Синтез карбида и диборида титана для металлообработки и получения керамики | Sciact - CRIS-система Института катализа

Синтез карбида и диборида титана для металлообработки и получения керамики Научная публикация

Журнал

Обработка металлов (Технология. Оборудование. Инструменты) = Metal Working and Material Science
ISSN: 1994-6309 , E-ISSN: 2541-819X

Вых. Данные

Год: 2021, Том: 23, Номер: 4, Страницы: 155-166 Страниц : 12 DOI: 10.17212/1994-6309-2021-23.4-155-166

Ключевые слова

Карбид титана; Диборид титана; Безвольфрамовые твердые сплавы; Карбидостали; Керамика

Авторы

Крутский Юрий ¹ , Максимовский Евгений ² , Петров Роман ³ , Нецкина Ольга ^3,4 , Ухина Арина ⁵ , Крутская Татьяна ⁶ , Гудыма Татьяна ⁷

Организации

1	Новосибирский государственный технический университет, пр. К. Маркса, 20, г.Новосибирск, 630073, Россия
2	Институт неорганической химии им. А.В. Николаева СО РАН, пр. академика Лаврентьева, 3, г.Новосибирск, 630090, Россия
3	Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН, пр. академика Лаврентьева, 5, г.Новосибирск, 630090, Россия
4	Новосибирский государственный университет, ул. Пирогова, 1, г.Новосибирск, 630090, Россия
5	Институт химии твердого тела и механохимии СО РАН, ул. Кутателадзе, 18, г.Новосибирск, 630090, Россия
6	Новосибирский государственный архитектурно-строительный университет, ул. Ленинградская, 113, г.Новосибирск, 630008, Россия
7	Новосибирский химико-технологический колледж им. Д.И. Менделеева, ул. Садовая, 26, г.Новосибирск, 630102, Россия

Информация о финансировании (1)

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

FSUN-2020-0008

Введение. Карбид и диборид титана характеризуются высокими значениями твердости, химической инертностью и по этой причине широко используются в современной технике. В статье приведены сведения о синтезе карбида и диборида титана карботермическим и карбидоборным методами соответственно, об использовании карбида титана в качестве абразива и при изготовлении безвольфрамовых твердых сплавов, карбидосталей, износостойких покрытий, а также диборида титана при получении режущего инструмента и применении его в качестве модифицирующей добавки при изготовлении керамики из карбида бора. Целью работы является исследование процессов синтеза высокодисперсных порошков карбида и диборида титана, перспективных для изготовления режущего инструмента, износостойких покрытий, абразивов и керамики. Методы исследования. Реагентами при синтезе карбида и диборида титана служили оксид титана TiO2, нановолокнистый углерод (НВУ) и высокодисперсный карбид бора. Эксперименты по получению карбида титана проводились в печи сопротивления, а диборида титана – в индукционной печи. Рентгеновские исследования фазового состава образцов карбида и диборида титана проводились на дифрактометре ARL Xʼ TRA (Thermo Electron SA). Определение содержания титана и примесей в образцах карбида и диборида титана выполнялось рентгеноспектральным флуоресцентным методом на анализаторе ARL–Advant’x. Содержание общего углерода в образцах карбида титана определялось на приборе С-144 фирмы LECO. Определение содержания бора и прочих элементов для образцов диборида титана выполнялось методом атомноэмиссионной спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (АЭС–ИСП) на спектрометре IRIS Advantage (Thermo Jarrell Ash Corporation). Морфология поверхности и размеры частиц образцов изучались на растровом электронном микроскопе Carl Zeiss Sigma. Определение распределения размеров частиц/агрегатов выполнялось на лазерном анализаторе MicroSizer 201 (ВА Инструментс). Результаты. В статье предложены технологические процессы получения высокодисперсных порошков карбида и диборида титана. Оптимальная температура синтеза карбида титана 2000…2100 оС, а диборида титана 1600…1700 оС. Содержание основного вещества находится на уровне 97,5…98,0 масс.%. Обсуждение. Предложен возможный механизм образования карбида и диборида титана, заключающийся в переносе паров оксидов титана на поверхность твердого углерода (синтез карбида титана) и паров бора и оксидов титана на поверхность твердого углерода (синтез диборида титана). Из-за высоких значений чистоты и дисперсности полученные порошки карбида и диборида титана могут быть использованы для изготовления режущего инструмента и керамики. По этой же причине полученный порошок карбида титана может быть использован в качестве абразивного материала для изготовления безвольфрамовых твердых сплавов, карбидосталей, износостойких покрытий, а порошок диборида титана – для приготовления режущего инструмента и керамики на основе карбида бора.

Крутский Ю. , Максимовский Е. , Петров Р. , Нецкина О. , Ухина А. , Крутская Т. , Гудыма Т.
Синтез карбида и диборида титана для металлообработки и получения керамики
Обработка металлов (Технология. Оборудование. Инструменты) = Metal Working and Material Science. 2021. Т.23. №4. С.155-166. DOI: 10.17212/1994-6309-2021-23.4-155-166 WOS РИНЦ

Krutskii Y. , Maksimovskii E. , Petrov R. , Netskina O. , Ukhina A. , Krutskaya T. , Gudyma T.
Synthesis of Titanium Carbide and Titanium Diboride for Metal Processing and Ceramics Production
Обработка металлов (Технология. Оборудование. Инструменты) = Metal Working and Material Science. 2021. V.23. N4. P.155-166.

Поступила в редакцию:	26 авг. 2021 г.
Опубликована в печати:	1 окт. 2021 г.
Принята к публикации:	16 окт. 2021 г.
Опубликована online:	15 дек. 2021 г.

Web of science	WOS:000731619500001
РИНЦ	47299956