справочник (550668), страница 28
Текст из файла (страница 28)
Эффективным новым технологическим способом получения карбидов, а также других тугоплавких соединений является самораспространяющийся высокотемпературный синтез (СВС). Высоким сопротивлением абразивному изнашиванию обладают металлоподобные ингриды переходных металлов с незаполненными И- иу-'оболочками (табл. 3.6). Мсталлоподобиые иитриды — металлические проводники с высокой теплопроводностью — представляют собой фазы вне!доения с кубической и гексагональной решетками.
Пластичность их выше, чем других тугоплавкнх соединений (карбидов, боридов, силнцидов). Характерным для мсталлоподобных нитридов является широкал область гомогенности. Применают их в виде упрочннтелей пластичной металлической матрицы в композиционных материалах, а также в виде покрытий, наносимых газофазными и вакуумными поило-плазменными методами. Твердость нитридиых покрытий, получаемых этими способами, существенно превышает твердость компактных материалов.
Создают твердые сплавы с использованием нитрндов в качестве твердой составлающей. Таблица З.б, Структура н свойств| мсталлевеяебнык ннтрилев !1, 48, 52, 79! Облость гоногонностн н, ть (лт.) о 4О гтг ндиlноль тмг рсшопи у, тлн з р !О,Они с г, С Ннгрнл 294,34 342,96 345,45 37,5-50,0 46-50 390-500 300-450 3200 2980 3000 480 25-33 1йл,01 41-50 28,5-33,5 50,0-50,6 28,5-31,0 44,5-47,3 32-33 350-460 194,83 400-483,6 242,36 223,85 575,8 310 319,8 32-33 Рюлмаотсн при г > 700 С. Высокой твердостью и износостойкостью обладюот бориды переходных металлов !Ч-Ч3 групп Периодической системы элементов (табл. 3.7) 148, 52, 791 и редкоземельных металлов. Структура низших боридов (богатых металлом) определяется подрешеткой металла основы.
В высших боридах (богатых бором) структуру определяют атомы бора, образующие жесткие подрешетки с ковалентными связями В-В. Образование взаимных твердых растворов боридов, как правило, приводит к улучшению свойств по сравнению с исходными боридами. Например, твердый раствор двойных боридов титана 151 Т1М ЕгМ Н!М ЧгМ ЧМ 1 !62М МЬМ т М ТоМ СггМ СгМ М М цгМ 5,43 7,09 ! 3,84 5,97 6,04 8,23 8,40 15,81 15,46 6,51 6,14 9,44 2050 2420 2300 2050 3087 !650 1500 895 700 2000 1850 2150 1900 1520 1720 1650 1220 1080 1570 1093 630 25 21 33 123 85 142 78 263 128 84 640 20 и хрома (Т)Вз + СгВз) имеет более высокую твердость, износостойкость и жаростойкость, чем одинарных. С ростом В/Ме уменьшаотся удельное электрическое сопротивление и коэффициент термического расширения, увеличиваются температура плавления, микротвердость, улучшаются !в|утис механические характеристики.
Эго свидетельствует об упрочненни межвтомных связей в решетке при переходе от низших боридов к высшим. При переходе от диборидов металлов 1Ч группы к диборидам металлов Ч, а затем и к Ч! групп температура плавления, микротвердость н модуль упругости уменьшаются, а коэффициент термического расширения увеличиваетса. Бориды применяют для изготовления сопл установок, распыляюшлх жидкие металлы; лодочек; тиглей; в качестве защитных покрытий на тугоплавких металлах (бориды титана, циркония, ниобня и хрома), а также обладающих высокой износостойкостью покрытий и наплавок на сталях н чугунах (бориды титана, хрома и их сплавы). |е -| р !О| о 10, С , прн 20-!ССС С а -ас хДкlиоль т р г,гл| з ичо,! Т|В| Е|Вз Н(Вз ЧВ| 3480 2190 540,5 495,8 319,5 323,62 4,45 6,17 .10,5 2980 3 200 9,0 9,7 10,6 4,5 5,9 6,3 Гек сеген аяьная 325.50 3 250 479,7 2800 7,9 340,4 2400 2200 40,0 12,9 Ромбическая Гсксагональяая 2300 25,7 7,7 637,6 3000 188,25 2600 1350 32,5 107,0 7,9 14,2 686,7 410,1 3 037 1870 Ромбическая 2 100 77,04 123,23 70,74 71,1! 12,3 360,6 2 100 2200 30,0 10,5 450,3 Гексагснальная Тетрагояальнвя 2200 2 300-2 450 2600 2800-2920 Силишшы переходных металлов 1Ч-Ч1 групп Периодической системы элементов [24, 48, 49, 52, 79[ находят применение в самолетостроении, атомной, ракетной и космической технике главным образом в качестве жаропрочных м жаростойких материалов, а также защитных покрытий.
Свойства дисилицидов тугоплавких металлов приведены в табл. 3.8 [48, 52, 79!. Наибольшее применение получил дисилнцмд молибдена благодаря тому, что он обладает хорошей электропроводиостью и высокой стойкосп ю к окисленмю вследствие образования при взаммодействим с кмслородом воздуха плотной защитной пленки оксида кремния. Из него изготовляют электрические нагревательнме элементы, эксплуатврующиеся на воздухе при температурах до 1600 С. 152 МЬВ М|Вз Тай| С||В СгВ СгВз Мов !ЧВ Табаща 3.7. Структура н свейства борияев [48, 52, 79) 5,1 7,6 6,97 11,7 6,5 6,2 5,6 8,8 16,0 Таблица 3.8.
Свейства днеилнцндее (48, 52, 79) а!О,С ерн20-1000 С з у, т/и гл„'С НУО,! 1540 1 700 892 1063 355,1 259,9 10,3 8,37 1 750 912 1660 2 100 12,0 10,6 10,2 12,9 8,3 1 082 255,1 2200 1 500 ! 407 996-1 150 1200-1350 1300-1400 2030 2165 530,7 7,35 Прк 20-! 100 С. Прк 20-700 С. Температура диссоциация. З.З.З. Неметнлдичеекие беекиедородиые соединении Карбид кремния ЯС (или карборунд) предспшляет собой соединение кремннв с углеродом (24, 48, 52, 79). Кроме модификации а-8!С с гексагональной кристаалнческой решеткой имеется модификация !3-$1С с кубической структурой типа алмаза.
Карбид кремния отличается высокой твердостью, теплопроводностью, огнеупорностью, специфическими злектрическимн н полупроводниковыми свойствами (табл. 3.9). Карбид кремния химически стоек (на него действует только смесь азотной и плавиковой кислот, а также фосфорная кислота при температуре 230 С). При нагреве в воздушной среде на поверхности образуется тонкий слой %Он защищающий карбид кремния от дальнейшего окисления. Из карбида кремния изготовляют изделия методами керамической ини порошковой технологии. Известны пористые мвгсривлы, в которых зерна карбида кремния сцементнрованы кремнеземнстымн, глиноземистыми и нитридкремниеаыми связками. Бсспорнстые поликриствпшческие материалы, получаемые горячим прессованием нли реакционным спеканием, отличаются от пористых более высокими механическими свойствами, теплон элехтропроводностью, химической стойкостью.
153 Т18й Еуб!у Нй!у Ч81 1Чбб!у Таб!з Су81з "40812 ®бй 4,13 4,86 9,03 4,66 5.66 9,1 5,0 6,24 9,25 Тлблцца 3.9. Свойства карбида кремкня )48, 52, 79) 132,15 149,36 225,94 148,47 123,32 116,01 98,77 118,49 91,86 Из пористых полнкристаллических карбидкремииевых материалов (со связующими) изготовляют абразивный инструмент (применяемый для обработки твердосплавного инструмента), огнеупорные материалы, изделия электротехнического назначения (электрические нагреватели, поджигатели игнитронов н т. д.). Беспористые материалы на основе карбида кремния примениот в качестве специальных огнеупоров, высокотемпературных нагревателей (силнтовые и глобаровые стержни), торцовых уплотнений, для изготовления деталей, подвергающихся интенсивному коррозионному и абразивному воздействию. Карбид кремши является составной частью силицированного графита, выпускаемого в соответствии с ТУ 48-01-77 — 71 [79]. Приведенные в табл. 3.10 неметаллические ингриды отличаются высокой нзносостойкостью (кроме гексагонального ВН), высокой стойкостью в шрессивных средах, значительной термостойкостью прн быстрых теплосменах и высокой огнеупорностью [48, 52, 79).
Применюот нх дла футеровки металлургических устройств, сопл дла распыления металлов, тиглей для получения чистых металлов, а также для изготовления конструкционных элементов в поотурбостроении, энергетике, космической технике. Широкое использование получили кубический и вюрцитоподобиый (гексанит-Р иви ломит) ннтрид бора в качестве инструментальных материалов. Высокоэффективным инструментальным материалом является н ингрид кремния. Существенное улучшение свойств достигается введением в ингрид кремния различных оксидов (алюминия, магния, итгрия и др.), углерода, карбидов, нитридов [!).
К перспективным материалам относятся композиции Б!з!44 А)зОз (сиалон) и 81зХ4 — А!зОз-Т1С (силиннт) [1, 24). Ннтрид кремния также является перспеативным материалом для юготовления деталей так называемых адиабатных двигателей внутреннего сгорания и газотурбинных установок. Таблица 3.!й Свойства иеметаллнчеекнх ннтривва н нвтрняа алюминия [1, 24, 48, 791 ° ! ° 2 ° Э Разлагается. Под давлением азота.
По Мессу. Бескислородное соединение В4С отличаегся высокими твердостью (3780 НЧ0,1) н модулем упругости (Е 483,4 ГПа), что предопределило его использование в качестве абразивного материала. Высокая износостойкость компактного карбида бора обеспечила применение его в качестве деталей точных приборов. Карбид бора успешно используют для изготовления деталей газодинамических подшипников гироскопических приборов. 154 3.2.4.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
