Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Phương pháp tổng hợp muối nóng chảy, cơ chế hình thành và hành vi ôxy hóa của bột HfB2 nano kết tinh
Tóm tắt
Các bột HfB2 nano kết tinh đã được tổng hợp thành công bằng phương pháp tổng hợp muối nóng chảy ở nhiệt độ 1373 K, sử dụng B và HfO2 làm nguyên liệu trong các muối nóng chảy KCl/NaCl. Kết quả cho thấy rằng các bột được tổng hợp có hình thái đa diện không đều với kích thước hạt trung bình là 155 nm và có cấu trúc đơn tinh thể. Từ khía cạnh cơ bản, chúng tôi đã chứng minh cơ chế hình thành hỗ trợ bởi muối nóng chảy rằng các muối nóng chảy có thể tăng tốc độ khuếch tán của các chất phản ứng và cải thiện tốc độ phản ứng hóa học của các chất phản ứng trong hệ thống để thúc đẩy quá trình tổng hợp các bột nano kết tinh có độ tinh khiết cao. Phân tích trọng lượng cho thấy rằng sự ôxy hóa của các bột HfB2 được tổng hợp ở nhiệt độ 773–1073 K trong khí trời là quá trình tăng cân và hành vi ôxy hóa tương ứng tuân theo động học parabol được điều khiển bởi sự khuếch tán của oxy trong lớp ôxít.
Từ khóa
#HfB2 #tổng hợp muối nóng chảy #bột nano kết tinh #cơ chế hình thành #hành vi ôxy hóaTài liệu tham khảo
Fahrenholtz WG, Hilmas GE, Talmy IG, et al. Refractory diborides of zirconium and hafnium. J Am Ceram Soc 2007, 90: 1347–1364.
Gui KX, Liu FY, Wang G, et al. Microstructural evolution and performance of carbon fiber-toughened ZrB2 ceramics with SiC or ZrSi2 additive. J Adv Ceram 2018, 7: 343–351.
Ren XR, Feng PZ, Guo LT, et al. Synthesis of ultra-fine TaB2 nano powders by liquid phase method. J Am Ceram Soc 2017, 100: 5358–5362.
Guo SQ, Hu CF, Kagawa Y. Mechanochemical processing of nanocrystalline zirconium diboride powder. J Am Ceram Soc 2011, 94: 3643–3647.
Radev DD, Klissurski D. Mechanochemical synthesis and SHS of diborides of titanium and zirconium. J Mater Synth Process 2001, 9: 131–136.
Guo SQ, Ping DH, Kagawa Y. Synthesis of zirconium diboride platelets from mechanically activated ZrCl4 and B powder mixture. Ceram Int 2012, 38: 5195–5200.
Chen LY, Gu YL, Shi L, et al. Synthesis and oxidation of nanocrystalline HfB2. J Alloys Compd 2004, 368: 353–356.
Guo WM, Zhang GJ, You Y, et al. TiB2 powders synthesis by borothermal reduction in TiO2 under vacuum. J Am Ceram Soc 2014, 97: 1359–1362.
Ni DW, Zhang GJ, Kan YM, et al. Synthesis of monodispersed fine hafnium diboride powders using carbo/borothermal reduction of hafnium dioxide. J Am Ceram Soc 2008, 91: 2709–2712.
Ma L, Yu JC, Guo X, et al. Effects of HBO2 on phase and morphology of ZrB2 powders synthesized by carbothermal reduction. Ceram Int 2017, 43: 12975–12978.
Yang BY, Li JP, Zhao B, et al. Synthesis of hexagonal-prism-like ZrB2 by a sol-gel route. Powder Technol 2014, 256: 522–528.
Rabiezadeh A, Hadian AM, Ataie A. Synthesis and sintering of TiB2 nanoparticles. Ceram Int 2014, 40: 15775–15782.
Patra N, Nasiri NA, Jayaseelan DD, et al. Synthesis, characterization and use of synthesized fine zirconium diboride as an additive for densification of commercial zirconium diboride powder. Ceram Int 2016, 42: 9565–9570.
Ran SL, Sun HF, Wei YN, et al. Low-temperature synthesis of nanocrystalline NbB2 Powders by borothermal reduction in molten salt. J Am Ceram Soc 2014, 97: 3384–3387.
Bao K, Wen Y, Khangkhamano M, et al. Low-temperature preparation of titanium diboride fine powder via magnesiothermic reduction in molten salt. J Am Ceram Soc 2017, 100: 2266–2272.
Liu ZT, Wei YN, Meng X, et al. Synthesis of CrB2 powders at 800 ? under ambient pressure. Ceram Int 2017, 43: 1628–1631.
Zhang GJ, Ni DW, Zou J, et al. Inherent anisotropy in transition metal diborides and microstructure/property tailoring in ultra-high temperature ceramics—A review. J Eur Ceram Soc 2018, 38: 371–389.
Jalaly M, Gotor FJ, Sayagués MJ. Self-propagating mechanosynthesis of HfB2 nanoparticles by a magnesiothermic reaction. J Am Ceram Soc 2018, 101: 1412–1419.
Ren XR, Shang TQ, Wang WH, et al. Dynamic oxidation protective behaviors and mechanisms of HfB2-20wt%SiC composite coating for carbon materials. J Eur Ceram Soc 2019, 39: 1955–1964.
Liang H, Guan SX, Li X, et al. Microstructure evolution, densification behavior and mechanical properties of nano-HfB2 sintered under high pressure. Ceram Int 2019, 45: 7885–7893.
Fahrenholtz WG, Binner J, Zou J. Synthesis of ultra-refractory transition metal diboride compounds. J Mater Res 2016, 31: 2757–2772.
Toyoura K, Koyama Y, Kuwabara A, et al. First-principles approach to chemical diffusion of lithium atoms in a graphite intercalation compound. Phys Rev B 2008, 78: 214303.
Parthasarathy TA, Rapp RA, Opeka M, et al. A model for the oxidation of ZrB2, HfB2 and TiB2. Acta Mater 2007, 55: 5999–6010.
Zapata-Solvas E, Jayaseelan DD, Brown PM, et al. Effect of La2O3 addition on long-term oxidation kinetics of ZrB2-SiC and HfB2-SiC ultra-high temperature ceramics. J Eur Ceram Soc 2014, 34: 3535–3548.
Nickel KG. Corrosion of Advanced Ceramics: Measurement and Modelling. Dordrecht, the Netherlands: Kluwer Academic Publishers, 1994.
Harrison RW, Lee WE. Mechanism and kinetics of oxidation of ZrN ceramics. J Am Ceram Soc 2015, 98: 2205–2213.
Deal BE, Grove AS. General relationship for the thermal oxidation of silicon. J Appl Phys 1965, 36: 3770–3778.