Сборник научных трудов Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології 2020, том 18, выпуск 1
Русский English Украинский
Получить статью →
Том год страница
Выпуски Авторы PACS Подписчикам Для авторов
Поиск →
Расширенный поиск

Выпуски

 / 

2020

 / 

том 18 / 

выпуск 1

 


Скачать полную версию статьи (в PDF формате)

Ya. I. Matvienko, O. D. Rud, S. S. Polishchuk, V. V. Trachevski, O. M. Fesenko, A. D. Yaremkevych, O. Yu. Khyzhun
«Spectroscopic Studies of Changes in the Structural–Phase State of Elementary Powders of the Al–Cu/C System During Mechanical Activation Processing»
0077–0088 (2020)

PACS numbers: 62.20.Qp, 62.23.Kn, 81.15.Jj, 81.40.Pq, 81.65.Lp, 81.70.Jb, 82.80.-d

Исследована эволюция структурно-фазового состояния в процессе механоактивационной обработки и отжига порошковых смесей Al–33% вес. Cu и Al–80% вес. Cu с добавками 5% вес. графита. Порошки Al–Cu/C после соответствующих обработок изучались методами рентгеноструктурного анализа, ядерного магнитного резонанса (ЯМР), рамановской спектроскопии и рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (РФС). Помол порошков от 1 до 8 часов приводит к превращению кристаллической структуры графитовых добавок в аморфную. Показано, что в результате механоактивационной обработки в течение 8 часов порошков обоих составов формируется неупорядоченная Al\(_4\)Сu\(_9\)-фаза (структурный тип А2) с объёмноцентрированной кубической (ОЦК) решёткой. После помола порошков эвтектического состава Al–33% вес. Cu/5% вес. С от 2 до 8 часов вместе с неупорядоченной ОЦК-Al\(_4\)Сu\(_9\)-фазой наблюдается формирование нестехиометрической Al\(_2\)Сu\(_{1-x}\)-фазы (0,012 ‹ x ‹ 0,059). Отжиг порошков при температуре 500\(^\circ\)C в течение 2 часов приводит к формированию фазового состава, близкого к равновесному (для порошков Al–33% вес. Cu/5% вес. С — Al + Al\(_2\)Сu, для порошков Al–80% вес. Cu/5% вес. С — упорядоченной \(\gamma_2\)-Al\(_4\)Сu\(_9\)-фазы), а также протеканию реакции между алюминием и углеродом с образованием карбида Al\(_4\)Сu\(_3\).

Keywords: Al–Cu/C powders, mechanical alloying, amorphous graphite, Al\(_4\)Сu\(_9\) phase, Al\(_2\)Сu phase, carbide Al\(_4\)Сu\(_3\)


References
 1. R. Casati and M. Vedani, Metals, 4: 65 (2014); https://doi.org/10.3390/met4010065.
2. H. Faleh, M. Noori, and ?. Florin, Advanced Materials Research, 1128: 134 (2015); http://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMR.1128.134.
3. F. H. Latief and E. M. Sherif, Journal of Infustrial and Engeneering Chemistry, 18: 2129 (2012); http://doi.org/10.1016/j.jiec.2012.06.007.
4. J. L. Hernandez, J. J. Cruz, C. Gomez, O. Coreno, and R. Martinez-Sanchez, Materials Transactions, 5: 1120 (2010); http://doi.org/10.2320/matertrans.M2009398.
5. J. Mendoza-Duartea, I. Estrada-Guel, F. Robles-Hernandez, C. CarrenoGallardo, C. Lopez-Melendez, and R. Martinez-Sanchez, Materials Research, 19, Suppl. 1: 13 (2016); http://dx.doi.org/10.1590/1980-5373-MR-2015- 0625.
6. Ya. Matvienko, A. Rud, S. Polishchuk, Yu. Zagorodniy, N. Rud, and V. Trachevski, Applied Nanoscience (2019); https://doi.org/10.1007/s13204- 019-01086-2.
7. Ya. I. Matvienko, A. D. Rud, S. S. Polishchuk, N. D. Rud, S. O. Demchenkov, and A. Yu. Klepko, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 41, No. 11: 1519 (2019); https://doi.org/10.15407/mfint.41.11.1519.
8. Ya. I. Matvienko, S. S. Polishchuk, A. D. Rud, T. M. Mika, V. I. Bondarchuk, and S. О. Demchenkov, Metallofiz. NoveishieTekhnol., 41, No. 8: 981 (2019); https://doi.org/10.15407/mfint.41.08.0981.
9. A. N. Streletskii, I. V. Kolbanev, A. B. Borunova, A. V. Leonov, and P. Yu. Butyagin, Colloid Journal, 66: 729 (2004); http://doi.org/1061- 933X/04/6606-0709.
10. K. Kim, D. Kim, K. Park, M. Cho, S. Cho, and H. Kwon, Materials, 12: 1546 (2019); https://doi.org/10.3390/ma12091546.
11. M. A. Shaik and B. R. Golla, J. Mater. Sci. Metals. (2018); https://doi.org/10.1007/s10853-018-2638-0.
12. F. Li, K. N. Ishihara, and P. H. Singu, Metall. Trans. A, 22: 2849 (1991); https://doi.org/10.1007/BF02650245.
13. R. Besson, J. Kwon, L. Thuinet, M.-N. Avettand-Fenoel, and A. Legris, Phys. Rev. B, 90: 214104 (2014); https://doi.org/10.1103/PhysRevB.90.214104.
14. J. C. de Lima, D. M. Triches, V. H. F. dos Santos, and T. A. Grandi, J. Alloy. Compd., 282: 258 (1999); http://doi.org/10.1016/S0925-8388(98)00830-5.
15. I. Manna, P. P. Chattopadhyay, B. Chatterjee, and S. K. Pabi, J. Mater. Sci., 36: 1419 (2001); https://doi.org/10.1023/A:1017580226001.
16. D. Y. Ying and D. L. Zhang, J. Alloy. Compd., 311: 275 (2000); https://doi.org/10.1016/S0925-8388(00)01094-X.
17. J. Kwon, L. Thuinet, M.-N. Avettand-Fenoel, A. Legris, and R. Besson, Intermetallics, 46: 250 (2014); https://doi.org/10.1016/j.intermet.2013.11.023.
18. P. Butyagin and A. Streletskii, Phys. Solid State, 47: 856 (2005); https://doi.org/10.1134/1.1924845.
19. G. Dovbeshko, O. Fesenko, A. Dementjev, R. Karpicz, V. Fedorov, and O. Posudievsky, Nanoscale Research Letters, 9: 263 (2014); http://www.nanoscalereslett.com/content/9/1/263.
20. S. Rajagopal, D. Nataraj, O. Y. Khyzhun, Y. Djaoued, J. Robichaud, K. Senthil, and D. Mangalaraj, Cryst. Eng. Comm., 13: 2358 (2011); https://doi.org/10.1039/C0CE00303D.
21. O. Y. Khyzhun, E. A. Zhurakovsky, A. K. Sinelnichenko, and V. A. Kolyagin, J. Electron Spectrosc. Relat. Phenom., 82: 179 (1996); https://doi.org/10.1016/S0368-2048(96)03057-5.
22. K. J. D. MacKenzie and M. E. Smith, Multinuclear Solid State NMR of Inorganic Materials (Oxford: Pergamon/Elsevier: 2002), vol. 6.
23. D. Dudina, O. Lomovsky, K. Valeev , S. Tikhov, N. Boldyrev et al., J. Alloy. Compd., 629: 343 (2015); https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2014.12.120.
24. S. Tikhov, T. Minyukova, K. Valeev, S. Cherepanova, A. Salanov, V. Kaichev et al., RSC Advances, 67: 42443 (2017); https://doi.org/10.1039/C7RA06672D.
25. E. H. Kisi and J. D. Browne, Acta Crystallographica. Sec. B, 47, Iss. 6: 835- 843 (1991); https://doi.org/10.1107/S0108768191005694.
26. F. Haarmann, M. Armbruster, and Y. Grin, Chem. Mater., 19: 1147 (2007); https://doi.org/10.1021/cm062313k(2007).
27. T. Bastow and S. Celotto, Acta Materialia, 51: 4621 (2003); https://doi.org/10.1016/S1359-6454(03)00299-4.
28. С. Moran, R. Marti, S. Hayes, and K. Walton, Carbon, 114: 482 (2017); https://doi.org/10.1016/j.carbon.2016.11.083.
29. O. Fesenko, G. Dovbeshko, A. Dementjev, R. Karpicz, T. Kaplas, and Yu. Svirko, Nanoscale Research Letters, 10: 163 (2015); https://doi.org/10.1186/s11671-015-0869-4.
30. N. Larionova, R. Nikonova, and V. Ladyanov, Advanced Powder Technology, 29, No. 2: 399 (2018); http://doi.org/10.1016/j.apt.2017.11.027.
31. A. Rud and A. Lakhnik, International Journal of Hydrogen Energy, 37: 4179 (2012); https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2011.11.123.
32. J. L. Kennedy, T. D. Drysdale, and D. H. Gregory, Green Chemistry, 17, No. 1: 285 (2015) http://doi.org/10.1039/C4GC01277A.
33. M. Bahrami, G. Taton, V. Condra, L. Salvagnac, C. Tenailleau, P. Alphonse, and C. Rossi, Propellants Explos. Pyrotech., 39: 365 (2014); http://doi.org/10.1002/prep.201300080.
34. Practical Surface Analysis: Auger and X-Ray Photoelectron Spectroscopy (2nd Ed.) (Eds. D. Briggs and P. M. Seach) (Chichester: John Willey & Sons Ltd.: 1990), vol. 1.
35. T. Czeppe, E. Korznikova, P. Ozga, M. Wrobel, L. Litynska-Dobrzynska, G. F. Korznikova et al., Acta Physica Polonica A, 126, No. 4: 921 (2014); https://doi.org 10.12693/APhysPolA.126.921.
36. A. Zameshin, M. Popov, V. Medvedev, S. Perfilov, R. Lomakin, S. Buga, V. Denisov, A. Kirichenko et al., Appl. Phys. A, 107: 863 (2012); https://doi.org/10.1007/s00339-012-6805-x.
Creative Commons License
Все статьи доступны по Лицензии Creative Commons “Attribution-NoDerivatives” («атрибуция — без производных статей») 4.0 Всемирная
©2003—2021 НАНОСИСТЕМЫ, НАНОМАТЕРИАЛЫ, НАНОТЕХНОЛОГИИ Институт металлофизики им. Г.В. Курдюмова Национальной Академии наук Украины.
Электронная почта: tatar@imp.kiev.ua Телефоны и адрес редакции О сборнике Пользовательское соглашение