Электродуговой синтез карбида титана с использованием в качестве сырья оксида титана; Известия Томского политехнического университета [Известия ТПУ]. Инжиниринг георесурсов; Т. 337, № 3
| Parent link: | Известия Томского политехнического университета [Известия ТПУ]. Инжиниринг георесурсов=Bulletin of the Tomsk Polytechnic University. Geo Assets Engineering/ Национальный исследовательский Томский политехнический университет.— .— Томск: Изд-во ТПУ, 2015-.— 2413-1830 Т. 337, № 3.— 2026.— С. 120-127 |
|---|---|
| その他の著者: | , , , , |
| 要約: | Актуальность данного исследования обусловлена необходимостью разработки энергоэффективных и технологически простых методов синтеза ультратугоплавких материалов, таких как карбид титана (TiC), который востребован в аэрокосмической, металлургической и электротехнической промышленности. Традиционные методы получения TiC требуют высоких энергозатрат и сложного оборудования, что стимулирует поиск альтернативных подходов. Цель. Исследование возможности синтеза карбида титана безвакуумным электродуговым методом в открытой воздушной среде с использованием коммерчески доступного диоксида титана (TiO₂) и технического углерода (сажи П803). Методы. Синтез карбида титана был реализован безвакуумным электродуговым методом в плазмохимическом реакторе постоянного тока, далее порошковые продукты синтеза были исследованы методами рентгенофазового анализа, растровой электронной микроскопии, проведен анализ удельной поверхности и пористой структуры. Результаты и выводы. Показано, что предложенный метод позволяет синтезировать карбид титана с удельным расходом электроэнергии ~100 кВт·ч/кг, что в 4 раза энергоэффективнее, чем классические методы, использующие вакуумное оборудование. Основной фазой продукта является TiC с кубической решеткой (параметр 4,321±0,005 Å). Установлено влияние избытка/недостатка углерода в шихте на состав продукта: при стехиометрическом соотношении TiO₂:C образуется TiC с минимальным количеством примесей (графит, оксиды титана (рутил, анатаз)). Площадь удельной поверхности полученного порошка составила 4,418 м²/г с преобладанием нанопор (2–10 нм). Перспективным направлением дальнейших исследований является использование титановых руд в качестве сырья для масштабирования технологии безвакуумного электродугового синтеза Relevance. The need to develop energy-efficient and technologically simple methods for the synthesis of ultraluminous materials such as titanium carbide (TiC), which is in demand in the aerospace, metallurgical and electrical industries. Traditional methods of producing TiC require high energy consumption and complex equipment, which encourages the search for alternative approaches. Aim. To investigate the possibility of synthesis of titanium carbide by a vacuum-free electric arc method in an open-air environment using commercially available titanium dioxide (TiO₂) and carbon (P803). Methods. Electric arc synthesis in a DC reactor, X-ray diffractometry, scanning electron microscopy, specific surface area and porous structure analysis. Results and conclusions. The proposed method makes it possible to synthesize titanium carbide with a specific energy consumption of ~100 kWh/kg, which is four times more energy efficient than the classical vacuum method. The main phase of the product is a cubic lattice TiC (parameter 4,321±0,005 Å). The effect of excess/lack of carbon in the charge on the composition of the product was established: with a stoichiometric ratio of TiO₂:C, TiC is formed with a minimum amount of impurities (graphite, rutile, anatase). The specific surface area of the obtained powder was 4.418 m2/g with a predominance of nanopores (2–10 nm). A promising area of further research is the use of titanium ores as raw materials for scaling the technology Текстовый файл |
| 言語: | ロシア語 |
| 出版事項: |
2026
|
| 主題: | |
| オンライン･アクセス: | http://earchive.tpu.ru/handle/11683/135909 http://doi.org/10.18799/24131830/2026/3/5269 |
| フォーマット: | 電子媒体 図書の章 |
| KOHA link: | https://koha.lib.tpu.ru/cgi-bin/koha/opac-detail.pl?biblionumber=686203 |
MARC
| LEADER | 00000naa2a2200000 4500 | ||
|---|---|---|---|
| 001 | 686203 | ||
| 005 | 20260519173936.0 | ||
| 090 | |a 686203 | ||
| 100 | |a 20260422d2026 k||y0rusy50 ca | ||
| 101 | 0 | |a rus | |
| 102 | |a RU | ||
| 135 | |a drcn uucaa | ||
| 200 | 1 | |a Электродуговой синтез карбида титана с использованием в качестве сырья оксида титана |d Electric arc synthesis of titanium carbide using titanium oxide as raw material |z eng |f А. А. Свинухова, А. Я. Пак, А. В. Власов [и др.] | |
| 320 | |a Список литературы: с. 125-126 (26 назв.) | ||
| 330 | |a Актуальность данного исследования обусловлена необходимостью разработки энергоэффективных и технологически простых методов синтеза ультратугоплавких материалов, таких как карбид титана (TiC), который востребован в аэрокосмической, металлургической и электротехнической промышленности. Традиционные методы получения TiC требуют высоких энергозатрат и сложного оборудования, что стимулирует поиск альтернативных подходов. Цель. Исследование возможности синтеза карбида титана безвакуумным электродуговым методом в открытой воздушной среде с использованием коммерчески доступного диоксида титана (TiO₂) и технического углерода (сажи П803). Методы. Синтез карбида титана был реализован безвакуумным электродуговым методом в плазмохимическом реакторе постоянного тока, далее порошковые продукты синтеза были исследованы методами рентгенофазового анализа, растровой электронной микроскопии, проведен анализ удельной поверхности и пористой структуры. Результаты и выводы. Показано, что предложенный метод позволяет синтезировать карбид титана с удельным расходом электроэнергии ~100 кВт·ч/кг, что в 4 раза энергоэффективнее, чем классические методы, использующие вакуумное оборудование. Основной фазой продукта является TiC с кубической решеткой (параметр 4,321±0,005 Å). Установлено влияние избытка/недостатка углерода в шихте на состав продукта: при стехиометрическом соотношении TiO₂:C образуется TiC с минимальным количеством примесей (графит, оксиды титана (рутил, анатаз)). Площадь удельной поверхности полученного порошка составила 4,418 м²/г с преобладанием нанопор (2–10 нм). Перспективным направлением дальнейших исследований является использование титановых руд в качестве сырья для масштабирования технологии безвакуумного электродугового синтеза | ||
| 330 | |a Relevance. The need to develop energy-efficient and technologically simple methods for the synthesis of ultraluminous materials such as titanium carbide (TiC), which is in demand in the aerospace, metallurgical and electrical industries. Traditional methods of producing TiC require high energy consumption and complex equipment, which encourages the search for alternative approaches. Aim. To investigate the possibility of synthesis of titanium carbide by a vacuum-free electric arc method in an open-air environment using commercially available titanium dioxide (TiO₂) and carbon (P803). Methods. Electric arc synthesis in a DC reactor, X-ray diffractometry, scanning electron microscopy, specific surface area and porous structure analysis. Results and conclusions. The proposed method makes it possible to synthesize titanium carbide with a specific energy consumption of ~100 kWh/kg, which is four times more energy efficient than the classical vacuum method. The main phase of the product is a cubic lattice TiC (parameter 4,321±0,005 Å). The effect of excess/lack of carbon in the charge on the composition of the product was established: with a stoichiometric ratio of TiO₂:C, TiC is formed with a minimum amount of impurities (graphite, rutile, anatase). The specific surface area of the obtained powder was 4.418 m2/g with a predominance of nanopores (2–10 nm). A promising area of further research is the use of titanium ores as raw materials for scaling the technology | ||
| 336 | |a Текстовый файл | ||
| 461 | 1 | |0 288378 |9 288378 |t Известия Томского политехнического университета [Известия ТПУ]. Инжиниринг георесурсов |l Bulletin of the Tomsk Polytechnic University. Geo Assets Engineering |f Национальный исследовательский Томский политехнический университет |c Томск |n Изд-во ТПУ |d 2015- |x 2413-1830 | |
| 463 | 1 | |0 686141 |9 686141 |t Т. 337, № 3 |d 2026 |v С. 120-127 | |
| 610 | 1 | |a электронный ресурс | |
| 610 | 1 | |a труды учёных ТПУ | |
| 610 | 1 | |a карбид титана | |
| 610 | 1 | |a безвакуумный метод | |
| 610 | 1 | |a электродуговой реактор | |
| 610 | 1 | |a рентгенофазовый анализ | |
| 610 | 1 | |a электронная микроскопия | |
| 610 | 1 | |a метод Брунауэра–Эммета–Теллера | |
| 610 | 1 | |a titanium carbide | |
| 610 | 1 | |a vacuum-free method | |
| 610 | 1 | |a electric arc reactor | |
| 610 | 1 | |a X-ray phase analysis | |
| 610 | 1 | |a Brunauer–Emmett–Teller method | |
| 701 | 1 | |a Свинухова |b А. А. |c специалист в области электроэнергетики |c инженер Томского политехнического университета |f 1999- |g Арина Андреевна |9 88532 | |
| 701 | 1 | |a Пак |b А. Я. |c специалист в области электротехники |c профессор Томского политехнического университета, доктор технических наук |f 1986- |g Александр Яковлевич |9 14481 | |
| 701 | 1 | |a Власов |b А. В. |c специалист в области информатики и вычислительной техники |c старший лаборант, младший научный сотрудник Томского политехнического университета |f 1997- |g Алексей Владимирович |9 22943 | |
| 701 | 1 | |a Сподина |b А. В. |g Анастасия Вячеславовна |f 2006- |c старший лаборант, техник Томского политехнического университета |9 88986 | |
| 701 | 1 | |a Шляхов |b Т. С. |c студент ИШЭ |c техник Томского политехнического университета |f 2004- |g Тимофей Сергеевич |9 89119 | |
| 801 | 0 | |a RU |b 63413507 |c 20260421 | |
| 850 | |a 63413507 | ||
| 856 | 4 | 0 | |u http://earchive.tpu.ru/handle/11683/135909 |z http://earchive.tpu.ru/handle/11683/135909 |
| 856 | 4 | 0 | |u http://doi.org/10.18799/24131830/2026/3/5269 |z http://doi.org/10.18799/24131830/2026/3/5269 |
| 942 | |c CF | ||