Получение тугоплавких соединений в плазме - Краснокутский Ю.И.
Скачать (прямая ссылка):
Рис. 12.
7е? 1^"* снимки U 20 ООО).
Электронно-микроскопи-частнчек ZnO
55
гтппмшение температуры термолиза исходу Повышение г тичек в направлении »
растВора приводит^ Р^У^^^ ^ да 4 ^
Аение удельного сопротивления прессовок из т1 Sx порошков оксида цинка, полученного теРм0л . S с"ли нитрата цинка, показало, что оно находи^ ірпях (O 44-11) ¦ Ю3 Ом • см и значительно менЬі1І їЕого сопротивления порошков фирмы «ФоТок^ ЙнАИр™ -М- Ю6 0м ' см) и П°Р°ШК0В оксВДа щ. ка марки гпО-4Л для люминофоров отечественного производства (Руд = 1.1 ¦ Ю6 Ом - см).
Термообработка плазменных оксидов цинка повыша. ет р д до 105 Ом • см, в то время как оксиды фирмы «Фо-токе» и оксид марки Zn0-4J1 имеют сопротивление до ~ Ю3 Ом • см. В этой связи необходимо отметить, что 2п0, являясь нестехиометричньш оксидом в зависимости -от условий получения (температуры, парциального давления кислорода), может существенно изменять свой -состав по кислороду, а следовательно, и электрические ¦свойства. На электрические свойства ZnO влияют посторонние примеси, например, медь.
В работе [52] выполнен термодинамический анализ получения оксида магния из различного магнийсодержа-щего сырья. Были рассмотрены системы Mg — С — N-H — О, Mg — S — N — О — Н, Mg — О — N — Н, реализуемые при термолизе карбоната, нитрата и сульфата магния, а также его гидроксида. Анализ результатов расчета системы Mg-C — О — N — H (мольное соотношение GJGnn = 1 при давлении 105 Па) показал, что в "конденсированной фазе образуется только оксид магния, который при температуре выше 3100 К переходит в газо--образное состояние. В газовой фазе содержатся молекулярные азот и кислород, а также оксид углерода (IV). содержание которого до 2200 К не изменяется, а выше этой температуры происходит диссоциация CO2 на СО и кислород. Максимальное содержание оксида углерода (М наолюдается при температуре 3500 К ли ?К,?1ерИМент?'льные исследования процесса проводи' д!я "°Лучения тонкоДисперсных оксидов магния
^рья исппГ.ИТНЫХ П0КРЫТИЙ- В качестве исходно^ рХподвГ"ГьЛпЯ Карб0НЗТ магния' суспензия **J воздушноКазмм ппл,азмох™ческой обработке в noioj ческой обработки Л™**0 Р33ряда- После плазмо*** «ен тонкодисперсный TT каРб°ната магния был полУ мереный (< і мкм) порошок м 0 с с0Дер^
f 2 3 4 ST-IO]3K
Рис. 13. Равновесный состав продуктов взаимодействия AlCl3 с воздухом в зависимости от температуры.
w лгновного вещест- Мольные дола
Н 98 % активностью ю»\и мам-гмп? (лимонное' число),»CICH насыпной массой 0,107X X Ю3 кг/м3. Суспензия, приготовленная на основе оксида магния, полученного в плазме, имела однородный состав, давала ровное покрытие с небольшой шероховатостью и хорошей адгезией.
Оксид алюминия —
один из наиболее изученных и широко применяемых в промышленности оксидов металлов. Это обусловлено прежде всего его химическими и физическими свойствами 11401. Характерными свойствами оксида алюминия являются: полиморфизм, термостойкость, высокие температура плавления и прочность керамики. В зависимости от области применения к нему предъявляются определенные требования по дисперсному, фазовому и химическому составу. Актуальным является также-вопрос повышения реакционной способности оксида алюминия как твердофазного реагента. Все это и определяет большое количество исследований в области разработки новых методов получения порошкообразного Al2O3-B низкотемпературной плазме оксид алюминия получают конверсией его летучих соединений или сжиганием-металлического алюминия в воздушной или кислородной плазме ВЧ- или СВЧ-разряда, термолизом водных растворов или суспензий неорганических солей алюминия в Дуговой плазме. Термодинамический анализ процесса конверсии AlCl3 в воздушной и кислородной плазме Рассмотрен в работах [55, 56]. На рис. 13 представлены Равновесные составы продуктов окисления AlCI3. воздухом при стехиометрическом соотношении реаген-™в и давлении в системе 105 Па. Как видно из рисун^ **• в этих условиях конденсированный Al2O3 существует от низких температур до —3400 К- При Т>
5Т
^ifino К содержание конденсированного Al2O3 н.
> It)UU ГЧ „„n пЯл7ґ\ппвлєн0 nnHCVTY»*.«,,.- не CK
эт ни
иоуюГна^атомыГВыше 1000 К термодинамически"^ "Hj1" ______V ЛППИ7ТЫ ялюминия. а так*. :
^имжяртся что обусловлено присутствием СК^овия?у€^йчивых хлорсодержащих с0ЄдйМНев эт.<? Г^иния.УВ газовой фазе присутствуют мої ; азот и хлор, которые при 7>900 К диссоци.
тойчивыми являются хлориды алюминия, а также 0к. силы азота и хлора.
Существует несколько вариантов проведения конверСИи легколетучих соединений металлов в плазме ВЧ- и СВЦ-разряда, отличающихся по типу применения исходного вещества, нагреваемого до температуры плазмы (Г> > 3000 К) [71. Первый вариант предусматривает нагрев хлорида в плазме инертного газа — аргона или гелия, вводимого непосредственно в разряд. Среднемассовая температура плазмы снижается с 10 000 до 3000 К за счет эндотермического эффекта разложения галогенидов. Нагретые и «активированные» таким образом исходные вещества окисляются кислородом в реакционной зоне. По второму варианту плазменному нагреву подвергается окислитель (кислород , воздух), а галогенид вводится в его поток. Наиболее рационально в качестве окислителя использовать плазмообразующий газ, что способствует значительному упрощению конструкции реактора и повышению степени использования энергии, подведенной к плазме. По третьему варианту осуществляют одновременный нагрев хлорида и окислителя в струе плазмы либо в автономных разрядных камерах. Это способствует повышению скоростей процесса и производительности реактора, однако конструкция реакционной аппаратуры при этом значительно усложняется. В технологических процессах используют в основном второй вариант, причем окислителем является плазмообразующий газ.
