Плазмодинамический синтез ультрадисперсного оксида алюминия в среде углекислого газа - Шаненков, Иван Игоревич; Никитин, Дмитрий Сергеевич; Насырбаев, Артур Ренатович; Циммерман, Александр Игоревич; Сивков, Александр Анатольевич (Materials. Technologies. Design, 2023)
Стабильно высокий интерес к оксиду алюминия как одному из наиболее распространенных функциональных материалов и постоянное расширение областей его возможного применения обуславливает значительные объемы его производства, а также поиск новых методов синтеза. Потенциально оксид алюминия можно получать за счет использования углекислого газа (СО2), который является дешевым и доступным источником кислорода. Однако применение СО2 в качестве окислителя требует разрыва связей молекулы СО2, что является весьма энергозатратным процессом. В данной работе представлен принципиально новый подход к синтезу оксида алюминия при использовании СО2 в качестве газообразного прекурсора и окислителя, основанный на применении импульсной электроэрозионной плазмы дугового разряда. Реализация предлагаемого метода, называемого плазмодинамическим синтезом, приводит к получению дисперсного оксида алюминия. Исследовано влияние режима истечения плазменной струи на состав и морфологию синтезируемых материалов. Многоимпульсный режим работы в рассматриваемой системе обеспечивает практически полное окисление продуктов синтеза и высокую производительность (до 15 г за цикл), а также позволяет достичь степени конверсии СО2 до 14,5%. Установлено, что реализация плазмодинамического синтеза позволяет сформировать практически полностью окисленный высокодиспесрный продукт с минимальным содержанием металлической фазы и размерами частиц в диапазоне от 50 нм до 1 мкм.