» » Тугоплавкие соединения и графит

Тугоплавкие соединения и графит

21 июня 2010, 14:59
Тугоплавкие соединения и графит
Наряду с тугоплавкими металлами высокой температурой плавления отличаются углерод, бор и многие соединения металлов с углеродом, бором, кремнием и азотом. В этих соединениях, называемых карбидами, боридами и нитридами, малые атомы углерода, бора или азота внедрены обычно между атомами металлов. При этом сохраняется типичная металлическая связь, но энергия связей повышается. Увеличиваются модуль упругости и твердость. Большинство таких соединений на 20—80% более тугоплавки, чем исходный металл. Так, титан плавится при 1670° С, его карбид — при 3150° С, нитрид — при 3250° С. Причем эти соединения почти так же легки, как и чистый титан. Одним из наиболее тугоплавных соединений является карбид редкого металла — гафния, а его сплав с карбидом тантала плавится при 4200° С. К сожалению, наиболее тугоплавкие соединения хрупки и многие из них заметно окисляются при нагреве.

Исследование свойств этих соединений по-настоящему только начато. Пока с ними нередко конкурировали тугоплавкие неметаллы — керамические покрытия: окись алюминия, карбид с нитридом кремния (рефракс, ниафракс и др.).

Кроме карбида титана, весьма перспективны бориды хрома, циркония, тантала. Их наносят в виде тонких покрытий (0,05— 0,5 мм) для защиты графита, вольфрама и других металлов от высокотемпературной эрозии. Так, например, испытание вольфрамовых деталей в ацетилено-кислородном пламени, содержащем серу при температуре 3500° С, показали, что детали без покрытия пострадали от эрозии через 3—10 с, тогда как те же детали, покрытые хромборидциркониевой композицией толщиной 2,3 мм, в течение 10 мин не испытали никаких изменений.

Для уменьшения хрупкости порошки этих материалов спекают или пропитывают тугоплавкими металлами и сплавами. Так получают Керметы — гибридные материалы из керамики и металла. Из них изготовляют сопла высокотемпературных горелок, детали плазменных двигателей и гиперзвуковых летательных аппаратов.

Полуметалл Графит — самый тугоплавкий из всех применяемых в ракетной технике материалов и самый широко применяемый из всех тугоплавких. Практически он не плавится, но при температурах порядка 360 оC и выше испаряется, минуя жидкое состояние.

Расскажите друзьям!
Смотрите также

Добавить комментарий