Бориды - Самсонов Г.В.
Скачать (прямая ссылка):
Ta2B, которому приписывается в работе t^OO] формула Та2,4±о,2В, по данным этой же работы, существует при температурах выше 2040° С, но Новотный [876] и Руди [931] наблюдали появление Ta2B при более низких температурах (около 1700° С). Температуры плавления боридов тантала^ а также эвтектики Та+Та2В уточнялись в работе [932].
К. И. Портной и др. [360, 362], используя методику термического анализа и порошки тантала и бора высокой чистоты (Та«99,5%, Вам>99,5%), исследовали диаграмму состояния системы Та-—В. Примененная ими методика исключала влияние посторонних примесей, сплавы получались в виде капель диаметром от 2,5 до 4 мм, удерживаемых поверхностным натяжением на концах стержней из спеченных композиций. Для фиксации фазовых превращений использовались изотермические отжиги й ускоренное охлаждение. Некоторые сплавы были получены электронно-лучевой плавкой.
Исследуемые сплавы изучались методами рентгено- и микроструктурного, а также локального рентгеноспектрального анализов и измерением микротвердости фаз. На основании проведённой работы предложена уточненная диаграмма состояния системы Та—В (рис. 49), которая в настоящее время наиболее правильна.
В работе подтверждено существование пяти боридных фаз: Ta2B, Ta3B2, TaB, Ta3B4 и TaB2. Температуры плавления и образования боридных фаз тантала близки к полученным в работах [800, 932]. Области существования боридов, имеющих температуры плавления выше 3000° С, показаны на диаграмме с использованием результатов другого исследования [932]. Ta2B плавится по перитектической реакции при температуре около 2380° С; примерно при 2040е С происходит эвтектоидный распад этого соединения на твердый раствор бора в тантале и моно-борид TaB.
236
Длительный бтжйг Сплавов при 2000® С не привел к обра» зованию Ta3B2. Появление, кристаллов этого соединения наблюдалось После отжига образцов соответствующего состава в контейнере из тантала при 1950° С в течение Ш н в вакууме 2 X XЮ-5 мм рт. ст. f?-
Электронно-лучевой плав- 1 кой получен сплав, содержащий смесь фаз Ta3B4+TaB и имеющий перитектический ха-^дор рактер кристаллизации. В связи с этим фазовое равновесие тантала и бора в области составов с содержанием от 50 до 66 ат.% В существенно от-%>00 дичается от предложенного в работе (876].
Максимальная растворимость тантала в ?-ромбоэдри* ZZ00 ческом боре, по данным К. И. Портного [360], составляет около 1,7 ат. %.
Структура боридов тантала 1Ш изучалась в ряде работ [767, ¦ 800, 869, 931].
Ta2B кристаллизуется в тетрагональной сингонии, структурный тип CuAIa с четырьмя формульными единицами в элементарной ячейке, пространственная группа /D ^ — lA/mcm,
80 6,am.%
Рис. 49. Диаграмма состояния систем мы Та—В 1362].
А: а-
периоды решетки, =5,780, с ==4,865 [360, 766, 767, 800, 931].
Ta3B2 имеет тетрагональную структуру типа U3Si2, пространственная группа D\h—P4/mbm, периоды решетки, А: я = 6,175, с=3,284 [360, 800, 871].
У TaB структура ромбическая, пространственная группа D27h—Cmcm, с четырьмя формульными единицами в элементарной ячейке, периоды решетки, А: 0=3,276, Ь = 8,669, с — = 3,157 [561,767].
Ta3B4 кристаллизуется в ромбической сингонии, структурный тип Ta3B4, пространственная группа d)fh—Immm, с двумя формульными единицами, периоды решетки, А: я = 3,284„ Ь = 13,98, с=3,129 [561,767, 931].
Диборид тантала TaB2 — гексагональный, структурный тип AlB2, пространственная группа D]6h—PQImmm, периоды решетки; А: а=3,097, с=3,225. TaB2 обладает довольно широкой областью гомогенности (от 64 до 72 ат. % В). В пределах этой области Гомогенности периоды решетки изменяются: а — от
237
3,099 до 3(0б5 A, с —от 3,224 до 3,283 A, что соответствует составам TaBi,97—ТаВгдо- Диборид тантала устойчив вплоть до температуры плавления (около 31000 C) [360, 598].
Физические свойства боридов тантала изучены слабо. В работах [360, 932] измерены микротвердость и температуры плавления фаз.
Для диборида тантала исследовались электрофизические свойства, на основании которых оценены параметры электропереноса. Кроме того, определены коэффициент термического расширения [449], теплота образования [48], теплопроводность и ее температурная зависимость [453].
Полученные результаты хорошо коррелируют со свойствами диборидов переходных металлов IV—VI групп и обсуждены выше (см. гл. 1). В табл. 78 даны сведения по физическим свойствам боридов тантала.
Химические свойства изучены только для TaB2. Диборид тантала среди боридов переходных металлов наиболее стойкий против действия кислот [157, 276]. TaB2 не растворяется ни на холоде, ни при кипячении ни в одной из минеральных кислот. Он не разлагается в соляной, серной, азотной кислотах, в смеси щавелевой и серной кислот. В кипящей смеси плавиковой и азотной кислот не разлагается за 2 ч. В соляной и серной кислотах с добавками H2C2O4, K2SO4, K2S2Os диборид тантала не разлагается. Незначительное растворение TaB2 наблюдается в серной кислоте с добавкой перекиси водорода (нерастворимый остаток составляет 61 масс. %). В 30%-ном растворе NaOH разлагается полностью и на холоде и при кипячении. Значительно разлагается в перекиси водорода и смеси H2O2-FH2C2O4 (нерастворимый остаток соответственно составляет 25 и 8 масс. %).
