ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПЛАЗМОМЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО СИНТЕЗА КАРБИДА ХРОМА С ПРИВЛЕЧЕНИЕМ МЕТОДА ПЛАНИРУЕМОГО ЭКСПЕРИМЕНТА ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ ХРОМСОДЕРЖАЩЕГО СЫРЬЯ

Ширяева Людмила Сергеевна , Ноздрин Игорь Викторович , Руднева Виктория Владимировна , Галевский Геннадий Владиславович

2017 / Том 21, №10 (129) 2017 [ МЕТАЛЛУРГИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ ]

ЦЕЛЬ. Карбид хрома Cr₃C₂ - твердый, износостойкий, химически инертный материал - достаточно востребован для изготовления защитных покрытий металлов и керметов в качестве компонентов и легирующих добавок безвольфрамовых твердых сплавов. Перспективы расширения применения карбида хрома связаны с производством его в наносостоянии. Введение в обращение карбида хрома в наносостоянии открывает новые направления его применения, в том числе для гальваники, поверхностного и объемного модифицирования металлических сплавов и полимеров. Целью работы является экспериментальное исследование плазменных процессов с привлечением метода планируемого эксперимента для определения связи управляющих параметров с основными физико-химическими характеристиками карбида хрома. МЕТОДЫ. Работа выполнена с привлечением современных методов исследования: математического моделирования и термодинамических расчетов, гидродинамического и теплового подобия, зондовой калориметрии и диагностики, химического и физико-химического анализов (рентгенография, спектроскопия в инфракрасной области, хроматография, высокотемпературная импульсная экстракция, термогравиметрия, термодесорбционная масс-спектрометрия, низкотемпературная адсорбция, просвечивающая и растровая электронная микроскопия). РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ. Исследованы зависимости содержания в продуктах синтеза карбонитрида хрома и примесей от основных параметров: количества восстановителя, состава газа-теплоносителя, начальной температуры плазменного потока, температуры закалки. Разработана комплексная многофакторная математическая модель карбонитридообразования. ВЫВОДЫ. По результатам экспериментальных исследований определены оптимальные значения технологических факторов и основные характеристики карбонитрида хрома. Содержание карбонитрида в продуктах синтеза составляет 91,80-93,40, % масс.; сопутствующих примесей, % масс.: хрома свободного - 1,80-2,1; углерода свободного - 1,10-1,3; кислорода - 3,00-4,00; размер частиц - 30-35 нм; форма частиц - шарообразная; выход карбонитрида хрома - 91,4 %.

Ключевые слова:

карбид хрома, карбонитрид хрома, плазменный синтез, нанопорошки, моделирование плазменного синтеза

Библиографический список:

1. Галевский Г.В., Руднева В.В., Юркова Е.К. Компьютерное моделирование режимов эффективной переработки дисперсного сырья в плазменном реакторе // Системы автоматизации в образовании, науке и производстве: тр. VI Всерос. науч.-практ. конф. СибГИУ (Новокузнецк, 17–19 мая 2007 г.). Новокузнецк, 2007. С. 343–346.
2. Галевский Г.В., Руднева В.В., Ноздрин И.В. Исследование характеристик реактора для плазмометаллургического производства тугоплавких боридов и карбидов // Изв. вузов. Черная металлургия. 2011. № 8. С. 27–32.
3. Руднева В.В., Ноздрин И.В, Терентьева М.А. Ноздрин И.В. Модельно-математическое исследование условий эффективной переработки хромсодержащего сырья в плазменном реакторе // Изв. вузов. Черная металлургия. 2012. № 2. С. 13–18.
4. Моссэ А.Л. Обработка дисперсных материалов в плазменных реакторах. Минск: Наука и техника, 1980. 207 с.
5. Самсонов Г.В. Свойства элементов: справочник в 2-х частях. М.: Металлургия, 1976. Ч. 1. Физические свойства. 600 с.
6. Самсонов Г.В., Борисова А.Л. Физико-химические свойства окислов: справочник. М.: Металлургия, 1978. 472 с.
7. Фурман А.А. Неорганические хлориды. М.: Химия, 1980. 416 с.
8. Боровинская И.П., Прокудина В.К., Ратников В.И. Применение титана в процессах СВС // Известия высших учебных заведений. Порошковая металлургия и функциональные покрытия. 2010, № 4. С. 26–33.

Файлы:

• реферат (скачать | просмотреть) - скачано 27 раз
• статья (скачать | просмотреть) - скачано 38 раз