Представлены сведения о ряде тугоплавких бескислородных соединений: карбиде бора и карбидах ряда переходных металлов (титана, ванадия, хрома и циркония). При подготовке работы были использованы научные результаты в области синтеза и изучения некоторых свойств и характеристик карбидов бора, титана, ванадия, хрома и циркония, полученные в последнее десятилетие сотрудниками кафедры химии и химической технологии НГТУ и институтов Сибирского отделения Российской академии наук.
Монография может представлять интерес для научных и инженерных работников, специализирующихся в области порошковой металлургии (а именно в синтезе тугоплавких бескислородных соединений), а также для студентов старших курсов технических вузов.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение ............................................................................................................................................... 7
Глава 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О КАРБИДЕ БОРА, КАРБИДАХ И ДИБОРИДАХ
ТИТАНА, ВАНАДИЯ, ХРОМА, ЦИРКОНИЯ ................................................................... 9
1.1. Классификация тугоплавких бескислородных соединений ....................................... 9
1.2. Анализ диаграмм состояния систем В–С, Ме–С и Ме–В (Ме = Ti, V, Cr, Zr) ........ 11
1.2.1. Диаграмма состояния системы В–С .................................................................. 11
1.2.2. Диаграмма состояния системы Ti–C ................................................................. 12
1.2.3. Диаграмма состояния системы V–C ................................................................. 13
1.2.4. Диаграмма состояния системы Cr–C ................................................................ 14
1.2.5. Диаграмма состояния системы Zr–C ................................................................. 15
1.2.6. Диаграмма состояния системы Ti–B ................................................................. 16
1.2.7. Диаграмма состояния системы V–B ................................................................. 17
1.2.8. Диаграмма состояния системы Cr–B ................................................................ 18
1.2.9. Диаграмма состояния системы Zr–B ................................................................. 19
Глава 2. ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА КАРБИДА БОРА, КАРБИДОВ И ДИБОРИДОВ
ТИТАНА, ВАНАДИЯ, ХРОМА, ЦИРКОНИЯ ................................................................. 21
Глава 3. ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ КАРБИДА БОРА, КАРБИДОВ И ДИБОРИДОВ
ТИТАНА, ВАНАДИЯ, ХРОМА, ЦИРКОНИЯ ................................................................. 25
3.1. Применение карбида бора B12C3 (B4C) ....................................................................... 25
3.2. Применение карбида титана TiC ................................................................................. 25
3.3. Применение карбида ванадия VC0,88 ........................................................................... 26
3.4. Применение карбида хрома Cr3C2 ............................................................................... 26
3.5. Применение карбида циркония ZrC............................................................................ 26
3.6. Применение диборида титана TiB2 ............................................................................. 27
3.7. Применение диборида ванадия VB2 ........................................................................... 27
3.8. Применение диборида хрома CrB2 .............................................................................. 27
3.9. Применение диборида циркония ZrB2 ........................................................................ 28
Глава 4. МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ КАРБИДА БОРА, КАРБИДОВ И ДИБОРИДОВ
ТИТАНА, ВАНАДИЯ, ХРОМА, ЦИРКОНИЯ ................................................................. 29
4.1. Методы получения карбида бора ................................................................................ 31
4.2. Методы получения карбида титана ............................................................................ 36
4.3. Методы получения высшего карбида ванадия .......................................................... 42
4.4. Методы получения высшего карбида хрома .............................................................. 46
4.5. Методы получения карбида циркония ....................................................................... 51
4.6. Методы получения диборида титана .......................................................................... 54
4.7. Методы получения диборида ванадия ........................................................................ 59
4.8. Методы получения диборида хрома ........................................................................... 61
4.9. Методы получения диборида циркония ..................................................................... 65
Глава 5. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ СИНТЕЗА КАРБИДА БОРА, КАРБИДОВ
И ДИБОРИДОВ ТИТАНА, ВАНАДИЯ, ХРОМА, ЦИРКОНИЯ
С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ НАНОВОЛОКНИСТОГО УГЛЕРОДА .................................. 71
5.1. Исследование процесса синтеза карбида бора ........................................................... 75
5.2. Исследование процесса синтеза карбида титана ....................................................... 80
5.3. Исследование процесса синтеза высшего карбида ванадия ..................................... 85
5.4. Исследование процесса синтеза высшего карбида хрома ........................................ 89
5.5. Исследование процесса синтеза карбида циркония .................................................. 95
5.6. Исследование процесса синтеза диборида титана ..................................................... 98
5.7. Исследование процесса синтеза диборида ванадия ................................................ 103
5.8. Исследование процесса синтеза диборида хрома .................................................... 106
5.9. Исследование процесса синтеза диборида циркония .............................................. 113
5.10. Закономерности, выявленные при исследовании процессов синтеза
карбидов и диборидов титана, ванадия, хрома, циркония .................................... 116
Глава 6. ИЗУЧЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК И СВОЙСТВ ВЫСОКОДИСПЕРСНЫХ
ПОРОШКОВ КАРБИДА БОРА, КАРБИДОВ И ДИБОРИДОВ ТИТАНА,
ВАНАДИЯ, ХРОМА, ЦИРКОНИЯ ................................................................................. 121
6.1. Изучение характеристик и свойств образцов карбида бора ................................... 121
6.2. Изучение характеристик и свойств образцов карбида титана ................................ 125
6.3. Изучение характеристик и свойств образцов высшего карбида ванадия .............. 130
6.4. Изучение характеристик и свойств образцов высшего карбида хрома ................. 136
6.5. Изучение характеристик и свойств образцов карбида циркония ........................... 140
6.6. Изучение характеристик и свойств образцов диборида титана ............................. 145
6.7. Изучение характеристик образцов диборида ванадия ............................................ 150
6.8. Изучение характеристик и свойств образцов диборида хрома .............................. 153
6.9. Изучение характеристик и свойств образцов диборида циркония ........................ 156
Глава 7. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ПОЛУЧЕНИЯ
ВЫСОКОДИСПЕРСНЫХ ПОРОШКОВ КАРБИДА БОРА, КАРБИДОВ
И ДИБОРИДОВ ТИТАНА, ВАНАДИЯ, ХРОМА, ЦИРКОНИЯ .................................. 161
7.1. Технологические процессы получения высокодисперсных порошков
карбида бора, карбидов и диборидов титана, ванадия, хрома, циркония ............. 161
7.1.1. Технология получения карбида бора .............................................................. 161
7.1.2. Технология получения карбидов титана, ванадия, хрома, циркония ........... 163
7.1.3. Технология получения диборидов титана, ванадия, хрома, циркония ........ 165
7.2. Технико-экономическое обоснование процессов синтеза высокодисперсных
порошков карбида бора, карбидов и диборидов титана, ванадия, хрома,
циркония ..................................................................................................................... 167
Глава 8. ВОЗМОЖНЫЕ ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ПОЛУЧЕННЫХ
ВЫСОКОДИСПЕРСНЫХ ПОРОШКОВ ТУГОПЛАВКИХ СОЕДИНЕНИЙ ............. 173
8.1. Исследование процессов получения керамики на основе карбида бора ............... 174
8.2. Влияние ингибирующих добавок высокодисперсных карбидов ванадия
и хрома на размер зерен карбида вольфрама и объем пор в твердых
сплавах ВК6 и ВК8 ..................................................................................................... 178
Заключение ....................................................................................................................................... 181
Библиографический список ............................................................................................................ 183
Приложение 1. Определение среднего размера частиц/агрегатов НВУ, величины
стандартного отклонения и показателя асимметричности ........................................................... 215
Приложение 2. Методики расчета температуры начала восстановления диоксида титана
углеродом при разных значениях давления СО ............................................................................ 218