Бориды - Самсонов Г.В.
Скачать (прямая ссылка):
В табл. 70 приведены имеющиеся данные по физическим свойствам боридов титана.
Бориды циркония. В работе [24] подробно описаны результаты ранних исследований, в которых впервые были получены бориды циркония неопределенного состава.
Диаграмма состояния системы Zr—В, построенная в работах [598, 906], показывает наличие трех боридных фаз: ZrB,
210 -
Таблица 70
Свойства
TiB
Tl1B1
TiB,
Ti,B5
Содержание бора, масс> Структура
4J
Периоды решетки, А: а Ь с
Плотность, zjcM9: рентгеновская пикнометр ическая
Теплота образования, ккал/моль
Теплоемкость, ккал/моль
Температура плавления,
0C
Теплопроводность, вт/(м-град)
Коэффициент термичек кого расширения, 10—* гра д~1
Удельное электросопротивление, мком-см
Термо-эд.с, мкв/град
Коэффициент Холла, Ю-* смз!к
Магнитная восприимчивость, 10—e CM3Ia Работа выхода, эв Микротвердость, кГ/ммй Модуль упругости, 1O-• кГ/см*
Предел прочности при сжатии, кГ/мм2
Предел прочности на изгиб, кГ/мм* Ударная вязкость, кг-м Коэффициент излучения (Ji=0,655 мкм)
Коэффициент рекомбинации атомов водорода, (7±Д?)-10а
18,45
Ромбичес» кая, тип FeB [643]
6,Ї12[814] 3,054(814] 4,560 [814]
5,26 5,09(902]
2600 [24] (разлагается)
40 [696]
2800 [24]
23,13
Ромбичес* кая, тип
Ta3B4
(665J
3,259 [665] 13,73 [665] 3,042(665]
—S1
31,10
Гексагональная, тип AlB2
3,028 [814]
3,228 [814]
4,52 4,45[655]
70.04 [24J; 66,85 [24]
10,35±1,147х X10-» [24]; 0,0064[348] 2,980 [24,646]
64.5 [453]; 62,4 [869];
4,5 [448]
9,0(447]; 9,0[755] 2,9(447] -19,6 (447]; —17,8(185]' +0,45(39]
4,08(462] 3480 [24] 3,8—5,4 [308]
158,0(37]
14,4—18,5
[348] 0,003(308] 0,69 [24]
1,13±0,23 [173]
и» an
Некоторые свойства боридов титана
ZrB2 и ZrBi2. Данные о растворимости бора в цирконий разноречивы. По работе [768] предел растворимости бора в цирконии составляет около I ат, %. Растворение бора ведет к увеличению периодов решетки циркония от а=3,235 А и с = 5,149 А до а = = 3,255 А и е=5,213 А.
По данным [398], предел растворимости бора в ?-цирконии составляет 2,87 ат. %; при этом твердость циркония возрастает
до 1120 кГ/мм2. Проведенное недавно исследование [359] показало, что предельная растворимость бора в ?-цирконии не превышает 3 ат.%, что подтверждает данные работы [398]. В а-цирконии растворяется около 2 ат.% В [878]. В работах [120, 878J указывается, что растворимость бора в ?-цирконии не превышает
5 ат.%, что несколько выше результатов работ [398, 359].
Ранее в работе Сейболта [955] впервые указывалось на то, что цирконий растворяется в боре. Эта растворимость более 1 ат. %, но менее 6 ат. %• Сплав бора с 1 ат.% Zr в 80 8,0/7}./. литоМ состоянии имеет однофазную структуру, в сплав с
6 ат.% Zr входит ZrB12. К. И. Портной и др. [359],
показали, что предельная растворимость циркония в боре лишь несколько'выше 1 ат.%. Борид ZrBi2 и твердый раствор циркония в ?-ромбоэдрическом боре образуют эвтектику, плавящуюся при температуре около 19750C (рис. 44). Относительно существования моноборида циркония ZrB мнения расходились.
Пост, и Глезер [906] считали, что существует моноборид циркония ZrB с кубической гранецентрированной решеткой (а = = 4,65 А), устойчивый в интервале температур 800—125O0C-
Аналогичные результаты были получены Ю. В. Ворошиловым [43, 44] и П. С. Кислым [120]. Кроме того1, сообщалось, что ZrB плавится с разложением ,по перитектической реакции и устойчив при температуре выше 1500° С [878]. В работах [879, 930] впервые ставится под сомнение существование моноборида ZrB.
Предполагается, что на стабилизацию моноборида циркония влияют такие примеси, как углерод и азот, о чем свидетельствует сходство 'структур ZrB и ZrC, а также близость периодов решетки этих соединений.
Рис. 44, Диаграмма состояния системы Zr-B [362].
212
Эпельбаум и др. [530] получали сплавы с содержанием бора. от 0 до 73 ат. % при 1900—2300° С и обнаружили только Дибо-рид циркония ZrB2.
В обзорах [561, 814] отмечается, что образование монобо-рида циркония маловероятно из-за неблагоприятного размерного фактора. Таким образом, для доказательства существования моноборида циркония необходимо тщательное исследование, исключающее влияние каких бы то ни было примесей, что было осуществлено К. И. Портным и др. [359, 362].
В этой работе исследована система Zr—В методами термического, металлографического и локального рентгеноспектрального анализов в широком интервале содержаний бора, в условиях, исключающих загрязнение и контакты с посторонними материалами, проводилось измерение микротвердости фаз.
В сплавах, близких по составу к ZrB, ускоренное охлаждение от различных температур в интервале 1500—2500° С не зафиксировало присутствия моноборида циркония. ZrB не обнаружен ни микроструктурным, ни локальным рентгеноспектраль-ным анализами. В изученных сплавах наблюдаются лишь крупные выделения диборида циркония ZrB2. Сплавы, содержащие от 5 До 58 ат. % бора, имели температуру плавления около 1680° С (температура плавления эвтектики из ?-циркония и ZrB2).
Таким образом, исследования сплавов бора с Цирконием, проведённые К. И. Портным и др. [359, 362], дают основание полагать, что моноборид циркония не существует. За приведенные ранее сведения о ZrB [120, 878] ответственны примеси углерода, азота или кислорода, вызывавшие образование карбо-борида или другого соединения циркония сложного состава, которому ошибочно была приписана формула ZrB, На рис. 44 приведена диаграмма состояния системы Zr — В, построенная по данным работы [362] и являющаяся наиболее вероятной в настоящее время. Здесь же подтверждено существование диборида и додекаборида циркония. Таким образом, в системе Zr-B достоверно" установлено существование двух боридных фаз — ZrB2 и ZrBi2.
