Получение сплавов-покрытий и порошков-интерметаллидов диффузионным насыщением никеля и кобальта неодимом, диспрозием и эрбием в хлоридных расплавах

• Автор: Кондратьев, Денис Андреевич
• Шифр специальности: 05.17.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Киров
• Количество страниц: 125 с. : ил.

Оглавление
Введение

Глава I. Литературный обзор

1.1 Сферы применения РЗМ и их соединений

1.2 Методы нанесения металлических покрытий в расплавах солей

1.2.1 Метод электрохимического восстановления

1.2.2 Метод контактного обмена

1.2.3 Метод бестокового диффузионного насыщения

Глава II. Методика эксперимента

2.1 Материалы, используемые в исследованиях

2.2 Очистка газовой среды
2.3 Приготовление солей
2.4 Устройство экспериментальных ячеек и методики экспериментов
2.4.1 Определение реакционной емкости расплава ЫС1-КС1, выдержанного в контакте с неодимом и диспрозием
2.4.2 Изучение кинетики бестокового переноса исследуемых РЗМ на никель и кобальт в расплавах ЫС1-КС1-ЬпС13 (Ьп - Ш, ЕУу, Ег)
2.4.3 Получение порошковых сплавов диффузионным насыщением никеля и кобальта диспрозием, неодимом и эрбием в солевых расплавах
2.5 Определение жаростойкости сплавов РЗМ-никель и РЗМ-кобальт
2.6 Методика химического анализа
Глава III. Реакционная емкость и электрохимические свойства расплавленной эвтектической смеси хлоридов лития и калия, выдержанной в контакте с неодимом и диспрозием

Глава IV. Взаимодействие неодима, диспрозия и эрбия с никелем и кобальтом в хлоридных расплавах
4.1 Исследование кинетики бестокового переноса неодима, диспрозия и эрбия на никель и кобальт в расплавах ЫС1-КС1-ЬпС1з
4.2 Синтез порошковых интерметаллических соединений диффузионным насыщением никеля и кобальта неодимом, диспрозием и эрбием в хлоридных расплавах
Глава V. Строение и свойства диффузионных РЗМ-содержащих покрытий и порошковых сплавов на основе никеля и кобальта
5.1 Строение и фазовый состав покрытий и порошковых сплавов
5.2 Жаростойкость диффузионных покрытий
Заключение
Литература..
Приложение

Введение
Актуальность работы
Редкоземельные металлы (РЗМ) начали широко применяться со второй половины XX века. Это было связано с развитием новейших отраслей промышленности, таких как атомная энергетика, авиационная и космическая техника, радиоэлектроника, нефтехимия, металлургия качественных сталей и сплавов. Признаком успешного развития данных отраслей можно считать увеличение темпов производства РЗМ. Так, согласно обзорам мировой редкоземельной промышленности, если в 1964 году производство РЗМ составляло 4 тысячи тонн, то уже к 1997 г. практически достигло 60 тыс. т., а с 1999 г. по 2003 г. мировое производство РЗМ возросло с 76 до 87 тыс. т., и в настоящее время уже превышает 100 тыс. т./г. [1-8].
Следует отметить, что в промышленных масштабах в виде химических соединений используются почти все редкоземельные металлы, тогда как в форме металлов лишь некоторые из них (в частности, в производстве магнитов) [9].
Особого внимания заслуживает применение РЗМ в металлургии. В данной области РЗМ находят свое применение в качестве легирующих добавок, влияние которых в случае объемного легирования на свойства металлов и сплавов изучено и весьма полно представлено в работах [9-11]. Однако в наше время объемное легирование металлов и сплавов становится неэкономичным из-за большого расхода дорогостоящих материалов, к тому же этим путем не всегда удается достичь оптимального сочетания свойств. Решением данной задачи может быть применение поверхностного легирования. Поверхностное легирование позволяет получить требуемые свойства поверхности при минимальном расходе легирующих элементов за счет термодиффузионного насыщения легирующим элементом поверхности защищаемого ме-

2.4.3 Получение порошковых сплавов диффузионным насыщением никеля и кобальта неодимом, диспрозием и эрбием в солевых расплавах
Оборудование. Для синтеза порошков интерметаллических соединений состава Ьп-Ш и Ьп-Со была использована герметичная ячейка из нержавеющей стали с закрепленным в ней тиглем из оксида бериллия (рис. 2.3).
Алгоритм эксперимента.
- В тигель (7) помещали заданное количество порошка никеля или кобальта (5) и навеску солевой смеси ЫС1-КС1-5 масс% ЬпС13 (6) массой 5 г (где Ьп- N<4, ЕУу, Ег), после чего ячейку герметизировали, вакуумировали и помещали в печь СШОЛ, где в автоматическом режиме поддерживалась заданная температура.
- При достижении температуры 850 К вакуумирование прекращали и ячейку заполняли очищенным аргоном, в токе которого на молибденовой подвеске (3) в расплав (6) вводили образец из исследуемого РЗМ (8) (ІУД Оу или Ег).
- Выдержав заданное время в расплаве образец РЗМ извлекали, а реакционную смесь выдерживали при температуре 850 К в течение двух часов. В работах [137, 138] экспериментально было установлено, что этого времени достаточно для полного расходования РЗМ в процессе диффузионного насыщения ими металла-основы.
- С целью гомогенизации образующегося сплава, температуру в контейнере повышали до 1170 К и выдерживали в течение трех часов.
- После этого реакционную смесь охлаждали в среде очищенного аргона до комнатной температуры, синтезированный порошковый сплав отмывали от солей дистиллированной водой, промывали спиртом и сушили при комнатной температуре.