Реферат: Термобарический синтез кристаллического нитрида углерода - текст реферата. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Реферат

Термобарический синтез кристаллического нитрида углерода

Банк рефератов / Биология

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Реферат
Язык реферата: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Архив Zip, 33 kb, скачать бесплатно
Заказать
Узнать стоимость написания уникального реферата

Узнайте стоимость написания уникальной работы

Термобарический син тез кристаллического нитрида углерода О. В. Кравченко, К. П. Бурдина, Б. М. Булычев, С. А. Трашин, Ю. Я. Кузяков, В. Н. Леднев, Н. Б. Зоров, А. Г. Буяновская, Р. У. Таказова В 1989 г. была впервые предсказана возможность существования при нормальны х условиях кристаллического нитрида углерода по строению подобного из вестному нитриду кремния |и по твердости сравнимого с алмазом [1]. Расчеты, выполненные в последующие годы [2], подтвердили возможность существовани я этой и других модификаций кристаллического нитрида углерода, обладаю щих ценными механическими и электрофизическими свойствами. Эти теоретические выкладки стимулировали многочисленные эксперимент альные исследования по синтезу и изучению строения различных фаз, содер жащих в своем составе атомы углерода и азота. К настоящему времени в науч ной литературе имеется более 400 публикаций на эту тему. В большинстве работ сообщается только о синтезе пленок, в том числе и алм азоподобных, содержащих нестехиометрические азот-углеродные соединен ия. Как правило, их макроструктура представляет собой матрицу из аморфно го нитрида углерода с вкраплением зерен кристаллической фазы. Для твердофазного синтеза объемных образцов кристаллического нитрида углерода различные углеродные вещества с высоким содержанием азота, та кие как 1,3,5-триазин, тетрацианэтилен, парациан и др. подвергались воздейст вию высокого давления и температуры. Все исходные вещества обладали низ кой плотностью с атомами углерода в состоянии sp1-гибридизации. Очевидно, ч то высокое давление должно стимулировать образование высокоплотной кр исталлической фазы с изменением типа гибридизации атома углерода впло ть до состояния sp3. Однако получить макроскопическое количество кристал лического нитрида углерода до настоящего времени таким способом не уда валось [3]. Сложность термобарического синтеза кристаллического нитрида углерод а заключается в том, что неизвестна область его термодинамической стаби льности. Иными словами неизвестно, насколько велики должны быть давлени е и температура синтеза для образования высокоплотной кристаллической фазы. Очевидно только, что температура синтеза должна быть ниже темпера туры разложения исходного соединения, при которой происходит выделени е молекулярного азота. С другой стороны, она должна быть достаточно высо кой, чтобы обеспечить высокую скорость образования кристаллической фа зы нитрида. Объемный образец кристаллического нитрида углерода был впервые получе н в 2002 г. на Химическом факультете МГУ при термобарическом воздействии на аморфный нитрид углерода в присутствии затравок кристаллизации [4]. В кач естве затравок использовались пленки азот-углеродных соединений, соде ржащие монокристаллические зародыши нитрида углерода, нанесенные на п оверхность пластин из монокристаллического кремния лазерным электрор азрядным методом. Аморфный нитрид углерода синтезирован в результате р еакции пиролиза Hg(CNS)2 при температуре 180— 340 °С. Его химический состав соотве тствовал формуле С^4 ч- В рентгеновских спектрах продукта термобарическо го синтеза были выявлены рефлексы, указывающие на присутствие в нем прим ерно равных количеств кристаллических а- и р-фаз СзКф С целью получения дополнительной информации о возможности образования кристаллического нитрида углерода нами исследована возможность приго товления аморфного нитрида углерода из тиоцианата цинка, а также возмож ность его кристаллизации в условиях термобарического синтеза. Выбор этого соединения обусловлен тем, что строение тиоцианата цинка су щественно отличается от строения тиоцианата ртути. Действительно, в то в ремя как атомы ртути в тиоцианате ртути имеют одинаковое окружение, в ти оцианате цинка существует два вида атомов металла: часть из них окружена только атомами серы, другая часть только атомами азота роданидных групп . Эти отличия могут привести к образованию разных структурных фрагменто в CN в аморфном продукте, часть из которых может привести к образованию кри сталлической фазы нитрида углерода. Роданид цинка был приготовлен известными методами по реакции между раз бавленным водным раствором роданистой кислоты, полученной ионным обме ном, и гидроксидом цинка. Рентгенограмма полученного образца хорошо сов падает с известной из литературы [6]. Синтез аморфного нитрида углерода из роданида ци нка Термическое разложение роданида цинка изучено недостаточно полно и св едения о механизме его термораспада в литературе отсутствуют. Нами было показано, что разложение роданида цинка в условиях политермического на гревания в вакууме или в атмосфере инертного газа начинается при темпер атурах выше 300 °С и связано с выделением в газовую фазу сероуглерода и сер ы в количестве около 20% от первоначальной массы. Дальнейшее нагревание пр иводит к монотонной потере массы, суммарная потеря массы при нагревании образца до 900 °С составляет около 44%. В твердом остатке в виде кристаллическ ой фазы регистрируется сульфид цинка. Изотермическое разложение тиоци аната цинка в вакууме при температуре около 350 °С сопровождается осажден ием на холодных частях пиролизера образовавшейся в результате термоли за серы и твердого вещества, окрашенного в коричнево-желтый цвет. Состав этого кристаллического продукта (возможно, смеси веществ) подробно не из учался, однако методами химического анализа было установлено, что он сод ержит азот, углерод и серу. В колебательном спектре этого продукта прису тствуют полосы поглощения в области 1000— 1700 см"1, схожие по положению и форме со спектрами соединений с триазиновыми циклами. Твердый остаток, полученный в результате термолиза тиоцианата цинка в у казанных условиях, дает на рентгенограммах только весьма слабые и размы тые линии, которые можно отнести к плохо закристаллизованному сульфиду цинка, остальные присутствующие фазы — рентгеноаморфны. Таким образом, можно предположить, что термораспад роданида цинка, в отличие от роданид а ртути, протекает по меньшей мере по двум направлениям, и может быть пред ставлен в общем виде уравнениями 1 и 2: где значения т и п не определялись. С учетом приведенных выше результатов использовалась следующая методи ка для приготовления аморфного нитрида углерода. В круглодонную колбу помещался роданид цинка. Колба вакуумировалась, ме дленно нагревалась до температуры 350 °С и выдерживалась при этой темпера туре в течение часа. При этом наблюдалось осаждение в непосредственной б лизости от зоны нагрева продуктов возгонки, окрашенных в желто-коричнев ые цвета. После охлаждения колбы твердый остаток извлекался и подвергал ся действию смеси соляной и азотной кислот при комнатной температуре в т ечение 6— 8 часов, затем промывался царской водкой и водой до нейтральног о значения рН. Окончательная стадия заключалась в сушке препарата в ваку уме при медленном нагревании до 200 °С. Состав продукта синтеза Состав полученного препарата устанавливался методами элементного ана лиза и рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (РФЭС). Элементный а нализ проводили на модифицированном автоматическом CHNS-анализаторе фирм ы Carlo-Erba (Италия). Согласно данным анализа состав вещества отвечает формуле CsN/t^Sf)^ ' f^O. При этом присутствие воды обусловлено, по-видимому, контактом высо кодисперсного вещества с влагой воздуха, избежать которого в рамках исп ользованного метода аналитического определения состава не представля ется возможным. Это подтверждается фактом удаления воды при повторном в акуумировании и нагревании образца до 100 °С. Рентгеновские фотоэлектронные спектры полученных образцов изучались с использованием прибора XPS Spectrometer, PHI 5400, Perkin Elmer в МИСИС в лаборатории д.х.н. Е.А. Скрыл евой. Согласно полученным данным соотношение элементов в исследованны х образцах отвечает формуле СзК^з^о.оз- Термобарические эксперименты проводили на установках высокого давлен ия в камерах типа «тороид», в которых аморфный нитрид углерода помещали между пластинками кремния Si(lOO) с нанесенными на них пленками. Пленки имели непосредственный контакт с аморфным нитридом углерода. Условия синтез а были аналогичны условиям, проведенных нами ранее опытов по кристаллиз ации аморфной формы нитрида углерода, полученной из роданида ртути [4] (дав ление 6 ГПа, температура — 450 и 500 °С, время экспозиции термобарического воз действия 2— 2,5 часа). Полученные продукты идентифицировали методом рентгенофазового анали за (РФА) на приборе ДРОН-4. Записывались дифрактограммы порошка основной м ассы нитрида углерода, а также отражения с поверхности кремниевой пласт ины (100) со стороны, контактировавшей с массивным образцом нитрида углерод а, и после разрушения и растирания пластины. Полученные результаты предс тавлены в таблице. Анализ представленных в таблице результатов показывает: — на рентгенограммах имеются линии, свидетельствующие об образовании кристаллических фаз; — на рентгенограммах имеются линии, относящиеся к ранее наблюдаемым на ми а- и р-фазам Сз^. Значения этих линий отмечены в таблице жирным шрифтом и выделены курсив ом; — на рентгенограммах имеются линии, относящиеся к соединениям неизвес тного состава и структуры. Значком + отмечены отражения, которые совпада ют с отражениями, зарегистрированными нами в предыдущей работе [4] и также отнесенными к неизвестной фазе; — в спектре пластин обнаружены очень слабые линии, которые можно отнест и к a-C3N4- Интенсивность спектра исключительно слаба вследствие малого кол ичества вещества на пластинах; — наиболее интенсивные отражения, указывающие на присутствие кремния, обнаружены в порошке, полученном при растирании пластин. Используя значения параметров кристаллической р ешетки а и с, опубликованные в [3], нами было показано, что ряд дополнительно полученных в настоящей работе отражений, по сравнению с опубликованным и в [4], также относятся к а- и р-фазам С3Кф Эти отражения отмечены в таблице зв ездочкой. Для наглядности в таблице представлены результаты теоретиче ских расчетов отражений для а- и Р-фаз C3N4, взятые из работы [5]. Отражений, соот ветствующих кубической, псевдокубической или графитоподобной фазам кр исталлического C3N4, на наших рентгенограммах не обнаружено. Из анализа полученных данных можно сделать вывод, что в вышеуказанных те рмобарических условиях аморфный нитрид углерода, полученный в результате реакции термораспада роданида цинка, кристаллизуется в вид е а- и р-фаз, а также фаз неизвестного состава и строения. Использование в к ачестве исходного материала аморфного нитрида углерода, синтезированн ого из различных начальных веществ, приводит к образованию продукта с пр имерно равным содержанием а- и Р-фаз C3N4- Следует отметить, что содержание об разовавшихся в результате термобарического синтеза кристаллических ф аз весьма мало, что препятствует их выделению и проведению более детальн ых исследований. Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундамент альных исследований (проект 01-03-3284). Список литературы 1. LiuA.Y., Cohen M.L. Science, 1989, v. 245, p. 841-843. 2. Корсунский В.Л., Пепекин В.И. Успехи химии, 1997, т. 66, № 11, с. 1003-1014. 3. Chen-Bao Cao e. a. Diamound and Relat. Mater., 2003, v. 12, p. 1070-1078. 4. Бурдина К.П. и др. Изв. АН. Сер. хим., 2002, № 9, с. 1501-1509. 5. Matsumoto S., Xie E.-Q, Izumi F. Diamound and Relat. Mater., 2000, v. 9, p. 94-101. 6. Картотека ASTM. Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://www.chem.msu.su/
1Архитектура и строительство
2Астрономия, авиация, космонавтика
 
3Безопасность жизнедеятельности
4Биология
 
5Военная кафедра, гражданская оборона
 
6География, экономическая география
7Геология и геодезия
8Государственное регулирование и налоги
 
9Естествознание
 
10Журналистика
 
11Законодательство и право
12Адвокатура
13Административное право
14Арбитражное процессуальное право
15Банковское право
16Государство и право
17Гражданское право и процесс
18Жилищное право
19Законодательство зарубежных стран
20Земельное право
21Конституционное право
22Конституционное право зарубежных стран
23Международное право
24Муниципальное право
25Налоговое право
26Римское право
27Семейное право
28Таможенное право
29Трудовое право
30Уголовное право и процесс
31Финансовое право
32Хозяйственное право
33Экологическое право
34Юриспруденция
 
35Иностранные языки
36Информатика, информационные технологии
37Базы данных
38Компьютерные сети
39Программирование
40Искусство и культура
41Краеведение
42Культурология
43Музыка
44История
45Биографии
46Историческая личность
47Литература
 
48Маркетинг и реклама
49Математика
50Медицина и здоровье
51Менеджмент
52Антикризисное управление
53Делопроизводство и документооборот
54Логистика
 
55Педагогика
56Политология
57Правоохранительные органы
58Криминалистика и криминология
59Прочее
60Психология
61Юридическая психология
 
62Радиоэлектроника
63Религия
 
64Сельское хозяйство и землепользование
65Социология
66Страхование
 
67Технологии
68Материаловедение
69Машиностроение
70Металлургия
71Транспорт
72Туризм
 
73Физика
74Физкультура и спорт
75Философия
 
76Химия
 
77Экология, охрана природы
78Экономика и финансы
79Анализ хозяйственной деятельности
80Банковское дело и кредитование
81Биржевое дело
82Бухгалтерский учет и аудит
83История экономических учений
84Международные отношения
85Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
86Финансы
87Ценные бумаги и фондовый рынок
88Экономика предприятия
89Экономико-математическое моделирование
90Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
Офигеть, на мою страничку "Вконтакте" пришла заявка: "Психиатрическая больница им. Бехтерева хочет добавить вас в друзья".
Нашли, блин, всё-таки...
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Обратите внимание, реферат по биологии "Термобарический синтез кристаллического нитрида углерода", также как и все другие рефераты, курсовые, дипломные и другие работы вы можете скачать бесплатно.

Смотрите также:


Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2016
Рейтинг@Mail.ru