WWW.OS.X-PDF.RU
БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА - Научные публикации
 

«О.В. Арестов, Е.В. Ружицкая АРЕСТОВ ОЛЕГ ВЛАДИМИРОВИЧ – кандидат технических наук, доцент кафедры материаловедения и ...»

ВЕСТНИК ИНЖЕНЕРНОЙ ШКОЛЫ ДВФ У. 2012. № 4 (13)

МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ И ТЕХНОЛОГИИ МАТЕРИАЛОВ

УДК 621.762

О.В. Арестов, Е.В. Ружицкая

АРЕСТОВ ОЛЕГ ВЛАДИМИРОВИЧ – кандидат технических наук, доцент кафедры материаловедения и технологии материалов Инженерной школы (Дальневосточный

федеральный университет, Владивосток). E-mail:

doctorwagen@mail.ru

РУЖИЦКАЯ ЕЛЕНА ВАСИЛЬЕВНА – кандидат технических наук, доцент кафедры материаловедения и технологии материалов Инженерной школы (Дальневосточный федеральный университет, Владивосток).

E-mail: iterra@mail.ru

ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЙ МЕХАНОХИМИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ

ДВОЙНОГО БОРИДА ТИТАНА-ХРОМА (TI, CR)B2 Приведены результаты экспериментальных исследований высокотемпературного механохимического синтеза полиборида магния и двойного борида титана – хрома. Рассмотрены закономерности фазообразования двойного борида в системе Ti-Cr-B с использованием вместо бора полиборида магния. Установлен механизм механохимического синтеза (Ti,Cr)B2.

Ключевые слова: полиборид магния, борный ангидрид, бориды, стехиометрия реакции, фазовый состав, механоактивация, механохимический синтез.

The high temperature mechanochemical synthesis of the double titanium-chromium boride (Ti, Cr) B2. Elena V. Ruzhitskaya, Oleg V. Arestov – School of Engineering (Far Eastern Federal University, Vladivostok).



The article deals with the results of experimental studies of high-temperature mechanochemical synthesis of the magnesium polyboride and double titanium-chromium boride. The mechanism of double boride phase formation in the Ti-Cr-B system with polyboride magnesium used instead of boron as well as the mechanism of mechanochemical synthesis of the (Ti, Cr) B2 have been considered in it.

Key words: polyboride magnesium, boron anhydride, borides, reaction stoichiometry, phase composition, mechanical activation, mechanochemical synthesis.

Для успешного развития различных отраслей современной промышленности требуются материалы с высокими показателями механических характеристик, сохраняющихся вплоть до высоких температур. Актуальными остаются вопросы эффективного получения коррозионностойких и износостойких покрытий, а также изделий с их применением. Кроме того, в связи с © Арестов О.В., Ружицкая Е.В., 2012 развитием и эксплуатацией атомных энергетических установок экологическая обстановка в России остается довольно напряженной. Для обеспечения экологической безопасности необходимо применение достаточ

–  –  –

На скорость протекания реакций большое влияние оказывает газовая среда [10]. Исследовалось влияние различных газовых сред – азота, аргона, водорода, воздуха и кислорода на протекание реакции (4.3). Было выявлено, что присутствие кислорода в газовой среде механореактора увеличивает скорость прохождения реакции. Однако по данным химического анализа, содержание бора в полибориде уменьшается с 80,6% при механоактивации в среде аргона до 73,6% при активации в среде кислорода. Таким образом, несмотря на ускорение этого процесса в атмосфере кислорода, качество конечного продукта снижается. Согласно этой особенности, можно предположить, что лимитирующей стадией для прохождения реакции восстановления является активация магния, а не борного ангидрида. Другим аргументом в пользу этого предположения является его более низкие температуры плавления и кипения, а также наличие дальнего порядка в его кристаллической решетке, который в процессе обработки может нарушаться, аккумулируя энергию механической активации.

Конечный продукт реакции (4.3) состоит из полиборида магния и оксида магния. Рентгенофазовый анализ фиксирует только линии оксида магния. Эти линии в продукте реакции не смещены, что соответствует литературным данным, а линии полиборида магния вообще не обнаруживаются. Следовательно, борсодержащий продукт, получаемый в результате реакции (4.3), рентгеноаморфен и выведен в отдельную фазу.

При синтезе полиборида по СВС технологии серьезной проблемой является окисление бора, так как образец массивен. В нашем случае эта проблема отсутствует по следующим причинам: во-первых, в связи с малыми размерами частиц продуктов реакции и, во-вторых, в связи с возможностью их раздельной кристаллизации. Малые размеры частиц вещества приводят к их закалке с высокой скоростью, что предотвращает окисление бора. В момент экзотермического эффекта развивается температура, достаточная для испарения конечных продуктов, которые в дальнейшем кристаллизуются раздельно ввиду различного давления паров окиси магния и бора при температурах реакции восстановления.

При исследовании закономерностей формирования структуры двойного борида (Ti, Cr)B2 в режиме ВМС в виде окислителя был выбран магнийтермический бор (ПМГ), и реакция получения TiB2 имела вид уравнения Ti + MgmBn TiB2 + mMg + Q [5].

Было установлено, что при использовании полиборида магния качество (Ti, Cr)B2 не уступает продуктам, полученным при использовании аморфного бора с содержанием 99,5% В.

В случае применения полиборида магния механизм образования боридов представлял собой двухстадийную схему. На первой стадии под действием механической энергии Q1 происходит разложение ПМГ (MgB12). На второй стадии бор взаимодействует с частицей металла, образуя борид. Одновременно выделяется большое количество тепла Q2, расходуемого на разогрев слоя перед фронтом горения (синтеза). Синтез боридов металлов протекает в присутствии жидкой фазы металла, что подтверждается результатами измерения температуры начала взаимодействия в системе Me–2B. Так, при использовании бора чистотой 99,5% температура Т0 в системе Ме–В и Me–Ме–В примерно равнялась температуре плавления металла Тпл.

В случае применения полиборида магния температура начала синтеза была близка к температуре разложения MgB12 – 1600–1700 C.

Результаты рентгеноструктурного анализа синтезированных боридов Ti-Cr-B и их пикнометрическая плотность свидетельствуют о том, что в системе образуются твердые растворы внедрения. В результате механической активации происходит изменение параметров кристаллической решетки TiB2. (рис. 3, табл. 2).

–  –  –

Порошки, полученные ВМС, могут быть использованы в составе борирующей смеси для получения износостойких покрытий на стали, в качестве износостойкой составляющей при получении композиций для плазменного напыления поверхностей деталей, работающих в условиях повышенного абразивного износа, а также как антирадиационный материал и в качестве компонента футеровочного материала.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Бор. Получение, структура и свойства: материалы IV Междунар. симпозиума по бору.

1.

М.: Наука, 1974. 268 с.

Мержанов А.Г. Проблемы технологического горения // Процессы горения в химической 2.

технологии и металлургии / ИХФ АН СССР. Черниголовка, 1975. С. 194–208.

Мержанов А.Г., Мукасьян А.С. Твердопламенное горение. М.: ТОРУС ПРЕСС, 2007.

3.

Новиков Н.П., Боровинская И.П., Мержанов А.Г. Термодинамический анализ реакций 4.

СВС // Процессы горения в химической технологии и металлургии / ИХФ АН СССР. Черниголовка, 1975. С. 174–187.

Попович А.А. Разработка теоретических основ и эффективных технологий получения тугоплавких порошковых соединений и сплавов на их основе в условиях высокотемпературного механохимического синтеза: дис. … д-ра. тех. наук. СПб., 1993. 358 с.

Попович А.А., Арестов О.В., Рева В.П. и др. Переработка природного и вторичного сырья 6.

с помощью механохимической технологии // Материалы и покрытия в экстремальных условиях: тез. докл. междунар. конф. Кацивелли, Украина, 2000. С. 171.

Попович А.А., Василенко В.Н. Механохимический синтез тугоплавких соединений // Механохимический синтез в неорганической химии: сб. науч. тр. Новосибирск: Наука, 1991.

С. 168–175.

Самораспространяющийся высокотемпературный синтез: теория и практика / под ред.

8.

А.Е. Сычева. Черноголовка: Территория, 2001. С. 333–354.

Самсонов Г.В., Серебрякова Т.И., Неронов В.А. Бориды. M.: Атомиздат, 1975. 376 c.

9.

Фундаментальные основы механической активации, механосинтеза и механохимических 10.

технологий: сб. ст. / под. ред. Е.Г. Авакумова. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2009. (Интегр. проекты СО РАН; вып. 19).

Черненко Е.В., Афанасьева Л.Ф., Лебедева В.А. Воспламеняемость смесей окислов металлов с магнием // Физика горения и взрыва. 1989. № 3. С. 7–12.

Шелимов К.Е., Бутягин П.Ю. О взрывном механохимическом синтезе карбидов, боридов и 12.

силицидов // Тез. докл. XI Всесоюз. симпозиума по механохимии, Чернигов, 1990. Т.1.

М.: АН СССР ИХФ, 1990. С. 42–45.

Carlsson J.-O., Lundstrom Т. The Solution Hardening. Rhombohedral Boron // J. LessCommon Met. 1970. Vol. 22. P. 317–320.

14. Seybolt A.U. An Exploration of High Boron Alloys // Trans. ASM. 1960. Vol. 52, N 2.

P. 971–989.



Похожие работы:

«УДК 66.097 ВЫБОР КАТАЛИЗАТОРА И УСЛОВИЙ РАБОТЫ ТРУБЧАТОГО КАТАЛИТИЧЕСКОГО РЕАКТОРА О.А. Тишин1, Е.В. Климова1, В.Н. Харитонов1, Т.В. Рудакова2, В.А. Иванов2 Кафедра «Технологические машины и оборудование», Волжский политехнический институт (филиал ГОУ ВПО «Волгоградский государственный технический университет») (1); ОАО «Волжский Оргсинтез», г. Волжский (2); vtm@volpi.ru Представлен членом редколлегии профессором Н.Ц. Гатаповой Ключевые слова и фразы: активность катализатора; анилин; морфолин;...»

«ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ 2. Штокман, Е.А. Очистка воздуха от пыли на предприятиях пищевой промышленности / Е.А. Штокман. – М. : Пищевая промышленность, 2000. – 296 с. SUMMARY P.A. Lisin, E.A. Moliboga, D.B. Martemyanov Power assessment of process of pyleulavlivany in cyclonic devices Process of a pyleochistka in a cyclone is defined by aerodynamic and design data of the device. Key words: pyleulavlivany, cyclonic devices, air stream. УДК 337.1 Н.Б. Гаврилова, Е.И. Петрова, Н.Л. Чернопольская...»

«Министерство образования Российской Федерации Ухтинский государственный технический университет Н.И. АВЕРЬЯНОВА, И.А. ШИПУЛИНА, А.Е. ЖУЙКОВ, Н.Ю. ЗАРНИЦЫНА, Л.А. КИЧИГИНА, Е.А.ВЕЛЬДЕР ПИЕЛОНЕФРИТ И ГЛОМЕРУЛОНЕФРИТ У ДЕТЕЙ Ухта, 2001 УДК 616.61-002.3-053.2 ББК 56.9:57.33 А19 Аверьянова Н. И., Шипулина И. А., Жуйков А. Е., Зарницына Н. Ю., Кичигина Л. А., Вельдер Е. А. Пиелонефрит и гломерулонефрит у детей: Монография. – Ухта: УГТУ, 2001. – 179 с., ил 4. ISBN 5-88179-275-0 В монографии излагается...»

«Том 7, №5 (сентябрь октябрь 2015) Интернет-журнал «НАУКОВЕДЕНИЕ» publishing@naukovedenie.ru http://naukovedenie.ru Интернет-журнал «Науковедение» ISSN 2223-5167 http://naukovedenie.ru/ Том 7, №5 (2015) http://naukovedenie.ru/index.php?p=vol7-5 URL статьи: http://naukovedenie.ru/PDF/216TVN515.pdf DOI: 10.15862/216TVN515 (http://dx.doi.org/10.15862/216TVN515) УДК 621.3; 621.8 Квашнина Галина Владимировна ФГБОУ ВПО «Липецкий государственный технический университет» Россия, Липецк Ассистент кафедры...»

«Ученые записки университета имени П.Ф. Лесгафта, № 3 (97) – 2013 год деленных игровых амплуа необходимо развивать техническое и тактическое мастерство высокого уровня, что позволит эффективно осуществлять возложенные на них функции. Определение качества проведения ТТД игроками различных амплуа позволит объективно оценивать регистрируемые показатели соревновательной деятельности юных палестинских спортсменов, индивидуализировать подбор ЛИТЕРАТУРА 1. Волков, Л. Теория и методика детского и...»





Загрузка...


 
2016 www.os.x-pdf.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Научные публикации»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.