Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Взаимодействие нитрид циркония-углерод

06.01.2020

Карбид и нитрид циркония (ZrC и ZrN) изоморфны — кристаллические решетки типа NaCl с параметрами 4,88 и 4,58 А соответственно. Изменение параметра решетки твердых растворов удовлетворительно подчиняется правилу Вегарда. Проведенное в работе экспериментальное исследование изотермического сечения диаграммы состояния Zr—ZrN—ZrC показало, что карбид и нитрид циркония образуют непрерывные ряды твердых растворов (рис. 64). Экспериментальная диаграмма плавкости системы карбид циркония — нитрид циркония хорошо совпадает с диаграммой, рассчитанной в предположении об идеальности этой системы.

Равновесие в системе углерод — нитрид циркония исследовано в работе. В этой работе была изучена реакция

в области температур 1700—2480°С при давлении азота 1 ат.

Результаты рентгеновского анализа продуктов реакции приведены в табл. 48, из которой следует, что при 1700°С равновесие достигается при выдержке 22 ч и более и только в случае, если в качестве исходных веществ использованы порошок карбида циркония и азот. При 1810°C равновесие достигается уже за 2 ч, а при 2150°С — менее чем за 30 мин.


Состав равновесного твердого раствора, пересчитанный из значений параметров решетки, в зависимости от температуры представлен на рис. 65, а температурная зависимость константы равновесия реакции (47) — на рис. 66. Значения констант равновесия были рассчитаны по уравнению

Аналитически зависимость константы равновесия от температуры выражается уравнением

Из известных значений Kр при помощи уравнения (48) можно рассчитать состав равновесного твердого раствора для любых давлений азота.

Экспериментально равновесие реакции (47) при высоких давлениях азота исследовано в работе. В этой работе при давлении аз эта 30 и 300 ат получено более высокое содержание карбида в твердом растворе, чем это следует из расчета по уравнениям (48) и (49) (табл.49).
Взаимодействие нитрид циркония-углерод

Равновесие в системе карбид циркония — нитрид циркония—углерод— азот можно схематично изобразить изотермическими сечениями тройной диаграммы цирконий — углерод — азот (рис. 67).

Распределение фазовых полей в этом случае будет аналогично описанному выше равновесию в системе титан — углерод азот.

Кинетика взаимодействия нитрида циркония с прокаленной ламповой сажей исследована в работах. Карбидизацию нитрида проводили в среде аргона при 1930—2480°С.

После взаимодействия с углеродом на образцах появлялся плотный ровный слой карбида циркония. Переходная зона между карбидом и нитридом составляла не более 1—2 мкм (рис. 68). Данные рентгеновского анализа и измерение микротвердости показали, что взаимного растворения карбида и нитрида, в исследованных условиях не происходит.

Толщина карбидного слоя изменяется в зависимости от времени и температуры карбидизации в соответствии со следующим уравнением:

где b — толщина слоя, см;

т — время карбидизации, с.

Несколько большие скорости взаимодействия углерода с нитридом циркония получены в работе.

Диффузия углерода в нитрид циркония состава ZrN0,95 изучали с использованием изотопа С14 в интервале температур 2030—2690°С. Получено следующее уравнение для температурной зависимости коэффициента диффузии:

Следует отметить, что коэффициент диффузии углерода в нитриде циркония примерно на два порядка ниже, чем в карбиде циркония.


Имя:*
E-Mail:
Комментарий: