Бориды - Самсонов Г.В.
Скачать (прямая ссылка):
288
содержаний никеля существует борид NigB. Позже эта фаза также не была подтверждена [354, 362, 378].
Ранквист [937, 938] и Марион [832] уточнили часть диаграммы состояния системы Ni — Bb области между Ni2B и NiB и показали, что борида состава Ni3B2 нет; в этой области составов располагается фаза Ni4B3, существующая в двух кристаллических модификациях.
В работе [948] диаграмма состояния системы Ni — В построена на основании данных прецизионного термографического анализа по кривым нагрева и охлаждения, а также данных металлографического и рентгенографического анализов до 60 ат. % В. Образцы плавились в среде аргона в тиглях из спеченного глинозема, что могло привести к загрязнению кремнием. Потеря веса сплавов при плавлении происходила при попарений бора в процессе окисления, и состав их перссчиты-вался с учетом потерь. Установлено, что NiB образуется из расплава и бора по перитектической реакции при 1035°С.
Ni4B3(O) (41,4 ат.% В) плавится конгруэнтно при 1025°С и Ni4B3(т) (43,6 ат.% В) при 103ГС. В работе обнаружена в системе Ni — В метастабильная эвтектика Ni—Ni2B при 986° С.
В работе [482] в области содержаний бора выше 60 ат. % описан «NiB2», установлен перитектический характер образования Ni4B3 и «NiB2», что в отношении Ni4B3 хорошо согласуется с данными работы [948]. На микроструктуре сплавов с 58 и 65 ат. % В присутствуют крупные кристаллы, приписываемые фазе «NiB2».
В работе [482] отмечается, что характерной чертой системы Ni-B является наблюдаемый по мере увеличения содержания бора переход от стойких химических соединений к инкон-груэнтно плавящимся соединениям, образующимся по перитек-тическим реакциям. В работе приводятся значения микротвеэ-дости боридных фаз никеля Ni3B, Ni2B, Ni4B3, NiB и «NiB2», которые соответственно равны 1190, 1430, 1486, 1546 и 3360 кГ/мм2.
На существование борида «NiB2» указывалось еще в работе [24]. П. Т. Ко-ломыцев и Бест в своих работах [133, 582] делают вывод о возможности существования фазы NiBx, где х>\. В сплавах с 16 масс. % Ni обнаружена фаза с твердостью около 2500 кГ/мм2.
Результаты термического исследования, проведенные и описанные К. И. Портным и В. М. Ромашовым в работе [362], дают основание считать построенную ими диаграмму состояния Ni — В наиболее достоверной (рис. 59). Уточненная диаграмма состояния Ni — В (см. рис. 59) отличается от диаграмм, приведенных в других работах, более высокими температурами плавления соединений Ni4B3(O), Ni4B3(т) и NiB, что, по-видимому, связано с использованием высокочистых исходных материалов
19 Зак. 1305
289
ZOOO
(Ni — 99,7%, В — 99,4%) й проведением термического анализа на установке, позволяющей наблюдать сплавы в виде капель, удерживающихся поверхностным натяжением. Методика приготовления сплавов исключала взаимодействие с другими элементами, испарение и ликвацию компонентов [362].
К. И. Портной и В. М. Ромашов [354, 362] подтвердили существование боридных фаз Ni3B, Ni2B, Ni4B3(O), Ni4B3(m),
NiB в интервале концентраций до 50 ат.% В.
На основании анализа имеющихся в литературе сведений [24, 527, 832, 936] и результатов работы [362] можно считать доказанным существование пяти боридных фаз нике-ля! Ni3B. Ni2B, Ni4B3(O), Ni4B3 (т) и NiB. Структурное исследование образующихся в системе фаз первым провел Андерссон [539], определив структуру боридов Ni2B и NiB. Кристаллическая структура боридов Ni3B1 Ni4B3 (о)/Ni4B (т) установлена в работах Ранк-виста [936—938].
Ni3B кристаллизуется в ромбической сингонии с четырьмя формульными едиии-80 В,ат.% цами в элементарной ячейке,
пространственная группа
Рис. 59. Диаграмма состояния систе- рпта пери0дЬ1 решетки, А: мы N.-B 1362]. «=5,210, 6=6,6174 и с=4,3904
[938].
Ni2B, по данным Кисслинга [539], имеет тетрагональную структуру с периодами решетки, А: а = 4,993, 6 = 4,249, с/а = = 0,851, плавится при 123O0C [683].
Ni4B3(O) имеет орторомбическую структуру, пространственная группа Рпта с четырьмя формульными единицами в элементарной ячейке, периоды решетки, А: а= 11,9540, 6 = 2,9815 и ?¦=6,5684.
У Ni4B3(m) структура моноклинная, пространственная груп-* па С2/С с четырьмя формульными единицами в элементарной ячейке, периоды решетки, А: а=6,4282, 6 = 4,8795, ?=7,8190, ? = 103,315°.
Моноборид никеля NiB, по данным Кисслинга [539], кристаллизуется в ромбической сингонии, пространственная группа иЦ — Стст, периоды решетки, А: а=2,925, 6=7,396, с=2,966, расчетная плотность 7,13 г/см3.
290
NiB изоморфен боридам CrB и TaB. В сплавах с содержанием более 50 ат. % В в работах [362, 378] обнаружено еще одно высокобористое соединение никеля с микротвердостью 2900 кГ/мм2. Предполагается, что это высокобористое соединение никеля содержит! не менее 94 ат. % В и представляет твердый раствор никеля в решетке ?-ромбоэдрического бора по типу высокобористых твердых растворов железа в ^-ромбоэдрическом боре [1009]..
Результаты проведения реакции между никелем и бором (с 4 ат.%) при 16000C и давлении около 80 атм [644] свидетельствуют о том, что малые добавки никеля в бор при различных условиях эксперимента могут приводить к стабилизации той или иной модификации бора. В частности, в работе [644] получено соединение со структурой «-тетрагонального бора. На элементарную ячейку приходится 50 атомов бора и менее двух атомов никеля. Пространственная группа PA%lnnmv периоды решетки, А: а=8,986±0,006, с = 5,078±0,003. Атомы никеля занимают положение 2 (а), вокруг них восемь атомов бора на расстоянии 2,20 и шесть — на расстоянии 2,53А, что близко"к сумме радиусов никеля и бора.
