докт. хим. наук, зав. лабораторией механохимических процессов
050012, г. Алматы, ул. Богенбай батыра, 172
Dr. Sci. (Chem.), Head of the Laboratory of mechanochemical processes
050012, Almaty, Bogenbay batyr str., 172
PhD, науч. сотрудник лаборатории механохимических процессов
PhD, Research fellow, Laboratory of mechanochemical processes
PhD, ст. преподаватель кафедры химической физики и материаловедения
050040, г. Алматы, пр. аль-Фараби, 71
ст. науч. сотрудник лаборатории синтеза углеродных наноматериалов в пламени
PhD, Senior research, Laboratory of synthesis of carbon nanomaterials in the flame
Senior lecturer, Department of chemical physics and materials science
050040, Almaty, al-Farabi av., 71
докт. хим. наук, профессор кафедры химической физики и материаловедения
ген. директор
Dr. Sci. (Chem.), Acting general director
Professor of the Department of chemical physics and materials science
Представлены результаты исследования различными физико-химическими методами частиц композитов алюминий–модификатор–кварц после механохимической обработки (МХО) в планетарно-центробежной мельнице. В качестве модификаторов использовались графит (С), поливиниловый спирт (ПВС) и стеариновая кислота (СК). Для повышения диспергируемости пластичных металлических порошков (металл–модификатор) процесс МХО проводился в присутствии кварца, массовая доля которого в композите варьировалась от 5 до 20 %. При увеличении содержания графита от 5 до 20 %, а SiO2 от 5 до 10 % в составе композитов алюминий–модификатор–кварц наблюдалось наибольшее измельчение частиц алюминия. При МХО системы Al–СК–SiO2 с повышением содержания кварца в композите размер частиц уменьшается, а кристаллитов – повышается. Максимальную дефектность алюминия после МХО показали образцы Al–СК–5%SiO2. Для состава Al–ПВС–SiO2 после МХО наблюдалось увеличение частиц и, соответственно, снижение удельной поверхности при достаточно малых размерах кристаллитов. Показано, что с ростом содержания кварца в системе в результате МХО повышается дефектность кристаллической структуры алюминиевых частиц. Синтезированный порошковый материал в таком случае представляет собой композиционное образование из частиц алюминия и кварца, связанных полимером, полученным на основе поливинилового спирта. В результате МХО смеси Al–модификатор–SiO2 повышается активность порошка как вследствие накопления и перераспределения дефектов в частицах алюминия, так и за счет изменения структуры поверхности в результате внедрения модифицирующих добавок в разрушаемый оксидный слой. Представлена концептуальная модель трансформации поверхностного слоя и субзеренной структуры алюминиевых частиц в ходе МХО.
The paper presents the results obtained when studying particles of aluminum-modifier-quartz composites by different physicochemical methods after mechanochemical treatment (MCT) in a planetary centrifugal mill. Graphite (C), polyvinyl alcohol (PVA) and stearic acid (SA) were used as modifiers. To increase the dispersibility of plastic metal powders in the composition (modifier metal), MCT was carried out in the presence of quartz with its mass fraction in the composite ranging from 5 to 20 %. The most significant grinding of aluminum particles was observed with an increase in the graphite content from 5 to 20 %, and SiO2 from 5 to 10 % in the composition of aluminum-modifier-quartz composites. The particle size decreases, while the crystallite size increases with an increase in the quartz content in the composite during the Al–SA–SiO2 system MCT. Al–SA–5%SiO2 showed the maximum defectiveness of aluminum after MCT. For the Al–PVA–SiO2 composition after MCT, an increase in the particle size and, accordingly, a decrease in the specific surface were observed at sufficiently low crystallite size values. It was shown that with an increase in the quartz content in the system, the defective crystal structure of aluminum particles increases as a result of MCT. In this case, the synthesized powder material is a composite formation of aluminum and quartz particles bound by a polymer obtained from polyvinyl alcohol. As a result of Al–modifier–SiO2 mixture MCT, powder activity increases due to the accumulation and redistribution of defects in aluminum particles, as well as changes in the surface structure occurring after modifying additives penetration into the oxide layer to be destroyed. A conceptual model for the transformation of the surface layer and subgrain structure of aluminum particles as a result of MCT is presented.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.