Синтез карбида и диборида титана для металлообработки и получения керамики
Научная публикация
| Общая информация |
Язык:
Русский,
Жанр:
Статья (Full article),
Статус опубликования:
Опубликована,
Оригинальность:
Оригинальная
|
| 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)
|
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.