The paper discusses the experimental studies connected with development of scientific and technical foundations for the synthesis method of titanium carbide by electric arc discharge plasma under ambient air condition. According to the X-ray diffraction data, the dependences between the product phase composition and the synthesis duration was determined. According to the scanning electron microscopy and energy dispersive analyses data, a morphological types number of titanium carbide particles, which are formed as a result of uneven distribution of energy in the reaction volume, was identified.

Показана возможность синтеза многостенных углеродных нанотрубок в плазме дугового разряда постоянного тока, инициированного в открытой воздушной среде. Процесс синтеза реализован в полости графитового катода, в которой в качестве катализатора присутствует порошок вольфрама. Применяемый метод реализуется за счет генерации газообразного оксида углерода СО, экранирующего реакционную зону от кислорода воздуха, предотвращая окисление продуктов синтеза. Согласно данным рентгеновской дифрактометрии синтезированные порошковые материалы содержат более чем 85 об. % углеродных кристаллических фаз с графитоподобной структурой, а также содержат кубическую фазу вольфрама, две фазы карбида вольфрама WC и W2C. Согласно результатам просвечивающей электронной микроскопии продукт синтеза содержит углеродные нанотрубки, особенностью которых можно считать относительно большое количество слоев (до ~50 шт.) при диаметре до ~100 нм и длине до ~1.5 мкм. При этом внутри углеродных нанотрубок идентифицируются кристаллические объекты, соответствующие по структуре карбиду вольфрама WC.

The paper presents a method, implemented for the first time, for the thermal synthesis of hafnium carbide powder using a DC arc discharge initiated in the open-air atmosphere. Based on the results of the series of experiments, the dependences of the current strength of the power source and the time of thermal treatment on the phase composition of the resulting powder product were established. Required parameters have been determined to ensure the synthesis of a powder containing ~ 98 wt. % of the cubic phase of hafnium carbide: heat treatment of the initial mixture containing the stoichiometric ratio of hafnium to carbon for 60 s at a current of 220 A. The size, shape, and substructure of particles of the synthesized carbide are characterized. The differential thermal analysis carried out in an oxidizing medium showed that the obtained hafnium carbide powder is oxidized most intensively at a temperature of ~700°C.