Нитриды переходных металлов » Ремонт Строительство Интерьер

Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Нитриды переходных металлов

24.06.2021

Нитриды по структуре и физико-химическим свойствам представляют типичные фазы внедрения.

В нитридах наряду с металлической связью заметную роль играет также ионная связь Me-N. Наличие металлической связи в нитридах проявляется в их относительно высокой электропроводности, впрочем, гораздо меньшей, чем для соответствующих переходных металлов, а также для их карбидов и боридов.

Термический коэффициент электросопротивления нитридов положителен; температура перехода в сверхпроводящее состояние достаточно высокая (у NbN 15,6 К).

При внедрении неметалла X в переходный металл связь Me-Me, по-видимому, ослабевает, и электроны, ее осуществляющие, переходят в связи Me-X. Этот переход тем более вероятен, чем выше ионизационный потенциал неметалла X.

Нитриды имеют высокую температуру плавления (однако несколько ниже, чем у карбидов соответствующих металлов):

Как и для карбидов металлов IV и V групп, температура плавления нитридов возрастает с увеличением атомного номера металла, образующего нитрид. Максимальные температуры плавления имеют мононитриды тантала и гафния. В VI группе сравнительно низкие температуры плавления нитридов уменьшаются с увеличением атомного номера.

До температуры 1200 °С нитрид циркония наиболее термодинамически прочен. При более высоких температурах нитриды титана и циркония по термодинамической прочности почти сравниваются.

Надежных данных о механической прочности нитридов не имеется. Необходимо отметить, что для них характерна более высокая термостойкость, чем для остальных фаз внедрения.

Коэффициенты термического расширения нитридов довольно высокие (для TiN а = (9,35±0,043)*10в-6 °C-1). Данные о микротвердости некоторых нитридов приведены ниже:

Максимальная микротвердость у нитридов титана и циркония. В пределах каждой группы микротвердость закономерно падает с увеличением атомного номера, что свидетельствует, по-видимому, об ослаблении связи Me-N.

В химическом отношении нитриды достаточно устойчивы против действия отдельных минеральных кислот, но менее устойчивы при воздействии их смесей. Растворение сопровождается выделением аммиака. Под действием растворов или расплавов щелочей нитриды разлагаются.

Нитриды титана и циркония устойчивы при окислении кислородом воздуха до 1100-1400, а нитриды ванадия, ниобия и тантала — до 500—800 °С. Нитриды вольфрама и молибдена при нагревании разлагаются на металл и азот.

Во многих системах нитрид — нитрид имеет место образование непрерывного ряда твердых растворов. Это установлено для систем TiN-ZrN; TiN-VN; TiN-NbN-ZrN-NbN; VN-NbN.

Периоды решеток твердых растворов меняются в зависимости от состава практически линейно.

Большая часть нитридов и карбидов металлов IV и V групп образуют непрерывные ряды твердых растворов, за исключением сплавов с TaN, имеющих гексагональную структуру.

Система ZrN-ZrC представляет собой непрерывный ряд твердых растворов с пологим максимумом плавкости в районе 50 мол. % ZrC.

Нитриды (TiN, ZrN, TaN, VN, ThN) в настоящее время используют главным образом в качестве огнеупоров с высокой температурой плавления и значительной стойкостью против окисления.

Известны антикоррозионные покрытия из нитридов. Высокая твердость позволяет применять их для правки шлифовальных кругов. Покрытия из нитрида титана используются для повышения твердости и износостойкости деталей из титана.

Сплавы системы ZrN-ZrC перспективны для изготовления тепловыделяющих элементов ядерных реакторов.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: