Валерия Алексеевна Бродская
607190, Нижегородская обл., г. Саров, ул. Мира 37
37, ul. Mira, Sarov, Nizhegorodskaya obl., 607190
Оксана Александровна Молькова
607190, Нижегородская обл., г. Саров, ул. Мира 37
37, ul. Mira, Sarov, Nizhegorodskaya obl., 607190
Кира Борисовна Жогова
607190, Нижегородская обл., г. Саров, ул. Мира 37
37, ul. Mira, Sarov, Nizhegorodskaya obl., 607190
Инга Владимировна Астахова
607190, Нижегородская обл., г. Саров, ул. Мира 37
37, ul. Mira, Sarov, Nizhegorodskaya obl., 607190
Порошковые материалы широко применяются при изготовлении электрохимических элементов тепловых химических источников тока. Электрохимические свойства порошков зависят от формы и размеров их частиц. Представлены результаты исследования микроструктуры и частиц порошков оксидов ванадия (III), (V) и алюмината лития методами просвечивающей электронной и атомно-силовой микроскопии, рентгенодифракционного и газоадсорбционного анализов. Установлено, что диапазоны распределения частиц по размерам составляют, нм: 70 – 600 — для оксида ванадия (III) и 40 – 350 — для оксида ванадия (V). Размер областей когерентного рассеяния находится на нижней границе диапазонов. Это можно объяснить тем, что частицы порошков состоят из более мелких структурных элементов (кристаллитов). Средний объемно-поверхностный диаметр, рассчитанный по величине удельной площади поверхности, напротив, близок к верхней границе, что, вероятно, связано с частичной агломерацией частиц, а также их спеканием в процессе синтеза. В отличие от оксидов ванадия для алюмината лития диапазон распределения частиц по размерам более узкий — 50 – 110 нм. При этом размер кристаллитов и средний объемно-поверхностный диаметр близки к максимуму распределения частиц по размерам. Микроструктурный анализ показал, что частицы в образцах оксидов ванадия имеют округлую (V2O3) или удлиненную (V2O5) форму, в порошке алюмината лития — пластинчатую. Частицы образуют поликристаллические агломераты. Вместе с тем для разных партий одного и того же материала гранулометрический состав сходен, что говорит о воспроизводимости технологий их изготовления. Полученные данные можно использовать для контроля постоянства гранулометрического состава порошковых материалов.
Powder materials are widely used in the manufacture of electrochemical elements of thermal chemical sources of current. Electrochemical behavior of the powders depends on the shape and size of their particles. The results of the study of the microstructure and particles of the powders of vanadium (III), (V) oxides and lithium aluminate obtained by transmission electron and atomic force microscopy, X-ray diffraction and gas adsorption analyses are presented. It is found that the sizes of vanadium (III) and vanadium (V) oxide particles range within 70 – 600 and 40 – 350 nm, respectively. The size of the coherent-scattering regions of the vanadium oxide particles lies in the lower range limit which can be attributed to small size of the structural elements (crystallites). An average volumetric-surface diameter calculated on the basis of the surface specific area is close to the upper range limit which can be explained by the partial agglomeration of the powder particles. Unlike the vanadium oxide particles, the range of the particle size distribution of the lithium aluminate powder is narrower — 50 – 110 nm. The values of crystallite sizes are close to the maximum of the particle size distribution. Microstructural analysis showed that the particles in the samples of vanadium oxides have a rounded (V2O3) or elongated (V2O5) shape; whereas the particles of lithium aluminate powder exhibit lamellar structure. At the same time, for different batches of the same material, the particle size distribution is similar, which indicates the reproducibility of the technologies for their manufacture. The data obtained can be used to control the constancy of the particle size distribution of powder materials.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.