TY - JOUR

T1 - Использование углеродного материала с развитой поверхностью для синтеза высшего карбида хрома

AU - Krutskii, Yu L.

AU - Dyukova, K. D.

AU - Kuzmin, R. I.

AU - Maksimovskii, E. A.

AU - Veselov, S. V.

N1 - Крутский Ю.Л., Дюкова К.Д., Кузьмин Р.И., Максимовский Е.А, Веселов С.В. Использование углеродного материала с развитой поверхностью для синтеза высшего карбида хрома // Известия высших учебных заведений. Черная Металлургия. - 2019. - Т. 62. - № 2. - С. 115-122

PY - 2019/1/1

Y1 - 2019/1/1

N2 - Представлены результаты исследования процесса синтеза высокодисперсного порошка карбида хрома состава Cr3C2. Карбид хрома был получен восстановлением оксида хрома Cr2O3 нановолокнистым углеродом (НВУ) в индукционной печи в среде аргона. НВУ - продукт каталитического разложения легких углеводородов. Основной характеристикой НВУ является высокое значение удельной поверхности (~150 000 м2/кг), что существенно выше, чем у сажи (~50 000 м2/кг). Содержание примесей в НВУ находится на уровне 1 % (по массе). На основе анализа диаграммы состояния системы Cr - C определены состав шихты и верхний температурный предел реакции карбидообразования для получения карбида хрома Cr3C2 в порошкообразном состоянии. На основе термодинамического анализа определена температура начала реакции карботермического восстановления оксида хрома Cr2O3 при различных давлениях СО. Изучены характеристики карбида хрома с использованием рентгенофазового анализа, пикнометрического анализа, сканирующей электронной микроскопии с применением локального энергодисперсионного рентгеновского микроанализа (EDX), низкотемпературной адсорбции азота с последующим определением удельной поверхности по методу БЭТ, седиментационного анализа, синхронной термогравиметрии и дифференциальной сканирующей калориметрии (TГ/ДСК). Полученный при оптимальных параметрах материал представлен одной фазой - карбидом хрома Cr3C2. Частицы порошка преимущественно агрегированы. Средний размер частиц и агрегатов составляет 6,5 мкм с широким диапазоном распределения по размерам. Удельная поверхность однофазного образца составляет 2400 м2/кг. Окисление карбида хрома начинается при температуре примерно 640 °С и практически заканчивается при 1000 °С. Оптимальными параметрами синтеза являются соотношение реагентов по стехиометрии на получение карбида состава Cr3C2 при температуре 1300 °С и времени выдержки 20 мин. Показано, что для такого процесса нановолокнистый углерод является эффективным восстановителем и карбидизатором и что оксид хрома Cr2O3 практически полностью восстанавливается до карбида Cr3C2.

AB - Представлены результаты исследования процесса синтеза высокодисперсного порошка карбида хрома состава Cr3C2. Карбид хрома был получен восстановлением оксида хрома Cr2O3 нановолокнистым углеродом (НВУ) в индукционной печи в среде аргона. НВУ - продукт каталитического разложения легких углеводородов. Основной характеристикой НВУ является высокое значение удельной поверхности (~150 000 м2/кг), что существенно выше, чем у сажи (~50 000 м2/кг). Содержание примесей в НВУ находится на уровне 1 % (по массе). На основе анализа диаграммы состояния системы Cr - C определены состав шихты и верхний температурный предел реакции карбидообразования для получения карбида хрома Cr3C2 в порошкообразном состоянии. На основе термодинамического анализа определена температура начала реакции карботермического восстановления оксида хрома Cr2O3 при различных давлениях СО. Изучены характеристики карбида хрома с использованием рентгенофазового анализа, пикнометрического анализа, сканирующей электронной микроскопии с применением локального энергодисперсионного рентгеновского микроанализа (EDX), низкотемпературной адсорбции азота с последующим определением удельной поверхности по методу БЭТ, седиментационного анализа, синхронной термогравиметрии и дифференциальной сканирующей калориметрии (TГ/ДСК). Полученный при оптимальных параметрах материал представлен одной фазой - карбидом хрома Cr3C2. Частицы порошка преимущественно агрегированы. Средний размер частиц и агрегатов составляет 6,5 мкм с широким диапазоном распределения по размерам. Удельная поверхность однофазного образца составляет 2400 м2/кг. Окисление карбида хрома начинается при температуре примерно 640 °С и практически заканчивается при 1000 °С. Оптимальными параметрами синтеза являются соотношение реагентов по стехиометрии на получение карбида состава Cr3C2 при температуре 1300 °С и времени выдержки 20 мин. Показано, что для такого процесса нановолокнистый углерод является эффективным восстановителем и карбидизатором и что оксид хрома Cr2O3 практически полностью восстанавливается до карбида Cr3C2.

KW - Carbothermic reduction

KW - Chromium carbide

KW - Finely dispersed powder

KW - Induction heating

KW - Nanofibrous carbon

KW - Particle size distribution

KW - Synthesis

UR - http://www.scopus.com/inward/record.url?scp=85067018877&partnerID=8YFLogxK

UR - https://www.elibrary.ru/item.asp?id=37178433

U2 - 10.17073/0368-0797-2019-2-115-122

DO - 10.17073/0368-0797-2019-2-115-122

M3 - статья

AN - SCOPUS:85067018877

VL - 62

SP - 115

EP - 122

JO - Известия высших учебных заведений. Черная металлургия

JF - Известия высших учебных заведений. Черная металлургия

SN - 0368-0797

IS - 2

M1 - 5

ER -