Синтез нітридів молібдену в азотованих сталях, їх склад та властивості - Автореферат

ДВНЗ "Український державний хіміко-технологічний університет" Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата хімічних наукРобота виконана в Національній металургійній академії УКРАЇНИМІНІСТЕРСТВА освіти і науки України. Науковий керівник: доктор технічних наук, професор Лев Ісаак Юхимович, Національна металургійна академія України, професор кафедри загальної та органичної хімії Офіційні опоненти: доктор хімічних наук, професор Шаповалов Валерій Васильович, ДВНЗ „Донецький національний технічний університет”, завідувач кафедри прикладної екології та охорони навколишнього середовища доктор хімічних наук, професор Томашик Василь Миколайович, Інститут фізики напівпровідників імені В. Є. Захист відбудеться «18 » квітня 2008р. о 11 год. на засіданні спеціалізованої вченої ради Д.08.078.01 Українського державного хіміко-технологічного університету, Україна, 49005, м.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. Визначено хімічний склад та розраховано параметри кристалічних структур нітридів Молібдену, синтезованих у сталях: Мо1,79Fe0,02N (а =4,137A) - у нітридах з мінімальним вмістом Феруму та Мо0,86Fe0,24N (а =4,084A) - у нітридах з максимальним вмістом Феруму. Встановлено, що синтез нітридів Молібдену у сталях дозволяє одержати нітриди з більшою питомою поверхнею - Sпит = 16,0 - 17,1 м2/г, ніж у нітридів, одержаних з індивідуальних речовин, - Sпит = 0,45 - 0,67 м2/г.

2. Основний зміст роботи