Химическая физика, 2023, T. 42, № 8, стр. 87-94
Термическая стабильность пассивированных компактов из пирофорных нанодисперсных порошков железа
М. И. Алымов 1, *, Б. С. Сеплярский 1, Р. А. Кочетков 1
1 Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения им. А.Г. Мержанова
Российской академии наук
Черноголовка, Россия
* E-mail: alymov@ism.ac.ru
Поступила в редакцию 20.10.2022
После доработки 05.12.2022
Принята к публикации 20.12.2022
- EDN: HXXUMP
- DOI: 10.31857/S0207401X23080022
Полные тексты статей выпуска доступны в ознакомительном режиме только авторизованным пользователям.
Аннотация
Из пирофорного нанодисперсного порошка железа в перчаточном боксе в атмосфере аргона изготовляли компактные образцы диаметрами 3 и 5 мм, которые помещали в бюксы с притертой крышкой. Порошок железа получали химико-металлургическим методом. Средний размер наночастиц порошка составлял 85 нм. Установлено, что в процессе нахождения бюксов с образцами на воздухе происходила пассивация образцов с сохранением их высокой химической активности, так как при инициировании реакции окисления высокотемпературным источником по образцу запускалась волна горения со скоростью порядка 0.25 мм / с. Выдержка пассивированных образцов диаметром 5 мм в течение 60 мин при температуре 110 °С не привела к изменению фазового состава образца. Выдержка при температуре 180 °С в течение 30 мин привела к изменению цвета образца и его окислению. Эксперименты с пассивированными образцами диаметром 3 мм показали, что в условиях программируемого нагрева воспламенение образцов происходит при температуре около 100 °С Проведенные исследования позволяют говорить о термостабильности полученных компактных образцов из нанопорошка железа при температуре ниже 100 °С, когда не требуется каких-либо особых температурных условий для их безопасного хранения и транспортировки.
Полные тексты статей выпуска доступны в ознакомительном режиме только авторизованным пользователям.
Список литературы
Bouillard J., Vignes A., Dufaud O., Perrin L., Thomas D. // J. Hazard. Mater. 2010. V. 181. № 1–3. P. 873; https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2010.05.094
Pivkina A., Ulyanova P., Frolov Y., Zavyalov S., Schoonman J. // Propellants, Explosives, Pyrotechnics. 2004. V. 29. № 1. P. 39; https://doi.org/10.1002/prep.200400025
Bhushan B. Springer Handbook of Nanotechnology. 4th ed. Berlin: Springer-Verlag Heidelberg, 2017; https://doi.org/10.1007/978-3-662-54357-3
Crane R.A., Scott T. // J. Hazard. Mater. 2012. V. 211. P. 112; https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2011.11.073
Huber D.L. // Small. 2005. V. 1. P. 482; https://doi.org/10.1002/smll.200500006
Hosokawa M., Nogi K., Naito M., Yokoyama T. Nanoparticle technology handbook. Elsevier, 2007.
Rubtsov N.M., Seplyarskii B.S., Alymov M.I. Ignition and wave processes in combustion of solids. Springer Intern. Publ., 2017.
Flannery M., Desai T.G., Matsoukas T., Lotfizadeh S., Oehlschlaeger M.A. // J. Nanomater. 2008. V. 2015. P. 185; https://doi.org/10.1155/2015/682153
Meziani M.J., Bunker C.E., Lu F. et al. // ACS Appl. Mater. Interfaces. 2009. V. 1. № 3. P. 703; https://doi.org/10.1021/am800209m
Nagarajan R., Hatton T.A. Nanoparticles: Synthesis, Stabilization, Passivation, and Functionalization. ACS Sympos. Ser.; Washington, DC: Amer. Chem. Soc., 2008.
Громов А.А., Строкова Ю.И., Дитц А.А. // Хим. физика. 2010. Т. 29. № 2. С. 77.
Young-Soon Kwon, Gromov A.A., Strokova J.I. // Appl. Surf. Sci. 2007. V. 253. P. 5558; https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2006.12.124
Gromov A.A., Förter-Barth U., Teipel U. // Powder Technol. 2006. V. 164. P. 111; https://doi.org/10.1016/j.powtec.2006.03.003
Alymov M.I., Rubtsov N.M., Seplyarskii B.S., Zelensky V.A., Ankudinov A.B. // Mendeleev Commun. 2016. V. 26. P. 452; https://doi.org/10.1016/j.mencom.2016.09.030
Алымов М.И., Рубцов Н.М., Сеплярский Б.С., Зеленский В.А., Анкудинов А.Б. // Неорган. материалы. 2017. № 9. С. 929.
Alymov M.I., Rubtsov N.M., Seplyarskii B.S., Zelensky V.A., Ankudinov A.B. // Mendeleev Commun. 2017. V. 27. P. 482;https://doi.org/10.1016/j.mencom.2017.09.017
Alymov M.I., Rubtsov N.M., Seplyarskii B.S. et al. // Mendeleev Commun. 2017. V. 27. P. 631;https://doi.org/10.1016/j.mencom.2017.11.032
Dong S., Cheng H., Yang H., Hou P., Zou G. // J. Phys.: Condens. Matter. 2002. V. 14. P. 11023; https://doi.org/10.1088/0953-8984/14/44/421
Hunt E.M., Pantoya M.L. // J. Appl. Phys. 2005. V. 98. 034 909; https://doi.org/10.1063/1.1990265
Saceleanu F., Idir M., Chaumeix N., Wen J.Z. // Front. Chem. 2018. V. 6; https://doi.org/10.3389/fchem.2018.00465
Моногаров Г.А., Мееров Д.Б., Фролов Ю.В., Пивкина А.Н. // Хим. физика. 2019. Т. 38. № 8. С. 40; https://doi.org/10.1134/S0207401X19080119
Gromov A.A., Teipel U. Metal Nanopowders: Production, Characterization, and Energetic Applications. N.Y.: John Wiley & Sons, 2014; https://doi.org/10.1002/9783527680696
Васильев А.А., Дзидзигури Э.Л., Ефимов М.Н. и др. // Хим. физика. 2021. Т. 40. № 6. С. 18; https://doi.org/10.31857/S0207401X21060157
Алымов М.И., Сеплярский Б.С., Вадченко С.Г. и др. // Письма о материалах. 2021. Т. 11. № 1. С. 39; https://doi.org/10.22226/2410-3535-2021-1-39-44
Алымов М.И., Сеплярский Б.С., Вадченко С.Г. и др. // Хим. физика. 2021. Т. 40. № 4. С. 85; https://doi.org/10.31857/S0207401X21040026
Алымов М.И., Сеплярский Б.С., Вадченко С.Г. и др. // Физика горения и взрыва. 2021. Т. 57. № 1. С. 79; https://doi.org/10.15372/FGV20210307
Дополнительные материалы отсутствуют.
Инструменты
Химическая физика