Способы получения керамики на основе нитридов металлов (обзор)

А. М. ЦАРЕВА (e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.), А. В. ЛЕОНОВ, канд. техн. наук А. С. ЛЫСЕНКОВ, канд. техн. наук М. А. СЕВОСТЬЯНОВ; Институт металлургии и материаловедения им. А. А. Байкова РАН (ИМЕТ РАН) (Россия, г. Москва)

Громов А. А. Закономерности процессов получения нитридов и оксинитридов элементов III ? IV групп сжиганием порошков металлов в воздухе / Томский политехн. ун-т. Томск: Изд-во ТПУ, 2009. 199 с. Тот Л. Карбиды и нитриды переходных металлов. М.: Мир, 1974. 294 с. Самсонов Г. В. Нитриды. Киев: Наукова думка, 1969. 371 с. Xu L., Li S., Zhang Y., Zhai Y. Synthesis, properties and applications of nanoscale nitrides, borides and carbides // Nanoscale. 2012. V. 4. No. 16. P. 4900 ? 4915. Kim D., Kim T., Park H. et al. Synthesis of nanocrystalline magnesium nitride (Mg3N2) powder using thermal plasma // Applied Surface Science. 2011. V. 257. No. 12. P. 5375 ? 5379. Дитц А. А. Оксинитридные керамические материалы на основе продуктов сжигания промышленных порошков металлов в воздухе: дис. ? канд. техн. наук / Томск. политехн. ун-т. Томск, 2006. 167 с. Salamat A., Hector A. L., Kroll P., McMillan P. F. Nitrogen-rich transition metal nitrides // Coordination Chemistry Reviews. 2013. V. 257. No. 13 ? 14. P. 2063 ? 2072. Ma J., Du Y., Wu M., Pan M. C. One simple synthesis route to nanocrystalline tantalum carbide via the reaction of tantalum pentachloride and sodium carbonate with metallic magnesium // Materials Letters. 2007. V. 61. No. 17. P. 3658 ? 3661. Gu Y., Chen L., Qian Y. Synthesis of nanocrystalline boron carbide via a solvothermal reduction of CCl4 in the presence of amorphous boron powder // Journal of the American Ceramic Society. 2005. V. 88. No. 1. P. 225 ? 227. Kelly J. P., Kanakala R., Graeve O. A. A Solvothermal Approach for the Preparation of Nanostructured Carbide and Boride Ultra?High?Temperature Ceramics // Journal of the American Ceramic Society. 2010. V. 93. No. 10. P. 3035 ? 3038. Feng S., Xu R. New materials in hydrothermal synthesis // Accounts of chemical research. 2001. V. 34. No. 3. P. 239 ? 247. Modeshia D. R., Walton R. I. Solvothermal synthesis of perovskites and pyrochlores: crystallisation of functional oxides under mild conditions // Chemical Society Reviews. 2010. V. 39. No. 11. P. 4303 ? 4325. Walton R. I. Subcritical solvothermal synthesis of condensed inorganic materials // Chemical Society Reviews. 2002. V. 31. No. 4. P. 230 ? 238. Yang M., MacLeod M. J., Tessier F. et al. Mesoporous metal nitride materials prepared from bulk oxides // Journal of the American Ceramic Society. 2012. V. 95. No. 10. P. 3084 ? 3089. Huo J., Song H., Chen X., Lian W. Formation and transformation of carbon-encapsulated iron carbide/iron nanorods // Carbon. 2006. V. 13. No. 44. P. 2849 ? 2852. Lee D. W., Yu J. U., Kim B. K. et al. Fabrication of ferromagnetic iron carbide nanoparticles by a chemical vapor condensation process // Journal of Alloys and Compounds. 2008. V. 449. No. 1 ? 2. P. 60 ? 64. Zhu Y. J., Chen F. Microwave-assisted preparation of inorganic nanostructures in liquid phase // Chemical reviews. 2014. V. 114. No. 12. P. 6462 ? 6555. Баранчиков А. Е., Иванов В. К., Третьяков Ю. Д. Сонохимический синтез неорганических материалов // Успехи химии. 2007. Т. 76. ? 2. С. 147 ? 168. Гусев А. И., Ремпель А. А. Нанокристаллические материалы. М.: Физматлит, 2001. 224 с. Ильин А. П., Громов А. А., Толбанова Л. О. Явление химического связывания азота воздуха с образованием крис-таллических фаз нитридов при горении порошкообразных металлов, бора и кремния // Фундаментальные исследования. 2008. ? 4. С. 13 ? 18. Пат. РФ 2312061. Способ получения нитевидного нитрида алюминия / Ю. Д. Афонин, А. Р. Бекетов, А. В. Анипко и др. // Бюл. 2006. ? 34. Елагин А. А., Шишкин Р. А., Афонин Ю. Д. и др. Механизм процесса и технология газофазного синтеза нитрида алюминия // Современные проблемы науки и образования. 2013. ? 3. С. 9. Кудякова В. С., Банников В. В., Елагин А. А. и др. Газофазный синтез гексагональной и кубической фаз нитрида алюминия ? метод и его преимущества // Письма в Журнал технической физики. 2016. Т. 42. ? 5. С. 74 ? 80. Chen G. Z., Fray D. J., Farthing T. W. Direct electrochemical reduction of titanium dioxide to titanium in molten calcium chloride // Nature. 2000. V. 407. No. 6802. P. 361 ? 364. Huayi Yin, Tang Yu, Diyong Tang et al. Electrochemical preparation of NiAl intermetallic compound from solid oxides in molten CaCl2 and its corrosion behaviors in NaCl aqueous solution // Materials Chemistry and Physics. 2012. V. 133. No. 1. P. 465 ? 470. Zhao B., Wang L., Dai L.et al. Direct electrolytic preparation of cerium/nickel hydrogen storage alloy powder in molten salt // Journal of Alloys and Compounds. 2009. V. 468. No. 1 ? 2. P. 379 ? 385. Марьева Е. К. Электрохимический синтез диоксида титана и нитрида титана в водосодержащих органических электролитах: дис. ? канд. техн. наук / Юж. фед. ун-т. Таганрог, 2013. 125 с. Yang M., MacLeod M. J., Tessier F., DiSalvo F. J. Mesoporous metal nitride materials prepared from bulk oxides // Journal of the American Ceramic Society. 2012. V. 95. No. 10. P. 3084 ? 3089. Jiang G., Xu F., Yang Sh. et al. Mesoporous, conductive molybdenum nitride as efficient sulfur hosts for high-performance lithium-sulfur batteries // Journal of Power Sources. 2018. V. 395. P. 77 ? 84. Yang M., Allen A. J., Nguyen M. T. et al. Corrosion behavior of mesoporous transition metal nitrides // Journal of Solid State Chemistry. 2013. V. 205. P. 49 ? 56. Шабанова Н. А., Саркисов П. Д. Золь-гель технологии. Нанодисперсный кремнезем. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2012. 328 с. (Нанотехнологии). Sanchez C.. Soler-Illia G. J. A. A., Ribot F. et al. Designed hybrid organic ? inorganic nanocomposites from functional nanobuilding blocks // Chemistry of Materials. 2001. V. 13. No. 10. P. 3061 ? 3083. Agaskar P. A. Organolithic macromolecular materials derived from vinyl-functionalized spherosilicates: novel potentially microporous solids // Journal of the American Chemical Society. 1989. V. 111. No. 17. P. 6858 ? 6859. Bradley D. C., Thomas I. Ms. Metallo-organic compounds containing metal?nitrogen bonds. Pt I. Some dialkylamino-derivatives of titanium and zirconium // Journal of the Chemical Society (Resumed). 1960. P. 3857 ? 3861. Brown G. M., Maya L. Ammonolysis products of the dialkylamides of titanium, zirconium, and niobium as precursors to metal nitrides // Journal of the American Ceramic Society. 1988. V. 71. No. 1. P. 78 ? 82. Nelson J. A., Wagner M. J. High surface area Mo2C and WC prepared by alkalide reduction // Chemistry of materials. 2002. V. 14. No. 4. P. 1639 ? 1642. Lei M., Zhao H. Z., Yang H. et al. Synthesis of transition metal carbide nanoparticles through melamine and metal oxides // Journal of the European Ceramic Society. 2008. V. 28. No. 8. P. 1671 ? 1677. Фаерштейн К. Л. Синтез наноструктур BN и их применение для упрочнения легких металлических матриц на основе Al: дис. ? канд. техн. наук / НИТУ МИСиС. М., 2016. 137 с. Мержанов А. Г. Процессы горения и синтез материалов / ИСМАН. Черноголовка, 1998. 512 с. Bichurov G. V. The use of halides in SHS azide technology // International Journal of Self Propagating High Temperature Synthesis. 2000. V. 9. No. 2. P. 247 ? 268. Бичуров Г. В. Самораспространяющийся высокотемпе-ратурный синтез тугоплавких нитридов с использованием азида натрия и галоидных солей // Изв. вузов. Цветная металлургия. 2001. ? 2. С. 55 ? 61. Майдан Д. А., Бичуров Г. В. Самораспространяющийся высокотемпературный синтез нитридов металлов IV, V и VIII групп с использованием азида натрия и галоидных солей аммония // Изв. вузов. Цветная металлургия. 2001. ? 2. С. 76 ? 80. Барзыкин В. В. Тепловой взрыв в технологии неоргани-ческих материалов // Самораспространяющийся высоко-температурный синтез: теория и практика / под ред. А. Е. Сычева. Черноголовка: Территория, 2001. С. 8. Амосов А. П., Бичуров Г. В. Азидная технология самораспространяющегося высокотемпературного синтеза микро- и нанопорошков нитридов. М.: Машиностроение-1, 2007. 526 с. Мержанов А. Г., Боровинская И. П., Володин Ю. Е. О механизме горения пористых металлических образцов в азоте // Докл. АН СССР. 1972. Т. 206. ?. 4. С. 905 ? 908. Andrievski R. A. Nanomaterials based on high-melting carbides, nitrides and borides // Russian chemical reviews. 2005. V. 74. No. 12. P. 1063 ? 1175. Wu K., Luo Q., Chen S. et al. Hydrogen storage in a Li?Al?N ternary system // International Journal of Hydrogen Energy. 2009. V. 34. No. 19. P. 8101 ? 8107. Langmi H. W., McGrady G. S. Ternary nitrides for hydrogen storage: Li?B?N, Li?Al?N and Li?Ga?N systems // Journal of Alloys and Compounds. 2008. V. 466. No. 1 ? 2. P. 287 ? 292. Hadjipanayis G. C. Nanophase hard magnets // Journal of magnetism and magnetic materials. 1999. V. 200. No. 1 ? 3. P. 373 ? 391. Oyama S. T. Chemistry of Transition Metal Carbides and Nitrides. London: Blackie Academic & Professional, 1996. 535 p. Alexander A. M., Hargreaves J. S. J. Alternative catalytic materials: carbides, nitrides, phosphides and amorphous boron alloys // Chemical Society Reviews. 2010. V. 39. No. 11. P. 4388 ? 4401. Chen H., Wen W., Wang Q. et al. In Situ XRD Studies of ZnO/GaN Mixtures at High Pressure and High Temperature: Synthesis of Zn-Rich (Ga1?xZnx)(N1? xOx) Photocatalysts // The Journal of Physical Chemistry. C. 2010. V. 114. No. 4. P. 1809 ? 1814. Hern?ndez-Alonso M. D., Fresno F., Suarez S., Coronado J. M. Development of alternative photocatalysts to TiO2: challenges and opportunities // Energy & Environmental Science. 2009. V. 2. No. 12. P. 1231 ? 1257. Yamanaka S., Hotehama K., Kawaji H. Superconductivity at 25.5 K in electron-doped layered hafnium nitride // Nature. 1998. V. 392. No. 6676. P. 580 ? 582. Tanakaa I., Pezzotti G., Okamoto T. et al. Hardness of cubic silicon nitride // Journal of materials research. 2002. V. 17. No. 4. P. 731 ? 733. Tian Y., Xu B., Dongli Y. et al. Ultrahard nanotwinned cubic boron nitride // Nature. 2013. V. 493. No 7432 P. 385. Williams O. A. Nanocrystalline diamond // Diamond and Related Materials. 2011. V. 20. No 5 ? 6. P. 621 ? 640. Niyomsoan S., Grant W., Olson D. L. et al. Variation of color in titanium and zirconium nitride decorative thin films // Thin Solid Films. 2002. V. 415. No. 1 ? 2. P. 187 ? 194. Arsecularatne J. A., Zhang L. C., Montross C. Wear and tool life of tungsten carbide, PCBN and PCD cutting tools // International Journal of Machine Tools and Manufacture. 2006. V. 46. No. 5. P. 482 ? 491. Ambacher O. Growth and applications of group III-nitrides // Journal of Physics. D. Applied Physics. 1998. V. 31. No. 20. P. 2653 ? 2710. Feng W. J., Sun N. K., Du J. et al. Structural evolution and magnetic properties of Mn?N compounds // Solid State Communications. 2008. V. 148. No. 5 ? 6. P. 199 ? 202. Aissa K. A. Semmar N. Achour A. et al. Achieving high thermal conductivity from AlN ?lms deposited by high-power impulse magnetron sputtering // J. Phys. D: Appl. Phys. 2014. V. 47. DOI: 10.1088/0022-3727/47/35/355303