Electrometallurgy Today, 2015, №03



2015 №03 (07)

DOI of Article 10.15407/sem2015.03.08

2015 №03 (01)

---

Современная электрометаллургия, 2015, #3, 48-55 pages
 

Сорбционные свойства наноструктурных конденсатов NaCl–Fe

С.Е. Литвин

 
Институт электросварки им. Е.О. Патона НАН Украины. 3680, г. Киев-150, ул. Боженко, 11. E-mail: office@paton.kiev.ua
 
 
Abstract
 
Рассмотрены наноструктурные конденсаты NaCl–Fe, полученные электронно-лучевым испарением (методом EB PVD) из двух источников и физическим осаждением смешанного парового потока на водоохлаждаемую медную подложку. Микроструктуру конденсатов NaCl–Fe изучали сканирующей электронной микроскопией на приборе VEGA 3, а наноструктуру — просвечивающей электронной микроскопией на приборе H-800. Отделенные от подложки конденсаты исследовали на воздухе методом термогравиметрического анализа (ТГА) в диапазоне 20…650 ^оC на анализаторе TGA 7. Представлены результаты исследований микроструктуры и сорбционных свойств конденсатов NaCl и NaCl–Fe (28 мас. % Fe) при насыщении их влагой. Проанализированы данные ТГА с обработкой по моделям Коутса–Редферна и Фримена–Кэрролла и расчетом энергии активации и порядка реакции разложения при нагреве. Показано, что при извлечении конденсатов из вакуумной камеры наночастицы железа в пористой матрице NaCl активно адсорбируют из воздуха не только влагу, но и кислород. При нагреве в дальнейших исследованиях десорбция влаги и кислорода приводила к монотонно ниспадающим ТГА-зависимостям. Библиогр. 17, табл. 1, ил. 5.
 
Ключевые слова: метод EB PVD; термогравиметрический анализ; энергия активации; порядок реакции; конденсаты; наночастицы; сорбция; вода; кислород
 
 
Received:                19.05.15
Published:               24.09.15
 
 
References
  1. Movchan, B.A. (2007) Electron beam nanotechnology and new materials in medicine: First steps. Visnyk Farmokologii i Farmatsevtiki, 12, 5–13.
2. Paton, B.E., Movchan, B.A., Kurapov, Yu.A., Yakovchuk, K.Yu. Method of producing nanoparticles of metal-oxygen system with preset composition by electron beam evaporation and condensation in vacuum. Pat. of Ukraine, No. 92556. Applied 10.11.2010 [in Ukraine].
3. Movchan, B.A., Lemkey, F.D. (1997) Mechanical properties of fine-crystalline two-phase materials. Materials Sci. and Eng. A, 224, Issues 1/2, 136–145. https://doi.org/10.1016/S0921-5093(96)10455-X
4. Movchan, B.A., Kurapov, Yu.A., Didikin, G.G. et al. (2011) Regulation of composition and structure of nanoparticles of Fe–O system during electron beam evaporation of Fe3O4. Poroshkovaya Metallurgiya, 50, 3/4, 56–63.
5. Kurapov, Yu.A., Movchan, B.A., Litvin, S.S. et al. (2011) Effect of iron concentration on adsorbility of nanoparicles of iron oxides in porous matrix NaCl to air oxygen. Sovrem. Elektrometall., 1, 30–32.
6. Kovinsky, I.S., Krushinskaya, L.A., Movchan, B.A. (2011) Structure and some properties of condensates of sodium chlorides, produced by electron beam evaporation with subsequent deposition in vacuum. Ibid., 1, 42–46.
7. Kurapov, Yu.A., Krushinskaya, L.A., Litvin, S.E. et al. (2014) Producing of silver nanoparticles and their thermal stability in Ag–O system. Poroshkovaya Metallurgiya, 53, 3/4, 95–102.
8. Chekhun, V.F., Khaetsky, I.K., Lukyanova, N.Yu. et al. Method for producing of stabilized solution of magnetite nanoparticles for address delivery of anticancer drugs. Pat. of Ukraine, No.47930. Applied 25.02.2010. [in Ukrainian].
9. Vazhnycha, O.M., Moklyak, E.V., Movchan, B.A., Kurapov, Yu.A. Method of curing of acute blood losses by using nanoparticles of iron oxide. Pat. of Ukraine.No.103401. (II, III). Applied 10.10.2013. [in Ukrainian].
10. Vazhnycha, O.M., Loban, G.A., Gancho, O.V. et al. Method of producing the silver oxide nanoparticles with antimicrobial properties. Pat. of Ukraine No.95555. Applied 25.12.2014. [in Ykrainian].
11. Movchan, B.A. (2006) Inorganic materials and coatings produced by EBPVD. Surface Engineering, 22, 1, 35–46. https://doi.org/10.1179/174329406X85029
12. Wendland, U. (1978) Thermal methods of analysis. Moscow, Mir.
13. AKTS (advanced kinetics and technology solutions) — thermokinetics software, in siders, Valais (Switzerland), http://www.akts.com.
14. Coats, A.W., Redfern, J.P. (1964) Kinetic parameters from thermogravimetric data. Nature, 201, 4914, 68–69. https://doi.org/10.1038/201068a0
15. Ozawa, T. (1973) On the method of coats and redfern for the kinetic analysis of thermoanalytical data. J. Thermal Anal., 5, 499–500.
16. Freeman, E.S., Carroll, B. (1958) The application of thermoanalytical techniques to reaction kinetics: the thermogravimetric evaluation of the kinetics of the decomposition of calcium oxalate monohydrate. J. Phys. Chem., 62, 4, 394–397. https://doi.org/10.1021/j150562a003
17. Baikova, L.G., Pozdnyakov, O.F., Pukh, V.P. et al. (1975) Investigation of water desorption from glass surface by the method of mass-spectrometry. Izvestiya of AN SSSR. Neorganich. Materialy, 11, 1, 144–149.