Synthesis in Nb + 2Si Mixtures Produced in Different Modes of Discrete Mechanical Activation

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription or Fee Access

Abstract

An experimental study is performed of the two-stage mechanochemical synthesis of niobium silicide. Theoretical estimates are made on the basis of the resulting macrokinetic model. The initial Nb + 2Si mixture is mechanically activated in the first stage, and the NbSi2 product is synthesized in the second. The effect the period of mechanical treatment has on the activated mixture’s morphology, temperature, and rate of burning is studied, along with the phase composition of the final reaction product. Kinetic constants are calculated that describe the dynamics of the two-stage mechanochemical synthesis of niobium silicide.

About the authors

O. V. Lapshin

Tomsk Scientific Center, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences

Email: ovlap@mail.ru
634055, Tomsk, Russia

O. A. Shkoda

Tomsk Scientific Center, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences

Email: ovlap@mail.ru
634055, Tomsk, Russia

K. A. Bolgaru

Tomsk Scientific Center, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences

Email: ovlap@mail.ru
634055, Tomsk, Russia

A. A. Reger

Tomsk Scientific Center, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: ovlap@mail.ru
634055, Tomsk, Russia

References

  1. Reddy B.S.B., Das K., Das S. // J. Mater Sci. 2007. V. 42. № 22. P. 9366. https://doi.org/10.1007/ s10853-007-1827-z
  2. Takacs L. // Prog. Mater. Sci. 2002. V. 47. № 4. P. 355. https://doi.org/10.1016/S0079-6425(01)00002-0
  3. Рогачев А.С. // Успехи химии. 2019. Т. 88. № 9. С. 875.
  4. Лапшин О.В., Болдырева Е.В., Болдырев В.В. // Журн. неорган. химии. 2021. Т. 66. № 13. С. 402.
  5. Корчагин М.А., Григорьева Т.Ф., Бохонов Б.Б. и др. // ФГВ. 2003. Т. 39. № 1. С. 51.
  6. Корчагин М.А., Григорьева Т.Ф., Бохонов Б.Б. и др. // ФГВ. 2003. Т. 39. № 1. С. 60.
  7. Lou T., Fan G., Ding B., Hu Z. // J. Mater. Res. 1997. V. 12. № 5. P. 1172. https://doi.org/10.1557/JMR.1997.0162
  8. Shkoda O.A., Terekhova O.G. // Int. J. SHS. 2016. V. 25. № 1. P. 14. https://doi.org/10.3103/S106138621601012X
  9. Maglia F., Milanese C., Anselmi-Tanburini U. // J. Mater. Res. 2002. V. 17. № 8. P. 1992.https://doi.org/10.1557/JMR.2002.0295
  10. Trevino R., Maguregui E., Perez F., Shafirovich E. // J. Alloys Compd. 2020. V. 826. 154228 https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2020.154228
  11. Anselmi-Tamburini U., Maglia F., Doppiu S., Monagheddu M. // J. Mater. Res. 2004. V. 5. № 8. P. 1558. https://doi.org/10.1557/JMR.2004.0209
  12. Yazdani Z., Karimzadeh F., Abbasi M.H. // Adv. Powder Technol. 2014. V. 25. № 4. P. 1357. https://doi.org/10.1016/j.apt.2014.03.019
  13. Wang X.L., Wang G.F., Zhang K.F. // Mater. Sci. Eng., A. 2010. V. 527. № 14. P. 3253. https://doi.org/10.1016/j.msea.2010.02.031
  14. Ma C.L., Kasama A., Tanaka H., Tan Y. et al. // Mater. Trans. JIM. 2000. V. 41. № 3. P. 444. https://doi.org/10.2320/matertrans1989.41.444
  15. Svetlov I.L., Abuzin Yu.A., Babich B.N. et al.// J.Functional.Mater. 2007. V. 1. № 2. P. 48.
  16. Abuzin Yu.A., Kulikova M.N., Levchenko V.S. et al. // Int. J. Nanomechanics Sci. Technol. 2014. V. 5. № 3. P. 213.https://doi.org/10.1615/NanomechaicsSciTecnlIntJ. v5.i3.50
  17. Shkoda O.A., Terekhova O.G. // Int. J. SHS. 2017. V. 26. № 1. P. 83. https://doi.org/10.3103/S1061386216040099
  18. Shkoda O.A. // Int. J. SHS. 2018. V. 27. № 1. P. 60.https://doi.org/10.3103/S1061386218010089
  19. Fernandes B.B., Rodrigues G., Silva G., Ramos E.C.T., Nunes C.A., Sandim H.R.Z., Ramos A.S. // J. Alloys Compd. 2007. V. 434. P. 530. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2006.08.159
  20. Perdigão M.N.R., Jordão J.R., Kiminami C.S., Botta W.J. // J. Non-Cryst. Solids. 1997. V. 219. P. 170. https://doi.org/10.1016/S0022-3093(97)00325-6
  21. Fernandes B.B., Ramos E.C.T., Silva G., Ramos A.S. // J. Alloys Compd. 2007. V. 434. P. 509. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2006.08.135
  22. Li B., Liu L., Ma X.M., Dong Y.D. // J. Alloys Compd. (Switzerland). 1993. V. 202. https://doi.org/10.1016/0925-8388(93)90535-U
  23. Goncharov I.S., Razumov N., Shamshurin A.I., Wang Q.S. // Key Engineering Materials. Trans Tech Publications Ltd, Switzerland. 2019. V. 822. P. 617. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/KEM.822.617
  24. Bing L., Xueming M., Lin L. et al. // Chin. Phys. Lett. 1994. V. 11. № 11. P. 681.https://doi.org/10.1088/0256-307X/11/11/007
  25. Shkoda O.A. // In Journal of Physics: Conference Series. 2020. V. 1709. № 1. P. 012005.https://doi.org/10.1088/1742-6596/1709/1/012005
  26. Shkoda O.A., Salamatov V.G.// Materials Today: Proceedings. 2019. V. 12. P. 111. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2019.03.076
  27. Лапшин О.В., Смоляков В.К., Болдырева Е.В., Болдырев В.В. // Журн. физ. химии. 2018. Т. 92. № 1. С. 76.https://doi.org/0.1134/S0036024417120159
  28. Смоляков В.К., Лапшин О.В., Болдырев В.В., Болдырева Е.В. // Там же. 2018. Т. 92. № 12. С. 1963. https://doi.org/10.1134/S0036024418120373
  29. Лапшин О.В., Болдырев В.В., Болдырева Е.В. // Там же. 2019. Т. 93. № 8. С. 1.
  30. Лапшин О.В., Болдырев В.В., Болдырева Е.В. // Там же. 2021. Т. 95. № 11. С. 1746.
  31. Смоляков В.К., Лапшин О.В. Макроскопическая кинетика механохимического синтеза. Рос. акад. наук, Сиб. отд-ние, Том. науч. центр, Отд. структур. макрокинетики. Томск: Изд-во Института оптики атмосферы, 2011. 191 с.
  32. Lapshin O., Ivanova O. // Mater. Today Commun. 2021. V. 28. 102671. https://doi.org/10.1016/j.mtcomm.2021.102671
  33. Lapshin O., Shkoda O., Ivanova O., Zelepugin S. // Metals. 2021. V. 11: 1743. https://doi.org/10.3390/met11111743
  34. Lapshin O., Ivanova O. // Adv. Powder Technol. 2022. V. 33. 103852. https://doi.org/10.1016/j.apt.2022.103852
  35. Bolgaru K., Lapshin O., Reger A., Akulinkin A. // Mater Today Commun. 2022. V. 30: 103080. https://doi.org/10.1016/j.mtcomm.2021.103080
  36. Лапшин О.В., Смоляков В.К. // ФГВ. 2017. Т. 53. № 5. С. 64.
  37. Лапшин О.В., Смоляков В.К. // ФГВ. 2019. Т. 55. № 1. С. 120.
  38. Ходаков Г.С. Физика измельчения. М.: Наука, 1972. 307 с.
  39. Lapshin O., Ivanova O. // Powder Technol. 2022. V. 404. 117419. https://doi.org/10.1016/j.powtec.2022.117419
  40. Lapshin O.V. // Int. J. SHS. 2021. V. 30. № 2. P. 61. https://doi.org/10.3103/S1061386221020084
  41. Бутягин П.Ю., Ющенко В.С. // Кинетика и катализ. 1988. Т. 29. № 5. С. 1035.
  42. Butyagin P.Yu., Pavlichev I.K. // Reactivity of solids. 1986. V. 1. № 4. P. 361–372. https://doi.org/10.1016/0168-7336(86)80027-4
  43. Delogu F., Monagheddu M., Mulas G., Schiffini L., Cocco G. // J. Non-cryst. Solids. 1998. V. 232–234. P. 383. https://doi.org/10.1016/S0022-3093(98)00550-X
  44. Лапшин О.В. // ТОХТ. 2020. Т. 54. № 1. С. 236.
  45. Lapshin O.V., Ivanova O.V. // IOP Conf. Series: Journal of Physics: Conf. Series. 2020. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1459/1/012013.
  46. Лапшин О.В., Шкода О.А. // Изв. вузов. Физика. 2018. Т. 61. № 12. С. 57.
  47. Смитлз К.Дж. Металлы. Справочник. М.: Металлургия, 1980. 446 с.
  48. Бабичев А.П., Бабушкина Н.А., Братковский А.М. и др. Физические величины. Справочник / Под редакцией И.С. Григорьева, Е.З. Мейлихова. М.: Энергоатомиздат, 1991. 1232 с.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2.

Download (1MB)
Indexing metadata
3.

Download (128KB)
Indexing metadata
4.

Download (1MB)
Indexing metadata
5.

Download (165KB)
Indexing metadata
6.

Download (32KB)
Indexing metadata
7.

Download (103KB)
Indexing metadata
8.

Download (43KB)
Indexing metadata
9.

Download (39KB)
Indexing metadata
10.

Download (258KB)
Indexing metadata
11.

Download (90KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2023 О.В. Лапшин, О.А. Шкода, К.А. Болгару, А.А. Регер