Актуальные проблемы в машиностроении Том 4 №2 2017

9 / 150

Актуальные проблемы в машиностроении. Том 4. № 2. 2017 Инновационные технологии
в машиностроении
____________________________________________________________________
9
УДК 544.015.4: 544.016.2: 544.016.5
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НАНОРАЗМЕРНЫХ ВОЛОКОН ОКСИДА ВОЛЬФРАМА
В.Г. БУРОВ, доктор техн. наук, профессор
С. В. ВЕСЕЛОВ, канд. техн. наук
А.А. НИКУЛИНА, канд. техн. наук, доцент
Д.С. ТЕРЕНТЬЕВ, канд. техн. наук
А.Б. СМИРНОВ, студент
А.Д. ХОХЛОВ, студент
(НГТУ, г. Новосибирск)
Буров В.Г. – 630073, г. Новосибирск, пр. К. Маркса, 20,
Новосибирский государственный технический университет,
e-mail:
Методами рентгеновской дифракции и электронной микроскопии изучено влияние
условий синтеза наноразмерных волокон и трубок из оксида вольфрама на их фазовый
состав и структуру. Установлено, что формирование в вакууме волокон оксида вольфрама
происходит путем эпитаксиального роста в температурном диапазоне 900 − 1100 °С в
результате взаимодействия компонентов порошковой смеси, состоящей из крупных частиц
карбида вольфрама размером 8,5…13 мкм и наночастиц меди размером 50…90 нм, имеющих
тонкий слой оксидный слой на поверхности. Использование наноразмерных частиц
вольфрама, или крупных частиц меди не приводит к образованию наноразмерных волокон и
трубок. Зарождение нанорасмерных стержней и трубок оксида вольфрама начинается в
момент расплавления наночастиц меди. Найдена зависимость структуры наноразмерных
волокон оксида вольфрама от условий синтеза.
Ключевые слова: наноразмерные волокна, оксид вольфрама, наночастицы, фазовый
состав, синтез
Введение
По данным маркетинговых отчетов исследовательской компании Abercade [1] доля
наноразмерных частиц оксидов металлов в общем количестве производимых мировой
промышленностью наноматериалов составляла к 2009 году 80 %, из которых более
половины объёма составляли порошки наноразмерного оксида алюминия. Большая доля
производства нанопорошков оксидов связана с их относительно невысокой стоимостью в
сочетании с уникальными оптическими и адсорбционными свойствами. Наноразмерные
частицы оксидов металлов также могут быть использованы в качестве прекурсоров для
создания наноразмерных частиц карбидов стехиометрического состава. Одним из
перспективных материалов, который может быть использован для получения наноразмерных
частиц монокарбида вольфрама, является наноразмерный оксид вольфрама [2 – 4].
За последние десятилетия появились публикации, посвященные разработке
технологий получения оксида вольфрама в форме трубок и волокон [2, 3]. Ряд работ
посвящен изучению методов синтеза наноразмерных трубок и волокон оксида вольфрама и
моделированию возможных структур [3, 4]. В то же время в литературе ограничены сведения
о влиянии условий синтеза на структуру и химический состав получаемых наночастиц. При
исследовании влияния размера частиц меди на процесс их взаимодействия с частицами
карбида вольфрама был обнаружен эффект эпитаксиального роста наноразмерных трубок и
стержней оксида вольфрама. Синтезированные наноразмерные кристаллы оксида вольфрама