Формування багатокомпонентного твердого розчину (Ti, V)(C, N) шляхом механохімічного синтезу порошкової суміші TiPT-4–VNCGr
| Автори | Н.М. Білявина1 , В.В. Курилюк1 , М.П. Семенько1, А.М. Курилюк1 , С.П Старик2,3 |
| Афіліація |
1Київський національний університет імені Тараса Шевченка, 01601 Київ, Україна 2Інститут надтвердих матеріалів ім. В. М. Бакуля НАН України, 04074 Київ, Україна 3Інститут проблем матеріалознавства ім. І. М. Францевича НАН України, 03142 Київ, Україна |
| Е-mail | m.semenko@knu.ua |
| Випуск | Том 18, Рік 2026, Номер 1 |
| Дати | Одержано 03 грудня 2025; у відредагованій формі 15 лютого 2026; опубліковано online 25 лютого 2026 |
| Цитування | Н.М. Білявина, В.В. Курилюк, М.П. Семенько та ін., Ж. нано- електрон. фіз. 18 № 1, 01002 (2026) |
| DOI | https://doi.org/10.21272/jnep.18(1).01002 |
| PACS Number(s) | 81.05.Bx, 61.66.Dk, 61.05.cp |
| Ключові слова | Механохімічний синтез (2) , Карбід (22) , Нітрид (27) , Кристалічна структура (26) , Електронна структура (17) . |
| Анотація |
Проведено докладне рентгенівське дослідження фазового складу тестових проб, відібраних через кожні 2 години механохімічної обробки у планетарному млині суміші TiПT-4-VN-C за участю нітриду ванадію VN, графіту С, а також порошу промислового титану марки ПT-4, який являє собою суміш гідриду титану TiH2 та -Ti в співвідношенні 3:2. В результаті уточнення кристалічних структур основних фазових складових VN та TiH2, наявних в оброблених сумішах, показано, що за час проведення експерименту (16 год обробки) взаємодія між компонентами шихти проходить в два етапи. А саме, на першому етапі синтезу (до 5 год обробки) домінує процес формування вакансій в нітриді VN з подальшим зануренням атомів ванадію, які при цьому вивільнися, до тетраедричних пор структури TiH2. На цьому ж етапі відбувається взаємодія гідриду титану TiH2 з вуглецем, яка в сукупності із взаємодією з ванадієм призводить до утворення сполуки складу TiV0.33H0.66С0.22, яка при подальшої обробці починає поступове розпадатися. На другому етапі механохімічного синтезу (5-16 год обробки) відбувається занурення до структури нітриду VN атомів титану, які утворюються в результаті руйнування структури Ti, а також формування мультікомпонентного твердого розчину (Ti, V)(C, N). Із застосуванням методів XRD, SEM та EDS аналізів показано, що фінальний продукт механохімічного синтезу містить однакову кількість твердого розчину V0.67Ti0.33N0.93 на базі нітриду VN та еквіатомного твердого розчину (Ti, V)(C, N), формування якого в процесі механохімічного обробки зафіксовано вперше. При аналізі кінетики взаємодії компонентів шихти TiПT-4-VN-C показано, що екстремальні ударні навантаження та деформації, які виникають в процесі МХ синтезу, викликають високий ступінь структурної нестабільності фаз та призводять до тісного контакту між зернами, активуючи протікання дифузійних процесів. Все це в сукупності стимулює процес холодного спікання та створює передмови для подальшого формування твердих розчинів. Проте зважаючи на участь в дифузійних процесах атомів азоту, завершити процес формування твердого розчину (Ti, V)(C, N) та досягнути його повне ущільнення можливе лише під час спікання МХ обробленої суміші при високих температурах. |
|
Перелік посилань |
Інші статті цього номера
1) Розробка та виготовлення компактної широкосмугової антени для бездротових та застосувань в діапазонах ISM/WiMAX/WiFi/5G [01001-1-01001-12]2) Електронна структура кристалів ZnTS, модифікована обміном місцями атомів Zn та S [01003-1-01003-6]
3) Математичне моделювання допустимих термопружних напружень в оптичних елементах електроенергетичних систем [01004-1-01004-6]
4) Вплив температури прожарювання на оптичні властивості наночастинок сплаву AlSbO4, синтезованих золь-гель методом [01005-1-01005-4]
5) Ефективність електромагнітного екранування поліпропіленового нанокомпозиту, наповненого графеном [01006-1-01006-5]
6) Вплив температури синтезу на оптичні характеристики наноструктур ZnO-TA для оптоелектронних застосувань [01007-1-01007-9]
7) Зниження шумової складової сигналу в просторово-частотній області для магнітно-резонансної томографії з використанням багатовіконного методу [01008-1-01008-6]
8) Багатоцільова нейрона мережа для медичної діагностики з перспективою розгортання на ПЛІС [01009-1-01009-6]
9) Розробка датчика електричного струму для моніторингу та автоматизації очищення фотоелектричних електростанцій [01010-1-01010-5]
10) Аb initio обчислювальна схема для опису кінетичних властивостей вюртцитного оксиду цинку [01011-1-01011-5]
11) Структурно-хімічні особливості епоксидних композитів, наповнених біогенним лігноцелюлозним наповнювачем, отриманим з агропромислових відходів [01012-1-01012-7]
12) Електропровідність тонких плівок мідно-нікелевих сплавів [01013-1-01013-7]
13) Проектування лінійної антенної решітки методом Дольфа-Чебишева для високого коефіцієнта посилення та зменшення бічних пелюсток у бездротових системах [01014-1-01014-4]
14) Рукавичка з тактильним зворотним зв’язком на базі Arduino для людей з вадами зору [01015-1-01015-4]
15) Багатопроменева планарна антенна система на основі лінз Ротмана для застосувань UWB IoT [01016-1-01016-5]
16) Корелятивне дослідження IMPATT на основі алмазів DDR та кремнію в терагерцовому режимі [01017-1-01017-4]
17) Розробка компактних, низькоенергетичних КМОП-тригерів для високошвидкісних застосувань [01018-1-01018-5]
18) Конструкція подвійної антени з безконтактним зв'язком для застосувань у діапазоні X [01019-1-01019-5]
19) Розробка та аналіз енергоефективного перемикача рівнів напруги для низькопотужних застосувань [01020-1-01020-5]
20) Вплив нановуглецевих добавок на механічні властивості цементних композитів: дослідження змін статичних та динамічних модулів пружності [01021-1-01021-5]
21) Розмірний аналіз мікросмужкової патч-антени для різних підкладок [01022-1-01022-4]
22) Оптимальна конструкція антени для інтелектуальної системи управління дорожнім рухом з використанням CST [01023-1-01023-4]
23) Аналіз 1 х 4-мережевої антенної решітки для зв’язку 5G [01024-1-01024-4]
24) Інфляція в космології поля творіння з об’ємною в’язкістю та змінною космологічною константою [01025-1-01025-5]
25) Генерація у GaN діоді з 2D-h-BN- шаром [01026-1-01026-5]
26) Умови імпульсного газорозрядного синтезу тонких плівок з високою іонною провідністю [01027-1-01027-6]
27) Застосування ансамблевих алгоритмів машинного навчання для моделювання термомеханічних властивостей нанонаповнених епоксидних композитів [01028-1-01028-10]
28) Покращена продуктивність сонячних елементів з використанням композиту графен/TiO2 як шару електронного транспорту [01029-1-01029-7]
29) Дослідження розподілу пор в активованому вуглеці методом низькотемпературної адсорбції азоту [01030-1-01030-9]
30) Особливості надання епоксидним системам антистатичних властивостей з використанням нанотрубок [01031-1-01031-4]
31) Вплив густини струму на хімічний склад наночастинок ZnS за відсутності та присутності ПАР ATLAS FLUKA [01032-1-01032-6]
32) Десятикутна чотиридіапазонна щілинна мікросмужкова антена для бездротових мереж 5G [01033-1-01033-5]
33) Вплив активного та пасивного охолодження на продуктивність фотоелектричних модулів [01034-1-01034-5]
34) Чисельне дослідження електричних характеристик перехресно-зшитого поліетилену для фотогальванічних застосувань [01035-1-01035-4]
35) Аналіз перехідних процесів та порівняння різних підсилювачів вимірювання напруги та струму [01036-1-01036-5]
