Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Обзор литературы по состоянию вопроса 8
1.1. Катализ и катализаторы 8
1.1.1. Металлы как катализаторы 8
1.1.2. Требования предъявляемые к катализаторам 11
1.1.3. Скелетные никелевые катализаторы 12
1.2. Технология производства тонких волокон 21
1.2.1. Метод высокоскоростного затвердевания расплава 22
1.2.2. Получение волокон экстракцией расплава 29
1.2.3. Структура, свойства и применение металлических волокон и изделий из них 33
1.3. Применение метастабильных материалов в каталитических процессах 36
1.3.1. Катализаторы приготовленные из аморфных никелевых сплавов 36
1.3.2. Катализаторы полученные методом высокоскоростного затвердевания расплава 49
1.3.3. Быстрозакаленные катализаторы Ренея 54
Заключение по литературному обзору и постановка задач исследований 58
Глава 2 Объекты и методы исследования 61
2.1. Получение волокон 61
2.2. Металлографические исследования 68
2.3. Определение удельной поверхности волокон 69
2.4. Рентгеновские исследования 70
2.5. Измерение микротвердости 73
2.6. Дифференциальный термический анализ 74
2.7. Испытания на прочность 75
2.8. Определение каталитической активности образцов в жидкофазных каталитических процессах гидрирования и проведение активирующей обработки 77
2.9. Определение каталитической активности образцов в газофазных каталитических процессах конверсии метана... 78
2.10. Определение химического состава поверхности 80
Глава 3 Исследование волокон никеля, полученных методом экстракции висящей капли расплава 81
3.1. Разработка технологического процесса получения тонких волокон никеля методом ЭВКР 82
3.2. Исследования никелевых волокон, полученных методом ЭВКР 85
3.3. Определение каталитической активности волокон ЭВКР никеля в жидкофазных процессах 87
3.4. Определение каталитической активности волокон ЭВКР никеля в газофазных процессах 91
Выводы по главе 3 98
Глава 4 Исследование двухкомпонентных никелевых сплавов на основе систем никель-алюминий и никель-хром 100
4.1. Исследование сплавов на основе системы никель-алюминий 100
4.1.1. Определение каталитической активности волокон ЭВКР системы никель-алюминий в жидкофазных процессах 111
4.1.2. Определение каталитической активности волокон ЭВКР системы никель-алюминий в газофазных процессах 116
4.2. Исследование сплавов на основе системы никель-хром 118
4.2.1. Определение каталитической активности волокон ЭВКР системы никель-хром в жидкофазных и газофазных процессах 125
Выводы по главе 4 127
Глава 5 Исследование сплавов на основе никель-хром-алюминий 129
5.1. Определение каталитической активности волокон ЭВКР системы никель-хром-алюминий в жидкофазных процессах 141
5.1. Определение каталитической активности волокон ЭВКР системы никель-хром-алюминий в газофазных процессах 148
5.3. Получение катализаторов с регулярной пространственной упаковкой 150
Выводы по главе 5 154
Основные выводы по работе 157
Список литературы 159
Приложения 169
- Метод высокоскоростного затвердевания расплава
- Определение каталитической активности волокон ЭВКР никеля в газофазных процессах
- Исследование сплавов на основе системы никель-хром
- Определение каталитической активности волокон ЭВКР системы никель-хром-алюминий в жидкофазных процессах
Метод высокоскоростного затвердевания расплава
Наиболее распространенным методом закалки из жидкого расплава в последнее время является метод высокоскоростного затвердевания расплава (ВЗР). Как показал опыт применения указанного метода, возможно получение различных скоростей охлаждения от 10 К/с (для толстой проволоки) до 10 — 108 К/с (при получении тонких волокон и порошков). Благодаря возможностям достижения сверхвысоких скоростей охлаждения этот метод обладает существенным преимуществом, позволяющим получать составы сплавов и изделия из них, которые невозможно изготовить другими методами.
При стандартных методах литья со скоростями охлаждения 10 -102 К/с образуются обычные микроструктуры (грубые дендритные, эвтектические и другие микроструктуры). При скоростях охлаждения приблизительно 103 -105 К/с образуются тонкие микроструктуры (тонкие дендритные, эвтектические и другие микроструктуры). Если же скорость охлаждения больше 105 -106 К/с, то образующиеся микроструктуры являются особыми. Это аномально пересыщенные твердые растворы, микрокристаллические структуры, метастабильные кристаллические фазы, аморфное твердое состояние. С повышением скорости охлаждения возрастает степень гомогенности. [3,27,28]
Эффекты, достигнутые при различных скоростях кристаллизации систематизированы в работах [29-32] и могут быть разделены на две группы:
1. Уменьшение объема ликвации, дендритного параметра, а также диспергирование фаз. В результате увеличивается пластичность сплава, повышаются прочностные свойства при комнатной и высокой температурах. Это обеспечивается скоростями охлаждения при кристаллизации, равными 103-105град/с.
2. При скоростях охлаждения 10-10 град/с и выше происходят изменения фазового состава в связи с пересыщением твердого раствора легирующими компонентами, образование новых метастабильных фаз и химических соединений; возможно достижение микрокристаллической структуры и аморфного состояния. В результате - повышение практически всех свойств, иногда приобретение новых полезных свойств.
Теоретические представления о процессе ВЗР развиты в основном для метода экстракции расплава из ванны, но с некоторыми уточнениями могут применяться для верхней подачи расплава и метода перелива боковой подачи расплава (рис. 1.7). Для более четкого представления о ВЗР рассматривают взаимодействие диска с расплавом.[33] В первом приближении процесс извлечения (экстракции) материала можно разбить на три стадии (рис. 1.8) [3].
Стадия I — через некоторое время после начала контакта материал начинает затвердевать на кромке диска, погруженной в расплав. При этом затвердевающий материал находится между холодным диском и ванной расплава, следовательно, его толщина будет зависеть от скорости вращения диска и протяженности контакта диск—расплав (т.е. от времени нахождения затвердевающего материала на диске под поверхностью расплава), от градиента температур, коэффициента теплопередачи расплав-диск, теплофизических свойств расплава и других факторов. По мере продвижения кромки диска под поверхностью расплава на ней затвердевают новые порции материала, в результате чего слой постоянно утолщается. Охлаждение затвердевающего материала неравномерно по толщине вследствие его ограниченной теплопроводности. Охлаждение первых, самых близких к диску порций расплава происходит с наибольшей скоростью. Следовательно, скорость охлаждения можно увеличить за счет уменьшения толщины путем сокращения времени контакта диска с расплавом.
Можно предложить два варианта осуществления этого предложения: первый — увеличение скорости вращения диска, что дает хорошие результаты, но до определенного предела; второй — сокращение протяженности контакта диска с расплавом специальными методами, что приводит к хорошим результатам, но в некоторых случаях этот вариант трудно осуществить. Также скорость охлаждения увеличивается за счет электрополировки рабочих кромок диска.
Стадия II— охлаждение частично или полностью затвердевшего металла на диске после выхода из расплава. На этой стадии происходит быстрое охлаждение извлеченного из ванны материала за счет передачи тепла диску. Увеличение продолжительности этой стадии однозначно приводит к более интенсивному охлаждению. Ее длительность определяется соотношением сил адгезии затвердевшего материала к диску, с одной стороны, и центробежной силы — с другой. Поэтому увеличение скорости вращения диска приводит к сокращению второй стадии. Следовательно, средняя скорость охлаждения нелинейно зависит от скорости вращения диска. Увеличение второй стадии чрезвычайно важно для получения метастабильных фаз, в том числе аморфного состояния. Увеличение продолжительности этой стадии приводит к повышению степени переохлаждения, т.к. при охлаждении тонких пленок на теплоотводящеи подложке начальное переохлаждение расплава снимается очень быстро за счет выделившейся теплоты кристаллизации, и повышает равномерность структуры и свойств дисперсных материалов. Повышение величины энергетического барьера зарождения кристаллов в условиях ВЗР приводит к уменьшению толщины частиц и кристаллизации их на второй стадии процесса, также позволяет достичь высокого докристаллизационного переохлаждения и получить микрокристаллическую структуру. В ряде случаев необходимо не только получение скоростей охлаждения не ниже 10 —10 К/с, но и достижение низкой температуры получаемого материала на выходе с диска. Для того чтобы надежно прогнозировать образование метастабильных фаз, пересыщенных твердых растворов или аморфного состояния в металлах, необходимо знать два фактора: зависимость кинетики образования (или распада) метастабильного состояния от температуры и кинетику изменения скорости охлаждения материала. Сопоставив две эти зависимости, можно судить о возможности получения заданной структуры.
Стадия III—охлаждение материала, отделившегося от диска. При работе на воздухе или в защитной атмосфере эта стадия обычно не представляет затруднения, охлаждение происходит главным образом за счет конвективного теплообмена. В вакууме охлаждение происходит только за счет излучения и со значительно меньшими скоростями, чем в случае использования газовой атмосферы. При правильном подборе технологических режимов охлаждение до необходимой температуры происходит полностью на стадии II, и стадия III не оказывает влияния на свойства материала. [3]
Регулировать соотношение этих стадий необходимо для осуществления процесса охлаждения с заданной скоростью, поэтому такая возможность должна быть заложена в конструкции установки. Стадию I можно уменьшить либо сокращением протяженности диска с расплавом (уменьшение угла контакта ф), либо увеличением числа оборотов диска. Поэтому целесообразно иметь высокооборотный привод диска-кристаллизатора. При работе на воздухе или в защитной атмосфере при достаточно высоких давлениях ( 1 кПа) скорость вращения диска будет ограничиваться из-за создаваемого им газового потока, который охлаждает расплав. Вторым фактором, сдерживающим применение сверхвысоких скоростей вращения диска, является центробежная сила. При увеличении центробежной силы угол вылета материала (касательная к точке отрыва материала от диска) уменьшается, и вследствие этого сокращается из-за раннего отрыва материала продолжительность стадии II, что является нежелательным. Кроме того, при дальнейшем увеличении центробежной силы возможен отрыв материала еще на стадии I и попадание полученных дисперсных частиц обратно в расплав. Можно рассчитать, при какой скорости вращения материал будет отрываться от диска, если известна сила адгезии. Предельную линейную скорость диска можно повысить либо увеличением силы адгезии, либо увеличением диаметра диска, либо уменьшением массы получаемых частиц. Увеличить силу адгезии можно специальными добавками вводимыми в состав получаемого материала, но этот вопрос требует детальных исследований. Увеличение радиуса диска как средство повышения линейной скорости ограничивается технологическими трудностями (сложность изготовления и балансировки высокооборотных дисков большого диаметра), а также увеличением угла контакта диска с расплавом при нижней подаче, что снижает скорость охлаждения. [3]
Определение каталитической активности волокон ЭВКР никеля в газофазных процессах
Исследования для газовой фазы проводились на примере паровой (уравнения 3.3, 3.4) и углекислотной (уравнения 3.5, 3.6) конверсии метана.
СН4+Н20 СО+ЗН2 (3.3)
СО+Н20 = Н2+С02 (3.4)
СН4+С02 = 2СО+2Н2 (3.5)
Н2+С02 СО+Н20 (3.6)
Конверсия метана ведут с целью получения водорода или его смесей с окисью углерода (Н2-СО). Эти смеси используются для синтеза органических продуктов и в качестве газов-восстановителей в металлургии или подвергаются дальнейшей переработке для получения чистого водорода.
Традиционным катализатором паровой конверсии метана является никель. Волокна ЭВКР никеля были исследованы на каталитическую активность в реакциях паровой и углекислотной конверсии метана.
Конверсию метана проводили на лабораторной установке КЛ-2А в трубчатом реакторе диаметром 10 мм с внешним электрическим обогревом.
Паровую конверсию метана проводили в температурном интервале 470-550 С при давлении водяного пара задаваемого дозатором Р (Н20) = 3-8 атм и скорости метана VCH4 = 0,2 мл/с. Соотношение водяного пара к метану Р = Н20:СН4 на входе в реактор варьировали от 1:1 до 4:1.
Каталитические показатели работы образцов волокон ЭВКР чистого никеля в качестве катализатора в паровой конверсии метана рассчитывались по уравнениям 3.7 и 3.8: =1/3(у-х), (3-7)
Проведенные опыты по паровой конверсии метана показали, что в этих условиях после 60 часов работы наблюдалось значительное увеличение каталитической активности. Степень конверсии в активной фазе возрастала с ростом температуры от 2% до 52% (см. табл. 3.6.). На основании данных был построены графики зависимости степени конверсии метана и скорости реакции W от температуры Т, которые представлены на рисунке 3.5. и 3.6. соответственно.
Стабильная работа катализатора наблюдалась в течение 800 часов при степени конверсии метана 2-6%. Данные экспериментов приведены в таблице 3.7. На основании данных был построены графики зависимости степени конверсии метана , и скорости реакции W от температуры Т, которые представлены на рисунках 3.7.и 3.8. соответственно.
Как показали проведённые эксперименты основные закономерности, характерные для традиционных катализаторов проявляются и в исследованных системах, в частности зависимость скорости реакции от температуры в исследованной области подчиняется уравнению Аррениуса W А -E/RT = к А е , т.е. скорость реакции, а следовательно, и каталитическая активность катализатора, увеличивается с ростом температуры.
Были также проведены исследования зависимости степени конверсии метана , от соотношения водяного пара к метану (3 = Н20:СН4 и давления водяного пара задаваемого дозатором Р (Н20) при температуре 500 С результаты которых представлены в таблице 3.8. Данные экспериментов показали, что наивысшую активность катализатор проявил при соотношении Н20:СН4=3:1 и давлении водяного пара задаваемого дозатором Р (Н20)=7.
Углекислотную конверсию метана проводили при температуре 500С и общей скорости потока газов 4 см /с Соотношение углекислого газа к метану Р = СО2:СН4=20:1.
Каталитические показатели работы образцов волокон ЭВКР чистого никеля в качестве катализатора в углекислотной конверсии метана рассчитывались по уравнениям 3.9 и 3.10.
Степень конверсии метана в этих условиях составляла 10,5%, скорость реакции - 8,628 10"7 моль/(г с).
После проведения каталитической реакции волокна ЭВКР никеля используемые в качестве катализатора сохраняли свою первоначальную форму, но имели на своей поверхности незначительные отложения сажи. Однако образец катализатора, показавший в ходе процесса паровой конверсии метана наибольшую активность, представлял собой хрупкие иглы длиной 0,5 -5,0 мм также покрытые слоем аморфного углерода. В результате разрушения волокон ЭВКР произошло увеличение площади поверхности катализатора, а также возросло количество дефектов поверхности и, следовательно, количество активных центров катализатора, что привело к возрастанию каталитической активности.
Для установления причины постепенного разрушения волокон никеля, приготовленных методом экстракции висящей капли расплава, в процессе газофазной реакции конверсии метана, были проведены сравнительные исследования опытных образцов волокон ЭВКР до и после проведения каталитической реакции.
Металлографические исследования шлифов с поперечным и продольным расположением волокон с помощью светового оптического микроскопа показали, что постепенное разрушение металла волокон ЭВКР происходит в основном по границам зерен, начиная от поверхностного слоя (рис. 3.9), при этом увеличения размеров зерен в волокнах после прохождения каталитической реакции не наблюдается.
Результаты проведенных рентгеновских исследований показывают, что дифрактограммы образцов волокон ЭВКР никеля до и после прохождения каталитической реакции практически идентичны (рис. 3.3. а и б.), и разброс значений параметра решетки никеля для каждой линии дифрактограммы находится в пределах нормы (табл. 3.10.), и его можно также принять равным 3,524 А. Таким образом, полученные данные свидетельствуют о том, что изменения кристаллической решетки и фазового состава в образцах волокон ЭВКР после проведения каталитической реакции не наблюдается.
Исследование сплавов на основе системы никель-хром
В результате проведенных исследований о возможности применения волокон ЭВРК на основе никеля и никелевых сплавов, в частности на основе сплавов системы Ni-Al, в качестве металловолокнистых катализаторов в жидкофазных и газофазных каталитических процессах, было выяснено, что взаимодействие никелевых волокон, приготовленных методом ЭВКР, с реакционной смесью при реакции конверсии метана приводит к потере механической прочности и охрупчиванию металла.
Поэтому дальнейшие исследования были направлены на поиск материалов для металловолокнистых катализаторов, которые, помимо высоких значений каталитической активности, будут обладать более высокими значениями механической прочности.
Для этих целей в качестве легирующего элемента был использован хром, положительный эффект которого в этом вопросе хорошо известен. Кроме того, добавки хрома весьма эффективны для продления ресурса работы катализатора. Также хром повышает каталитические свойства никелевых катализаторов в реакциях гидрирования. При экзотермических каталитических реакциях важное значение имеет термостойкость катализатора, повысить которую можно при легировании материала катализатора хромом. Например, при глубоком окислении углеводородов (к данному классу каталитических процессов относится и конверсия метана) катализаторы наносят на нихромовую проволоку. [7-9, 97-104]
Для производства проволоки микронных размеров из сплавов на основе системы Ni-Cr традиционно предназначается сплав марки Х20Н80. В качестве опытного сплава был выбран никелевый сплав на основе системы Ni-Cr типа нихром следующего состава: никель-20масс.%хрома.
На основании анализа диаграммы состояния Ni-Cr (рис. 4.11) можно сделать заключение, что сплав является однофазным и состоит из у - твердого раствора хрома в никеле. По фотографиям микроструктуры слитка сплава (рис. 4.12.а,б,в) видно, что сплав обладает крупнозернистой структурой.
Из опытного сплава методом ЭВКР были получены волокна, при следующих оптимальных режимах получения (табл. 4.11.). Форма поперечного сечения полученных волокон была близка к эллипсу, с соотношением максимальной толщины волокна к его максимальной ширине
Геометрические размеры полученных волокон ЭВКР указаны в таблице 4.12.
По фотографиям микроструктуры поперечного сечения волокна ЭВКР сплава Ni-20Macc.%Cr (рис. 4.12.г), также как и для предыдущего сплава Ni-30масс.%А1, видно, что в области контактирующей с поверхностью диска-кристаллизатора имеет место зарождение равноосных кристаллов, далее следует область столбчатых кристаллов, а затем вблизи свободной поверхности зону столбчатых кристаллов сменяет дендритная. Но в основном также преобладает столбчатая микрокристаллическая структура.
Проведенный рентгенно-структурный и рентгенно-фазовый анализы исходного слитка и полученных волокон ЭВКР сплава №-20масс.%Сг подтвердили, что опытные материалы являются однофазными, состоящими из у-твердого раствора неупорядоченной ГЦК кристаллической решеткой структурного типа А1, со значением параметра в первом случае равном 3,5454 А, во втором 3,5492 А. (рис. 4.13) Текстуры поверхности в волокнах ЭВКР обнаружено не было.
С целью оценки степени пересыщения твердого раствора в исходном слитке и в различных структурных зонах волокон ЭВКР сплава Ni-20масс.%Сг были проведены измерения их микротвердости.
Значение микротвердости у -твердого раствора исходного слитка сплава №-20масс.%Сг составляет 1500 Мпа. Результаты измерений микротвердости волокон ЭВКР сплава г\Гі-20масс.%Сг приведены в табл. 4.13.
Из таблицы видно, что значения микротвердости уменьшаются от края волокна, соприкасавшегося с поверхностью диска-кристаллизатора (HV1=1754 МПА), ДО противоположного края (HV2=1617 МПа) Перепад значений микротвердости свидетельствует о том, что, как и для волокон ЭВКР сплава №-30масс.%А1, в данном случае также наблюдается неоднородность пересыщения твердого раствора по поперечному сечению волокна, говорящая о том, что различные зоны кристаллизуются в интервале скоростей охлаждения, однако волокна менее твердые. Но при этом в целом волокна ЭВКР сплава №-20масс.%Сг несколько тверже исходного слитка (Рис.4.14.).
Проведенный дифференциальный термический анализ для волокон ЭВКР сплава №-20масс.%Сг показал, что, как можно было ожидать из диаграммы состояния, на кривой ДТА не отмечено каких-либо тепловых эффектов (рис. 4.15.). Единственное, что можно было ожидать, это эффекты, связанные с метастабильным состоянием быстрозакристаллизованного материала, но при таком характере взаимодействия никеля с хромом, который отражается на диаграмме состояния, существенные эффекты отсутствуют.
Как правило, такие эффекты фиксируются в системах с ограниченной растворимостью, где один из элементов находиться в количестве превышающем предел растворимости в равновесном состоянии, а высокоскоростное затвердевание расплава позволяет пересытить твердый раствор.
Проведенные исследования механических свойств показали, что по показателям динамических механических свойств исследуемые волокна ЭВКР сплава №-20масс.%Сг находятся на уровне статических показателей прочности исходного слитка данного опытного сплава (таблица 4.14.).
Определение каталитической активности волокон ЭВКР системы никель-хром-алюминий в жидкофазных процессах
Эксперименты по определению каталитических свойств образцов волокон ЭВКР в реакции гидрирования нитробензола проводили по той же методике, что и для образцов волокон ЭВКР сплава на основе системы Ni-Al.
Как показали проведённые эксперименты, для данных образцов волокон ЭВКР также проявляются основные закономерности, характерные для традиционных катализаторов. Результаты исследований, приведенные в таблице 5.6, показывают, что при этом активность металловолокнистых катализаторов на основе системы Ni-Al-Cr, полученных методом ЭВКР, повысилась по сравнению с активностью катализатора изготовленного из волокон ЭВКР чистого никеля примерно на 15-20 %.
Для опытных образцов волокон ЭВКР сплавов №-27,5масс.%Сг-5,0масс.%А1 и №-13,5масс.%Сг-10,0масс.%А1 также была проведена предварительная активирующая обработка аналогичная обработке опытных образцов волокон ЭВКР сплава №-30масс.%А1.
Так как в результате проведенных исследований для опытных образцов волокон ЭВКР сплава №-30масс.%А1 наиболее подходящей активирующей обработкой следует считать щелочную обработку проводимую по режимам с I по III, указанным в таблице 5.7, то предварительная активирующая обработка волокон ЭВКР опытных сплавов на основе Ni-Cr-Al первоначально была проведена по этим режимам.
Как показывают металлографические исследования, после проведения активирующей обработки микроструктура поверхности волокна ЭВКР сильно изменяется (рис. 5.9 и 5.10), на поверхности волокон образуются поры размерами 1-2 мкм.
Удельная площадь поверхности волокон ЭВКР сплава Ni-13,5масс.%Сг-10,0масс.%А1 после получения составляла 0,35 м2/г. После обработки по указанным режимам ее значение увеличилось в 1,3-1,8 раза. Однако обработанные образцы волокон ЭВКР сплава №-13,5масс.%Сг-10,0масс.%А1 показали недостаточное увеличение каталитической активности. Значения характеристик образцов волокон ЭВКР сплава Ni-13,5масс.%Сг-10,0масс.%А1 после предварительной активирующей обработки в зависимости от режимов обработки представлены в таблице 5.7.
В результате активирующей обработки в виде выщелачивания, проведенной по режимам IV-V, указанным в таблице 5.7, удалось добиться повышения каталитической активности образцов волокон ЭВКР сплава Ni-13,5масс.%Сг-10,0масс.%А1 в 1,6-1,7 раза по сравнению с образцами волокон ЭВКР без активирующей обработки, и в 2 раза по сравнению с образцами волокон ЭВКР чистого никеля, причем при этих режимах обработки волокна оставались достаточно прочными. Поэтому подходящей активирующей обработкой следует считать щелочную обработку, проводимую по этим режимам. Результаты исследований зависимости удельной каталитической активности от температуры опытных образцов, обработанных по IV и V режимам приведены в таблице 5.8.
После обработки волокон ЭВКР сплава №-13,5масс.%Сг-10,0масс.%А1 по пятому режиму значения разрушающего напряжения находились на уровне 2518 МПа, при значении деформации при разрушении 21%. Содержание алюминия в приповерхностном слое уменьшается на 1,7ат%.
Для образцов волокон ЭВКР сплава №-27,5масс.%Сг-5,0масс.%А1 обработка по выше указанным режимам не дала результата. Даже при кипячении в течение 30 минут в 12% водном растворе КОН взаимодействие отсутствовало. Поэтому опытные образцы были обработаны 10% водным раствором соляной кислоты. Однако, при выдержки в течение суток при комнатной температуре взаимодействие также отсутствовало, и только при кипячении появилось взаимодействие. Время выдержки образцов волокон ЭВКР сплава №-27,5масс.%Сг-5,0масс.%А1 при температуре 100 С при первом режиме обработки было 15 минут, при втором -30 минут. Значения характеристик образцов волокон ЭВКР сплава №-27,5масс.%Сг-5,0масс.%А1 после предварительной активирующей обработки в зависимости от режимов обработки представлены в таблице 5.9
Как показывают металлографические исследования, после проведения активирующей обработки данного вида на поверхности волокон ЭВКР наблюдается сильно выраженный рельеф в виде выступов с высотой пиков 2,5-3 мкм (рис. 5.11), в результате чего происходит значительное увеличение удельной площади поверхности (табл. 5.9), которая после получения составляла 0,88 м /г.
Волокна ЭВКР сплава №-27,5масс.%Сг-5,0масс.%А1 после обработки по второму режиму, показали более высокие значения каталитической активности, но при этом они потеряли прочность.
Поэтому подходящим следует считать первый режим предварительной кислотной активирующей обработки.
В результате проведения кислотной активирующей обработки по 1-ому режиму удалось добиться повышения каталитической активности образцов волокон ЭВКР сплава №-27,5масс.%Сг-5,0масс.%А1 в 2,5 раза по сравнению с образцами волокон ЭВКР без активирующей обработки, и в 3 раза по сравнению с образцами волокон ЭВКР чистого никеля. При этом значения разрушающего напряжения волокон находились на уровне 2486 МПа, при значении деформации при разрушении 16%.
Содержание алюминия в приповерхностном слое в результате кислотной активирующей обработки, проведенной по первому режиму, уменьшилось на 2 ат.%.
Результаты исследований зависимости удельной каталитической активности от температуры в таблице 5.10.
Наилучшими результатами, при которых наблюдается оптимальное сочетание механических и каталитических, для волокон ЭВКР сплава Ni-13,5масс.%Сг-10,0масс.%А1 следует считать результаты, которые были получены после проведения щелочной активирующей обработки по пятому режиму, а для волокон ЭВКР сплава №-27,5масс.%Сг-5,0масс.%А1 получены после проведения кислотной активирующей обработки по первому режиму.
