Физико-химия и технология получения порошков интерметаллидов, тугоплавких соединений и композиционных материалов гидридно-кальциевым методом

• Автор: Касимцев, Анатолий Владимирович
• Шифр специальности: 05.16.06
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Тула
• Количество страниц: 260 с. : ил.

1.1 Общие сведения об интерметаллических соединениях

1.2 Интерметалл иды

1.2.1 Интермсталлиды конструкционного назначения

1.2.2 Интерметаллиды функционального назначения

1.2.2.1 Сплавы с эффектом памяти формы

1.2.2.2 Водородаккумулирующие сплавы металлогидриды

1.2.2.3 Магиитотвердые материалы типа РЗМСо для

постоянных магнитов

1.2.3. Методы получения интерметаллидов и их особенности

1.2.3.1 Методы получения литых интерметаллидов

1.2.3.2 Гидриднокальциевый метод получения интерметаллических соединений

1.3 Фазы внедрения карбиды и нитриды переходных металлов
1.3.1 Влияние технологии на свойства карбида титана
1.3.2 Получение порошков нитрида титана
1.3.3 Получение композиционных порошков, содержащих тугоплавкие соединения
1.4 Выводы по главе 1 ГЛАВА 2 МАТЕРИАЛЫ, ОБОРУДОВАНИЕ И МЕТОДИКИ
ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1 Материалы и оборудование
2.2 Методы исследования свойств порошков и покрытий
2.2.1 Химический состав
2.2.2 Определение физических свойств порошков
2.2.3 Определение технологических свойств порошковых материалов
2.2.4 Определение технологических свойств покрытий
2.2.5 Методики исследования структуры, морфологии и фазового состава порошковых материалов
2.2.6 Методика исследования фазовых превращений веществ ГЛАВА 3 ОСНОВНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ПРОЦЕССОВ ПОЛУЧЕНИЯ
ПОРОШКОВ ИНТЕРМЕТАЛЛИДОВ И ТЕХНОЛОГИИ ИХ ПРОИЗВОДСТВА ГИДРИДНОКАЛЬЦИЕВЫМ МЕТОДОМ
3.1 Фазовые превращения при диссоциации СаНг
3.2 Механизм и кинетика образования порошков интсрметаллидов
3.3 Получение порошков интерметаллидов функционального назначения и их свойства
3.3.1 Разработка технологии и свойства сорбентов водорода на
основе интерметалл и да МДл
3.3.2 Разработка технологий и свойства порошков системы БшСо
3.3.2.1 Технология и свойства порошков кобальтсамарий
3.3.2.2 Переработка шлифотходов постоянных магнитов системы кобальтсамарий
3.3.3 Разработка технологии и свойства порошкового сплава Циаль для газопоглотителей
3.3.3.1 Отработка технологических режимов изготовления порошков сплава 6
3.3.3.2 Свойства порошков опытных партий
3.3.3.3 Исследование сорбционных свойств гидриднокальциевого сплава 7тА1
3.3.3.3.1 Технология изготовления и свойства газопоглотителей
3.3.3.3.2 Анализ структурных состояний сплава Циаль
в исходных порошках и газопоглотителях
3.4 Выводы по главе
ГЛАВА 4 ПРОЦЕССЫ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРОШКОВ ТУГОПЛАВКИХ
КАРБИДОВ И НИТРИДОВ ПЕРЕХОДНЫХ МЕТАЛЛОВ
4.1 Термодинамический анализ процессов восстановления карбидизации при взаимодействии оксида титана с гидридом
и карбидом кальция
4.2 Механизм и кинетика образования порошка карбида титана
4.3. Состав, структура и свойства порошка карбида титана
4.4 Закономерности образования и свойства порошка нитрида титана
4.5 Выводы по главе 4 8 ГЛАВА 5 РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ И
СВОЙСТВА МЕТАЛЛОНИТРИДНЫХ КОМПОЗИЦИЙ
5.1 Фазовые превращения при диффузионном взаимодействии
никелида титана с азотом
5.2 Технология получения и свойства композиционных металлонитридных порошковых сплавов
5.3 Применение металлонитридных порошков
5.4 Выводы по главе 5 0 ГЛАВА 6 ПРОЦЕССЫ ОБРАЗОВАНИЯ, ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ
И СВОЙСТВА МЕТАЛЛОКАРБИДНЫХ КОМПОЗИЦИЙ
6.1 Диффузионные взаимодействия при карбидизации никелида
титана
6.2 Процессы сплавообразования при нагреве смеси
П ТЮ2 СаНг Г СаСг
6.3 Технология получения и свойства металлокарбидных порошков
6.4 Применение металлокарбидных порошков
6.5 Выводы по главе 6
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Интерес к порошковым водородаккумулирующим сплавам на основе интерметаллических соединений вызван исследованиями в области водородной энергетики, активно проводимыми в последние десятилетия во всех развитых странах мира. Одной из ключевых задач водородной энергетики является организация технически и экономически эффективного хранения и транспортирования водорода. В связи с этим возник интерес к хранению водорода в связанном виде в форме гидридов металлов или интерметаллических соединений. Мощный импульс исследований в этом направлении инициировала обнаруженная в г. Ьа5 обратимо и с высокой скоростью взаимодействовать с водородом при температурах, близких к комнатной, и давлениях водорода порядка 0,1 МПа по реакции ЬаЫ ЗН2 Ьа5 Н6 . К настоящему времени известны сведения о свойствах около гидридов металлов и ингерметаллидов . В большинстве практических приложений металлогидридов, включая хранение и транспортировку водорода, реализуется первый газофазный процесс. Второй используется в электрохимических процессах в химических источниках тока с металлогидридными электродами. К настоящему времени синтезировано и изучено довольно большое количество водородаккумулирующих сплавов на основе интерметаллидов общей формулы АгаВпНх, где соединение двух или более металлов, один из которых А образует стабильный бинарный гидрид, а другие В в обычных условиях с водородом не взаимодействуют. Гидридообразующие интерметаллидгл принято классифицировать, исходя из соотношения их компонентов. М тв. Н2 г. МНХ тв. М тв. Н ж. МНХ тв. ОН ж. АВ5 структурный тип СаСи5, АВ2 фазы Лавеса, АВ структурный тип СбС1 и А2В структурный тип В2А1. В соединениях АВ5В качестве компонента А используются РЗМ иили кальций, в АВ2 и АВ элементы подгруппы титана, в А2В главным образом магний. Компонент В во всех семействах преимущественно включает переходные металлы Ре, Со, 1, V, Мп, Сг и т. В таблице 1. Из них сплавы на основе соединения ЬаРП5 и ТРе имеют хорошую перспективу промышленного применения . Данные материалы пригодны для создания систем компактного и безопасного хранения водорода, характеризующихся простотой эксплуатации, технологической гибкостью и низкими энергозатратами. Таблица 1. Мш мишметалл смесь редкоземельных металлов. Важным направлением водородной энергетики является создание систем хранения Н2 для обеспечения работы топливных элементов в ЭХГ электрохимических генераторах тока для транспортных средств и стационарных систем . Кроме этого сплавы имеют и целый ряд других совершенно новых применений. Направление реакции 1. Данный способ называют термосорбционным или термохимическим компримированием водорода, а устройства, его реализующие, металлогидридными термосорбционными компрессорами МГ ТСК. Организация процессов сорбциидесорбции водорода и теплопередачи в системах водород металлогидрид позволяет, помимо ТСК, создавать тепловые машины с замкнутым циклом циркуляции газообразного рабочего тела, включая тепловые двигатели и пневмоприводы, холодильные установки, трансформаторы тепла, системы его передачи на большие расстояния и т. Многочисленные применения водородаккумулирующих сплавов могут охватить широкий круг потенциальных потребителей в энергетике, металлургии, химической промышленности, нефтепереработке и т. Одной из актуальных задач применения водородаккумулирующих сплавов является разработка эффективных промышленных методов получения таких материалов. К магнитотвердым материалам магпитожесткие или высококоэрцитивные материалы относятся магнитные материалы, которые намагничиваются до насыщения и перемагничиваются в сравнительно сильных магнитных полях напряженностью в тысячи и десятки тысяч Ам и характеризуются значениями коэрцитивной силы по намагниченности Нем Ам. Постоянным магнитом называют изделие определенной формы из предварительно намагниченного магнитотвердого материала, способное сохранять остаточную намагниченность после устранения намагничивающего поля и служащее источником магнитного поля . Основу современных магнитотвердых материалов составляют интерметаллические соединения с редкоземельными металлами.