Effect of carbon nanotubes on mechanochemical synthesis of d-metal carbide nanopowders and nanocomposites

The nanoscale mono- (powders) and complex (compacted nanocomposites) carbides of d-transition metals are synthesized by mechanical alloying in a high-energy planetary ball mill from a charge containing the carbon nanotubes. The effect of multiwalled carbon nanotubes on reaction milling of the obtained materials is analyzed. The features of formation mechanism of metal carbides at the mechanical alloying are clarified.Механохімічним методом у високоенергетичному планетарному кульовому млині з шихти, що містить вуглецеві нанотрубки, синтезовано нанорозмірні моно-(порошки) та подвійні (компактовані нанокомпозити) карбіди d-перехідних металів. Розглянуто вплив багатошарових вуглецевих нанотрубок на механохімічний синтез одержаних матеріалів. З’ясовано особливості механізму формування карбідів перехідних металів у процесі механохімічного синтезу.Механохимическим методом в высокоэнергетической планетарной шаровой мельнице из шихты, содержащей углеродные нанотрубки, синтезированы наноразмерные моно- (порошки) и двойные (компактированные нанокомпозиты) карбиды d-переходных металлов. Рассмотрено влияние многослойных углеродных нанотрубок на механохимический синтез полученных материалов. Выяснены особенности механизма формирования карбидов переходных металлов в процессе механохимического синтеза

Кристалічна, електронна структура та магнітні властивості кубічного карбіду Ni3C

In this work NiC carbides were manufactured by HP-HT sintering of mechanically alloyed charges of the elemental Ni–carbon nanotubes (CNT) or Ni–Graphite. Structural features of the materials obtained were characterized by X-ray diffraction and scanning electron microscopy. X-ray diffraction studies have revealed that the crystal lattice of nickel carbide obtained from mechanically alloyed Ni–CNT charge is supplemented with additional Carbon atoms from the graphite shell of the high-pressure cell at HT-HP sintering. On the other hand, nickel carbide fabricated from mechanically alloyed Ni–Graphite charge retains its composition. It is shown that materials studied in this work demonstrate an advanced value of microhardness (up to 7 GPa).В роботі викладені результати дослідження продукту синтезу, який було отримано механохімічною обробкою у високоенергетичному планетарному млині шихти порошку Ni та багатостінних вуглецевих нанотрубок (ВНТ) у співвідношенні 3:1 (Ni:ВНТ). Показано, що за даними рентгенівського аналізу вказаний продукт синтезу є кубічним карбідом Ni3.3C, кристалічна структура якого належить до дефектної структури типу ZnS сфалерит. Досліджено температурну та польову залежності магнітної сприйнятливості цього продукту синтезу. Використовуючи результати визначення кристалічної структури, методом лінеаризованих мафін-тін орбіталей у наближенні плоских хвиль були розраховані спектри електронної густини та інші параметри електронної структури синтезованого кубічного карбіду Ni3.3C. На основі експериментальних даних, отриманих при дослідженні кристалічної структури та магнітних характеристик одержаного матеріалу, а також на основі розрахунків параметрів електронної структури показано, що в кубічному карбіді змінного складу NiCx, який утворюється при механохімічній обробці шихти Ni-ВНТ, розташування атомів вуглецю в тетраедричних порах є пріоритетним