Алкоксотехнология получения жаропрочных материалов на основе рения и рутения

Цели. Разработка физико-химических основ и способов получения изопроксида рения-рутения Re_4-yRu_yO₆(OPrⁱ)₁₀ из ацетилацетоната рутения и изопроксида рения, полученного электрохимическим методом – прекурсора получения высокотемпературного сплава.

Методы. ИК-спектроскопия (EQUINOX 55 Bruker, Германия), рентгенофазовый и элементный анализ, энергодисперсионный микроанализ (ЭДМА, СЭМ JSM5910–LV, аналитическая система AZTEC), порошковая рентгеновская дифракция (дифрактометр D8 Advance Bruker, Германия), экспериментальная станция «РСА» Курчатовского источника синхротронного излучения.

Результаты. Получен изопроксидный комплекс рения-рутения Re_4-yRu_yO₆(OPrⁱ)₁₀ , подтверждены его состав и строение. Экспериментально подтверждены ранее проведенные квантово-химические расчеты, свидетельствующие о возможности замещения атомов рения атомами рутения в изопропилатном комплексе. Выявлено влияние электропроводящей добавки на состав получаемого сплава.

Выводы. Разработаны физико-химические основы и предложены способы получения изопроксида рения-рутения Re_4-yRu_yO₆(OPrⁱ)₁₀ , который может найти применение в качестве предшественника при получении ультра- и нанодисперсных порошков сплавов рений-рутений при рекордно низкой температуре 650 °C.

1. Палант А.А., Трошкина И.Д., Чекмарев А.М., Костылев А.И. Технология рения. М.: ООО «Галлея-Принт»; 2018. 324 с. ISBN: 978-5-906693-33-4

2. Коровин С.С. и др. Редкие и рассеянные элементы. Химия и технология: учебник для вузов: в 3-х кн. Кн. 3. Коровин С.С., Букин В.И., Федоров П.И., Резник А.М. М.: Издательский дом МИСиС; 2003. 440 с. ISBN 5-87623-014-6

3. Каблов Е.Н. (ред.). Высокорениевые жаропрочные сплавы, технология и оборудование для производства сплавов и литья монокристаллических турбинных лопаток ГТД: сб. статей. М.: ВИАМ; 2004. 177 с.

4. Каблов Е.Н. Новое поколение жаропрочных сплавов для двигателей. Военный парад. 2010;2(98):32-33.

5. Каблов E.Н., Ломберг Б.С., Оспенникова О.Г. Создание современных жаропрочных материалов и технологий их производства для авиационного двигателестроения. Крылья Родины. 2012;3-4:34-38

6. Reedijk J., Poeppelmeier K. Comprehensive Inorganic Chemistry II: From Elements to Applications: 2nd Edition. Amsterdam: Elsevier; 2013. Р. 455-470.

7. Дробот Д.В, Щеглов П.А, Сейсенбаева Г.А., Кесслер В.Г. Оксоалкоксокомплексы рения – прекурсоры для получения неорганических материалов. Известия ВУЗов. Цветная металлургия. 2002;6:32-37.

8. Kulikova E.S., Drobot D.V, Yarzhemsky V.G., Il’in E.G. Structure and Thermodynamic Stability of Rhenium and Ruthenium Oxoalkoxo Derivatives M N 4-x O6 (OMe) 10 (M, N = Re, Ru; x = 4–0). Russ. J. x Inorg. Chem. 2018;63:1446-1452. https://doi.org/10.1134/S0036023618110116

9. Каблов Е.Н. Светлов И.Л., Петрушин Н.В. Никелевые жаропрочные сплавы, легированные рутением. Авиационные материалы и технологии. 2004;1:80-90.

10. Zheng Y., Wang X., Dong J., Han Y. Effect of Ru addition on cast nickel base superalloy with low content of Cr and high content of W. In: Superalloys 2000 ; Green K.A., McLean M., Olson S., Schirn J.J. (Eds.). Pennsylvania: A Publication of the Minerals, Met. & Mat. Soc.; 2000. P. 305-311. https://doi.org/10.7449/2000/Superalloys_2000_305_311

11. Щеглов П.А. Моно-, би- и триметаллические оксоалкоксопроизводные (синтез, свойства и применение): автореф. дис. канд. хим. наук. М.: МИТХТ; 2002. 25 с.

12. Turova N.Ya., Turevskaya E.P., Kessler V.G. The Chemistry of Metal Alkoxides. Springer; 2014. 584 p.

13. Hubert-Pfalzgraf L.G. To what extent can design of molecular precursors control the preparation of high tech oxides? J. Mater. Chem. 2004;14:3113-3123. https://doi.org/10.1039/B407204A

14. Малютин А.В. Наноструктуры взаимодействия металлноситель в нанесенных катализаторах Me/Ce0.72 Zr0.18 Pr0.1 O 2 (где Me = Pt, Pd, Ru): дисс. канд. хим. наук. М.: РХТУ; 2014. 198 с.

15. Накамото К. Инфракрасные спектры неорганических и координационных соединений. М.: Мир; 1966. 411 с.

16. Наканиси К. Инфракрасные спектры и строение органических соединений. Практическое руководство. М.: Мир; 1965. 216 с.

17. Недома И. Расшифровка рентгенограмм порошков. М.: Металлургия; 1975. 423 с.

18. Svetogorov R.D., Dorovatovskii P.V., Lazarenko V.A. Belok/XSA diffraction beamline for studying crystalline samples at Kurchatov Synchrotron Radiation Source. Cryst. Res. Tech. 2020;55(5):1900184. https://doi.org/10.1002/crat.201900184

19. Светогоров Р.Д. Программа для ЭВМ «Dionis Diffraction Open Integration Software»: свидетельство о государственной регистрации № 2018660965 РФ. Заявка № 2018618585; заявл. 10.08.2018; опубл. 30.08.2018.

20. Hubbard C.R., Evans E.H., Smith D.K. The reference intensity ratio, I/Ic, for computer simulated powder patterns. J. Appl. Crystallogr. 1976;9(2):169-174. https://doi.org/10.1107/S0021889876010807

21. Накамото К. ИК-спектры и спектры КР неорганических и координационных соединений. М.: Мир; 1991. 536 с. ISBN 5-03-001749-6

22. Hajba L., Mink J., KuЁhn F.E., Goncёalves I.S. Raman and infrared spectroscopic and theoretical studies ofdinuclear rhenium and osmium complexes, M2 (O2 CCH3 )4 X 2 (M = Re, Os; X = Cl, Br). Inorg. Chim. Acta. 2006;359:4741-4756. https://doi.org/10.1016/j.ica.2006.03.019

23. Юхневич Г.В. Инфракрасная спектроскопия воды. М.: Наука; 1973. 208 с.

24. Козлова Н.И., Кесслер В.Г., Турова Н.Я., Белоконь А.И. Масс-спектрометрическое и ИК спектральное исследование алкоголятов молибдена (VI). Полимерия алкоголятов. Коорд. химия. 1989;15(11):1524-1534.

25. Sheibley D.W., Fowler M.H. Infrared spectra of various metal oxides in the region of 2 to 26 microns. NASALangley; 1966. 65 p.

26. Диаграммы состояния двойных металлических систем: в 3-х т.; под ред. Н.П. Лякишева. М.: Машиностроение; 1996. Т. 3. Кн. 2. Рений-Рутений; 2000. С. 119.