Методы получения порошков тугоплавких соединений

Практика получения порошков тугоплавких соединений, применяемых в качестве дисперсной упрочняющей фазы матриц тугоплавких металлов, предусматривает различные методы, в том числе прямой синтез из элементов, восстановление оксидов тугоплавких металлов углеродом и др.



Метод прямого синтеза тугоплавких соединений предусматривает диффузионное обогащение элементом внедрения металла основы соединения. Термокинетические закономерности и механизм процессов формирования тугоплавких соединений определяются температурной зависимостью коэффициента диффузии элемента внедрения и его направленной миграцией по междоузлиям в металле основы. При получении тугоплавких соединений со структурой типа фаз внедрения должно выполняться правило Хэгга, согласно которому RC : RMe < 0,59 (RC, RMe — радиусы атомов элемента внедрения и тугоплавкого металла).

Метод прямого синтеза применяют в промышленности при получении порошков карбидов тугоплавких металлов. В частности, карбид вольфрама можем быть получен при температурах, превышающих 1000 °С. Температурная зависимость коэффициента диффузии углерода в вольфрам представлена равенством

Технологический процесс осуществляется нагревом порошков тугоплавких металлов с сажей в графитовых тиглях в инертной атмосфере. Методом прямого синтеза в промышленности получают карбиды TiC, ZrC, TaC, WC, Mo2C.



Помимо рассмотренного метода в практике производства карбидов тугоплавких металлов используют метод восстановления оксидов тугоплавких металлов углеродом. В качестве восстановительной неконденсированной среды возможно применение углеродсодержащих газов. Получение карбидов тугоплавких металлов в этом случае осуществляется по реакции

Температурный интервал процессов получения карбидов тугоплавких металлов 1400—1900 °С. Эти и другие (например, СBC-процесс) методы получения дисперсных порошков тугоплавких соединений обеспечивают возможность получения порошков заданной стехиометрии, дисперсности и требуемого уровня свойств.