Механохімічний синтез карбіду NiCx з дефектною структурою типу сфалериту

Abstract

Нанорозмірний карбід NiCx (x ≤ 0,33) із дефектною кубічною структурою типу сфалериту (а = 0,3549 нм) синтезовано методом механохімічного сплавлення суміші порошків нікелю та багатостінних вуглецевих нанотрубок в високоенергетичному кульовому планетарному млині. Показано, що під час механохімічної обробки шихти відбувається руйнування нанотрубок і внаслідок дифузії атоми аморфізованого вуглецю частково заповнюють тетраедричні пустоти в кристалічній ґратці нікелю. Показано також, що на характер взаємодії між вихідними компонентами та відповідно й на фазовий склад кінцевого продукту синтезу істотно впливає алотропічна форма вуглецевої компоненти шихти Ni—C (графіт або вуглецеві нанотрубки).

Наноразмерный карбид NiCx (x ≤ 0,33) с дефектной кубической структурой типа сфалерита (а = 0,3549 нм) синтезирован методом механохимического сплавления смеси порошков никеля и многостенных углеродных нанотрубок в высокоэнергетической шаровой планетарной мельнице. Показано, что при механохимической обработке шихты происходит разрушение нанотрубок и в результате диффузии атомы углерода частично заполняют тетраэдрические пустоты в кристаллической решетке никеля. Показано также, что на характер взаимодействия между исходными компонентами и, соответственно, на фазовый состав конечного продукта синтеза существенно влияет аллотропическая форма углеродной компоненты шихты Ni—C (графит или углеродные нанотрубки).

NiCx nano-sized carbide (x ≤ 0.33) with the sphalerite-type defect cubic structure (a = 0.3549 nm) is synthesized by the mechanochemical alloying of the mixture of a nickel powder and multiwalled carbon nanotubes in a highenergy planetary ball mill. It is shown that the destruction of nanotubes occurs at the mechanochemical processing of the charge, and the carbon atoms partially fill the tetrahedral voids in the nickel crystal lattice as a result of the diffusion. It is also shown that the allotropic form of the carbon component of the Ni—C charge (graphite or carbon nanotubes) significantly affects the nature of the interaction between the initial components and, consequently, the phase composition of the final synthesis product.