Покрытия из тугоплавких соединений

Г. В. Самсонов во взглядах на природу образования покрытий из тугоплавких соединений на металлах и неметаллах исходит в основном из представлений о влиянии стабильных электронных конфигураций на формирование свойств твердого тела. Энергию активации самодиффузии автор связывает с возбуждением, необходимым для нарушения электронных конфигураций атомов металлов и неметаллов, которая возрастает при увеличении стабильности этих конфигураций, образуемых локализованными электронами и при уменьшении доли коллективизированных электронов. Рост энергетической стабильности -состояний с увеличением главного квантового числа ведет к увеличению энергии активации самодиффузии. При одинаковой энергетической стабильности -электронов величина энергии активации прямо [c.25]

Нанесение покрытий из тугоплавких соединений, обладающих высокой твердостью, износостойкостью, коррозионной стойкостью и рядом ценных физико-химических свойств, на металлы и неметаллические материалы представляет большой научно-практический интерес. [c.74]

Одним из методов защиты графита является нанесение покрытий из тугоплавких соединений — карбидов, боридов, нитридов и силицидов некоторых переходных металлов. [c.200]

Диффузионные покрытия из тугоплавких соединений на графите [c.55]

Возможность практического использования графита в высокотемпературных процессах весьма ограничена из-за сильного окисления, эрозии и выгорания в газовых потоках и взаимодействия с карбидообразующими металлами. В связи с этим защита графита от окисления и выгорания и взаимодействия с металлами представляет собой важную научно-техническую задачу. Перспективными материалами для нанесения покрытий могут быть тугоплавкие соединения, прежде всего карбиды, нитриды, бориды и силициды металлов и сплавы на их основе. Помимо защиты от окисления покрытия из тугоплавких соединений, обладающие твердостью и износоустойчивостью, позволяют повысить механическую прочность графита. [c.55]

Поэтому гораздо целесообразнее использовать полезные свойства тугоплавких соединений, применяя их в форме покрытий на достаточно прочных и пластичных основах. Создание таких покрытий является в ряде случаев наиболее эффективным, а иногда н единственно возможным средством решения сложных технических проблем [5]. Покрытия из тугоплавких соединений отличаются и другой важной особенностью — они экономически рентабельны, так как их применение позволяет в ряде случаев упростить технологию, а также заменить дорогостоящие и редкие металлы менее дефицитными материалами без существенного [c.3]

Не все покрытия из тугоплавких соединений разрабатываются одинаково интенсивно. Анализ опубликованных по этому вопросу материалов за последние 8—10 лет показывает, что [c.10]

Пока относительно мало работ по антикоррозионным покрытиям из тугоплавких соединений, хотя они могли бы существенно уменьшить те потери металлов от коррозии, которые исчисляются миллионами тонн в год. [c.11]

ПОКРЫТИЯ ИЗ ТУГОПЛАВКИХ СОЕДИНЕНИЙ [c.362]

Изделия и покрытия из тугоплавких соединений типа карбидов, боридов, нитридов и силицидов в последние годы находят все более широкое применение в различных областях новой техники при высоких температурах. Однако многие важные свойства этих соединений исследованы недостаточно. Это относится и к изучению таких свойств, как скорость испарения и давление пара. [c.207]

Плазменной горелкой Получение покрытия из тугоплавких соединений Требуется специальное оборудование 200 То же 21—45 4,6 [c.247]

НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ ТЕОРИИ ОБРАЗОВАНИЯ ПОКРЫТИЙ ИЗ ТУГОПЛАВКИХ СОЕДИНЕНИЙ [c.7]

Образование покрытий из тугоплавких соединений на металлах и неметаллах (типа графита, бора) связано с процессами ре- [c.7]

В связи с тем, что теоретические исследования процессов реакционной диффузии при образовании покрытий из тугоплавких соединений, по существу, только еще начинаются, представляется целесообразным высказывание различных точек зрения по этому вопросу, что позволит наиболее правильно в конечном счете сформулировать постановку задачи и определить методику ее решения. [c.8]

В настоящей статье изложена одна из возможных точек зрения на природу образования покрытий из тугоплавких соединений на металлах и неметаллах, основывающаяся на представлениях о роли стабильных электронных конфигураций в формировании свойств твердого тела. [c.8]

МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ ПОКРЫТИЙ ИЗ ТУГОПЛАВКИХ СОЕДИНЕНИЙ НА МЕТАЛЛАХ [c.30]

Процесс диффузионного насыщения. Использование процесса диффузионного насыщения для получения покрытий из тугоплавких металлоподобных соединений — карбидов, нитридов, боридов, силицидов и др. — распространяется главным образом на чистые тугоплавкие переходные металлы (Т1, 2г, Н1, V, Nb, Та, Сг, Мо, У) и сплавы на их основе. Покрытия получают при диффузии в металлические изделия углерода, азота, бора, кремния и других элементов, осуществляющейся в таких условиях, которые приводят к образованию соответствующих тугоплавких соединений. Методы и технологические варианты создания таких покрытий не представляют значительных трудностей, разработаны относительно хорошо, им посвящено большое количество работ, библиография которых наиболее полно приведена в монографии [3]. Получение путем диффузионного насыщения покрытий из тугоплавких соединений на инородных основах (например, карбидов и боридов хрома на сталях, дисилицида молибдена на ниобии и тантале и т. п.) является значительно более сложной и мало изученной задачей, решение которой представляет большой практический интерес. Последовательное диффузионное насыщение какого-либо металла или сплава вначале тугоплавким переходным металлом, а затем неметаллом может быть одним из путей решения подобной задачи. [c.32]

Процесс осаждения из газовой фазы. Получение покрытий из тугоплавких соединений путем их осаждения из газовой фазы основано на восстановлении летучих галоидных соединений металлов водородом в присутствии активных составляющих газовой смеси, которые, взаимодействуя с выделяющимся в свободном виде металлом, образуют соответствующие тугоплавкие соединения. Процесс осуществляется на поверхности предварительно нагретого (температура 1000—2000°) металлического изделия, на котором необходимо создать покрытия, при давлении газовых смесей, обычно равном атмосферному. [c.38]

Процесс пол ения покрытий из тугоплавких соединений осаждением из газовой фазы требует сложного аппаратурного оформления, относительно трудно управляем, однако такие его преимущества перед другими методами создания покрытий, как универсальность (возможность осаждать практически любые тугоплавкие соединения на любых подложках), высокая чистота и плотность осаждаемых покрытий, являются предпосылкой для дальнейших исследований этого процесса и более широкого его внедрения в практику. [c.39]

Необходимо отметить новый способ осаждения покрытий из тугоплавких соединений (например, карбидов), осуществляющийся путем разложения на нагретой поверхности металлоорганических соединений в среде инертных газов или водорода [28, 29]. При осуществлении этого способа углеродсодержащие газы не добавляют в реакционное пространство, а образование карбидов происходит за счет разложения металлоорганических соединений и взаимодействия образовавшихся активных атомов металла и углерода. [c.39]

Для защиты графита от окисления применяются покрытия из тугоплавких соединений тина карбидов, боридов и других, имеющих высокие температуры плавления и достаточно устойчивые против коррозионного и эрозионного воздействия различных агрессивных сред. [c.141]

Таким образом, несмотря на трудности и необходимость тщательного и трудоемкого исследования отдельных вопросов в большой проблеме создания плазменных покрытий из тугоплавких соединений методом плазменного напыления, уже сейчас можно создавать ряд жаростойких покрытий. К ним относятся покрытии из тугоплавких и жаростойких металлов и сплавов, покрытия из тугоплавких окислов. [c.172]

Покрытия из тугоплавких соединений (карбидов, нитридов, боридов и силицидов) получают при высоких температурах как из твердой фазы (непосредственной реакцией между углеродом, кремнием и др. с материалом поверхности защищаемой детали), так и из газообразной (обработкой деталей газообразными и парообразными веществами, содержащими соединения бора, кремния, углерода и др.). Эти покрытия оказывают защитное дей- [c.87]

В Основных направлениях развития народного хозяйства СССР на 1976—1980 гг. указывается, что одним из элементов создания материальной базы коммунизма в условиях научно-технической революции является преобладающее применение новых материалов для оптимизации параметров машин и установок. Для этих целей весьма перспективными являются композиционные материалы. Одним из путей получения таких материалов может быть нанесение на металлы покрытий из тугоплавких неметаллических соединений. [c.3]

Регулируемый состав покрытия позволяет получать способ осаждения из газовой фазы, причем осаждаемые соединения отличаются высокой, чистотой. Исследованию закономерностей процессов, происходящих при осаждении из газовой фазы, аппаратурному оформлению различных технологических вариантов, изучению свойств покрытий посвящены многочисленные работы, обобщенные и проанализированные в монографии (73]. Мы рассмотрим этот метод в аспекте нанесения покрытий из тугоплавких неметаллических соединений. [c.108]

Свойства покрытий, полученных с использованием многокомпонентных катодов. Большая часть соединений тугоплавких переходных металлов относится к числу перспективных материалов покрытий. Однако использование одного из тугоплавких соединений в качестве покрытия не всегда может удовлетворять основным требованиям, предъявляемым к защитным износостойким покрытиям, работающим в условиях повышенных механических нагрузок. В связи с этим все большее применение находят многокомпонентные покрытия, максимально удовлетворяющие требованиям, предъявляемым к износостойким покрытиям. [c.140]

Диффузионные покрытия. При нанесении покрытий этого типа на поверхности основы создают слой, либо полностью состоящий из тугоплавкого соединения, либо с высоким содержанием тугоплавких фаз, что достигается насыщением поверхности бором, углеродом, азотом, кремнием, серой, кислородом, алюминием, бериллием, а также другими металлами и неметаллами. Такое насыщение, как правило, сопровождается реакционной диффузией, т. е. образованием на поверхности простых или сложных тугоплавких химически индивидуальных фаз. Процесс формирования покрытия в этом случае определяется доставкой насыщающего материала к насыщаемой поверхности, его реакционной диффузией в поверхность, а также теми изменениями основы насыщаемого изделия, которые происходят при температурах, не- [c.7]

Основными критериями выбора свойств тугоплавких соединений служили, кроме температуры их плавления (как правило, не ниже 1500° С), термодинамическая прочность при высоких температурах и те специфические физико-технические свойства, которые имеют решающее значение в конкретных условиях эксплуатации покрытий из этих соединений (например, твердость, термическое расширение, окалиностойкость, термостойкость, огнеупорность, коррозионная стойкость, электросопротивление). [c.13]

Не останавливаясь на конструкциях установок для газофазного осаждения [11, 398, 399], перейдем к рассмотрению конкретных примеров осаждения газофазных покрытий, выбрав в качестве объектов покрытия из тугоплавких металлов и соединений. [c.361]

Наименее пористые покрытия получаются при плазменном напылении на тугоплавкие металлы интерметаллидов, многокомпонентных металлических сплавов, дисилицида молибдена и смешанных боридов. Пористость этих покрытий может быть устранена или резко снижена путем дополнительной термообработки покрытого изделия в вакууме. Уменьшение пористости покрытия, подвергнутого дополнительной вакуумной термообработке, наглядно иллюстрирует рис. 27. Интерметаллиды, металлические сплавы, дисилицид молибдена и некоторые бориды обнаруживают прочное сцепление с поверхностью изделий из тугоплавких соединений, что обеспечивает их высокую термостойкость и требуемое сопротивление механическим ударам. Указанные материалы можно наносить с помощью плазменной горелки на тонколистовые детали из тугоплавких металлов, пе вызывая их коробления и поводки. Данные о свойствах плазменных покрытий на вольфраме, тантале и ниобии приведены в работе [58]. [c.57]

Исследовано адгезионное взаимодействие незащищенных ниобия и молибдена с борирован-ным, карбидизированныи и силицированным ниобием. Показано, что нанесение покрытий из тугоплавких соединений позволяет повысить температуру адгезионного взаимодействия на 100—200° С. Установлено, что наиболее низкие значения коэффициентов адгезии наблюдаются при взаимодействии пар ниобий—борированный ниобий и молибден—бориро-ванный ниобий. Лит. — 7 назв., рис. — 2, табл. — 1. [c.268]

На серийной установке Булат на титановых сплавах ВТ1-0 и ВТ22 были получены наиболее распространенные покрытия из тугоплавких соединений — нитридов титана, циркония, молибдена. Исследовались параметры, влияющие на процесс контактирования поверхностей при изнашивании и определяющие характер взаимодействия шероховатость и модуль нормальной упругости. [c.150]

С, сохраняя при этом свою прочность. На воздухе они начинают Окисляться при температуре около 450° С. Повышение окислительной устойчивости борных и углеродных волокон обеспечивается нанесением на их поверхность кислородостойких защитных покрытий из тугоплавких соединений. Для углеродных волокон наибольшее распространение получили пиролитические покрытия, для борных волокон — покрытия карбида кремния и карбида бора. [c.586]

С изложенной точки зрения можно интерпретировать и процессы, совершающиеся при образовании покрытий из тугоплавких соединений, что связано с реакционной диффузией. При реакционной диффузии неметаллов (С, В, К, 31 и т. п.) в переходные металлы типа титана, циркония, гафния происходит повышение статистического веса -конфигураций за счет привлечения электронов неметалла. Чем стабильнее электронная конфигурация последнего, тем, очевидно, выше должна быть энергия активации реакционной диффузии. Поэтому энергия активации при диффузионном образовании Т1С выше, чем Т1В.,, Zr — выше, чем гВд [19], и т. п. В результате получения переходным металлом электронов металлоида статистический вес -состояний атома металла в соединении становится выше, чем в собственном металле. Этот контраст является движущей силой диффузии, которая соответственно приобретает передаточный характер — происходит переход атома неметалла из образовавшегося соединения в более глубоко лежащий слой атомов переходного металла вновь с образованием соединения. Этот переход является следствием перехода остова атома металла из собственно металла в слой образовавшегося химического соединения с увеличением числа -электронов остова металлического атома, входящего в это соединение. Электронная конфигурация этого последнего атома становится более стабильной. В случае карбидизации титана углерод передает часть электронов атому титана, у которого в связи с этим конфигурация становится более стабильной, и стремится достроиться до еще большего статистического веса -состояний за счет атомов титана, находящихся в металле, перемещающихся вследствие этого в слой карбида, освобождая места для атомов углерода. Атомы титана, пришедшие из металла, после передачи части электронов атомам титана в покрытии вновь приобретают электроны от атомов углерода, приходящих из карбидизатора, и т. п. В случае борирования титана вследствие меньшей стабильности конфигураций бора (по сравнению с углеродом) последний передает большое число электронов атому титана, поэтому требуется меньшее число атомов титана из металла для достижения некоторого статистического веса -состояний атомами титана в бориде. Это обусловливает меньшую скорость борирования при одновременно меньшей энергии активации по сравнению с карбидизацией, [c.12]

Рассмотрим ниже некоторые работы, иллюстрирующие применение процесса диффузионного насыщения для получения на металлах покрытий из тугоплавких соединений. При рассмотрении покрытий на одноименных металлах ограничимся только сили-цидными покрытиями, как обладающими наиболее высокой жаростойкостью. В случае же разнородности основы и покрытия, кроме покрытий на основе силицидов, будут рассмотрены и некоторые другие. [c.32]

Работы по созданию на сталях покрытий из тугоплавких соединений с участием других металлов, например титана, циркония, молибдена, вольфрама, ниобия, нам неизвестны. Отсутствие таких работ, по-видимому, обусловлено тем обстоятельством, что процессы титанирования, молибденирования, ниобирования и т. п. изучены намного слабее, чем процесс хромирования, а также большей дефицитностью и стоимостью этих металлов. Дальнейшие исследования процессов диффузионного насыщения для получения покрытий из тугоплавких соединений должны внести существенный вклад в создание новых материалов, удовлетворяющих требованиям современной техники. [c.38]

Одним из путей создания покрытий из тугоплавких соединений является напыление металлических покрытий с последующей их термодиффузионной обработкой для перевода в тугоплавкие соединения (металлические покрытия из самых различных тугоплавких легкоокисляющихся металлов могут быть легко получены методом плазменного напыления). В Институте проблем материаловедения АН УССР разработана технология получения таким методом покрытий пз нитрида алюминия. Получены первые положительные результаты и по карбидизации покрытий из тугоплавких металлов, в частности молибдена. Нет принципиальных ограничений на пути получения таким способом покрытий из боридов, силицидов. [c.172]

В книге рассмотрен способ получения поверхностей с вы-сокой излучательной способностью путем нанесения на металлическую конструкцию тонкослойных покрытий из тугоплавких неметаллических соединений. Предложен метод ра- [c.2]

Насыщение из паровой фазы. По этому методу насыщение поверхности обрабатываемого изделия происходит из паров насыщающего вещества, источник которого в твердом виде может находиться в контакте с поверхностью по-крываемо-го изделия (контактный вариант) или на некотором отдалении от нее (бесконтактный вариант). Этим методом щироко пользуются в практике, например при силицировании тугоплавких металлов (вакуумный метод), при диффузионном насыщении 1П0верх1Н0сти железа и тугоплавких металлов алюминием, хромом, цинком. При насыщении веществами, имеющими более низкое давление паров, чем обрабатываемый металл, следует создавать температурный градиент между источником насыщающего материала и изделием, так чтобы изделие было холоднее. С помощью одновременного или последовательного насыщения по этому методу возможно получить покрытие из жаростойких соединений—карбидов, нитридов, силицидов, боридов на тугоплавких металлах и сплавах. Процесс формирования покрытий этим методом является сложным и наймете разработанным. [c.217]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...