Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Взаимодействие силициды титана-углерод

05.01.2020

При изучении диаграммы состоянии сплавов системы титан—кремний обнаружено три химических соединения — Ti5Si3, TiSi, TiSi2, температуры плавления которых соответственно составляют 2120, 1760 и 1540°С. По жаростойкости дисилицид титана не уступает самому стойкому против окисления дисилициду молибдена.

При исследовании температурной зависимости изобарно изотермического потенциала реакции взаимодействия силицидов титана с углеродом рассматривали следующие возможные реакции:
Взаимодействие силициды титана-углерод

Все реакции взаимодействия силицидов титана с углеродом (за исключением 3, 6 и 9) возможны. При этом образуются более устойчивые карбид титана и карбид кремния.

Нa рис. 52 представлена схема фазовых областей в системе Ti—Si—С, из которой следует, что карбид титана находится в равновесии со всеми силицидными фазами.

Термодинамический расчет и экспериментальное исследование совместимости в вакууме графита и пирографита с дисилицидом титана выполнены в работе. Расчет возможных обменных реакций дисилицида с углеродом в интервале температур 1200 — 2100°C показал, что реакции с образованием бинарных соединений (низших силицидов и карбидов) термодинамически не выгодны, однако в данном температурном интервале реакции могут протекать с образованием твердых растворов или тройных соединений.

Термодинамические расчеты были подвергнуты проверке при взаимодействии между компактными образцами графита и пирографита и порошком дисилицида титана.

Металлографический анализ зоны контакта и рентгеновский анализ продуктов взаимодействия показали, что дисилицид титана начинает взаимодействовать как с графитом, так и с пирографитом при температуре около 1300°С. На контактной поверхности с графитом образуется карбид кремния, переходящий в новую фазу с твердостью 1300—1400 кгс/мм2, превышающей твердость чистого дисилицида титана (700—850 кгс/мм2). Рентгеновский анализ этой фазы показал, что она не соответствует ни одному из известных соединений в двойных системах Ti—С и Ti—Si. Авторы предполагают, что новая фаза является тройным соединением и образуется по реакции

Повышение температуры нагрева приводит к росту толщины образующихся фаз и повышению их микротвердости. Рост толщины образующихся фаз при увеличении времени выдержки подчиняется параболическому закону, отличному от закона квадратичной параболы. Это свидетельствует о том, что процесс взаимодействия наряду с диффузией в значительной степени лимитируется скоростью химической реакции.

B этой же работе установлено, что у пирографита наблюдается анизотропия взаимодействия. Интенсивность взаимодействия в направлении, параллельном плоскости графитовых сеток, примерно вдвое выше, чем в перпендикулярном направлении. В случае пирографита при температурах выше 1400°С образование новой фазы происходит не только на внешней поверхности образцов, но и внутри, между графитовыми сетками. Такое явление наблюдалось только в случае дисилицида титана; авторы связывают его с заметным конгруэнтным испарением карбида титана, происходящим при температурах выше 1400°С. При этом считают, что пары продуктов диссоциации карбида титана и кремния проникают в зазоры, имеющиеся между плоскостями графитовых сеток, и взаимодействуют, образуя карбид кремния и тройное соединение, однако более вероятно, что при температурах выше точки плавления дисилицида происходит капиллярная пропитка графита его расплавом.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: