Кинетика высокотемпературной нитридизации твердых растворов Zr–Nb

Номер выпуска 3 от 01.03.2023

Определены кинетические закономерности образования нитридов сплавов Zr–Nb (содержание Nb 0.1, 2.5 и 5 мас. %) при температуре 1900°C. Процесс азотирования характеризуется двухстадийностью, где обе стадии описываются экспоненциальным законом. Скорость химической реакции на второй стадии значительно меньше, чем на первой. Охарактеризован состав формирующихся гетероструктур Zr_1–хNb_хN–ZrN_1–n/β-твердый раствор циркония в ниобии–Zr_1–хNb_хN, установлена последовательность нитридизации компонентов исходного сплава. На первой стадии процесса происходят образование α-твердого раствора азота в Zr и его переход в нестехиометрический нитрид. Кинетическая зависимость на второй стадии описывает нитридизацию фазы β-Nb, образовавшейся при распаде твердого раствора Zr⟨Nb⟩. Показано, что продолжительность второй стадии процесса определяется количеством ниобия в исходном твердом растворе. Экспериментально подтверждена возможность создания однофазной керамики с активными добавками нитридизацией сплавов Zr–М в одностадийном процессе с сохранением исходной формы металлической заготовки.

60 0

Нитридизация металлической пары Ti–V и оценка термо-ЭДС синтезированного керамического образца

Номер выпуска 12 от 01.12.2023

Контролируемой нитридизацией металлических пар Ti–V синтезированы керамические нитридные образцы заданных состава и формы. Установлены кинетические и вольтамперные зависимости взаимодействия металлических пар Ti–V с азотом. Для разных частей пары процесс азотирования характеризуется разными механизмами. Для чистых металлов формирование керамики, близкой к стехиометрическому составу, происходит через образование трех- и двухслойных градиентных структур. Нитридизация области спая, содержащего твердый раствор Ti–V, определяется химическим сродством титана и ванадия к азоту. Образование нитрида титана приводит к распаду твердого раствора Ti–V в спае и сепарации металлического ванадия на границах зерен. Скорость азотирования ванадия возрастает с уменьшением количества титана в твердом растворе. Проведена оценка величины термо-ЭДС системы Ti–V разной степени азотирования в интервале температур от –195.7 до +550°С. Установлены температурные зависимости термо-ЭДС и коэффициента Зеебека для металлокерамических и керамических структур. Для всех азотированных пар характерно монотонное увеличение термо-ЭДС во всем температурном интервале. Нитридизованные пары титан–ванадий заданного состава можно использовать в качестве керамических термоэлектрических преобразователей.

59 0

Электрофизические свойства, прочность и структура керамики ВК94-1, полученной с использованием метода распылительной сушки высококонцентрированной суспензии

Номер выпуска 9-10 от 01.09.2024

Изучены электрофизические свойства, прочность и структура образцов керамического материала, соответствующего по составу промышленно производимой керамике марки ВК94-1. Керамические образцы получены с использованием нового технологического подхода, включающего распылительную сушку высококонцентрированной водной суспензии, содержащей минеральную порошковую смесь состава ВК94-1, формование полученного гранулята при сочетании одноосного полусухого прессования и холодного изостатического прессования, а также последующее спекание заготовок на воздухе. Высокие показатели исследуемых свойств достигаются благодаря высокой реологии гранулята, обеспечивающей повышенную плотность как сырых заготовок, так и спеченного материала с мелкокристаллической структурой. Достигнуты следующие свойства материала, превышающие соответствующие характеристики промышленной керамики ВК94-1: относительная плотность 98.7%, прочность при изгибе 380–420 МПа, размер кристаллов в структуре спеченного материала 1–5 мкм, диэлектрическая проницаемость 97, тангенс угла диэлектрических потерь 3.4×10^–4, удельное объемное сопротивление 5.3×10¹⁴ Ом см. Разработанная керамика может быть рекомендована для использования в качестве диэлектрических деталей специального назначения.

28 0