powderИзвестия вузов. Порошковая металлургия и функциональные покрытияPowder Metallurgy аnd Functional Coatings (Izvestiya Vuzov. Poroshkovaya Metallurgiya i Funktsional'nye Pokrytiya)1997-308X2412-8767НИТУ "МИСИС"10.17073/1997-308X-2017-1-11-19powder-273Research ArticleПроцессы получения и свойства порошковProduction Processes and Properties of PowdersСТРУКТУРА И СВОЙСТВА ПОРОШКА ТИТАНАТА ДИСПРОЗИЯ, ПОЛУЧЕННОГО МЕХАНОХИМИЧЕСКИМ СПОСОБОМSTRUCTURE AND PROPERTIES OF DYSPROSIUM TITANATE POWDER PRODUCED BY THE MECHANOCHEMICAL METHODЕремееваЖ. В.EremeevaZh. V.

докт. техн. наук, доцент кафедры порошковой металлургии и функциональных покрытий 

Dr. Sci. (Tech.), associate prof., Department of powder metallurgy and functional coatings (PM&FC)

eremeeva-shanna@yandex.ruПановВ. С.PanovV. S.

докт. техн. наук, профессор кафедры ПМиФП 

Dr. Sci. (Tech.), prof., Department of PM&FC, NUST «MISIS»

zeinalova@rambler.ruМякишеваЛ. В.MyakishevaL. V.

канд. техн. наук, инженер кафедры цветных металлов и золота 

Cand. Sci. (Tech.), Department of nonferrous metals and gold, NUST «MISIS»

lvm1939@mail.ruЛизуновА. В.LizunovA. V.

 

инженер науч.-исслед. лаборатории ПАО «ЭЛЕМАШ» . 

 

engineer of research laboratory of OJSC «ELEMASH» 

artliz481@gmail.comНепапушевА. А.NepapushevA. A.

инженер науч.-исслед. центра «Конструкционные керамические наноматериалы» 

engineer of the scientific research centre «Structural ceramic nanomaterials», NUST «MISIS»

anepapushev@gmail.comСидоренкоД. А.SidorenkoD. A.

канд. техн. наук, науч. сотр. науч.-учебного центра СВС МИСиС–ИСМАН

Cand. Sci. (Tech.), research scientist of scientific-educational centre SHS MISIS–ISMAN

dsidorenko@inbox.ruПавликА. В.PavlikA. V.

магистрант кафедры ПМиФП НИТУ «МИСиС»

postgraduate student, Department of PM&FC, NUST «MISIS»

pavlik-av@list.ruАпостоловаЕ. В.ApostolovaE. V.

магистрант кафедры ПМиФП НИТУ «МИСиС»

postgraduate student, Department of PM&FC, NUST «MISIS»

eapostolova19@gmail.comНациональный исследовательский технологический университет (НИТУ) «МИСиС», г. МоскваРоссияNational University of Science and Technology (NUST) «MISIS»Russian FederationПАО «ЭЛЕМАШ», г. ЭлектростальРоссияOJSC «ELEMASH»Russian FederationНациональный исследовательский технологический университет (НИТУ) «МИСиС», г. Москва ПАО «ЭЛЕМАШ», г. ЭлектростальРоссияNational University of Science and Technology (NUST) «MISIS»Russian Federation201721032017011119Copyright © НИТУ "МИСИС", 20172017НИТУ "МИСИС"НИТУ "МИСИС"https://powder.misis.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://powder.misis.ru/jour/article/view/273

Исследованы структура и основные физико-химические свойства порошков титаната диспрозия, полученных механохимическим синтезом из низкотемпературной модификации оксида титана и модификации оксида диспрозия с применением методов рентгенофазового анализа (РФА), сканирующей электронной спектроскопии, Раман-спектроскопии (КР-спектры), просвечивающей электронной микроскопии и химического анализа. На основании РФА установлено, что полное превращение исходных оксидов в рентгеноаморфный титанат диспрозия (Dy2TiO5) происходит при механической обработке смеси в течение 30–60 мин. Микроэлектронограмма порошков Dy2TiO5, полученных механосинтезом, имеет характерное для рентгеноаморфной фазы кольцевое строение с некоторым количеством включений кристаллической фазы. Порошок титаната диспрозия, полученный методом индукционного плавления, обладает правильной кубической кристаллической решеткой с параметром 3,4 Å.

 

 

 

 

The paper studies the structure and basic physical and chemical properties of titanate dysprosium powders produced by mechanochemical synthesis from the low-temperature modification of titanium oxide and modification of dysprosium oxide using X-ray diffraction methods (XRD), scanning electron microscopy, Raman spectroscopy (Raman spectra), transmission electron microscopy, and chemical analyz. Based on XRD it was found that complete conversion of initial oxides into X-ray amorphous dysprosium titanate (Dy2TiO5) occurs during mechanical treatment of the mixture for 30–60 min. Microelectron-diffraction pattern of Dy2TiO5 powders produced by mechanical synthesis has a ring-shaped structure with a certain amount of crystalline phase inclusions, which is typical for an X-ray amorphous phase. Dysprosium titanate powder produced by the induction melting method has a regular cubical lattice with a parameter 3,4 Å.

 

 

 

 

порошкиоксиды титана и диспрозиямеханохимический синтезрентгеноаморфный титанат диспрозияпоглощающие элементыэлектронная микроскопияструктураудельная поверхностьнасыпная плотностьpowderstitanium and dysprosium oxidesmechanochemical synthesisX-ray amorphous dysprosium titanateabsorbing elementselectron microscopystructurespecific surface areabulk densityReferencesSickafus K.E., Grimes R.W., Valdez J.A., Cleave A., Ming Tang, Ishimaru Manabu, Corish Siobhan M., Stanek Ch.R., Uberuaga B.P. Radiation-induced amorphization resistance and radiation tolerance in structurally related oxides // Nature Mater. 2007. No. 6. P. 217—223.Sickafus K.E., Grimes R.W., Valdez J.A., Cleave A., Ming Tang, Ishimaru Manabu, Corish Siobhan M., Stanek Ch.R., Uberuaga B.P. Radiation-induced amorphization resistance and radiation tolerance in structurally related oxides. Nature Mater. 2007. No. 6. P. 217—223.Рисованный В.Д., Варлашова Е.Е., Фридман С.Р., Пономаренко В.Б., Щеглов А.В. Сравнительные характеристики поглощающих кластерных сборок ВВЭР-1000 и PWR // Атом. энергия. 1998. Т. 84. Вып. 6. С. 508—513.Risovanny V.D., Varlashova E.E., Fridman S.R., Ponomarenko V.B., Shcheglov A.V. Sravnitelnye kharakteristiki pogloshchayushchikh klasternykh sborok VVER-1000 i PWR [Comparative characteristics of absorbing cluster assemblies of VVER-1000 and PWR]. Atomnaya energiya. 1998. Vol. 84. No. 6. P. 508—513.Белаш Н.Н., Куштым А.В., Татаринов В.Р., Чернов И.А. Анализ разработок конструкций и материалов ПЭЛов ПС СУЗ повышенной работоспособности // Ядер. и радиац. технологии. 2007. Т. 7. No. 3—4. С. 18—28.Belash N.N., Kushtym A.V., Tatarinov V.R., Chernov I.A. Analiz razrabotok konstruktsyi i materialov PELov PS SUZ povyshennoi rabotosposobnosti [Analysis of the development of structures and materials absorbing elements CPS increased efficiency]. Yadernye i radiatsionnye tekhnologii. 2007. Vol. 7. No. 3—4. Р. 18—28.Рисованный В.Д., Захаров А.В., Муралева Е.М. Новые перспективные поглощающие материалы для ядерных реакторов на тепловых нейтронах. // Вопр. атом. науки и техники. Сер. Физика радиац. повреждений и радиац. материаловедение. 2005. No. 3 (86). С. 87—93.Risovanny V.D., Zakharov A.V., Muraleva E.M. Novye per-spektivnye pogloshchayushchie materialy dlya yadernykh reaktorov na teplovykh neitronakh [New advanced absorbent materials for nuclear reactors on thermal neutrons]. Voprosy atomnoi nauki i tekhniki. Seriya: Fizika radiatsionnykh povrezhdenii i radiatsionnoe materialovedenie. 2005. No. 3. Р. 87—93.Risovanny V.D., Zakharov A.V., Muraleva E.M., Kosenkov V.M., Latypov R.N. Dysprozium hafnate as absorbing material for control rods // J. Nucl. Mater. 2006. Vol. 355. P. 163—170.Risovanny V.D., Zakharov A.V., Muraleva E.M., Kosenkov V.M., Latypov R.N. Dysprozium hafnate as absorbing material for control rods. J. Nucl. Mater. 2006. Vol. 355. P. 163—170.Fridman S.R., Risovanny V.D., Zakharov A.V., Toporova V.G. Radiation stability of WWER-1000 CPS AR absorber element with boron carbide // Voprosy atomnoi nauki i tekhniki. Ser. Physics of radiation damages and radiation science of materials. 2001. No. 2. P. 84—90.Fridman S.R., Risovanny V.D., Zakharov A.V., Toporova V.G. Radiation stability of WWER-1000 CPS AR absorber element with boron carbide. Voprosy atomnoi nauki i tekhniki. Ser. Physics of radiation damages and radiation science of materials. 2001. No. 2. P. 84—90.Перова Е.Б., Спиридонов Л.Н., Комисарова Л.Н. Фазовые равновесия в системе HfO2—Dy2O3 // Изв. АН СССР. Неорган. материалы. 1982. Т. 8. No. 10. C. 1878—1882.Perova E.B., Spiridonov L.N., Komisarova L.N. Fazovye ravnovesiya v sisteme HfO2—Dy2O3 [Phase equilibria in HfO2—Dy2O3 system]. Izvestiya AN SSSR. Neorganicheskie materialy. 1982. Vol. 8. No. 10. Р. 1878—1882.Махмудов Ф.А., Шаймарданов Э.Н., Кабгов Х.Б. Получение и свойства наноструктурированных оксидов диспрозия // Докл. АН Респ. Таджикистан. 2013. Т. 56. Вып. 2. С. 130—134.Makhmudov F.A., Shaimardanov E.N., Kabgov Kh.B. Poluchenie i svoistva nanostrukturirovannykh oksidov disproziya [Preparation and properties of nanostructured oxides of dysprosium]. Doklady AN Respubliki Tadzhikistan. 2013. Vol. 56. Iss. 2. P. 130—134.Sinha A, Sharma B.P. Development of dysprosium titanate based ceramics // J. Amer. Ceram. Soc. 2005. No. 2. P. 238—241.Sinha A., Sharma B.P. Development of dysprosium titanate based ceramics. J. Amer. Ceram. Soc. 2005. No. 2. P. 238—241.Халамейда С.В. Некоторые новые подходы при механохимическом синтезе нанодисперсного титаната бария // Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології (Украина). 2009. Т. 7. No. 3. С. 911—918.Khalameida S.V. Nekotorye novye podkhody pri mekhanokhimicheskom sinteze nanodispersnogo titanata bariya [Some new approaches to mechanochemical synthesis nanodispersnogo barium titanate]. Nanosistemy, nanomaterialy, nanotechnologii (Ukraine). 2009. Vol. 7. Nо. 3. P. 911—918.Xue J., Wang J., Wan D. Nanosized barium titanate powder by mechanical activation // J. Amer. Ceram. Soc. 2000. Vol. 83. No. 1. P. 232—234.Xue J., Wang J., Wan D. Nanosized barium titanate powder by mechanical activation. J. Amer. Ceram. Soc. 2000. Vol. 83. No. 1. P. 232—234.Lyashenko L.P., Shcherbakova L.G., Kolbanev I.V., Kne-rel’man E.I., Davydova G.I. Mechanism of structure formationin samarium and holmium titanates prepared from mechanically activated oxides // Inorg. Mater. 2007. Vol. 43. No. 1. P. 46—54.Lyashenko L.P., Shcherbakova L.G., Kolbanev I.V., Kne-rel’man E.I., Davydova G.I. Mechanism of structure for-mationin samarium and holmium titanates prepared from mechanically activated oxides. Inorg. Mater. 2007. Vol. 43. No. 1. P. 46—54.Szafraniak-Wiza I., Hilczer B., Talik E., Pietraszko A., Malic B. Ferroelectric perovskite nanopowders obtained by mechanochemical synthesis // Process. Appl. Ceram. 2010. Vol. 4. No. 3. P. 99—106.Szafraniak-Wiza I., Hilczer B., Talik E., Pietraszko A., Ma-lic B. Ferroelectric perovskite nanopowders obtained by mechanochemical synthesis. Process. Appl. Ceram. 2010. Vol. 4. No. 3. P. 99—106.Анохин А.С., Лянгузов Н.В, Рошаль С.Б., Юзюк Ю.И., Wen Wang. Спектры комбинационного рассеяния поликристаллических нанотрубок титаната висмута // Физика тв. тела. 2011. Т. 53. Вып. 9. С. 1968—1772.Anokhin A.S., Lyanguzov N.V., Roshal’ S.B., Yuzyuk Yu.I., Wen Wang. Spektry kombinatsionnogo rasseyaniya polikristallicheskikh nanotrubok titanata vismuta [Raman spectra of polycrystalline bismuth titanate nanotubes]. Fizika tvyordogo tela. 2011. Vol. 53. Iss. 9. P. 1968—1772.Синдо Д., Оикава Т. Аналитическая просвечивающая электронная микроскопия. М.: Техносфера, 2004.Sindo D., Oikava T. Analiticheskaya prosvechivayushchaya elektronnaya mikroskopiya [Analytical transmission electron microscopy]. Moscow: Tekhnosfera, 2004.Брандон Д., Каплан У. Микроструктура материалов. Методы исследования и контроля. М.: Техносфера, 2004.Brandon D., Kaplan U. Mikrostruktura materialov. Metody issledovaniya i kontrolya [Microstructure of materials. Methods of a research and control]. Moscow: Tekhnosfera, 2004.Сидорова О.В., Алешина Л.А., Калинкин А.М. Влияние механоактивации на структурное состояние титаната стронция // Фундаментальные исследования. 2014. No. 12—2. С. 280—288. URL: http://www. fundamental-research.ru/ru/article/view?id=36218 (дата обращения: 17.05.2016).Sidorova O.V., Aleshina L.A., Kalinkin A.M. Vliyanie me-khanoaktivatsii na strukturnoe sostoyanie titanata strontsiya [Effect of mechanical activation on the structural condition of strontium titanate]. Fundamental’nye issledovaniya. 2014. No. 12—2. P. 280—288. URL: http://www. fundamental-research.ru/ru/article/view?id=36218 (accessed: 05.17. 2016).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.