. Кайдашев, В.Б. Широков и др. // Журнал технической физики. - 2012. - Т. 82, вып. 10. - С. 90-95.

25. Амосов, А.П. Порошковая технология самораспространяющегося высокотемпературного синтеза материалов / А.П. Амосов, И.П. Боровинская, А.Г. Мержанов. - М.: Машиностроение-1, 2007. - 471 с.

26. Ильин, А.П. Формирование нитевидных кристаллов в промежуточных продуктах горения в воздух нанопорошка алюминия и его смесей с нанопорошками молибдена и вольфрама / А.П. Ильин, Л.О. Толбанова //

Известия ТПУ. Химия. - 2007,- Т. 310, № 2. - С. 77-80.

27. Андриевский, P.A. Получение и свойства нанокристаллических тугоплавких соединений / P.A. Андриевский // Успехи химии. - 1994. - Т. 63, № 5. - С. 431-448.

28. Бурцев, В.А. Электрический взрыв проводников и его применение в электрофизических установках / В.А. Бурцев, Н.В. Калинин, A.B. Лучинский. - М.: Энергоатомиздат, 1990. - 288 с.

29. Назаренко, О.Б. Электровзрывные нанопорошки: получение, свойства, применение / О.Б. Назаренко. - Томск: Изд-во ТГУ, 2005. - 148 с.

30. Назаренко, О.Б. Процессы получения нанодисперсных тугоплавких неметаллических соединений и металлов методом электрического взрыва проводников: дис. ... д-ра техн. наук: 05.17.08, 05.17.11 / Назаренко Ольга Брониславовна. - Томск, 2006. - 289 с.

31. Ильин, А.П. Горение алюминия и бора в сверхтонком состоянии / А.П. Ильин, A.A. Громов. - Томск: изд-во Том. ун-та, 2002. - 154 с.

32. Лямкин А.И., Образование наноалмазов при динамическом воздействии на углеродсодержащие соединения: дис. ... д-ра физ.-мат. наук: 01.04.14 / Лямкин Алексей Иванович. - Красноярск, 2004. - 321 с.

33. Ефимов, В.А. Физические методы воздействия на процессы затвердевания сплавов / В.А. Ефимов, A.C. Эльдарханов. - М.: Металлургия, 1995. - 272 с.

34. Крашенинин, В.И. Способы управления стабильностью азида серебра / В.И. Крашенинин, Л.В. Кузьмина, Е.Г. Газенаур, О.В. Целыковская // Ползуновский вестник. - 2009. - № 3. - С. 48-51.

35. Олешко, В.И. Инициирование взрывного разложения азидов тяжелых

металлов электрическим разрядом, индуцированным электронным пучком /Олешко В.И. и др.//Письма в ЖТФ. - 2009. - Т. 35, вып. 20. - С. 55-61.

36. Иванов, Ф.И. Кинетические особенности разложения нитевидных кристаллов азида свинца и серебра при фото- и электрополевом воздействии / Ф.И. Иванов // Вестник КемГУ. - 2013. - Т. 2, №3 (55). - С. 119-125.

37. Горшков, B.C. Физическая химия силикатов и других тугоплавких соединений / B.C. Горшков, В.Г. Савельев, Н.Ф. Федоров. - М.: Высшая школа, 1988.-488 с.

38. Мартинес-Дуарт, Дж.М. Нанотехнологии для микро- и оптоэлектроники. / Дж.М. Мартинес-Дуарт, Р.Дж. Мартин-Палма, Ф. Агулло-Руеда. - М.: Техносфера, 2007. - 368 с.

39. Леше, А. Физика молекул / А. Леше. - М.: Мир, 1987. - 232 с.

40. Колесникова, Е.Д. Воздействие слабых магнитных полей на процессы кристаллизации и плавления линейных полимеров: дис. ... канд. физ.-мат. наук: 01.04.07 / Колесникова Елена Дмитриевна. - Воронеж, 2007. - 141 с.

41. Чернавский, П.А. Влияние магнитного поля на термодеструкцию формиата кобальта / П.А. Чернавский, В.И. Зайковский, Г.В. Панкина, Н.С. Перов, А.О. Туракулова //Журнал физической химии. - 2009. - Т. 83, № 3. - С. 586-589.

42. Максимов, Ю.М. СВС в электрических и магнитных полях / Максимов Ю.М., Итин В.И., Смоляков В.К., Кирдяшкин А.И. // Вестник РФФИ. - 2005. - № 2. -С. 18-34.

43. Трофимов, А.И. Эффект влияния электромагнитного поля на горение системы Ti+C / А.И. Трофимов, В.И. Юхвид // Физика горения и взрыва. -1993.-Т. 29, №1,-С. 71-73.

44. Чарная, Е.В. Влияние магнитного поля на ориентацию кристаллографических осей в поверхностных слоях олова / Е.В. Чарная, Cheng Tien, Min Kai Lee // Физика твердого тела. - 2010. - T. 52, вып. 7. - С. 1435 - 1437.

45. Алыпиц, В.И. Влияние электрического поля на подвижность дислокаций в магнитном поле / В.И. Алыпиц, Е.В. Даринская, Е.Ю. Михина, Е.А. Петржик // Физика твердого тела. - 1996. - Т. 38, № 8. - С. 2426-2430.

46. Ксенофонтов, Д.А. Влияние электрического поля на рост кристаллов в системе Li3P04-Li4Ge04-Li2Mo04-LiF / Д.А. Ксенофонтов, JI.H. Демьянец, А.К. Иванов-Шиц // Неорганические материалы. - 2008. - Т. 44, № 10. - с. 1244-1249.

47. Ксенофонтов, Д.А. Исследование влияния электрического поля на рост кристаллов раствор-расплавным методом: дис. ... канд. хим. наук: 01.04.18 / Ксенофонтов Дмитрий Александрович. - М., 2010. - 149 с.

48. Котин, И.М. Влияние постоянного электрического поля на волну СВС / И.М. Котин // Физика горения и взрыва. - 1994. - Т. 30, № 5. - С. 58-62.

49. Беляев, А.П. Влияние внешних условий на механизмы кристаллизации расплава Sn-Pb эвтектического состава / А.П. Беляев, В.П. Рубец // Физика твердого тела. - 2005. - Т. 47, вып. 2. - С. 193 - 195.

50. Luedtke, W.D. Dielectric Nanodroplets: Structure, Stability, Thermodynamics, Shape Transitions and Electrocrystallization in Applied Electric Fields / W.D. Luedtke, Jianping Gao, Uzi Landman // J. Phys. Chem. - 2011. - Vol. 115. - P. 20343-20358.

51. Янагида, X. Тонкая техническая керамика / X. Янагида, пер. с яп. - М.: Металлургия, 1986. - 279 с.

52. ГОСТ 20419-83 Материалы керамические и электротехнические.

Классификация и технические требования. Принят 27.01.83..

53. Балкевич, B.JI. Техническая керамика / B.JT. Балкевич. - М.: Стройиздат, 1984.-256 с.

54. Бершадская, М.Д. Нитрид алюминия - новый высокотеплопроводный диэлектрик / М.Д. Бершадская, В.Г. Аветиков // Электронная техника. Сер. 6. Материалы. 1984. - Т. 191, вып. 6. - С. 54-57.

55. Иванов, С.Н. Теплофизические свойства керамического нитрида алюминия / С.Н. Иванов, П.А. Попов, Г.В. Егоров и др. // Физика твердого тела. - 1997. -Т. 39, № 1.-С. 93-96.

56. Непочатов, Ю. Разработка керамики на основе нитрида алюминия для изделий электронной техники / Ю. Непочатов А. Земницкая, П. Муль // Современная электроника. - 2011. - № 9. - С. 14-16.

57. Сидоров, В. Корпуса СВЧ-транзисторов на основе полиалмаза и алюмонитридной керамики / В. Сидоров // Электроника: Наука, Технология, бизнес. - 2007. - № 4. - С. 77-79.

58. Гегузин, Я.Е. Физика спекания / Я.Е. Гегузин. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Наука, 1984.-312 с.

59. Ивенсен, В.А. Феноменология спекания и некоторые вопросы теории / В.А. Ивенсен. - М.: Металлургия, 1985. - 247 с.

60. Гусев, А.И. Эффекты нанокристаллического состояния в компактных металлах и соединениях / А.И. Гусев // Успехи физических наук. - 1998. - Т. 168, № 1.-С. 55-83.

61. Рагуля, A.B. Консолидированные наноструктурные материалы / A.B. Рагуля, В.В. Скороход. - Киев: Наукова думка, 2007. - 340 с.

62. Бойко, Ю.И. Спекание нано - структурированной керамики Y203 / Ю.И. Бойко, Т.Г. Гарбовицкая, Ю.В. Малюкин, A.A. Масалов, П.В. Сухомлин // Вестник Харковоского национального университета. Физика. - 2010. - № 914, вып. 13.-е. 60-64.

63. Каллистер, У. Материаловедение: от технологии к применению (металлы, керамика, полимеры) / У. Каллистер, Д. Ритвич, пер. с англ. - Спб.: Научные основы и технологии, 2011. - 896 с.

64. Попильский, Р.Я. Прессование порошковых пластических масс / Р.Я. Попильский, Ю.Е. Пивинский. - М.: Металлургия, 1983. - 176 с.

65. Бугаева, А.Ю. Влияние оксида иттрия на свойства двойных алюминийсодержащих оксидов и керамики на их основе: дис. ... канд. хим. наук: 02.00.21 / Бугаева Анна Юрьевна. - Челябинск, 2003. - 126 с.

66. Белых, Г.И. Структурные и механические свойства оптической керамики из магний-алюминиевой шпинели / Г.И. Белых, В.Т. Грицына, J1.B. Удалова // Вопросы атомной науки и техники. - 2004. - Т. 85, № 3. - С. 101-107.

67. Крендель, Ю.Е. Эффект полого катода при азотировании в тлеющем разряде / Ю.Е. Крендель, Н.М. Лемешев, А.И. Слосман // Электронная обработка материалов. - 1990. - № 6. - С. 53-56.

68. Матренин, C.B. Электроразрядное спекание железо-титанового антифрикционного сплава / C.B. Матренин, А.И. Слосман, Ю.В. Мячин // Известия Томского политехнического университета. Технические науки. -2005. - Т. 308, № 4. - С. 74-77.

69. Хасанов, О.Л. Влияние ультрадисперсной фракции порошка карбида бора на прочностные свойства керамики, изготовленной методом SPS / О.Л. Хасанов, Э.С. Двилис, А.О. Хасанов и др.// Известия ВУЗов. Физика. - 2012. - Т. 55, №

5/2. - С. 270-275.

70. Рябинина, О.Н. Физико-механические свойства композитов, полученных электроразрядным спеканием / О.Н. Рябинина // Вестник Оренбургского государственного университета. - 2005. - Т 2, № 10. - С. 102-106.

71. Дитц, A.A. Получение высокотеплопроводных материалов из нитрида алюминия / A.A. Дитц и др. // Известия вузов. Физика. - 2012. - Т. 55, № 5/2. -С. 110-113.

72. Ильин, А.П. Об активности порошков алюминия / А.П. Ильин, A.A. Громов, Г.В. Яблуновский // Физика горения и взрыва. - 2001. - Т. 37, № 4. - С. 5862.

73. Уэндландт, У. Термические методы анализа / У. Уэндландт - М.: Мир, 1978. - 527 с.

74. Ковба, JI.M. Рентгенофазовый анализ / JI.M. Ковба, В.К. Трунов. - М.: Издательство Московского Университета, 1976. - 183 с.

75. Фетисов, Г.В., Синхротронное излучение. Методы исследования структуры веществ / Г.В. Фетисов; под ред. Л.А. Асланова. - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2007. -672 с.

76. Киттель, Ч. Введение в физику твердого тела / Ч. Киттель - М.: Наука, 1978. -791 с.

77. Проблемы диагностики нанопорошков и наноматериалов: учебное пособие / под ред. А.П. Ильина. - Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2008. - 249 с.

78. Ильин, А.П. Энергетика малых металлических частиц / А.П. Ильин, Л.О. Роот, A.B. Мостовщиков, A.A. Дитц // Известия вузов. Физика. - 2011. -

№11/3.-С. 336-342.

79. Толбанова, JI.O. , Синтез керамических нитридсодержащих материалов сжиганием в воздухе смесей нанопорошка алюминия с нанопорошками W и Мо и порошком Cr: Дис.... канд. техн. наук: 05.17.11 / Толбанова Людмила Олеговна. - Томск, 2007. - 175 с.

80. Амелькович Ю.А., Синтез керамических прекурсоров сжиганием в воздухе смесей порошков, активированных нанопорошками алюминия, железа и меди: дис... канд. техн. наук: 05.17.11 / Амелькович Юлия Александровна. -Томск, 2008. - 221 с.

81. Ильин, А.П. Двухстадийное горение ультрадисперсного порошка алюминия на воздухе / А.П. Ильин, Л.Т. Проскуровская // Физика горения и взрыва. -1990. - т. 26, №2. - С. 71-74.

82. Ильин, А.П. Состав промежуточных продуктов горения нанопорошка алюминия в воздухе / А.П. Ильин, Л.О. Толбанова, A.B. Мостовщиков //Известия Томского политехнического университета. Химия. - 2008. - Т. 313, №3,-С. 19-24.

83. Концепция развития СВС как области научно-технического прогресса / под ред. А.Г. Мержанова. - Черноголовка: Территория, 2003. - 368 с.

84. Ильин, А.П. Изучение зарождения, роста и формирования A1N при горении в воздухе нанопорошка алюминия с использованием синхротронного излучения / А.П. Ильин, H.A. Тимченко, A.B. Мостовщиков // Известия вузов. Физика. - 2011. - №11/3. - С. 307-311.

85. Галимов, P.M. Методы исследования структуры нанокристаллических покрытий с использованием синхротронного излучения / P.M. Галимов, H.A. Тимченко, И.П. Чернов и др. // Известия вузов. Физика. - 2010. - Т. 53, №

10/2.-С. 139-145.

86. Ильин, А.П. Дифракционные исследования процесса горения нанопорошка алюминия / А.П. Ильин, H.A. Тимченко, A.B. Мостовщиков и др. // Известия вузов. Физика.-2011.-№11/2.-С. 389-394.

87. Аульченко, В.М. Однокоординатный рентгеновский детектор / В.М. Аульченко // Школа молодых специалистов «Синхротронное излучение. Дифракция и рассеяние»; под ред М.В. Кузина. - Новосибирск: ИЯФ им. Г.И. Будкера СО РАН. - С. 6-9.

88. Сибирский Центр Синхротронного Излучения [Электронный ресурс]. -Новосибирск: Институт Ядерной Физики им. Будкера, СО РАН. Режим доступа: http://ssrc.inp.nsk.su/CKP/.

89. Ильин, А.П. Изучение последовательности фазообразования при горении прессованного нанопорошка алюминия в воздухе с применением синхротронного излучения / А.П. Ильин, A.B. Мостовщиков, H.A. Тимченко // Физика горения и взрыва. - 2013. - Т. 49, № 3. - С. 72.

90. Самсонов, Г.В. Нитриды / Г.В. Самсонов. - Киев: Наукова думка, 1969. - 380 с.

91. Taylor, К. Some Properties of Aluminum Nitride / К. Taylor, С.-J. Lenie // J. Electrochem. Soc. - 1960. - V. 107. - P. 308-314.

92. Химическая энциклопедия. Том 1. / Гл. ред. Кнунянц И. JT, Зефиров Н. С. -М.: Советская энциклопедия, 1988. - 623 с.

93. Petrov, I. Synthesis of Metastable Epitaxial Zinc-Blende-Structure A1N by SolidState Reaction / I. Petrov, E. Mojab, R.C. Powell, et al. // Applied Physics Letters. - 1992. - V. 60,1. 20. - P. 2491-2493.

94. Zhou, H., Growth of aluminium nitride whiskers by sublimation-recrystallization method / H. Zhou, H. Chen, Y. Liu, Y. Wu // Journal of Materials Science. - 2000. -V. 35.-P. 471-475, 2000.

95. Боборыкин, B.M. О влиянии азота на горение алюминия / В.М. Боборыкин, В.М. Гремячкин, А.Г. Истратов и др. // Физика горения и взрыва. - 1983. - № 3. - С. 22-29.

96. Ильин, А.П. Явление химического связывания азота воздуха с образованием кристаллических фаз нитридов при горении порошкообразных металлов, бора и кремния / А.П. Ильин, A.A. Громов, JI.O. Толбанова //Фундаментальные исследования. - 2008. - № 4. - С. 13-18.

97. Ильин, А.П. Микроструктура кристаллических продуктов сгорания нанопорошка алюминия в воздухе / А.П. Ильин, A.B. Мостовщиков // Известия вузов. Физика. -2013. - Т. 56, № 7/2. - С. 247-251.

98. Ильин, А.П. Рост монокристаллов нитрида алюминия в условиях теплового взрыва / А.П. Ильин, A.B. Мостовщиков, JI.O. Толбанова // Письма в ЖТФ. -2011. - Т. 37, № 20. - С. 49-53.

99. Ильин, А.П. Кристаллические продукты сгорания в воздухе нанопорошка алюминия при действии магнитного поля / А.П. Ильин, A.B. Мостовщиков // Известия Томского политехнического университета. Физика. - 2013. - Т. 323, №2.-С. 101-104.

100. Самсонов, Г.В. Физико-химические свойства окислов / Г.В. Самосонов и др. - М.: Металлургия, 1978. - 472 с.

101. Рамазанов, М.А. Влияние режимов кристаллизации и действия магнитного поля на прочностные и термические свойства композитных материалов на основе полимеров и магнитной добавки / М.А. Рамазанов // Электронная

обработка материалов. - 2009. - № 2. - С. 70-73.

102. Мостовщиков, A.B. Фазовый состав продуктов сгорания компактированного нанопорошка алюминия / A.B. Мостовщиков // Химическая физика и актуальные проблемы энергетики. - Томск: ТПУ, 2012. - С. 191-192.

103. Ильин, А.П. Эффект полупроницаемой мембраны при горении нанопорошка алюминия в воздухе / А.П. Ильин, A.B. Мостовщиков // II Международная Казахстанско-Российская конференция по химии и химической технологии, посвященная 40-летию КарГУ имени академика Е.А. Букетова: Материалы: в 2 т., Караганда, 28 Февраля-2 Марта 2012. - Караганда: КарГУ, 2012. - Т. 2. -С. 133-135.

104. Запольская, М.А. Физико-химические свойства фтористого водорода / М.А. Запольская, Н.Г. Зенкевич, Е.Г. Комарова. - М.: Наука, 1977. - 198 с.

105. Мостовщиков, A.B. Применение постоянного магнитного поля для увеличения выхода нитрида алюминия при горении нанопорошка алюминия в воздухе / A.B. Мостовщиков // Химическая физика и актуальные проблемы энергетики. - Томск: ТПУ, 2012. - С. 192-193.

106. Ильин А.П., Коршунов A.B., Толбанова JI.O., Мостовщиков A.B. Способ получения нитрида алюминия // Патент РФ № 2421395, приор, от 21 декабря 2009 года.

107. Физические величины. Справочник. / Под ред. И. С. Григорьева, Е. 3. Мейлихова. - М.: Энергоатомиздат, 1991. - 1232 с.

108. МакИвен, М. Химия атмосферы / М. МакИвен, Л. Филипс. - М.: Мир, 1978. -204 с.

109. Кудрявцев, A.A. Составление химических уравнений / A.A. Кудрявцев. - 4-е издание, перераб. и доп. - М.: Высшая школа, 1968. - 359 с.

110. Урбанович, B.C. Влияние высоких давлений и температур на структуру и свойства нанокристаллического нитрида алюминия // B.C. Урбанович, A.B. Копылов, P.A. Андриевский и др. // Физика и техника высоких давлений. -2011. - Т. 21, № 3. - С. 94-101.

Ш.Ершова, Н.И. Разработка высокотемпературной горячепрессованной керамики Si3N4-BN с градиентом свойств: дис. ... канд. тех. наук: 05.17:11 / Ершова Наталья Ивановна. - Обнинск, 2006. - 194 с.

112. Физика и химия горения нанопорошков металлов в азотсодержащих газовых средах / под ред. A.A. Громова. - Томск: Изд-во Том. ун-та, 2007. - 322 с.

113. Сарнер, С. Химия ракетных топлив / С. Сарнер. - М.: Мир, 1969. - 488 с.

114. Похил, П.Ф. Горение порошкообразных металлов в активных средах / П.Ф. Похил, А.Ф. Беляев, Ю.В. Фролов и др. - М.: Наука, 1972. - 294 с.

115. Ильин А.П., Мостовщиков A.B., Коршунов A.B., Толбанова JI.O. Способ получения микрокристаллов нитрида алюминия / Патент РФ № 2437968, приор, от 1 июля 2010 года.

116. Ильин, А.И. Стеклообразные структуры подвергнутые действию высокоэнергетических пучков / А.И. Ильин, B.C. Крапошин // Поверхность. Физика, химия, механика. - 1991. - № 6. - С. 5-16.