Выпуски

 / 

2020

 / 

Апрель

  

Обзоры актуальных проблем


Высокоэнергетический размол нестехиометрических соединений


Институт химии твердого тела УрО РАН, ул. Первомайская 91, Екатеринбург, 620219, Российская Федерация

Рассмотрено получение нанокристаллических порошков нестехиометрических соединений типа карбидов и оксидов методом высокоэнергетического размола. Изложено современное состояние моделей размола нестехиометрических соединений. Обсуждено влияние нестехиометрии на размер частиц получаемых нанопорошков. Модельные зависимости размера частиц нанопорошков от продолжительности размола и состава нестехиометрических соединений сопоставлены с литературными экспериментальными результатами по размолу нестехиометрических карбидов и оксидов. Подробно рассмотрены дифракционные методы аттестации нанопорошков по размеру наночастиц, величине микродеформаций и однородности микроструктуры. Показана важность учёта анизотропии микродеформаций в размолотых нанопорошках.

Текст: pdf
Войдите или зарегистрируйтесь чтобы получить доступ к полным текстам статей.
English fulltext is available at IOP
Ключевые слова: высокоэнергетический размол, нанопорошки, нестехиометрия, карбиды, оксиды, размер наночастиц, анизотропия микродеформаций, рентгеновская и нейтронная дифракция
PACS: 61.46.−w, 61.66.Fn, 61.82.Rx, 81.07.Wx (все)
DOI: 10.3367/UFNr.2019.06.038581
URL: https://ufn.ru/ru/articles/2020/4/c/
Цитата: Гусев А И "Высокоэнергетический размол нестехиометрических соединений" УФН 190 371–395 (2020)
BibTexBibNote ® (generic)BibNote ® (RIS)MedlineRefWorks

Поступила: 25 марта 2019, доработана: 13 июня 2019, 18 июня 2019

English citation: Gusev A I “High-energy ball milling of nonstoichiometric compoundsPhys. Usp. 63 342–364 (2020); DOI: 10.3367/UFNe.2019.06.038581

Список литературы (150) ↓ Статьи, ссылающиеся на эту (2) Похожие статьи (20)

  1. Гусев А И УФН 168 55 (1998); Gusev A I Phys. Usp. 41 49 (1998)
  2. Гусев А И, Ремпель А А Нанокристаллические материалы 2-е изд. (М.: Физматлит, 2001)
  3. Gusev A I, Rempel A A Nanocrysnalline Materials (Cambridge: Cambridge Intern. Sci. Publ., 2004)
  4. Gusev A I Dekker Encyclopedia of Nanoscience and Nanotechnology Vol. 3 (Eds J A Schwarz, C Contescu, K Putyera) (New York: M. Dekker, 2004) p. 2289
  5. Гусев А И Наноматериалы, наноструктуры, нанотехнологии 3-е изд. (М.: Физматлит, 2009)
  6. Аввакумов Е Г Механические методы активации химических процессов (Новосибирск: Наука, 1989)
  7. Бутягин П Ю Успехи химии 63 1031 (1994); Butyagin P Yu Russ. Chem. Rev. 63 965 (1994)
  8. Balogh J et al Nanostruct. Mater. 2 11 (1993)
  9. Teresiak A, Kubsch H Nanostruct. Mater. 6 671 (1995)
  10. Xueming M A, Gang J I J. Alloys Comp. 245 L30 (1996)
  11. Yavuz M et al Supercond. Sci. Technol. 11 1153 (1998)
  12. Coste S et al J. Alloys Comp. 434-435 489 (2007)
  13. Venugopal T, Rao K P, Murty B S J. Nanosci. Nanotechnol. 7 2376 (2007)
  14. Wang Y et al Nanotechnology 18 465701 (2007)
  15. Suryanarayana C Prog. Mater. Sci. 46 1 (2001)
  16. Baláž P Mechanochemistry in Nanoscience and Minerals Engineering (Berlin: Springer, 2008)
  17. Alves A P, Bergmann C P, Berutti F A Novel Synthesis and Chatracterization of Nanostructured Materils (Berlin: Springer, 2013)
  18. Kuriki Y et al Fuel Proc. Technol. 59 189 (1999)
  19. Han S-C et al J. Alloys Comp. 351 273 (2003)
  20. Estrada-Guel I et al Microsc. Microan. 22 1630 (2016)
  21. Sharma P, Sharma S, Khanduja D Mater. Manufact. Proc. 30 1370 (2015)
  22. Болдырев В В Механические методы активации химических процессов (Под ред. Е Г Аввакумова) (Новосибирск: Наука, 1988)
  23. Журков С Н, Нарзулаев Б Н ЖТФ 23 1677 (1953)
  24. Регель В Р, Слуцкер А И, Томашевский Э Е УФН 106 193 (1972); Regel' V R, Slutsker A I, Tomashevskii É E Sov. Phys. Usp. 15 45 (1972)
  25. Butyagin P Yu Advances in Mechanochemistry: Physical and Chemical Processes under Deformation (Chemistry Reviews) Vol. 23 (Eds P Butyagin, A Dubinskaya) (Chur: Harward Acad. Publ., 1998) p. 91
  26. Putra I S, Suharto D (Eds) Fracture and Strength of Solids VI, Proc. of the 6th Intern. Conf. on Fracture and Strength of Solids, FEOFS 2005, April 4 - 6, 2005, Bali, Indonesia (Key Engineering Materials) Vol. 306-308 (Enfield, NH: Trans Tech Publ., 2006)
  27. Sieradzki K J. Phys. C 18 L855 (1985)
  28. Бутягин П Ю Механические методы активации химических процессов (Под ред. Е Г Аввакумова) (Новосибирск: Наука, 1988) с. 32
  29. Fecht H-J Nanostruct. Mater. 6 33 (1995)
  30. Mohamed F A Acta Mater. 51 4107 (2003)
  31. Бойко В Ф, Верхотуров А Д Перспективные матерериалы (6) 84 (2008)
  32. Eckert J et al J. Mater. Res. 7 1751 (1992)
  33. Oleszak D, Shingu P H J. Appl. Phys. 79 2975 (1996)
  34. Курлов А С, Гусев А И Письма в ЖТФ 33 (19) 46 (2007); Kurlov A S, Gusev A I Tech. Phys. Lett. 33 828 (2007)
  35. Gusev A I, Kurlov A S Nanotechnology 19 265302 (2008)
  36. Гусев А И, Курлов А С Неорганические материалы 45 38 (2009); Gusev A I, Kurlov A S Inorg. Mater. 45 35 (2009)
  37. Kurlov A S, Gusev A I 17 Plansee Seminar 2009: Proc. Intern. Conf. on High Performance P/M Materials, Reutte, Austria, May 25 - 29, 2009 Vol. 3 (Eds L S Sigl, P Rödhammer, H Wildner) (Reutte, Austria: Plansee Group, 2009) p. GT24/1
  38. Kurlov A S, Gusev A I Mathematical Modeling and Computer Simulation of Material Technologies, Proc. 6th Intern. Conf. MMT-2010, Ariel, Israel, August 23-27, 2010 (Ed. M Zinigrad) (Ariel, Israel: Ariel Univ. Center of Samaria, 2010) p. 1
  39. Курлов А С, Гусев А И ЖТФ 81 (7) 76 (2011); Kurlov A S, Gusev A I Tech. Phys. 56 975 (2011)
  40. Neiman G W, Weertman J R, Siegel R W J. Mater. Res. 6 1012 (1991)
  41. Jang J S C, Koch C C Scripta Metall. Mater. 24 1599 (1990)
  42. Fougere G E, Weertman J R, Siegel R W Nanostruct. Mater. 3 379 (1993)
  43. Siegel R W, Fougere G E Nanostruct. Mater. 6 205 (1995)
  44. Ishida Y et al Nanostruct. Mater. 6 115 (1995)
  45. Inoue A, Shibata T, Masumoto T Mater. Trans. Jpn. Inst. Met. 33 491 (1992)
  46. Tairov Yu M, Tsvetkov V F J. Cryst. Growth 52 146 (1981)
  47. Wang X, Cai D, Zhang H J. Cryst. Growth 305 122 (2007)
  48. Панов В С Изв. вузов. Сер. Цветная металлургия (2) 63 (2007)
  49. Курлов А С, Ремпель А А Неорганические материалы 45 428 (2009); Kurlov A S, Rempel A A Inorg. Mater. 45 380 (2009)
  50. Berger S, Porat R, Rosen R Prog. Mater. Sci. 42 311 (1997)
  51. Курлов А С и др Докл. РАН 439 215 (2011); Kurlov A S et al Dokl. Chem. 439 213 (2011)
  52. Trampenau J et al Nanostruct. Mater. 6 551 (1995)
  53. Novotny V, Meincke P P M, Watson J H P Phys. Rev. Lett. 28 901 (1972)
  54. Goll G, Löhneyen H Nanostruct. Mater. 6 559 (1995)
  55. Sadovnikov S I, Gusev A I J. Alloys Comp. 610 196 (2014)
  56. Садовников С И, Гусев А И ФТТ 56 2274 (2014); Sadovnikov S I, Gusev A I Phys. Solid State 56 2353 (2014)
  57. Садовников С И, Гусев А И, Ремпель А А Успехи химии 85 731 (2016); Sadovnikov S I, Gusev A I, Rempel A A Russ. Chem. Rev. 85 731 (2016)
  58. Sadovnikov S I, Rempel A A, Gusev A I Nanostructured Lead, Cadmium and Silver Sulfides: Structure, Nonstoichiometry and Properties (Cham: Springer Intern. Publ. AG, 2018)
  59. Садовников С И, Гусев А И, Ремпель А А Полупроводниковые наноструктуры сульфидов свинца, кадмия и серебра (М.: Физматлит, 2018)
  60. Гусев А И и др ФТТ 58 246 (2016); Gusev A I et al Phys. Solid State 58 251 (2016)
  61. Sadovnikov S I et al Phys. Chem. Chem. Phys. 18 4617 (2016)
  62. Садовников С И, Гусев А И ФТТ 59 1863 (2017); Sadovnikov S I, Gusev A I Phys. Solid State 59 1887 (2017)
  63. Sadovnikov S I, Gusev A I J. Mater. Chem. A 5 17676 (2017)
  64. Sadovnikov S I, Gusev A I J. Therm. Anal. Calor. 131 1155 (2018)
  65. Gusev A I, Sadovnikov S I Thermochim. Acta 660 1 (2018)
  66. Садовников С И, Ремпель А А, Гусев А И Успехи химии 87 303 (2018); Sadovnikov S I, Rempel A A, Gusev A I Russ. Chem. Rev. 87 303 (2018)
  67. Fang X et al Prog. Mater. Sci. 56 175 (2011)
  68. Садовников С И Успехи химии 88 571 (2019); Sadovnikov S I Russ. Chem. Rev. 88 571 (2019)
  69. Бутягин П Ю, Стрелецкий А Н ФТТ 47 830 (2005); Butyagin P Yu, Streletskii A N Phys. Solid State 47 856 (2005)
  70. Nazarov A A, Romanov A E, Valiev R Z Nanostruct. Mater. 4 93 (1994)
  71. Williamson G K, Smallman R E Phil. Mag. 8 1 34 (1956)
  72. Kurlov A S, Gusev A I Int. J. Refr. Met. Hard Mater. 46 125 (2014)
  73. Косолапова Т Я (Ред.) Свойства, получение и применение тугоплавких соединений. Справочник (М.: Металлургия, 1986); Пер. на англ. яз., Kosolapova T Ya (Ed.) Handbook of High Temperature Compounds: Properties, Production, Applications (New York: Hemisphere, 1990)
  74. Gubicza J et al Mater. Sci. Eng. A 309-310 60 (2001)
  75. Bolton J D, Redington M J. Mater. Sci. 15 3150 (1980)
  76. Wicks C E, Block F E Thermodynamic Properties of 65 Elements: Their Oxides, Halides, Carbides and Nitrides (Washington, DC: U.S. Govt. Print. Off., 1963); Пер. на русск. яз., Уикс К Е, Блок Ф Е Термодинамические свойства 65 элементов, их окислов, галогенидов, карбидов и нитридов (М.: Металлургия, 1965)
  77. Глушко В П (Ред.) Термодинамические свойства индивидуальных веществ Т. 1-4 (М.: Наука, 1979); Пер. на англ. яз., Glushko V P (Ed.) Thermodynamic and Thermophysical Properties of Combustion Products (Jerusalem: Israel Program for Scientific Translations, 1974)
  78. Barin I Thermochemical Data of Pure Substance 3rd ed. (Weinheim: VCH, 1995)
  79. Kurlov A S, Gusev A I Tungsten Carbides: Structure, Properties and Application in Hardmetals (Cham: Springer, 2013)
  80. Williamson G K, Hall W H Acta Metallurg. 1 22 (1953)
  81. Hall W H Proc. Phys. Soc. London A 62 741 (1949)
  82. Warren B E X-Ray Diffraction (New York: Dower Publ., 1990)
  83. Гусев А И, Ремпель А А Нестехиометрия, беспорядок и порядок в твердом теле (Екатеринбург: УрО РАН, 2001)
  84. Gusev A I, Rempel A A, Magerl A J Disorder and Order in Strongly Nonstoichiometric Compounds: Transition Metal Carbides, Nitrides and Oxides (Berlin: Springer-Verlag, 2001)
  85. Гусев А И Нестехиометрия, беспорядок, ближний и дальний порядок в твердом теле (М.: Физматлит, 2007)
  86. Ремпель А А, Гусев А И Нестехиометрия в твердом теле (М.: Физматлит, 2018)
  87. Курлов А С, Гусев А И ФТТ 55 2398 (2013); Kurlov A S, Gusev A I Phys. Solid State 55 2522 (2013)
  88. Kurlov A S, Gusev A I J. Alloys Comp. 582 108 (2014)
  89. Курлов А С, Бельков А М, Выродова Т Д, Гусев А И ФТТ 57 66 (2015); Kurlov A S, Bel'kov A M, Vyrodova T D, Gusev A I Phys. Solid State 57 70 (2015)
  90. Курлов А С, Гусев А И Неорганические материалы 51 34 (2015); Kurlov A S, Gusev A I Inorg. Mater. 51 29 (2015)
  91. Гусев А И и др ФТТ 57 1149 (2015); Gusev A I et al Phys. Solid State 57 1170 (2015)
  92. Gusev A I et al Int. J. Refr. Met. Hard Mater. 51 70 (2015)
  93. Валеева А А, Шретнер Х, Ремпель А А Неорганические материалы 47 464 (2011); Valeeva A A, Schroettner H, Rempel A A Inorg. Mater. 47 408 (2011)
  94. Курлов А С, Гусев А И ФТТ 55 385 (2013); Kurlov A S, Gusev A I Phys. Solid State 55 430 (2013)
  95. Williams W S, Shaal R D J. Appl. Phys. 33 955 (1962)
  96. Rowcliffe D J, Hollox G E Mater. Sci. 6 1270 (1971)
  97. Hannink R H J, Kohlstedt D L, Murray M J Proc. R. Soc. London A 326 409 (1972)
  98. Курлов А С, Гусев А И Неорганические материалы 49 359 (2013); Kurlov A S, Gusev A I Inorg. Mater. 49 347 (2013)
  99. Зуева Л В, Гусев А И ЖФХ 73 792 (1999); Zueva L V, Gusev A I Russ. J. Phys. Chem. 73 690 (1999)
  100. Глушко В П (Ред.) Термодинамические свойства индивидуальных веществ. Справочник Т. 2, кн. 1 (М.: Наука, 1979) с. 11
  101. Глушко В П (Ред.) Термодинамические свойства индивидуальных веществ. Справочник Т. 4, кн. 1 (М.: Наука, 1982) с. 622
  102. Toth L Transition Metal Carbides and Nitrides (New York: Academic Press, 1971)
  103. Williams W S J. Appl. Phys. 35 1329 (1964)
  104. Bauccio M (Ed.) ASM Engineered Materials Reference Book 2nd ed. (Materials Park, OH: ASM Intern., 1994)
  105. Валеева А А и др ЖТФ 79 (11) 56 (2009); Valeeva A A et al Tech. Phys. 54 1618 (2009)
  106. Валеева А А, Ремпель А А Перспективные материалы (12) 71 (2011)
  107. Валеева А А, Шретнер Х, Ремпель А А Изв. РАН. Сер. хим. 12 2729 (2014); Valeeva A A, Schrottner H, Rempel A A Russ. Chem. Bull. 63 2729 (2014)
  108. Валеева А А и др Неорганические материалы 51 1221 (2015); Valeeva A A et al Inorg. Mater. 51 1132 (2015)
  109. Валеева А А, Шретнер Х, Ремпель А А Неорганические 50 430 (2014); Valeeva A A, Schroettner H, Rempel A A Inorg. Mater. 50 398 (2014)
  110. Taylor A, Doyle N J The Chemistry of Extended Defects in Non-Metallic Solids (Eds L Eyring, M O'Keeffe) (Amsterdam: North-Holland, 1970) p. 523
  111. Scherrer P Nachr. Ges. Wiss. G 2 98 (1918)
  112. Seljkow N Z. Phys. 31 439 (1925)
  113. Кривоглаз М А Теория рассеяния рентгеновских лучей и тепловых нейтронов реальными кристаллами (М.: Наука, 1967); Пер. на англ. яз., Krivoglaz M A Theory of X-ray and Thermal-Neutron Scattering by Real Crystals (New York: Plenum Press, 1969)
  114. Stokes A R, Wilson A J C Proc. Phys. Soc. London 56 174 (1944)
  115. Scardi P, Ortolani M, Leoni M Mater. Sci. Forum 651 155 (2010)
  116. Курлов А С, Бобриков И А, Балагуров А М, Гусев А И Письма в ЖЭТФ 100 712 (2014); Kurlov A S, Bobrikov I A, Balagurov A M, Gusev A I JETP Lett. 100 629 (2014)
  117. Гусев А И и др Письма в ЖЭТФ 102 179 (2015); Gusev A I et al JETP Lett. 102 154 (2015)
  118. Balagurov A M et al Mater. Characterizat. 109 173 (2015)
  119. Kurlov A S et al Superlatt. Microstruct. 90 148 (2016)
  120. Курлов А С и др ФТТ 59 588 (2017); Kurlov A S et al Phys. Solid State 59 607 (2017)
  121. Kurlov A S et al Cryst. Res. Technol. 52 1700061 (2017)
  122. Курлов А С и др Письма в ЖЭТФ 108 253 (2018); Kurlov A S et al JETP Lett. 108 154 (2018)
  123. Kurlov A S et al Asian Res. J. Curr. Sci. 1 ARJOCS.61 (2018)
  124. Mittemeijer E J, Welzel U Z. Kristallogr. 223 552 (2008)
  125. Leoni M, Martinez-Garcia J, Scardi P J. Appl. Crystallogr. 40 719 (2007)
  126. Dragomir I C, Ungár T Powder Diffract. 17 104 (2002)
  127. Lucks I, Lamparter P, Mittemeijer E J J. Appl. Cryst. 37 300 (2004)
  128. Ungár T Powder Diffract. 23 125 (2008)
  129. Balagurov A M Neutron News 16 8 (2005)
  130. Rodríguez-Carvajal J Physica B 192 55 (1993)
  131. Scardi P, Leoni M Acta Cryst. A 58 190 (2002)
  132. Leoni M, Scardi P J. Appl. Crystallogr. 37 629 (2004)
  133. Gusev A I Solid State Sci. 100 106092 (2020)
  134. Садовников С И Неорганические материалы 48 26 (2012); Sadovnikov S I et al Inorg. Mater. 48 21 (2012)
  135. Садовников С И, Ремпель А А Докл. РАН 428 48 (2009); Sadovnikov S I, Rempel A A Dokl. Phys. Chem. 428 167 (2009)
  136. Садовников С И, Ремпель А А Неорганические материалы 51 829 (2015); Sadovnikov S I, Rempel A A Inorg. Mater. 51 759 (2015)
  137. Sadovnikov S I, Gusev A I, Rempel A A Rev. Adv. Mater. Sci. 41 7 (2015)
  138. Садовников С И, Чукин А В, Ремпель А А, Гусев А И ФТТ 58 32 (2016); Sadovnikov S I, Chukin A V, Rempel A A, Gusev A I Phys. Solid State 58 30 (2016)
  139. Sadovnikov S I et al Int. J. Hydrogen Energy 42 25258 (2017)
  140. Dunlop G L, Porter D A Scand. J. Metall. 6 19 (1977)
  141. Kesri R, Hamar-Thibault S Acta Metall. 36 149 (1988)
  142. Huang S G et al Int. J. Refr. Met. Hard Mater. 26 389 (2008)
  143. Валеева А А, Ремпель А А, Гусев А И Письма в ЖЭТФ 73 702 (2001); Valeeva A A, Rempel A A, Gusev A I JETP Lett. 73 621 (2001)
  144. Kostenko M G, Valeeva A A, Rempel A A Mendeleev Commun. 22 245 (2012)
  145. Валеева А А, Назарова С З, Ремпель А А Письма в ЖЭТФ 101 276 (2015); Valeeva A A, Nazarova S Z, Rempel A A JETP Lett. 101 258 (2015)
  146. Валеева А А, Назарова С З, Ремпель А А ФТТ 58 747 (2016); Valeeva A A, Nazarova S Z, Rempel A A Phys. Solid State 58 772 (2016)
  147. Hulm J K et al J. Low Temp. Phys. 7 291 (1972)
  148. Motchenbacher C A et al. Patent No. US 7157073 B2 (2007)
  149. Lei M et al J. Eur. Ceramic Soc. 28 1671 (2008)
  150. Ремпель А А Успехи химии 76 474 (2007); Rempel A A Russ. Chem. Rev. 76 435 (2007)

© Успехи физических наук, 1918–2021
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение