Розробка умов синтезу нітридів Молібдену методом внутрішнього азотування. Визначення порядку та причин різної поведінки нітридів. Шляхи оптимізації хімічного складу легованих сталей з урахуванням можливості їх використання в агресивних середовищах.
Аннотация к работе
ДВНЗ "УКРАЇНСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ХІМІКО-ТЕХНОЛОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ" АВТОРЕФЕРАТ дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата хімічних наукУстановлено, что подход к нитридам молибдена как к фазам переменного состава открывает возможность синтезировать нитриды молибдена, содержащие, помимо молибдена и азота, другие элементы, и, следовательно, обладающие новыми химическими свойствами. В диссертации установлено, что свойства нитридов молибдена, образующихся в сталях, значительно отличаются от свойств нитридов, полученных из индивидуальных веществ. Определены химические составы и рассчитаны параметры кристаллических структур нитридов молибдена, синтезированных в сталях: Мо1,79 Fe0,02 N (а =4,137A) - в нитридах с минимальным содержанием железа и Mo0,86Fe0,24N (а=4,084A), в нитридах с максимальным содержанием железа. Приведено обоснование причины значительно меньшей активности нитридов молибдена, полученных из индивидуальных веществ, по сравнению с активностью нитридов молибдена, извлеченных из сталей. Для получения более показательной характеристики скорости реакции определили удельную скорость на единице поверхности нитридных частиц - Vуд; предварительно методом полимолекулярной адсорбции азота оценили удельную поверхность нитридов, извлеченных из сталей (Sуд=16,0-17,1м2?г-1), и нитридов, полученных из индивидуальных веществ (Sуд=0,45-0,67м2?г-1), а также вычислили безразмерную кинетическую функцию ?*.На цей час хімія сполук змінного складу - оксидів, нітридів, карбідів, сульфідів, селенідів та ін., які не укладаються в уявлення класичної хімії, виходить на передній край неорганічної та фізичної хімії, оскільки хімічними компонентами реакції вважаються не тільки атоми, але також вакансії та міжвузловини, мізерні концентрації яких дозволяють у низці випадків змінювати властивості речовини набагато активніше, ніж атоми або молекули, і, як наслідок - отримувати сполуки з новими заданими, іноді унікальними властивостями. Синтез нітридів Молібдену у сталях на основі кристалічної решітки Мо2N, але таких, що містять певну (задану) кількість Феруму, може становити окремий інтерес для одержання сполук змінного складу з новими каталітичними та іншими властивостями. Вирішення цих питань дозволяє, з одного боку, встановити необхідні умови для синтезу нітридів Молібдену заданого хімічного складу, а з іншого - зясувати закономірності утворення та зміни хімічного складу нітридів Молібдену у сталях, оскільки дані про це в літературі відсутні. Методи дослідження - для синтезу нітридів Молібдену застосовували метод внутрішнього азотування; вилучення нітридів Молібдену зі сталей здійснювали електрохімічним методом; кристалічні структури нітридів визначали методами рентгенофазового аналізу; питому поверхню нітридів визначали методом полімолекулярної адсорбції азоту; хімічний склад нітридів і продуктів їх взаємодії з кислотами визначали методами абсорбційної спектроскопії; для відокремлення Нітрогену у вигляді аміаку від решти елементів, що заважають його визначенню, застосовували пародистиляційний метод. Визначено склад і розраховано параметри кристалічних решіток нітридів: а =4,137A - у нітридах з мінімальним вмістом Феруму (Мо1,79Fe0,02N), та а =4,084A - у нітридах з максимальним вмістом Феруму (Мо0,86Fe0,24N).Описані фотоколориметричні методи визначення вмісту Молібдену та Феруму: Молібден визначали за забарвленням пентароданооксимолібдату(V) [MOO(CNS)5]2-, а Ферум - за забарвленням Вміст нітриду Молібдену визначали в роботі за кількістю Молібдену та Нітрогену, звязаних у нітриди. Перепад концентрацій Нітрогену () і Молібдену () створює можливість спрямованої дифузії потоку атомів Нітрогену і Молібдену до фронту реакції: 2Мо (N) = Mo2N. Зіставлення рентгенограм нітридів Молібдену, синтезованих у сталях при 500-800?С, з відомими рентгенограмами і таблицями нітридів Молібдену, одержаних з індивідуальних речовин, показало, що кристалічна структура таких нітридів заснована на кубічній гранецентрованій решітці Мо2N. Залежності такого самого типу виявилися і в зразках Мо.1 та Мо.2, але кількості Нітрогену та Молібдену, звязаних в нітриди, що утворилися, звичайно ж, визначилися загальним вмістом Нітрогену та Молібдену у зразках.Встановлено, що синтез нітридів Молібдену розпочинається при 500?С, що на 300?С нижче за температуру утворення нітридів Молібдену з індивідуальних речовин. Експериментально визначений температурний інтервал утворення нітридів Молібдену дозволяє більш надійно, ніж металографічним методом, встановлювати режими дисперсійного зміцнення сталей аустенітно-мартенситного класу, які широко використовуються у хімічному машинобудуванні. Встановлено, що кращим методом вилучення нітридів Молібдену зі сталей є електрохімічне анодне розчинення у розчині 15%-вому NACL та 2,5%-вому тартратної кислоти.