Atmospheric-Pressure Synthesis of Titanium Carbide in an Arc Plasma Reactor

A. A. Gumovskaya; Гумовская А. А.; V. V. Shekhovtsov; Шеховцов В. В.; A. Ya. Pak; Пак А. Я.; R. D. Gerasimov; Герасимов Р. Д.; O. G. Volokitin; Волокитин О. Г.; G. Ya. Mamontov; Мамонтов Г. Я.

doi:10.31857/S0002337X23050044

Синтез карбида титана в дуговом реакторе при атмосферном давлении

Авторы: Гумовская А.А.¹^,2, Шеховцов В.В.¹, Пак А.Я.², Герасимов Р.Д.¹^,2, Волокитин О.Г.¹, Мамонтов Г.Я.²
Учреждения:
1. Томский государственный архитектурно-строительный университет
2. Национальный исследовательский Томский политехнический университет
Выпуск: Том 59, № 5 (2023)
Страницы: 475-480
Раздел: Статьи
URL: https://journal-vniispk.ru/0002-337X/article/view/140146
DOI: https://doi.org/10.31857/S0002337X23050044
EDN: https://elibrary.ru/QFIDHB
ID: 140146

Цитировать

Полный текст

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Выполнен синтез карбида титана в дуговом реакторе атмосферного давления при воздействии плазменной струи на шихту стехиометрического состава Ti : C ~ 1 : 1.05. Установлены зависимости фазового состава синтезируемого порошка TiC от продолжительности нахождения шихты под воздействием потока термической плазмы, а также от силы тока в диапазоне 40–120 А, подаваемого на электродуговой плазмотрон. Полученные при оптимальном режиме синтеза порошки характеризуются кубической фазой карбида титана, фракционный состав представлен полидисперсными частицами с ярко выраженными агломератами размером порядка 50–100 мкм; при этом поверхность агломератов представлена уплотненной коркой с перфорацией (диаметр пор не превышает 2 мкм).

Ключевые слова

карбид титана, плазменный реактор, плазмотрон, безвакуумный метод, дисперсный порошок

Список литературы

Bonis A. De Formation of Titanium Carbide (TiC) and TiC@C Core-Shell Nanostructures by Ultra-Short Laser Ablation of Titanium Carbide and Metallic Titanium in Liquid // J. Colloid Interface Sci. 2017. V. 489. P. 76–84. https://doi.org/10.1016/j.jcis.2016.08.078
Cho D. Synthesis of Titanium Carbide–Carbon Nanofibers via Carbothermal Reduction of Titania with Carbon // Ceram. Int. 2015. V. 41. № 9. P. 10974–10979. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2015.05.041
Dong Q. Functionalized Titanium Carbide as Novel Catalyst Support for Pd Catalyzed Electrochemical Reaction // Int. J. Hydrogen Energy. 2017. V. 42. № 5. P. 3206–3214. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2016.09.217
Ghidiu M. Conductive Two-Dimensional Titanium Carbide “Clay” with High Volumetric Capacitance // Nature. 2014. V. 516. P. 78–81. https://doi.org/10.1038/nature13970
Ghosh S. Synthesis of Titanium Carbide Nanoparticles by Wire Explosion Process and Its Application in Carbon Dioxide Adsorption // J. Alloys Compd. 2019. V. 794. P. 645–653. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2019.04.299
Gusev A. I. Phase Equilibria, Phases and Compounds in the TiC System // Russ. Chem. Rev. 2002. V. 71. № 6. P. 439–463. https://doi.org/10.1070/RC2002v071n06ABEH000721
Kunkel C. Combining Theory and Experiment for Multitechnique Characterization of Activated CO2 on Transition Metal Carbide (001) Surfaces // J. Phys. Chem. C. 2019. V. 123. № 13. P. 7567–7576. https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.7b12227
Lin S. Y., Zhang X. Two-Dimensional Titanium Carbide Electrode with Large Mass Loading for Supercapacitor // J. Power Sources. 2015. V. 294. P. 354–359. https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2015.06.082
Luo Y. A Long Cycle Life Asymmetric Supercapacitor Based on Advanced Nickel-Sulfide/Titanium Carbide (Mxene) Nanohybrid and MXene Electrodes // J. Power Sources. 2020. V. 450. P. 227694. https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2019.227694
Rasaki S. A. Synthesis and Application of Nano-Structured Metal Nitrides and Carbides: A Review // Prog. Solid State Chem. 2018. V. 50. P. 1–15. https://doi.org/10.1016/j.progsolidstchem.2018.05.001
Shekhovtsov V.V., Skripnikova N.K., Volokitin O.G. Phase Transitions in SiO2 Nanopowder Synthesized by Electric Arc Plasma // IEEE Trans. plasma Sci. 2021. V. 49. № 9. https://doi.org/10.1109/TPS.2021.3091138
Syamsai R. Synthesis and Properties of 2D-Titanium Carbide MXene Sheets towards Electrochemical Energy Storage Applications // Ceram. Int. 2017. V. 43. № 16. P. 13119–13126. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2017.07.003
Крылова Т.А. Коррозионная стойкость и износостойкость покрытий, полученных методом вневакуумной электронно-лучевой наплавки тугоплавких карбидов на низкоуглеродистую сталь // Неорган. материалы. 2020. Т. 56. № 3. С. 343–347. https://doi.org/10.31857/S0002337X20030094
Сеплярский Б.С. Фазовый состав и структурa продуктов синтеза карбида титана с никелевой связкой // Неорган. материалы. 2019. Т. 55. № 11. С. 1169–1175. https://doi.org/10.1134/S0002337X19110113