Экспериментальное исследование структуры и свойств твердых растворов силицидов молибдена и вольфрама и их применение

• Автор: Гнесин, Иван Борисович
• Шифр специальности: 05.02.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Черноголовка
• Количество страниц: 139 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1. Глава 1 - Аналитический обзор литературы
1.1.Твердые растворы
1.2. Силициды
1.2.1. Общие свойства силицидов
1.2.2. Типы кристаллических структур силицидов
1.2.3. Свойства силицидов молибдена
1.2.4. Свойства силицидов вольфрама
1.3.Фазовые диаграммы многокомпонентных систем
1.4.Морфологические особенности микроструктуры эвтектических сплавов
1.5.Исследования многокомпонентных систем, содержащих вольфрам, молибден, кремний, углерод
1.6.3ащитные покрытия на основе силицидов тугоплавких металлов и
покрытия, получаемые с помощью электроискрового легирования
2. Глава 2 - Экспериментальные методы исследования
2.1 .Исходные материалы
2.2.Синтез силицидов тугоплавких металлов
2.3.Получение литых образцов силицидов
2.3.1. Получение литых образцов силицидов серии «углеродная»
2.3.2. Получение литых образцов силицидов серии «чистая»
2.4.Нанесение покрытий
2.4.1. Электроискровое легирование поверхности стали и чугуна
2.4.2. Методические особенности исследования электроискровых покрытий
2.5.Рентгеновские методы анализа
2.6.Сканирующая электронная микроскопия и микроанализ

2.7.Измерение микротвердости
3. Глава 3 - Структура и свойства твердых растворов силицидов молибдена и
вольфрама, влияние примеси углерода
3.1.Особенности микроструктуры и химического состава твердых растворов
силицидов молибдена и вольфрама
3.1.1. Зависимость микроструктуры сплава от состава
3.1.2. Особенности химического состава сплавов силицидов
3.2.Рентгенофазовый анализ твердых растворов силицидов молибдена и
вольфрама
3.2.1. Дифрактометрический фазовый анализ текстурированных образцов
3.2.2. Применение специальной методики дифрактометрического фазового анализа текстурированных образцов
3.2.3. Дифрактометрическое определение параметров решетки на порошковых образцах
3.2.4. Особенности зависимости периодов решетки основных силицидных фаз от состава сплава
3.3.Зависимость микротвердости от состава сплава
4. Глава 4 - Силицидные покрытия
4.1.Нанесение покрытий методом электроискрового легирования
4.2.Структура покрытия при электроискровом легировании
4.2.1. Микроструктура покрытия
4.2.2. Особенности распределения легирующих элементов в покрытии
4.3.Дифрактометрический фазовый анализ покрытий
4.4.Оценка микротвердости покрытий
Выводы и рекомендации
Список использованных источников

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность исследования
С развитием научно-технического прогресса перед человечеством остро встал вопрос защиты различных материалов от воздействия высоких температур в окислительной среде. Кроме того, материалы, устойчивые к абразивному износу, имеющие высокие показатели твердости и прочности всегда представляли большой интерес с точки зрения применения в промышленности и других областях.
В последние годы, с развитием авиационной и космической отрасли, металлургии, промышленного оборудования, машиностроения потребность в таких материалах постоянно возрастает. Современные разработки в этих областях выдвигают все более жесткие требования к материалам, обусловленные необходимостью поднять на новый уровень характеристики изготавливаемых изделий и оборудования.
Силициды тугоплавких металлов известны своей способностью сопротивляться окисленшо при нагреве на воздухе вплоть до температур свыше 1500 °С. Композиционные материалы, получаемые с использованием
силицидов тугоплавких металлов и карбида кремния известны уже несколько десятилетий. Однако, подавляющее число всех предшествовавших попыток продвижения вперед были связаны только с одним из многих существующих силицидов тугоплавких металлов - с дисилицидом молибдена Мо812. Он известен именно тем, что до температур 1500-1800 °С материалы на его основе очень хорошо противостоят газовой коррозии в окислительных средах. Но при более высоких температурах другие силициды оказываются не менее, а иногда и более устойчивыми к окисленшо. Кроме того, введение в состав силицидов (Мо,¥)581з, (Мо,¥)812 и (Мо,5813С, наряду с молибденом, более
тугоплавкого вольфрама позволяет управлять такими важными для практических приложений свойствами как: коэффициент термического

Влияние внешних факторов равновесия, т.е. температуры и давления, учтено слагаемым 2. Однако при исследовании конденсированных систем, т.е. систем, фазы в которых находятся в жидком или твердом состоянии, внешнее давление считают постоянным. Как следствие, число независимых переменных, описывающих состояние системы, сокращается на единицу и правило фаз в таком случае записывают следующим образом:
У=к-Ш, (4)
Где V - число степеней свободы системы; к - число компонентов в системе;
Г - число фаз в системе;
Из правила фаз следует, что вариантность любой системы всегда положительна или равна нулю. При У=0 систему называют нонвариантной. Это означает что все независимые переменные, описывающие состояние системы строго фиксированы и изменение любой из них возможно лишь с нарушением фазового равновесия в системе, т.е. с изменением числа равновесных фаз. В случае если вариантность системы не нулевая, наличие степеней свободы позволяет менять соответствующее количество независимых переменных, описывающих состояние системы, не нарушая фазовое равновесие, т.е. не изменяя число равновесных фаз в системе.
Для изображения диаграмм состояния трехкомпонентных систем в координатах состав-температура требуется трехмерное пространство, поскольку составы всех возможных тройных сплавов между компонентами можно наглядно изобразить только на плоскости. Обычно для изображения составов тройных сплавов используют плоскость, ограниченную сторонами равностороннего, так называемого, концентрационного треугольника. В вершинах такого треугольника находятся точки, описывающие сплав, состоящий из чистых компонентов, на сторонах расположены точки,