Роль промежуточных фаз в процессах СВС многокомпонентных систем на основе металлов III, IV, VI, VIII групп с азотом

• Автор: Круглова, Наталья Владимировна
• Шифр специальности: 01.04.17
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 190 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
1.1. Современные методы азотирования металлов и сплавов
1.2. Метод самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС)
1.3. Горение (СВС) многокомпонентных систем в азоте
1.4. Нестехиометрические фазы внедрения
1.5. Фазы внедрения как составная часть кластеров, комплексов
1.6. Постановка задачи
ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА
2Л. Технологические особенности проведения СВ-синтеза при
горении многокомпонентных систем Ме' - Ме" - азот,
Ме' — Ме" - Ме"1
2.3. Методы термографии и дериватографии
2.4. Методы индицирования порошков и методика определения пространственных групп
2.5. Подбор изоструктурных соединений
2.6. Обработка экспериментальных данных
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИЗУЧЕНИЕ ГОРЕНИЯ ТРЕХКОМПОНЕНТНЫХ СИСТЕМ Ме' - Ме"
3.1. Горение систем Ме' - Ме"
3.2. Особенности проведения рентгенофазового анализа (РФА)
3.3. Связь полноты превращения с фазовой диаграммой состояния
3.4. Сопоставление расчетных и экспериментальных данных отношения усвоенного азота к Ме” в зависимости от исходных параметров опыта
3.5. Термогравиметрические исследования систем Ме' - Ме" азот
3.6. Заключение
ГЛАВА 4 АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ СООТНОШЕНИЕ! ЭНЕРГИЙ

АКТИВАЦИИ ОБРАЗОВАНИЯ НИТРИДОВ Ме', Ме", Ме"' НА ФАЗОВЫЙ СОСТАВ ПРОДУКТОВ ГОРЕНИЯ
МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ СИСТЕМ
4.1. Исследование закалочных продуктов горения и сравнение их с
конечными продуктами
4.1.1. Послойная закалка системы Ті - Сг
4.1.2. Закалка системы Ті - Сг - азот по объему образца
4.1.3. Закалка системы Ті - № - азот но объему образца
4.1.4. Закалка системы Ті - Ее - азот по объему образца
4.2. Сравнение конечных продуктов горения систем Ті - А1 - азот,
Ті — Со — азот и А1 - Со
4.3. Сравнение конечных продуктов горения систем Ті — № - азот,
Ті - Сг - азот и Сг - №
4.4. Исследование закалочных и конечных продуктов горения четырехкомпонентной системы Ті - Сг - №
4.5. Заключение
ГЛАВА 5.11НДИЦИРОВАНИЕ ВЫЯВЛЕННЫХ НИТРИДОВ Ме"
5.1 Подбор аналогов индицироваиия
5.2. Индицирование нитридов в кубической сингонии
5.3. Индицирование нитридов в тетрагональной и гексагональной сингониях
5.4. Индицирование нитридов в ромбической сингонии
5.5. Индицирование нитридов в моноклинной сингонии
5.6. Заключение
ГЛАВА 6. МЕХАНИЗМ ФАЗООБРАЗОВАНИЯ В ВОЛНЕ ГОРЕНИЯ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ СИСТЕМ
6.1. Роль образующегося расплава
6.2. Последовательность образования слоев промежуточных соединений
6.3. Общее описание механизма фазообразования
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
Развитие многочисленных отраслей новой техники - космической, атомной, электроники, техники полупроводников и диэлектриков, техники плазменных процессов, тонкой химической технологии - связано с разработкой новых высокотемпературных материалов. Особое место среди таких материалов занимают соединения металлов с углеродом, азотом, бором, кремнием. Эти соединения обладают такими замечательными свойствами, как высокими значениями твердости и модуля упругости; электроизоляционной способностью, сохраняющейся до высоких температур; высокой термостойкостью при резких и частых сменах температур; стойкостью в жидких, газовых и расплавленных химических реагентах, в том числе и металлических. По оценкам авторов [1], существует около 240 двухкомпонентных соединений, у которых температура плавления больше 2000° С. Но хорошо изученных и применяемых на практике гораздо меньше. Особый интерес в настоящее время представляют нитриды металлов, которые обладают рядом специфических свойств. В частности, порошки нитридов TiN применяются в качестве огнеупорных и термостойких материалов. Материалы на основе нитридов A1N широко используются в микроэлектронике, лазерной технике, для изделий, контактирующих с расплавами металлов при повышенных температурах.
Роль химического синтеза в формировании и улучшении свойств новых материалов считается одной из главенствующих. Именно здесь закладываются фазовые, структурные и другие особенности, которые и определяют физико-химические и эксплуатационные свойства материалов. В этом случае большое значение приобретает исследование механизма

бомбы постоянного давления в виде светящейся реакционной зоны. Схема горения в режиме СВС показана на рис
Рис. 2.2 Простейшая схема горения образцов в азоте.
В реакционной зоне в волне горения происходило взаимодействие смесей порошков металлов с азотом. Температура горения измерялась вольфрамо-рениевыми термопарами (ВР5/ВР20, диаметром 100-200мкм.) [82].
После сгорания образец выдерживался до полного остывания и после сброса давления азота образец извлекался для дальнейших исследований.
В опытах варьировались следующие параметры: состав исходной смеси х(Ме') + [1-х](Ме") или х(Ме') + [0.5(1 -х)](Ме" или Ме"'), где х -весовая доля Ме' в исходной смеси, которая изменялась с шагом 2.5% вес.; плотность исходных смесей; диаметр образцов; дисперсность порошков.
В ходе экспериментов измерялись: количество усвоенного в
процессе горения азота (по результатам взвешивания образца до и после