NALYSIS OF A FINE-CRYSTALLINE CORUNDUMRECRYSTALLIZATION IN SUPERCRITICALWATER MEDIUM USING THE LOGNORMALPARTICLE SIZE DISTRIBUTIONFUNCTION

Abstract

Рассмотрен механизм синтеза мелкокристаллического корунда из гидроксидаалюминия в условиях индуцированного зародышеобразования в среде сверхкритического водного флюида при температуре 400 °С, начальном давлении 26,4 МПаи последующей продолжительной выдержке в среде синтеза. Распределение поразмерам кристаллов строилось на основе анализа электронно-микроскопических фотографий. Обосновано использование логнормальной функции для описания распределения по размерам кристаллов синтезированного порошка корунда. Проанализирована возможность использования логнормальной функциираспределения по размерам кристаллов синтезированного порошка корунда изависимости от времени ее параметров для выявления маршрутов формирования кристаллов продукта. Установлено, что размерный спектр микрокристалловимеет четыре компонента, появление которых связано с различными маршрутами их формирования. Число компонентов распределения сохраняется в ходепоследующей изотермической выдержки, но их средние характеристики имеютразличную зависимость от времени. Изменение долей компонентов при рекристаллизации, приводящее в целом к уменьшению среднего размера кристаллов, объяснено отличиями в подвижности структуры кристаллов разных компонентов. Сделан вывод о различии состояния корунда во вновь образованных кристаллах инаращенного на частицы индуцирующей добавки. A mechanism of the fine-crystalline corundum synthesis from aluminum hydroxide inthe conditions of induced nuclеation in the supercritical water fluid at 400°C, aninitial pressure of 26.4 MPa, and subsequent exposure in a synthesis medium is considered.The size distribution of the crystals was based on the analysis of electron microscopicimages. The use of the lognormal function to describe the crystal size distribution ofthe synthesized corundum particles is substantiated. The possibility of using thelognormal particle size distribution function and the time dependence of its parametersto reveal the formation routes of the product crystals is analyzed. It is found that thedimensional spectrum of microcrystals has four components, the appearance of whichis associated with different routes of the product formation. The number of distributioncomponents remains unchanged during the prolonged exposure, but their averagecharacteristics have different time dependences. The redistribution of the mass duringrecrystallization, which leads, on the whole, to a decrease in the average crystal size, isexplained by differences in the mobility of the crystal structure of different components. It is concluded that the states of corundum in the newly formed crystals and in thebuildup layer on the particles of the inducing additive are different.