Материал на основе бора

 

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к высоко бористым материалам, которые могут быть использованы в качестве жаропрочных и износостойких материалов и покрытий. Сущность изобретения: предложенный материал имеет следующий состав, мас.%: титан 25-27, бор - остальное и состоит из кристаллов, имеющих форму полиэдра с параметрами кристаллической решетки ,26±0,03 А, ,41±0,03 А. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4884618/02 (22) 21.11.90 (46) 23.10.92, Бюл. N 39 (71) Томский филиал Института структурной макрокинетики АН СССР (72) О.К. Лепакова, Л,C. Расколенко и Н.Г.

Касацкий (56) Самсонов Г.B. и др, Бориды, — М.: Атомиздат, 1975, с. 375, (54) МАТЕРИАЛ НА ОСНОВЕ БОРА.

Изобретение относится к неорганической химии и порошковой металлургии, в частности к соединениям с высоким содержанием бра в системе Ti-8, и может быть использовано в качестве жаропрочных, износостойких материалов и покрытий.

В системе Ti-В известны соединения:

Tl8, ТГЗВ4, Т(82 Ti285.

Известен борид ТГЗВ4 (23,13 t48c,g бора), имеющий ромбическую структуру, изоструктурен Та,В4. Периоды решетки А: а=3.259, о=13,77, с=3,042.

Температура разложения Т!З84 2200 С.

Микротвердость 2000 — 2200 кг/мм, 2

Имеются данные о существовании в системе Ti-В соединения Ti285 (36,10 мас,g

В). Этот борид кристаллизуется в гексагональной сингонии. структурный тип W285 периоды решетки А; a=2,98, с=13,98. По составу этот борид наиболее близок к заявляемому материалу, однако свойства этого борида (физические, химические) не изучены.

Более изученным и наиболее близким к заявляемому материалу по достигаемому эффекту является диборид титана — Ti82 (31,1 мас.7, бора). Т(Вг кристаллизуется в.ЫХ, 1770433 А1 (я)з С 22 С 29/14, С 01 8 35/04 (57) Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к высоко бористым материалам, которые могут быть использованы в качестве жаропрочных и износостойких материалов и покрытий.

Сущность изобретения: предложенный материал имеет следующий состав, мас,7;: титан 25-27, бор — остальное и состоит из кристаллов, имеющих форму полиэдра с параметрами кристаллической решетки а=10,26+.0,03 А, с=14,41+0,03 А. 1 табл. гексагональной сингонии, структурный тип

A)82. Периоды решетки А: a=3,028, c=3,228.

Температура плавления Ti82 3225 С. Диборид титана характеризуется высокой у твердостью Н/{{=3200-3400 кг/мм, однако г его нельзя отнести к химически стойким соединениям. Ti82 полностью разлагается в растворах, обладающих окислительными сеойстеами {Н(хОз. НтОт). а такие а смесях с комллексообразующими агентами (НтбО 4.. «К

Н2С204), 4

Цель изобретения — повышение твердо- с сти материала и его химической стойкости в азотной и серной кислотах.

®ь

Высокобористый материал содержит компоненты в следующем соотношении. мас. g:

Титан 25-27

Бор Осталкнсе )» и состоит из кристаллов, имеющих форму д гюлиэдра с параметрами кристаллической решетки а=10-26 М,ОЗА, с=14,4ь0,03А.

Главными отличительными признаками предлагаемого материала по сравнению с прототипом являются повышенное содер- жание бора и особенности структуры, что позволяет получить, новое качество, а имен1770433

Параметры кристал, решетки, А

Пример

Компоненты шикты, вес.ь

Хим;состав продукта, вес.Ф

Ликротвердость,кгlмме

Кислотоустоячивость,3 а с

1 26,2

2 250

3 27,0

4 23,0

5 29,0

74,0

75,5

73,5

77,5

71,5

4000

26,2 73,8

25,0 75,0

27,0 73,0

23,0 77,0

29,о 71,о

10,2610,03 14,41 IÎ>03

1о,26+0,03 14>41 0>03

10,26+0,03 14,41+0,03

10,260,03 14,41+0,03

Продукт неоднофазен

90

3600

90 5 оо,о

75,0

Составитель Л.Юркова

Техред М.Моргентал Корректор С.Лисина

Редактор Т. Шагова

Заказ 3716 Тираж Подписное

ВНИИПИ Г

И Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва. Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гага ина, 101 л. агэрина, но; повысить его твердость и химическую стой кость.

Увеличение содержания бора приводит к тому, что в образцах остается непрореагировавший бор, что снижает выход продукта и увеличивает расход бора, Высокобористый материал получают в режиме горения иэ мелкодисперсных порошков титана и бора, которые смешивают в соотношении Ti:В=1:(12 — 13), прессуют в виде таблетки, помещая последнюю в смесь титана и бора, взятую в соотношении

Ti:Â=1:2. Смеси помещают в керамические емкости в реактор, иНициируют горение таблетки в инертной среде. После прохождения волны горения сбрасывают давление и извлекают продукт.

Идентификацию проводят с помощью рентгенофазового анализа, Соединение

Т1В12 индицируется в структурный тип

А! В 1г. Параметры а и с элементарной ячейки определяют методом наименьших квадратов. Содержание титана и бора в сгоревшем продукте определяют с помощью микроаналиэатора "Cameca".

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример. Для получения высокобористого материала Т1В 1г мелкодисперсные порошки титана (г< 45 мкм) и аморфного. бора (r <1 мкм) перемешивают в соотношении

Т1:В=1:12,5 (74 мас.%Ви 26,,2 мас.% Ti), прессуют в виде цилиндрической таблетки диаметром 20 мм и высотой 25 мм. В процессе синтеза теряются незначительные количества бора, поэтому его берут с некоторым избытком. Пористость смеси 60%. В керамическую емкость засыпают смесь Т1 с

5 В в соотношении Ti:В=1:2, в которую помещают таблетку. Емкость помещают в реактор, инициируют горение в таблетке.

Взаимодействие осуществляют в инертной среде (аргон) при давлении 20 атм. После

10 прохождения фронта горения сбрасывают давление и извлекают продукт.

По данным рентгенофазового анализа получен однофазный Т!В12 с параметрами решетки а(10,26 0,03)А, с=(14,4 -0,03)А.

15 Кристаллы имеют серый цвет, Найдено, что содержание бора (мас.%) 73,8; титана 26,2.

Микротвердость Нд =4000 кгlмм . В азот1оо г ной и серной кислотах (1:10) разлагается эа

10 ч 10% материала. Результаты приме20 ров, схемы различного состава представлены в таблице.

Формула изобретения

Материал на основе, бора, содержащий титан, отл ича ю щ ийс я тем, что, с целью

25 повышения твердости и химической стойкости в азотной и серной кислотах, он содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%:

Титан 25-27

30 Бор Остальное и состоит из кристаллов, имеющих форму полиэдра с параметрами кристаллической решетки а=10,26+-0,03 А, c=-14,41+-0,03 А.