Разработка технологии получения микроразмерных порошков карбида бора, карбида хрома и диборида хрома с использованием нановолокнистого углерода

Дюкова, Ксения Дмитриевна
Бесплатно
В избранное
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………………………………………4
Перечень условных обозначений…………………………………………………………………..12
ГЛАВА 1 СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ СИНТЕЗА НЕКОТОРЫХ
ТУГОПЛАВКИХ БЕСКИСЛОРОДНЫХ СОЕДИНЕНИЙ………………………………13
1.1 Перспективы использования тугоплавких бескислородных соединений в
современной технике…………………………………………………………………………………13
1.2 Получение высокодисперсных порошков карбида бора, карбида хрома и
диборида хрома………………………………………………………………………………………….24
1.2.1 Методы получения B4C…………………………………………………………………..24
1.2.2 Методы получения Cr3C2 ………………………………………………………………..34
1.2.3 Методы получения CrB2………………………………………………………………….43
1.3 Выводы по главе и постановка цели и задач исследования…………………….49
ГЛАВА 2 ИСХОДНЫЕ МАТЕРИАЛЫ, МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И
МЕТОДОЛОГИЯ РАБОТЫ…………………………………………………………………………..52
2.1 Характеристика исходных реагентов…………………………………………………….52
2.2 Методы исследований………………………………………………………………………….55
2.3 Методология работы……………………………………………………………………………57
ГЛАВА 3 ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ СИНТЕЗА B4C, Cr3C2, CrB2……….59
3.1 Термодинамический анализ реакций карбидо- и боридообразования…….59
3.2 Выбор оборудования……………………………………………………………………………75
3.3 Подготовка углеродного материала………………………………………………………77
3.4 Изучение влияния параметров процесса синтеза на полноту протекания
реакции и некоторые характеристики и свойства B4C…………………………………81
3.5 Изучение влияния методики приготовления шихты на размер частиц
Cr3C2…………………………………………………………………………………………………………87
3.6 Исследование и оптимизация процесса подготовки шихты и условий
проведения синтеза CrB2………………………………………………………………………….100
ГЛАВА 4 ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК И СВОЙСТВ
МИКРОРАЗМЕРНЫХ ПОРОШКОВ B4C, Cr3C2, CrB2………………………………….111
4.1 Исследование характеристик и свойств полученных образцов B4C……..111
4.2 Исследование характеристик и свойств полученных образцов Cr3C2……120
4.3 Исследование характеристик и свойств полученных образцов СrB2…….125
4.4 Изучение микроструктуры и свойств керамики на основе микроразмерных
порошков карбидов бора и хрома…………………………………………………………….133
ГЛАВА 5 РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИСИНТЕЗА МИКРОРАЗМЕРНЫХ
ПОРОШКОВ B4C, Cr3C2, CrB2…………………………………………………………………….143
5.1 Технико-экономическое обоснование процессов синтеза микроразмерных
порошков B4C, Cr3C2 , CrB2……………………………………………………………………..143
5.2 Разработка технологических процессов получения микроразмерных
порошков B4C, Cr3C2 , CrB2……………………………………………………………………..153
ВЫВОДЫ…………………………………………………………………………………………………..159
ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………………………………………………….162
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ………………………………………..164
ПРИЛОЖЕНИЕ А Маркировка образцов……………………………………………..186
ПРИЛОЖЕНИЕ Б Данные анализов шихты для получения карбида бора и
образцов карбида бора………………………………………………………………………………..188
ПРИЛОЖЕНИЕ В Данные анализов шихты для получения карбида хрома и
образцов карбида хрома……………………………………………………………………………..191
ПРИЛОЖЕНИЕ Г Данные анализов шихты для получения диборида хрома и
образцов диборида хрома……………………………………………………………………………194
ПРИЛОЖЕНИЕ Д Основы безопасности при работе с микроразмерными
материалами………………………………………………………………………………………………197
ПРИЛОЖЕНИЕ Е Акт о внедрении в учебный процесс результатов
диссертационной работы……………………………………………………………………………200
ПРИЛОЖЕНИЕ Ж Акт о перспективах использования для создания
функциональных материалов карбидов бора и хрома и диборида хрома,
полученных с применением нановолокнистого углерода…………………………….201
ПРИЛОЖЕНИЕ З Акт о результатах испытаний микроразмерных порошков
карбидов бора и хрома……………………………………………………………………………….202

Актуальность работы
Сочетание высокой температуры плавления, высокой прочности и
твердости, износостойкости, жаростойкости и химической инертности делает
бескислородные тугоплавкие соединения привлекательным материалом для
многочисленных применений. Широко используются тугоплавкие карбиды и
бориды и материалы на их основе в качестве покрытий, деталей и изделий
различного целевого назначения, используемых в ответственных узлах машин и
аппаратов.
На свойства и качество получаемых изделий из тугоплавких соединений
оказывает в значительной степени влияние такие характеристики исходных
порошков как дисперсность и чистота. В свою очередь эти характеристики
порошков тугоплавких соединений зависят от чистоты и размеров частиц
исходных реагентов. Традиционно в качестве источника углеродного материала
для твердофазного синтеза порошков тугоплавких карбидов и боридов
используют сажу.
Актуальными остаются вопросы снижения параметров синтеза порошков
(уменьшение температуры синтеза и продолжительности технологического
процесса) и уменьшение цены получаемых соединений. В литературе имеются
сведения об использовании различных видов углеродного материала в качестве

В рамках данной работы было показано, что использование
нановолокнистого углерода – высокодисперсного углеродного реагента с
развитой удельной поверхностью и высокой чистотой – перспективно для
процессов печного синтеза ряда порошков тугоплавких неметаллических
соединений. Более высокая реакционная способность (по сравнению с
традиционно используемым техническим углеродом) облегчает диффузию
реагентов и тем самым позволяет снижать температуру процессов
карботермического синтеза карбида хрома и синтеза карбида бора из элементов
150-200°С, а так же сокращать время требуемое для синтеза диборида хрома
карбидоборным восстановлением (до 15-30 минут), что в свою очередь
способствует повышению дисперсности продуктов синтеза. Показано, что
удельная поверхность на уровне 150 м2/г и размер частиц на уровне 1 мкм
нановолокнистого углерода способствует качественной гомогенизации исходной
шихты и приводит формированию частиц тугоплавких соединений высокой
дисперсности (4-10 мкм). Полнота прохождения карботермической реакции
восстановления оксида хрома увеличивается при использовании
нановолокнистого углерода с развитой удельной поверхностью ввиду облечения
диффузии реагентов, а размер частиц определяется размерами исходного оксида
хрома. Показано, что несмотря на термодинамическую возможность образования
фазы CrB2 уже при температуре 850-900°С, процесс идет со значительной
скоростью лишь при температуре 1700°С и через стадии образования низших
боридных фаз. Разработаны технологические процессы получения
микроразмерных порошков карбидов бора, хрома и диборида хрома, оценена
экономическая эффективность данных процессов. Показана принципиальная
возможность создания высокоплотной беспористой керамики с высоким
значением микротрвердости (41-46 ГПа) на основе синтезированных порошков
карбида бора и карбида хрома.
В связи с тем, что полученные порошки имеют высокую чистоту и
полидисперсны перспективно их применение для создания керамики, защитных
покрытий и композиционных материалов. Дальнейшее исследование в этой
области следует направить на получение по отработанной методике
композиционных порошковых материалов типов карбид-карбид, карбид-диборид,
диборид-диборид применительно к переходным металлам.

Заказать новую

Лучшие эксперты сервиса ждут твоего задания

от 5 000 ₽

Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям

    Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных и с правилами пользования Платформой

    Помогаем с подготовкой сопроводительных документов

    Совместно разработаем индивидуальный план и выберем тему работы Подробнее
    Помощь в подготовке к кандидатскому экзамену и допуске к нему Подробнее
    Поможем в написании научных статей для публикации в журналах ВАК Подробнее
    Структурируем работу и напишем автореферат Подробнее

    Хочешь уникальную работу?

    Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!

    Лидия К.
    4.5 (330 отзывов)
    Образование высшее (2009 год) педагог-психолог (УрГПУ). В 2013 году получено образование магистр психологии. Опыт преподавательской деятельности в области психологии ... Читать все
    Образование высшее (2009 год) педагог-психолог (УрГПУ). В 2013 году получено образование магистр психологии. Опыт преподавательской деятельности в области психологии и педагогики. Написание диссертаций, ВКР, курсовых и иных видов работ.
    #Кандидатские #Магистерские
    592 Выполненных работы
    Егор В. кандидат наук, доцент
    5 (428 отзывов)
    Здравствуйте. Занимаюсь выполнением работ более 14 лет. Очень большой опыт. Более 400 успешно защищенных дипломов и диссертаций. Берусь только со 100% уверенностью. Ск... Читать все
    Здравствуйте. Занимаюсь выполнением работ более 14 лет. Очень большой опыт. Более 400 успешно защищенных дипломов и диссертаций. Берусь только со 100% уверенностью. Скорее всего Ваш заказ будет выполнен раньше срока.
    #Кандидатские #Магистерские
    694 Выполненных работы
    Алёна В. ВГПУ 2013, исторический, преподаватель
    4.2 (5 отзывов)
    Пишу дипломы, курсовые, диссертации по праву, а также истории и педагогике. Закончила исторический факультет ВГПУ. Имею высшее историческое и дополнительное юридическо... Читать все
    Пишу дипломы, курсовые, диссертации по праву, а также истории и педагогике. Закончила исторический факультет ВГПУ. Имею высшее историческое и дополнительное юридическое образование. В данный момент работаю преподавателем.
    #Кандидатские #Магистерские
    25 Выполненных работ
    Мария Б. преподаватель, кандидат наук
    5 (22 отзыва)
    Окончила специалитет по направлению "Прикладная информатика в экономике", магистратуру по направлению "Торговое дело". Защитила кандидатскую диссертацию по специальнос... Читать все
    Окончила специалитет по направлению "Прикладная информатика в экономике", магистратуру по направлению "Торговое дело". Защитила кандидатскую диссертацию по специальности "Экономика и управление народным хозяйством". Автор научных статей.
    #Кандидатские #Магистерские
    37 Выполненных работ
    Александра С.
    5 (91 отзыв)
    Красный диплом референта-аналитика информационных ресурсов, 8 лет преподавания. Опыт написания работ вплоть до докторских диссертаций. Отдельно специализируюсь на повы... Читать все
    Красный диплом референта-аналитика информационных ресурсов, 8 лет преподавания. Опыт написания работ вплоть до докторских диссертаций. Отдельно специализируюсь на повышении уникальности текста и оформлении библиографических ссылок по ГОСТу.
    #Кандидатские #Магистерские
    132 Выполненных работы
    Кирилл Ч. ИНЖЭКОН 2010, экономика и управление на предприятии транс...
    4.9 (343 отзыва)
    Работы пишу, начиная с 2000 года. Огромный опыт и знания в области экономики. Закончил школу с золотой медалью. Два высших образования (техническое и экономическое). С... Читать все
    Работы пишу, начиная с 2000 года. Огромный опыт и знания в области экономики. Закончил школу с золотой медалью. Два высших образования (техническое и экономическое). Сейчас пишу диссертацию на соискание степени кандидата экономических наук.
    #Кандидатские #Магистерские
    692 Выполненных работы
    Анна В. Инжэкон, студент, кандидат наук
    5 (21 отзыв)
    Выполняю работы по экономическим дисциплинам. Маркетинг, менеджмент, управление персоналом. управление проектами. Есть опыт написания магистерских и кандидатских диссе... Читать все
    Выполняю работы по экономическим дисциплинам. Маркетинг, менеджмент, управление персоналом. управление проектами. Есть опыт написания магистерских и кандидатских диссертаций. Работала в маркетинге. Практикующий бизнес-консультант.
    #Кандидатские #Магистерские
    31 Выполненная работа
    user1250010 Омский государственный университет, 2010, преподаватель,...
    4 (15 отзывов)
    Пишу качественные выпускные квалификационные работы и магистерские диссертации. Опыт написания работ - более восьми лет. Всегда на связи.
    Пишу качественные выпускные квалификационные работы и магистерские диссертации. Опыт написания работ - более восьми лет. Всегда на связи.
    #Кандидатские #Магистерские
    21 Выполненная работа
    Александр Р. ВоГТУ 2003, Экономический, преподаватель, кандидат наук
    4.5 (80 отзывов)
    Специальность "Государственное и муниципальное управление" Кандидатскую диссертацию защитил в 2006 г. Дополнительное образование: Оценка стоимости (бизнеса) и госфин... Читать все
    Специальность "Государственное и муниципальное управление" Кандидатскую диссертацию защитил в 2006 г. Дополнительное образование: Оценка стоимости (бизнеса) и госфинансы (Казначейство). Работаю в финансовой сфере более 10 лет. Банки,риски
    #Кандидатские #Магистерские
    123 Выполненных работы

    Другие учебные работы по предмету