Бориды - Самсонов Г.В.
Скачать (прямая ссылка):
Лучше использовать для получения борида вольфрама W2Bs вакуумно-термическое восстановление WO3 по реакции [372, 398]
WO3 + B4C + C-* W2B5 + СО.
Для снижения содержания углерода в бориде вольфрама рекомендуется брать в состав шихты 80% Сажи расчетного состава, учитывая восстановительное действие окиси углерода в вакуумной печи с графитовым нагревателем. Карбидоборный способ получения борида вольфрама технической чистоты в условиях, близких к производственным, уже разработан [ПО]. Исследовано влияние на процесс боридообразования таких факторов, как температура, время подъема температуры, выдержка, состав газовой среды. Рекомендуется восстановление шихты в электропечи сопротивления с графитовым нагревателем при 18000C в среде водорода; показана возможность производства борида вольфрама в среде конверсированного газа. Состав борида близок к стехиометрическому, содержание углерода не превышает 0,6%.
263
В работах [168, 897] для получения боридов вольфрама, не содержащих углерода, рекомендуется боротермическое восстановление двуокиси вольфрама бором в печи с металлическим нагревателем. Этот метод дает возможность получать борид W2B5 состава, близкого к стехиометрическому и не загрязненного углеродом, но не находигг широкого использования из-за высокой стоимости бора.
Технически наиболее изученным и нашедшим применение в составе керметов [342], а также в качестве износостойкого и высокоэффективного наплавочного материала [280, 309] является борид вольфрама W2B5.
Борид вольфрама W2B5 в составе наплавочных композиций [309] придает- рабочим поверхностям деталей машин и механизмов • повышенную износо-, окалино- и красностойкость. Интенсивность износа образцов, наплавленных композицией с 50% W2B5, в 10—15 раз меньше, чем образцов из эталонной стали У8А.
Производственные испытания зубьев ковшей экскаваторов, наплавленных композицией состава 50% W2B5+ 50% (Ti, Cr)B2, показали, что при переработке 30 000 м3 абразивного грунта не обнаружено заметного износа.
Борид вольфрама может найти использование при разработке новых материалов для режущих инструментов [13, 499].
При диффузионном насыщении бором поверхности вольфрама [114, 383] образуются высокопрочные боридные покрытия, которые перспективны в новой технике в связи с тем, что у борида вольфрама высокое сечение захвата тепловых нейтров сочетается с высокой температурой плавления, химической стойкостью и твердостью. Это сочетание свойств открывает пути к использованию таких покрытий в ядерной энергетике [1000].
БОРИДЫ МЕТАЛЛОВ Vila ПОДГРУППЫ
Бориды марганца. Диаграмма состояния системы Mn — В не изучена. По данным различных авторов [24, 588, 769], в этой системе имеются по крайней мере шесть боридных фаз: Mn4B, Mn2B, MnB, Mn3B4, MnB2 и MnB4 [543, 674, 814].
Л. Я. Марковский и др. [230] на основании измерения температур плавления боридных фаз марганца построили диаграмму плавкости системы' Mn — В. Полученная кривая (рис. 54) подтвердила существование четырех боридов: Mn2B, MnB, Mn3B4 и MnB2. Ход кривой в области выше 66,7 масс.% В указывает на вероятность существования борида марганца с большим содержанием бора, чем в MnB2. Борид состава Mn4B в чистом виде получить не удалось [230]; этот борид был выделен позже [272, 273].
Л. Я. Марковский и др. [235] подчеркивают трудность получения Mn4B в чистом виде, объясняя это сильным влиянием
264
углерода на состав борида. Уже примесь 0,2—0,5% С приводит к образованию борокарбида марганца и 'отклонению состава Mn4B от стехиометрического, что требует при синтезе низших боридов марганца избегать использования печей с графитовым нагревателем или графитовых тиглей. ".-
Первое детальное рентгенографическое исследование фаз, образующихся в системе Mn — В, было проведено Кисслингом [769], который получил и идентифицировал четыре бори- t,'C да составов Mn4B, Mn2B, MnB ч и Mn3B4. . ¦ МО
Mn4B (б-фаза) кристаллизуется в ромбической сингонии, пространственная группа ^
D|? —Fddd, формульных единиц в ячейке — восемь, периоды решетки, А: а= 14,53, .6 = = 7,293, с = 4,209. Позже в pa- т ботах М. 3. Мирясова [272, 273] была подтверждена опи-
MnB
Mn2BJ
/ ? I і 1
низшего борида марганца Mn Mn4B.
Mn2B (є-фаза) имеет тетрагональную структуру, пространственная группа
20
40 В, масс.'/.
Рис. 54. Диаграмма плавкости системы Mn-B [2301.
D18
14/тст, формульных единиц в ячейке четыре. Борид Mn2B изоморфен боридам Ta2B, W2B, Mo2B, Fe2B, Co2B и Ni2B. Периоды решетки Mn2B, по данным Кисслинга [769], А: а=5,148, с=4,208 (с/а = 0,817).
MnB (у-фаза) кристаллизуется в ромбической сингонии, пространственная группа Dgft— Prima, формульных единиц в решетке четыре, периоды решетки, А: а = 5,560, 6 = 2,977, с = 4,145. MnB относится к структурному типу FeB (В27).
Mn3B4 (ті-фаза) изоструктурен Ta3B4, сингония ромбическая, Пространственная группа Dfh—Immm, формульных единиц в решетке четыре, периоды решетки, А: а = 3,032, 6 — 12,86, с = 2,960.
MnB2 кристаллизуется в гексагональной сингонии, структурный тип AlB2, пространственная группа D{m— Р6/ттт, формульных единиц в решетке одна, периоды решетки, А: а = 3,007+ +0,002, с=3,037+0,002.
