Preview

Frontier Materials & Technologies

Расширенный поиск

ФРАГМЕНТИРОВАННЫЕ СТРУКТУРЫ МЕДИ В ТЕМПЕРАТУРНЫХ ПОЛЯХ

https://doi.org/10.18323/2073-5073-2017-4-32-39

Полный текст:

Аннотация

Металлические материалы с развитой поверхностью и особыми физико-химическими свойствами находят все большее применение в качестве катализаторов в химической, нефтеперерабатывающей промышленности и системах водоочистки. В частности, медные катализаторы применяются для синтеза анилина. Однако многие химические процессы протекают при повышенных температурах, что не может не сказываться на сроках службы катализаторов, которые изготавливаются разными технологическими приемами. Поэтому является актуальным исследование влияния методики получения медных электролитических материалов-катализаторов на особенности их поведения в температурных полях.

В статье исследуются в температурных полях медные электролитические фольги с развитой поверхностью, полученные с применением механической активации катода и без нее. Приведены результаты исследований изменения их морфологии поверхности и фазового состава в процессе их термообработки в окислительной среде, а также исследования зависимости величины запасенной упругой энергии от концентрации в материалах кристаллов, содержащих высокоэнергетичные дефекты ростового происхождения.

В ходе экспериментов были обнаружены различия в изменении энтальпии (в процессе нагрева) для двух последовательных фазовых превращений в медных фольгах. Эти различия могут свидетельствовать о том, что кроме интенсивного окисления меди при данных температурах в обеих фольгах, в фольгах, выращенных с применением механической активации катода, реализуются еще и релаксационные процессы, связанные с наличием высокой концентрации дефектов кристаллического строения, имеющих ростовое происхождение. Это позволяет говорить, что фольги, состоящие из пентагональных пирамид и конусообразных кристаллов с развитой поверхностью, обладают большей запасенной в процессе электроосаждения упругой энергией, чем фольги, полученные без применения механической активации катода.

Об авторах

Алексей Максимович Грызунов
Тольяттинский государственный университет, Тольятти
Россия

аспирант кафедры «Нанотехнологии, материаловедение и механика»



Анатолий Алексеевич Викарчук
Тольяттинский государственный университет, Тольятти
Россия

доктор физико-математических наук, профессор, начальник НИО-3 «Нанокатализаторы и функциональные материалы»



Список литературы

1. Bedilo A.F., Ilyina E.V., Mishakov I.V., Vedyagin A.A. Nanocrystalline Aerogels of Metal Oxides as Destructive Sorbents and Catalysts // Chemistry for Sustainable Development. 2011. Vol. 19. P. 25–32.

2. Shpak A.P., Korduban A.M., Kandyba V.A., Kryshchuk T.V., Medvedskij M.M., Pogorelov A.E. Synthesis and investigation of electronic structure features of electroexplosive TiO2 and TiO2:Ag // Nanomaterials: Applications and Properties (NAP-2011): 1st international conference. Vol. 1, part I. Alushta, 2011. P. 200–203.

3. Gracheva I.E., Moshnikov V.A., Karpova S.S., Maraeva E.V. Net-like structured materials for gas sensors // Journal of Physics: Conference Series. 2011. Vol. 291. № 1. P. 012017.

4. Ho K.М., Ri Ju R., Hyon Ch. Study on the aktivity and stability of methanol synthesis catalyst added B2O3 under low temperature-intermediate pressure // European science. 2017. № 3. P. 5–8.

5. Яхваров Д.Г., Трофимова Е.А., Ризванов И.Х., Фомина О.С., Синяшин О.Г. Электрохимический синтез и каталитическая активность никельорганических сигма-комплексов // Электрохимия. 2011. Т. 47. № 10. С. 1180–1190.

6. Ведягин А.А., Цырульников П.Г., Струихина Н.О., Дашук Т.А., Бубнов А.В. Дегидрирование метанола на медьсодержащих катализаторах, модифицированных оксидом цинка // Катализ в промышленности. 2006. № 3. C. 29–33.

7. Овсиенко О.Л. Механизмы действия добавок щелочных металлов на свойства медь-цинковых-алюминиевых катализаторов конверсии оксида углерода // Кинетика и катализ. 2016. Т. 57. № 4. С. 455–465.

8. Грызунова Н.Н., Денисова А.Г. Химическое травление как один из альтернативных способов получения развитой поверхности // Актуальные проблемы физического металловедения сталей и сплавов: сб. мат-лов ХХII Уральской школы металловедов-термистов. Оренбург, 2014. С. 204–206.

9. Князев А.С., Шмотин В.С., Магаева А.А., Боронин А.И., Саланов А.Н., Водянкина О.В., Курина Л.Н. Активность меди и серебра в процессе парциального окисления этиленгликоля // Катализ в промышленности. 2006. № 5. С. 23–30.

10. Ракитская Т.Л., Киосе Т.А., Волкова В.Я. Металлические, оксидные и металлокомплексные катализаторы низкотемпературного окисления монооксида углерода кислородом // Вестник Одесского национального университета. Химия. 2004. Т. 9. № 6-7. С. 33–45.

11. Магаева А.А., Шмотин В.С., Водянкина О.В., Князев А.С., Саланов А.Н., Чесалов Ю.А., Стоянов Е.С., Одегова Г.В., Курина Л.Н. Формирование активной поверхности промотированного медного катализатора парциального окисления этанола // Журнал физической химии. 2006. Т. 80. № 5. С. 818–825.

12. Грызунова Н.Н., Викарчук А.А., Тюрьков М.Н. Получение и исследование электролитических материалов с энергоемкой дефектной структурой и развитой поверхностью // Деформация и разрушение материалов. 2016. № 2. С. 13–19.

13. Gryzunova N.N., Vikarchuk A.A., Bekin V.V., Romanov A.E. Creating a developed surface of copper electrolytic coatings via mechanical activation of the cathode with subsequent thermal treatment // Bulletin of the Russian Academy of Sciences: Physics. 2015. Vol. 79. № 9. С. 1093–1097.

14. Грызунов А.М. Влияние активации катода на эволюцию морфологии поверхности кристаллов, формирующихся в процессе электрокристаллизации меди // Вектор науки Тольяттинского государственного университета. 2016. № 2. С. 22–28.

15. Владимиров В.И., Романов А.Е. Дисклинации в кристаллах. Л.: Наука, 1986. 224 с.

16. Gryaznov V.G., Heidenreich J., Kaprelov A.M., Nepijko S.A., Romanov A.E., Urban J. Pentagonal symmetry and disclinations in small particles // Crystal Research and Technology. 1999. Vol. 34. № 9. P. 1091–1119.

17. Ясников И.С. К вопросу о раскрытии сектора вместо двойниковой границы в пентагональных малых частицах электролитического происхождения // Письма в Журнал экспериментальной и теоретической физики. 2013. Т. 97. № 9-10. С. 592–596.

18. Колесникова А.Л., Романов А.Е. О релаксации напряжений в пентагональных нитевидных кристаллах // Письма в Журнал технической физики. 2007. Т. 33. № 20. С. 73–79.

19. Викарчук А.А, Грызунова Н.Н. Спирально-дисклинационный механизм формирования нитевидных пентагональных кристаллов в процессе электрокристаллизации // Материаловедение. 2008. № 6. С. 7–12.

20. Грызунова Н.Н. К вопросу о дисклинационной природе пентагональных пирамид с высокими ступенями роста электролитического происхождения // Письма о материалах. 2017. Т. 7. № 1. С. 39–43.

21. Yasnikov I.S. Elastic stress relaxation in pentagonal fine particles and crystallites of electrolytic origin // Technical Physics. The Russian Journal of Applied Physics. 2007. Vol. 52. № 5. С. 666–667.

22. Kolesnikova A.L., Gutkin M.Y., Proskura A.V., Morozov N.F., Romanov A.E. Elastic fields of straight wedge disclinations axially piercing bodies with spherical free surfaces // International journal of Solids and Structures. 2016. Vol. 99. P. 82–96.

23. Грызунова Н.Н., Викарчук А.А. Особенности формирования нитевидных пентагональных кристаллов на дефектах подложки, имеющих дисклинационную природу // Вектор науки Тольяттинского государственного университета. 2009. № 4. С. 9–13.

24. Викарчук А.А., Грызунова Н.Н., Грызунов А.М., Романов А.Е. Рост металлических кристаллов в процессе электрокристаллизации с одновременной механоактивацией их поверхности // Вестник Тамбовского университета. Серия: Естественные и технические науки. 2016. Т. 21. № 3. С. 730–733.

25. Бобыль Е.А., Гуткин М.Ю., Колесникова А.Л., Романов А.Е. Поля напряжений радиальной дисклинационной петли (дислокации Сомилианы) в упругом цилиндре // XXII Петербургские чтения по проблемам прочности, к 110-летию со дня рождения академика С.Н. Журкова и 85-летию со дня рождения профессора В.А. Лихачева: сб. мат-лов. СПб., 2016. С. 143–145.

26. Абрамова А.Н. Фазовые превращения в икосаэдрических малых частицах меди в процессе их отжига в различных газовых средах // Фазовые превращения и прочность кристаллов: сб. тезисов VIII Междунар. конференции. Черноголовка, 2014. С. 101–102.

27. Ясников И.С. Релаксация внутренних полей упругих напряжений в пентагональных микротрубках в процессе их роста при электрокристаллизации меди // Вестник Самарского государственного технического университета. Серия: Физико-математические науки. 2005. № 38. С. 90–95.

28. Yasnikov I.S. Mechanism of the formation of cavities in icosahedral metallic small particles of electrolytic origin // Physics of the Solid State. 2007. Vol. 49. № 7. P. 1224–1228.

29. Kolesnikova A.L., Orlova T.S., Hussainova I., Romanov A.E. Elastic models of defects in two-dimensional crystals // Physics of the solid state. 2014. Vol. 56. № 12. P. 2573–2579.


Рецензия

Для цитирования:


Грызунов А.М., Викарчук А.А. ФРАГМЕНТИРОВАННЫЕ СТРУКТУРЫ МЕДИ В ТЕМПЕРАТУРНЫХ ПОЛЯХ. Вектор науки Тольяттинского государственного университета . 2017;(4):32-39. https://doi.org/10.18323/2073-5073-2017-4-32-39

For citation:


Gryzunov A.M., Vikarchuk A.A. THE FRAGMENTED STRUCTURE OF COPPER IN TEMPERATURE FIELDS. Science Vector of Togliatti State University . 2017;(4):32-39. (In Russ.) https://doi.org/10.18323/2073-5073-2017-4-32-39

Просмотров: 14


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2782-4039 (Print)
ISSN 2782-6074 (Online)