📄Работа №189856
Тема: ИССЛЕДОВАНИЕ ФАЗОВЫХ ПРЕВРАЩЕНИЙ ВОЛЬФРАМАТА ЦИРКОНИЯ ПРИ НАГРЕВЕ
Характеристики работы
Тип работы
Дипломные работы, ВКР
Предмет
Механика
Объем:
41 листов
Год:
2019
Просмотров:
63
4600
руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание
Реферат
ВВЕДЕНИЕ 6
ГЛАВА 1. ПОЛУЧЕНИЕ ВОЛЬФРАМАТА ЦИРКОНИЯ 8
1.1 Синтез 8
1.2 Твердофазная реакция 8
1.3 Мягкая химическая технология 11
1.4 Золь-гель 11
1.5 Метод осаждения 12
1.6 Осаждение с последующим гидротермальным старением 13
1.7 Ударно-волновой и кумулятивный синтез 15
ГЛАВА 2. КРИСТАЛЛИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА ZrW2O8 И ФАЗОВЫЕ
ПЕРЕХОДЫ 18
ГЛАВА 3.КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ НА ОСНОВЕ
ZrW2O8 22
3.1. Металл - ZrW2O8 22
3.2. Керамика - ZrW2O8 24
3.3 Полимер - ZrW2O8 26
ГЛАВА 4.МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ 27
4.1 Исходные материалы 27
4.2 Механическая активация в планетарной мельнице 28
4.3 Одноосное прессование 30
4.4 Синтез вольфрамата циркония 31
4.5 Рентгенофазовый анализ ZrW2O8 31
ГЛАВА 5. ИССЛЕДОВАНИЕ ФАЗОВЫХ ПРЕВРАЩЕНИЙ ВОЛЬФРАМАТА
ЦИРКОНИЯ ПРИ НАГРЕВЕ 33
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 37
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 38
ВВЕДЕНИЕ 6
ГЛАВА 1. ПОЛУЧЕНИЕ ВОЛЬФРАМАТА ЦИРКОНИЯ 8
1.1 Синтез 8
1.2 Твердофазная реакция 8
1.3 Мягкая химическая технология 11
1.4 Золь-гель 11
1.5 Метод осаждения 12
1.6 Осаждение с последующим гидротермальным старением 13
1.7 Ударно-волновой и кумулятивный синтез 15
ГЛАВА 2. КРИСТАЛЛИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА ZrW2O8 И ФАЗОВЫЕ
ПЕРЕХОДЫ 18
ГЛАВА 3.КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ НА ОСНОВЕ
ZrW2O8 22
3.1. Металл - ZrW2O8 22
3.2. Керамика - ZrW2O8 24
3.3 Полимер - ZrW2O8 26
ГЛАВА 4.МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ 27
4.1 Исходные материалы 27
4.2 Механическая активация в планетарной мельнице 28
4.3 Одноосное прессование 30
4.4 Синтез вольфрамата циркония 31
4.5 Рентгенофазовый анализ ZrW2O8 31
ГЛАВА 5. ИССЛЕДОВАНИЕ ФАЗОВЫХ ПРЕВРАЩЕНИЙ ВОЛЬФРАМАТА
ЦИРКОНИЯ ПРИ НАГРЕВЕ 33
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 37
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 38
📖 Аннотация
Работа посвящена исследованию фазовых превращений и термического поведения вольфрамата циркония (ZrW₂O₈) при нагреве. Актуальность исследования обусловлена необходимостью разработки новых композиционных материалов с регулируемым тепловым расширением, где ZrW₂O₇, обладающий уникальным отрицательным коэффициентом теплового расширения (КТР), выступает ключевым функциональным компонентом для создания композитов с нулевым или заданным КТР. В работе методом твердофазного синтеза из стехиометрической смеси WO₃ и ZrO₂ после механической активации был получен ZrW₂O₈. С помощью рентгенофазового анализа изучено его поведение при нагреве. Установлено, что в интервале 0–200 °C синтезированный материал демонстрирует отрицательный КТР, равный -9,34·10⁻⁶ °C⁻¹, что согласуется с литературными данными. При температуре около 200 °C зафиксирован фазовый переход α→β, сопровождающийся изменением КТР до -2·10⁻⁶ °C⁻¹, а при 450 °C началось разложение соединения на исходные оксиды. Полученные результаты, рассмотренные в контексте работ Матренина С.В. по технической керамике и Новиковой С.И. по тепловому расширению, имеют практическую значимость для оптимизации режимов синтеза стабильного ZrW₂O₈, что необходимо для его последующего использования в качестве упрочняющей фазы в металлических и керамических матрицах при создании прецизионных конструкций, требующих высокой термостабильности.
📖 Введение
На сегодняшний день исследование и получение новых высокотехнологичных материалов с уникальными свойствами является одним из важных направлений материаловедения и инженерно-исследовательских специальностей, в их основе лежит проявление необычных физических, химических и механических свойств. Композиция таких материалов с уже известными и хорошо изученными может привести к значительному улучшению свойств последнего, а в некоторых случаях - к появлению свойств не характерных для компонентов нового материала в отдельности.
Развитие современных технологий требует создания новых конструкционных материалов, достаточно дешевых и с высокими прочностными характеристиками. Основные механизмы упрочнения достаточно хорошо изучены и широко внедрены в производство. В современных композиционных материалах (КМ) чаще всего используется различные комбинации таких механизмов.
Однако в настоящее время традиционные пути повышения механических характеристик материалов, в основном, исчерпаны. Поэтому разработка альтернативных методов упрочнения является актуальной задачей исследования. Легирование металлов дисперсными частицами, обладающими аномальными тепловыми свойствами, позволит реализовать новый механизм упрочнения за счет разницы коэффициентов теплового расширения матрицы и упрочнителя.
Одним из важных свойств материала является его термическое расширение, характеризуемое коэффициентом теплового расширения (КТР). Для большинства материалов тепловое расширение является положительным, что означает относительное увеличение его линейных размеров и объема при нагревании. Но существуют материалы, которые благодаря особым механизмам их поведения при нагревании сжимаются. В последние десятилетия были исследованы несколько семейств. Сжатие таких материалов небольшое, анизотропное и проявляется в небольших температурных интервалах. В связи с этим вольфрамат циркония ZrW2O8 - перспективный материал в нанокерамике, благодаря изотропному отрицательному КТР а = -8.6*10-6 С-1 по литературным данным, в широком температурном диапазоне от -273 до 770оС. Ранее было исследовано, что методы получения, продолжительность механической активации, повышение температуры, время выдержки материала, влияют на структуру и свойства материалов. Вольфрамат циркония получают различными методами такими как - твердофазной реакцией, гидротермальным синтезом, методами «мягкой» химии, к которым относятся золь - гель метод, а также химическим осаждением. Твердофазная реакция, протекает между веществами- источниками вольфрама и циркония.
Основное применение вольфрамат циркония является - получение материалов с уникальным комплексом свойств, так называемых материалы нового поколения. Практическое использование материалов, содержащих ZrW2O8, подразумевает продолжительную работу в широком диапазоне температур и различных условий воздействия. На конечные свойства композитов так же будет влиять аномальное тепловое поведение. Введение в материал дисперсных частиц ZrW2O8, приведет к его упрочнению, благодаря возникающим внутренним сжимающим напряжениям на границе раздела фаз за счет разницы КТР исходных компонентов. Наличие в структуре жестко связанных между собой октаэдров ZrOe и тетраэдров WO4 объясняет природу уникального поведения материала, которые с повышением температуры поворачиваются относительно друг друга, инициируя сжатие материала. Вольфрамат циркония находит применение в технологии получения материалов нового поколения с уникальным комплексом свойств Основными требованиями, предъявляемыми к таким материалам, продолжительная работа в экстремальных условиях и высокая прочность. Практическое использование материалов, содержащих вольфрамат циркония, подразумевает продолжительную работу в различных условиях, в том числе под действием температуры.
Ключевые слова: Вольфрамат циркония, твердофазная реакция, механическая обработка, коэффициент теплового расширения, фазовый переход.
Развитие современных технологий требует создания новых конструкционных материалов, достаточно дешевых и с высокими прочностными характеристиками. Основные механизмы упрочнения достаточно хорошо изучены и широко внедрены в производство. В современных композиционных материалах (КМ) чаще всего используется различные комбинации таких механизмов.
Однако в настоящее время традиционные пути повышения механических характеристик материалов, в основном, исчерпаны. Поэтому разработка альтернативных методов упрочнения является актуальной задачей исследования. Легирование металлов дисперсными частицами, обладающими аномальными тепловыми свойствами, позволит реализовать новый механизм упрочнения за счет разницы коэффициентов теплового расширения матрицы и упрочнителя.
Одним из важных свойств материала является его термическое расширение, характеризуемое коэффициентом теплового расширения (КТР). Для большинства материалов тепловое расширение является положительным, что означает относительное увеличение его линейных размеров и объема при нагревании. Но существуют материалы, которые благодаря особым механизмам их поведения при нагревании сжимаются. В последние десятилетия были исследованы несколько семейств. Сжатие таких материалов небольшое, анизотропное и проявляется в небольших температурных интервалах. В связи с этим вольфрамат циркония ZrW2O8 - перспективный материал в нанокерамике, благодаря изотропному отрицательному КТР а = -8.6*10-6 С-1 по литературным данным, в широком температурном диапазоне от -273 до 770оС. Ранее было исследовано, что методы получения, продолжительность механической активации, повышение температуры, время выдержки материала, влияют на структуру и свойства материалов. Вольфрамат циркония получают различными методами такими как - твердофазной реакцией, гидротермальным синтезом, методами «мягкой» химии, к которым относятся золь - гель метод, а также химическим осаждением. Твердофазная реакция, протекает между веществами- источниками вольфрама и циркония.
Основное применение вольфрамат циркония является - получение материалов с уникальным комплексом свойств, так называемых материалы нового поколения. Практическое использование материалов, содержащих ZrW2O8, подразумевает продолжительную работу в широком диапазоне температур и различных условий воздействия. На конечные свойства композитов так же будет влиять аномальное тепловое поведение. Введение в материал дисперсных частиц ZrW2O8, приведет к его упрочнению, благодаря возникающим внутренним сжимающим напряжениям на границе раздела фаз за счет разницы КТР исходных компонентов. Наличие в структуре жестко связанных между собой октаэдров ZrOe и тетраэдров WO4 объясняет природу уникального поведения материала, которые с повышением температуры поворачиваются относительно друг друга, инициируя сжатие материала. Вольфрамат циркония находит применение в технологии получения материалов нового поколения с уникальным комплексом свойств Основными требованиями, предъявляемыми к таким материалам, продолжительная работа в экстремальных условиях и высокая прочность. Практическое использование материалов, содержащих вольфрамат циркония, подразумевает продолжительную работу в различных условиях, в том числе под действием температуры.
Ключевые слова: Вольфрамат циркония, твердофазная реакция, механическая обработка, коэффициент теплового расширения, фазовый переход.
✅ Заключение
Были подготовлены смеси порошков WO3 - ZrO2 в стехиометрическом соотношении 2:1. Одна молекула циркония Zr и две молекулы вольфрама W2, что соответствует соединению вольфрамата циркония ZrW2O8. Производилось смешивание порошков.
Была проведена механическая активация смесей в планетарной мельнице. Компоненты порошковой смеси были измельчены и смешаны, происходило тонкое и сверхтонкое измельчение.
Проводилась твердофазная реакция между диоксидом циркония и оксидом вольфрама. Твердофазная реакция протекала при температуре Т=1100°О, с выдержкой и с последующей закалкой, для, формированию метастабильного состояния ZrW2O8.
ZrW2O8 в температурном интервале от 0-200°С демонстрировал, отрицательное тепловое расширение с КТР а=-9.34*10-6. При температуре 200°С КТР вольфрамата циркония увеличился до а=-2*10-6, что свидетельствовало о фазовом переходе а->0. При температуре 450°С началось разложение ZrW2O8 на составляющие оксиды. Для получения более чистого вольфрамата циркония требуются изменения условий проведения синтеза.
Была проведена механическая активация смесей в планетарной мельнице. Компоненты порошковой смеси были измельчены и смешаны, происходило тонкое и сверхтонкое измельчение.
Проводилась твердофазная реакция между диоксидом циркония и оксидом вольфрама. Твердофазная реакция протекала при температуре Т=1100°О, с выдержкой и с последующей закалкой, для, формированию метастабильного состояния ZrW2O8.
ZrW2O8 в температурном интервале от 0-200°С демонстрировал, отрицательное тепловое расширение с КТР а=-9.34*10-6. При температуре 200°С КТР вольфрамата циркония увеличился до а=-2*10-6, что свидетельствовало о фазовом переходе а->0. При температуре 450°С началось разложение ZrW2O8 на составляющие оксиды. Для получения более чистого вольфрамата циркония требуются изменения условий проведения синтеза.
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🖼 Скриншоты
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.