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!

    Виктор В. Смоленская государственная медицинская академия 1997, Леч...
    4.7 (46 отзывов)
    Имеют опыт грамотного написания диссертационных работ по медицине, а также отдельных ее частей (литературный обзор, цели и задачи исследования, материалы и методы, выв... Читать все
    Имеют опыт грамотного написания диссертационных работ по медицине, а также отдельных ее частей (литературный обзор, цели и задачи исследования, материалы и методы, выводы).Пишу статьи в РИНЦ, ВАК.Оформление патентов от идеи до регистрации.
    #Кандидатские #Магистерские
    100 Выполненных работ
    Петр П. кандидат наук
    4.2 (25 отзывов)
    Выполняю различные работы на заказ с 2014 года. В основном, курсовые проекты, дипломные и выпускные квалификационные работы бакалавриата, специалитета. Имею опыт напис... Читать все
    Выполняю различные работы на заказ с 2014 года. В основном, курсовые проекты, дипломные и выпускные квалификационные работы бакалавриата, специалитета. Имею опыт написания магистерских диссертаций. Направление - связь, телекоммуникации, информационная безопасность, информационные технологии, экономика. Пишу научные статьи уровня ВАК и РИНЦ. Работаю техническим директором интернет-провайдера, имею опыт работы ведущим сотрудником отдела информационной безопасности филиала одного из крупнейших банков. Образование - высшее профессиональное (в 2006 году окончил военную Академию связи в г. Санкт-Петербурге), послевузовское профессиональное (в 2018 году окончил аспирантуру Уральского федерального университета). Защитил диссертацию на соискание степени "кандидат технических наук" в 2020 году. В качестве хобби преподаю. Дисциплины - сети ЭВМ и телекоммуникации, информационная безопасность объектов критической информационной инфраструктуры.
    #Кандидатские #Магистерские
    33 Выполненных работы
    Дмитрий К. преподаватель, кандидат наук
    5 (1241 отзыв)
    Окончил КазГУ с красным дипломом в 1985 г., после окончания работал в Институте Ядерной Физики, защитил кандидатскую диссертацию в 1991 г. Работы для студентов выполня... Читать все
    Окончил КазГУ с красным дипломом в 1985 г., после окончания работал в Институте Ядерной Физики, защитил кандидатскую диссертацию в 1991 г. Работы для студентов выполняю уже 30 лет.
    #Кандидатские #Магистерские
    2271 Выполненная работа
    Анна Александровна Б. Воронежский государственный университет инженерных технол...
    4.8 (30 отзывов)
    Окончила магистратуру Воронежского государственного университета в 2009 г. В 2014 г. защитила кандидатскую диссертацию. С 2010 г. преподаю в Воронежском государственно... Читать все
    Окончила магистратуру Воронежского государственного университета в 2009 г. В 2014 г. защитила кандидатскую диссертацию. С 2010 г. преподаю в Воронежском государственном университете инженерных технологий.
    #Кандидатские #Магистерские
    66 Выполненных работ
    Вирсавия А. медицинский 1981, стоматологический, преподаватель, канди...
    4.5 (9 отзывов)
    руководитель успешно защищенных диссертаций, автор около 150 работ, в активе - оппонирование, рецензирование, написание и подготовка диссертационных работ; интересы - ... Читать все
    руководитель успешно защищенных диссертаций, автор около 150 работ, в активе - оппонирование, рецензирование, написание и подготовка диссертационных работ; интересы - медицина, биология, антропология, биогидродинамика
    #Кандидатские #Магистерские
    12 Выполненных работ
    Елена С. Таганрогский институт управления и экономики Таганрогский...
    4.4 (93 отзыва)
    Высшее юридическое образование, красный диплом. Более 5 лет стажа работы в суде общей юрисдикции, большой стаж в написании студенческих работ. Специализируюсь на напис... Читать все
    Высшее юридическое образование, красный диплом. Более 5 лет стажа работы в суде общей юрисдикции, большой стаж в написании студенческих работ. Специализируюсь на написании курсовых и дипломных работ, а также диссертационных исследований.
    #Кандидатские #Магистерские
    158 Выполненных работ
    Анна К. ТГПУ им.ЛН.Толстого 2010, ФИСиГН, выпускник
    4.6 (30 отзывов)
    Я научный сотрудник федерального музея. Подрабатываю написанием студенческих работ уже 7 лет. 3 года назад начала писать диссертации. Работала на фирмы, а так же помог... Читать все
    Я научный сотрудник федерального музея. Подрабатываю написанием студенческих работ уже 7 лет. 3 года назад начала писать диссертации. Работала на фирмы, а так же помогала студентам, вышедшим на меня по рекомендации.
    #Кандидатские #Магистерские
    37 Выполненных работ
    Екатерина С. кандидат наук, доцент
    4.6 (522 отзыва)
    Практически всегда онлайн, доработки делаю бесплатно. Дипломные работы и Магистерские диссертации сопровождаю до защиты.
    Практически всегда онлайн, доработки делаю бесплатно. Дипломные работы и Магистерские диссертации сопровождаю до защиты.
    #Кандидатские #Магистерские
    1077 Выполненных работ
    Родион М. БГУ, выпускник
    4.6 (71 отзыв)
    Высшее экономическое образование. Мои клиенты успешно защищают дипломы и диссертации в МГУ, ВШЭ, РАНХиГС, а также других топовых университетах России.
    Высшее экономическое образование. Мои клиенты успешно защищают дипломы и диссертации в МГУ, ВШЭ, РАНХиГС, а также других топовых университетах России.
    #Кандидатские #Магистерские
    108 Выполненных работ

    Другие учебные работы по предмету