Iron-based nanoparticles was successfully synthesized in flux reactor by chemical
vapour condensation (CVC) process using CO as carrier gas and iron carbonyl as
precursor. Average particle size increased from 15 up to 70 nm with increasing time
and/or temperature of reaction. Depending on process parameters phase composition
of products can be varied in the wide range: from carbon coated BCC or FCC solid
solution based nanocapsules to fully cementite nanoparticles, or to be the binary
of ternary mixture of BCC, FCC, and cementite phases. Existence of different phase
in final product is strongly depending on reactor temperature and carrier gas flow
rate. It was suggested that cementite formation are going on due to surface reaction
between solid iron and carbon monoxide. Semi empirical model of reaction was built
and compared with experimental data.
Методом парофазного разложения в поточном реакторе синтезированы наночастицы системы железо-углерод. В качестве исходного вещества был использован пентакарбонил железа, который испарялся с контролируемой скоростью в потоке монооксида углерода. Средний размер частиц увеличивался от 15 до 70 нм при увеличении температуры и/или времени реакции. В зависимости от условий эксперимента состав продуктов реакции изменялся в широких пределах: от нанокапсул на базе феррита и аустенита, покрытых углеродом в виде сажи или графита, до цементита или смеси этих фаз в различных соотношениях. Экспериментально определены области получения различных продуктов реакции в зависимости от температуры реактора и расхода монооксида углерода. Установлено, что образование цементита может происходить за счет поверхностной реакции между сконденсированным железом и монооксидом углерода. Предложена полуэмпирическая модель процесса, которая хорошо описывает экспериментально наблюдаемые закономерности процесса образования конечных продуктов.
наночастицы, газофазный синтез, фазовый состав, железо, цементит
