Защитные слои боридов и карбидов титана и циркония на железоуглеродистых сплавах

• Автор: Цыренжапов, Батор Базаржапович
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Улан-Удэ
• Количество страниц: 91 с. : ил.

Глава 1. КРИТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ СТРОЕНИЯ И СВОЙСТВ СЛОЕВ БОРИДОВ И КАРБИДОВ, ОСОБЕННОСТЕЙ И ОБЩИХ ТРЕБОВАНИЙ ИХ ПОЛУЧЕНИЯ 1Л. Бориды и карбиды титана и циркония

1Л Л.Фазовые равновесия в системах Ме-В-С

1.2. Методы получения боридов и карбидов титана и циркония

1.2.1 .Формирование тонких слоев под воздействием пучков заряженных частиц

1.2.2. Формирование покрытий под воздействием электронных пучков.

1.2.3. Методы получения диффузионных слоев боридов титана и циркония.

Глава 2. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ФОРМИРОВАНИЯ БОРИДОВ И КАРБИДОВ ТИТАНА И ЦИРКОНИЯ

2.1. Методика термодинамических расчетов

2.2. Моделирование фазовых равновесий в системе ТьВ-С

2.2.1. Фазообразование при образовании боридов титана Т1В2 и Т1В

2.2.2. Моделирование фазовых равновесий в системах ТЮ2-В-С, ТЮ2-В4С-С и ТЮ2-В20з-С.
2.3. Фазообразование в системе Хг-В-С-О
2.3.1 Моделирование фазовых равновесий в системе Хг02-В203-С
2.4. ВЫВОДЫ
Глава 3. ФОРМИРОВАНИЕ СЛОЕВ БОРИДОВ В ВАКУУМЕ ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ КОНЦЕНТРИРОВАННОГО ПУЧКА ЭЛЕКТРОНОВ
3.1. Конструкция и характеристики устройства
3.2. Принципы организации процесса формирования слоев
3.2.1. Взаимодействие ускоренных электронов с веществом
3.2.2. Температурно-фазовые изменения при воздействии пучком электронов
3.3. ВЫВОДЫ

Глава 4, ФАЗОВЫЙ СОСТАВ И СТРУКТУРА
СФОРМИРОВАННЫХ СЛОЕВ НА УГЛЕРОДИСТЫХ СТАЛЯХ
4.1. Методики исследований
4.2. Строение и микроструктура слоев
4.3. ВЫВОДЫ
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
Литература

Актуальность темы. Бориды и карбиды титана и циркония обладают уникальным комплексом физико-химических свойств (высокой твердостью, жаростойкостью, жаропрочностью, высокой электро- и теплопроводностью, стойкостью к действию расплавленных металлов в сочетании с низким удельным весом, коррозионной, радиационной устойчивостью, износостойкостью) и находят широкое применение во многих областях техники, машиностроения, электроники,энергетики.
Среди материалов на основе боридов и карбидов особое место занимают пленки и покрытия. С развитием новой техники совершенствуются методы и способы их формирования. Методами химико-термической обработки (ХТО) получают диффузионные слои боридов, как правило, в порошковых смесях, содержащих борирующий компонент, титан и активатор [1]. Наноструктурные пленки (толщиной до 5 мкм) получают с применением высококонцентрированных источников энергии, например, при испарении электронным пучком или ВЧ-магнетронном распылении, при этом используются спеченные порошки боридов - продукты самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС) или СВС-продукты) [2]. СВС-продукты используют и при формировании наплавленных покрытий с помощью электронного пучка при давлении 10'1 Па, например, электронно-лучевой наплавке боридов титана на низкоуглеродистой стали СтЗ [3].
СВС относится к экстремальным технологиям, хорошо зарекомендовал себя при создании различных материалов со структурой и свойствами, которые невозможно или трудно получить традиционными методами. Синтез твердых материалов с заданной неоднородностью в одну стадию, является актуальной задачей [4]. Практически отсутствуют экспериментальные данные о возможности использования электронного пучка для инициирования одновременного самораспространяющегося высокотемпературного синтеза тугоплавких боридов титана и циркония и формирования слоев на железоуг-

В системе ТЮ2-В2О3-С при температуре 1073 К представлены разрезы: В7О3-ТЦО7, В20з-Т120з, В20з-'ПВ2. Т1С-Т1В2, ИВ2-С, Т1В2-В4С. При понижении давления с 10~2 до 10'4 Па появляется двухфазная область 7, содержащая
ПВ2 и В4С.
В2ОЗ
1-1102-ТТ|07-В20з, 2-Т1407-Ть0з -В20з, 3-Т 120з-В203-ПВ2, 4-Т1203-Т1В2-Т1С, З-'ПВгПС-С, 6-ПВ2-В4С-С, 7-ПВ2-В4С, 8-В20з-ПВ2-В4С, 9-Т1В2-И20з
Это связано с особенностями поведением карбида В4С, которые проявляются наличием отрезков В^С-Ь и В4С-с, в системе В203-С, стороне концентрационного треугольника. Составы точек Ь (36 мол % В203) и с (50 мол %