Preview

Известия высших учебных заведений. Черная Металлургия

Расширенный поиск

Карбиды некоторых переходных металлов. Свойства, области применения и методы получения. Часть 1. Карбиды титана и ванадия (обзор)

https://doi.org/10.17073/0368-0797-2022-5-305-322

Аннотация

Рассмотрены свойства, области применения и методы получения карбидов титана и ванадия. Эти карбиды относятся к  бескислородным тугоплавким металлоподобным соединениям. Вследствие этого они характеризуются высокими значениями тепло- и  электропроводности. Твердость их сравнительно велика. Карбиды титана и ванадия проявляют значительную химическую стойкость в агрессивных средах. По этим причинам они нашли применение в современной технике. Эти карбиды используются в качестве наплавочных материалов при нанесении износостойких покрытий на стальные изделия. Возможно их использование в качестве катализаторов в органическом синтезе. Карбид титана применяется в безвольфрамовых твердых сплавах, карбидосталях. Вследствие высокой твердости он используется как абразив и компонент керамических режущих инструментов. Однако при выплавке ванадиевого чугуна образование карбида и карбонитрида титана нежелательно, поскольку они из-за тугоплавкости увеличивают вязкость расплава. Карбид ванадия служит ингибитором роста зерен карбида вольфрама в твердых сплавах. Свойства тугоплавких соединений зависят от содержания примесей и дисперсности (размеров частиц). Для решения конкретной задачи, связанной с применением тугоплавких соединений, важно правильно выбрать метод их получения и определить допустимое содержание примесей в исходных компонентах. Это обусловливает наличие разных методов синтеза карбидов. Основными методами их получения являются синтез из простых веществ (металлы и углерод), металлотермическое и карботермическое восстановление. Также для получения нанопорошков карбидов применяется плазмохимический синтез (осаждение из парогазовой фазы). Дана характеристика каждому из этих методов. Приведены сведения о возможном механизме процессов карботермического синтеза.

Об авторах

Ю. Л. Крутский
Новосибирский государственный технический университет
Россия

Юрий Леонидович Крутский, к.т.н, доцент кафедры химии и химической технологии

Россия, 630073, Новосибирск, пр. Карла Маркса, 20



Т. С. Гудыма
Новосибирский государственный технический университет
Россия

Татьяна Сергеевна Гудыма, аспирант кафедры химии и хими­ческой технологии

Россия, 630073, Новосибирск, пр. Карла Маркса, 20



И. Д. Кучумова
Новосибирский государственный технический университет; Институт гидродинамики им. М.А. Лаврентьева СО РАН
Россия

Иванна Денисовна Кучумова, аспирант кафедры материаловедения в машиностроении, Новосибирский государственный технический университет; младший научный сотрудник лаборатории моделирования гетерофазных материалов, Институт гидродинамики им. М.А. Лаврентьева СО РАН

Россия, 630073, Новосибирск, пр. Карла Маркса, 20

Россия, 630090, Новосибирск, пр. Академика Лаврентьева, 15



Р. Р. Хабиров
Новосибирский государственный технический университет
Россия

Роман Рафаэлович Хабиров, магистрант кафедры материаловедения в машиностроении

Россия, 630073, Новосибирск, пр. Карла Маркса, 20



К. А. Антропова
Новосибирский государственный технический университет
Россия

Кристина Александровна Антропова, студент кафедры материаловедения в машиностроении

Россия, 630073, Новосибирск, пр. Карла Маркса, 20



Список литературы

1. Диаграммы состояния двойных металлических систем. Справочник. Т. 1 / Под ред. Н.П. Лякишева. Москва: Машиностроение, 1996. 992 с.

2. Виницкий И.М. Зависимость свойств монокарбидов переходных металлов IV–V групп от содержания углерода // Порошковая металлургия. 1972. № 6. С. 76–82.

3. Свойства, получение и применение тугоплавких соединений. Справочник / Под ред. Т.Я. Косолаповой. Москва: Металлургия, 1986. 928 с.

4. Косолапова Т.Я. Карбиды. Москва: Металлургия, 1968. 300 с.

5. Доронькин Е.Д. Безвольфрамовые твердые сплавы // Цветные металлы. 1983. № 7. С. 45–46.

6. Кипарисов С.С, Левинский Ю.В., Петров А.П. Карбид титана: получение, свойства, применение. Москва: Металлургия, 1987. 216 с.

7. Кульков С.Н., Гнюсов С.Ф. Карбидостали на основе карбидов титана и вольфрама. Томск: Издательство НТЛ, 2006. 240 с.

8. Свистун Л.И. Карбидостали конструкционного назначения: изготовление, свойства, применение (Обзор) // Известия вузов. Порошковая металлургия и функциональные покрытия. 2009. № 3. С. 41–50.

9. Самсонов Г.В., Эпик А.П. Тугоплавкие покрытия. Москва: Металлургия, 1973. 400 с.

10. Анциферов В.Н., Шмаков А.М., Иванова М.В., Попов В.В. Плакирование порошков карбида титана слоем Ni–Fe–P и свойства плазменных покрытий из них. II. Свойства плазменных покрытий из плакированных карбидотитановых порошков // Порошковая металлургия. 1993. № 4. С. 49–52.

11. Fouvry S., Wendler B., Liskiewicz T., Dudek M., Kolodziejczyk L. Fretting wear analysis of TiC/VC multilayered hard coatings: Experiments and modeling approaches // Wear. 2004. Vol. 257. No. 7–8. P. 641–653. https://doi.org/10.1016/j.wear.2004.02.009

12. Ткаченко Ю.Г., Юрченко Д.З., Бритун В.Ф., Исаева Л.П., Варченко В.Т. Структура и свойства износостойких электроискровых покрытий при использовании в качестве анода карбидотитановых твердых сплавов // Порошковая металлургия. 2013. № 5/6. С. 86–96.

13. Isalgue A., Fernandez J., Cinca N., Villa M., Guilemany J.M. Mechanical and nanoindentation behavior of TiC–TiNi thermal spray coating // Journal of Alloys and Compounds. 2013. Vol. 577. P. 5277–5281. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2012.05.033

14. Gnyusov S.F., Tarasov S.Yu. The microstructural aspects of abrasive wear resistance in composite electron beam clad coatings // Applied Surface Science. 2014. Vol. 293. P. 318–325. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2013.12.161

15. Адамовский А.А. Карбиды переходных металлов в процессах абразивной обработки // Порошковая металлургия. 2007. № 11/12. С. 96–111.

16. Мержанов А.Г., Карюк Г.Г, Боровинская И.П., Шаривкер С.Ю., Мошковский Е.И., Прокудина В.К., Дядько Е.Г. Карбид титана, полученный методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза – высокоэффективный абразивный материал // Порошковая металлургия. 1981. № 10. С. 50–55.

17. Zou B., Huang C., Song J., Liu Z., Liu L., Zhao Y. Mechanical properties and microstructure of TiB2–TiC composite ceramic tool material // International Journal of Refractory Metals and Hard Materials. 2012. Vol. 35. P. 1–9. https://doi.org/10.1016/j.ijrmhm.2012.02.011

18. Zou B., Ji W., Huang C., Wang J., Li S., Xu K. Effects of superfine refractory carbide additives on microstructure and mechanical properties of TiB2 – TiC + Al2O3 composite ceramic cutting tool materials // Journal of Alloys and Compounds. 2014. Vol. 585.

19. P. 192–202. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2013.09.119

20. Харламов А.И., Кириллова Н.В. Каталитические свойства порошков тугоплавких соединений переходных элементов. Карбиды и нитриды // Порошковая металлургия. 1983. № 2. С. 55–67.

21. Rodriguez J.A., Evans J., Feria L., Vidal A.B., Liu P., Nakamura K., Illas F. CO2 hydrogenation on Au/TiC, Cu/TiC and Ni/TiC catalysts: Production of CO, methanol and methane // Journal of Catalysis. 2013. Vol. 307. P. 162–169. https://doi.org/10.1016/j.jcat.2013.07.023

22. Wu X.Y., Li G.Z., Chen Y.H., Li G.Y. Microstructure and mechanical properties of vanadium carbide coatings synthesized by reactive magnetron sputtering // International Journal of Refractory Metals and Hard Materials. 2009. Vol. 27. No. 3. P. 611–614. https://doi.org/10.1016/j.ijrmhm.2008.09.014

23. Quanlin W., Wenge L., Ning Z., Gang W., Haishan W. Microstructure and wear behavior of laser cladding VC–Cr7C3 ceramic coating on steel substrate // Materials & Design. 2013. Vol. 49. P. 10–18. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2013.01.067

24. Курлов А.С., Гусев А.И. Физика и химия карбидов вольфрама. Москва: ФИЗМАТЛИТ, 2013. 272 с.

25. Soleimanpour A.M., Abachi P., Simchi A. Microstructure and mechanical properties of WC–10Co cemented carbide containing VC or (Ta, Nb)C and fracture toughness evaluation using different models // Int. Journal of Refractory Metals and Hard Materials. 2012. Vol. 31. P. 141–146. https://doi.org/10.1016/j.ijrmhm.2011.10.004

26. Lin G.G., Kny E., Yuan G., Djuricic B. Microstructure and properties of ultrafine WC–0.6VC–10Co hardmetals densified by pressure-assisted critical liquid phase sintering // Journal of Alloys and Compounds. 2004. Vol. 383. No. 1–2. Р. 98–102. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2004.04.070

27. Wang H., Fang Z.Z., Sohn H.Y. Grain growth during the early stage of sintering of nanosized WC–Co powder // International Journal of Refractory Metals and Hard Materials. 2008. Vol. 26. No. 3. P. 232–241. https://doi.org/10.1016/j.ijrmhm.2007.04.006

28. Xiao D.-h., He Y.-h., Luo W-h, Song M. Effect of VC and NbC additions on microstructure and properties of ultrafine WC–10Co cemented carbides // Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2009. Vol. 19. No. 6. P. 1520–1525. https://doi.org/10.1016/S1003-6326(09)60063-7

29. Bonache V., Salvador M.D., Fernández A, Borrell A. Fabrication of full density near-nanostructured cemented carbides by combination of VC/Cr3C2 addition and consolidation by SPS and HIP technologies // International Journal of Refractory Metals and Hard Materials. 2011. Vol. 29. No. 2. P. 202–208. https://doi.org/10.1016/j.ijrmhm.2010.10.007

30. Bonache V., Salvador M.D., Rocha V.G., Borrell A. Microstructural control of ultrafine and nanocrystalline WC–12Co–VC/Cr3C2 mixture by spark plasma sintering // Ceramics International. 2011. Vol. 37. No. 3. P. 1139–1142. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2010.11.026

31. Sun L., Tian’en Y., Jia C., Hiong J. VC, Cr3C2 doped ultrafine WC–Co cemented carbides prepared by spark plasma sintering // International Journal of Refractory Metals and Hard Materials. 2011. Vol. 29. No. 2. P. 147–152. https://doi.org/10.1016/j.ijrmhm.2010.09.004

32. Mahmoodan M., Aliakbarzadeh H., Gholamipour R. Sintering of WC–10 % Co nanopowders containing TaC and VC grain growth inhibitors // Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2011. Vol. 21. No. 5. P. 1080–1084. https://doi.org/10.1016/S1003-6326(11)60825-X

33. Zhao Z. Microwave-assisted synthesis of vanadium and chromium carbides nanocomposite and its effect on properties of WC–8Co cemented carbides // Scripta Materialia. 2016. Vol. 120. P. 103–106. https://doi.org/10.1016/J.SCRIPTAMAT.2016.04.024

34. Chen H., Yang Q., Wang J., Yang H., Chen L., Ruan J., Huang Q. Effects of VC/Cr3C2 on WC grain morphologies and mechanical properties of WC–6 wt. % Co cemented carbides // Journal of Alloys and Compounds. 2017. Vol. 714. P. 245–250. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2017.04.187

35. Espinoza-Fernández L., Borrell A., Salvador M.D., Gutierrez-Gonzalez C.F. Sliding wear behavior of WC–Co–Cr3C2–VC composites fabricated by conventional and non-conventional techniques // Wear. 2013. Vol. 307. No. 1–2. P. 60–67. https://doi.org/10.1016/j.wear.2013.08.003

36. Li Y., Zheng D., Li X., Qu S., Yang C. Cr3C2 and VC doped WC–Si3N4 composites prepared by spark plasma sintering // International Journal of Refractory Metals and Hard Materials. 2013. Vol. 41. Р. 540–546. https://doi.org/10.1016/j.ijrmhm.2013.07.004

37. Zhan B., Liu N., Jin Z.-B., Li Q.-L., Shi J.-G. Effect of VC/Cr3C2 on microstructure and mechanical properties of Ti(C, N)-based cermets // Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2012. Vol. 22. No. 5. Р. 1096–1105. https://doi.org/10.1016/S1003-6326(11)61289-2

38. Meunier F., Delporte P., Heinrich B., Bouchy C., Crouzet C., Pham-Huu C., Panissod P., Lerou J.J., Mills P.L., Ledoux M.J. Synthesis and characterization of high specific surface area vanadium carbide; application to catalytic oxidation // Journal of Catalysis. 1997. Vol. 169. No. 1. P. 33–44. https://doi.org/10.1006/jcat.1997.1694

39. Choi J.-G. Ammonia decomposition over vanadium carbide catalysts // Journal of Catalysis. 1999. Vol. 182. No. 1. P. 104–116. https://doi.org/10.1006/jcat.1998.2346

40. Rodríguez P., Brito J.L., Albornoz A., Labadí M., Pfaff C., Marrero S., Moronta D., Betancourt P. Comparison of vanadium carbide and nitride catalysts for hydrotreating // Catalysis Communications. 2004. Vol. 5. No. 2. P. 79–82. https://doi.org/10.1016/j.catcom.2003.11.011

41. Гурин В.Н. Методы синтеза тугоплавких соединений и перспективы их применения для создания новых материалов // Журнал ВХО им. Д.И. Менделеева. 1979. Т. 24. № 3. С. 212–222.

42. Мержанов А.Г., Боровинская И.П. Самораспространяющийся высокотемпературный синтез в химии и технологии тугоплавких соединений // Журнал ВХО им. Д.И. Менделеева. 1979. Т. 24. № 3. С. 223–227.

43. Свойства элементов. Часть 1. Физические свойства: Справочное издание / Под ред. Г.В. Самсонова. Москва: Металлургия, 1976. 600 с.

44. Самсонов Г.В., Перминов В.П. Магниетермия. Москва: Металлургия, 1971. 176 с.

45. Киффер Р., Бенезовский Ф. Твердые материалы. Москва: Металлургия, 1968. 384 с.

46. Шкиро В.М., Боровинская И.П. Исследование закономерностей горения смесей титана с углеродом // В сборнике: Процессы горения в химической технологии и металлургии. Черноголовка: ОИХФ АН СССР, 1975. С. 253–258.

47. Прокудина В.К., Ратников В.И., Маслов В.М., Боровинская И.П., Мержанов А.Г., Дубовицкий Ф.И. Технология карбидов титана // В сборнике: Процессы горения в химической технологии и металлургии. Черноголовка: ОИХФ АН СССР, 1975. С. 136–141.

48. Шкиро В.М., Боровинская И.П., Мержанов А.Г. Исследование реакционных свойств различных видов углерода при синтезе карбида титана методом СВС // Порошковая металлургия. 1979. № 10. С. 6–9.

49. Шкиро В.М., Прокудина В.К., Боровинская И.П. Влияние окисленности порошков титана на синтез карбида титана методом СВС // Порошковая металлургия. 1981. № 12. С. 49–54.

50. Nersisyan H.H., Lee J.H., Won C.W. Self-propagating high-temperature synthesis of nano-sized titanium carbide powder // Journal of Materials Research. 2002. Vol. 17. No. 11. P. 2859–2864. https://doi.org/10.1557/JMR.2002.0415

51. Yang Y.F., Mu D.K. Rapid dehydrogenation of TiH2 and its effect on formation mechanism of TiC during self-propagation high-temperature synthesis from TiH2–C system // Powder Technology. 2013. Vol. 249. P. 208–211. https://doi.org/10.1016/j.powtec.2013.08.020

52. Попович А.А., Рева В.П., Василенко В.Н., Попович Т.А., Белоус О.А. Механохимический метод получения порошков тугоплавких соединений (обзор) // Порошковая металлургия. 1993. № 2. С. 37–43.

53. Liu Z.G., Tsuchiya K., Umemoto M. Mechanical milling of fullerene with carbide forming elements // Journal of Materials Science. 2002. Vol. 37. Р. 1229–1235. https://doi.org/10.1023/A:1014383909485

54. Rahaei M.B., Yazdani rad R., Kazemzadeh A., Ebadzadeh T. Mechanochemical synthesis of nano TiC powder by mechanical milling of titanium and graphite powders // Powder Technology. 2012. Vol. 217. P. 369–376. https://doi.org/10.1016/j.powtec.2011.10.050

55. Онищенко Д.В., Рева В.П. Специфика механохимического синтеза карбида титана с применением различных углеродных агентов // Порошковая металлургия. 2013. № 3/4. С. 63–74.

56. Abderrazak H., Schoenstein S., Abdellaoui M., Jouini N. Spark plasma sintering consolidation of nanostructured TiC prepared by mechanical alloying // International Journal of Refractory Metals and Hard Materials. 2011. Vol. 29. No. 2. Р. 170–176. https://doi.org/10.1016/j.ijrmhm.2010.10.003

57. Lyakhov N., Grigoreva T., Čepelák V., Tolochko B., Ancharov A., Vosmerikov S., Devyatkina E., Udalova T., Petrova S. Rapid mechanochemical synthesis of titanium and hafnium carbides // Journal of Materials Science. 2018. Vol. 53. P. 13584–13591. https://doi.org/10.1007/s10853-018-2450-x

58. Боровинская И.П., Игнатьева Т.И., Вершинников В.И., Милосердова О.М., Семенова В.Н. Самораспространяющийся высокотемпературный синтез ультра- и нанодисперсных порошков WC и TiC // Порошковая металлургия. 2008. № 9/10. С. 3–12.

59. Ma J., Wu M., Du Y., Chen S., Li G., Hu J. Synthesis of nanocrystalline titanium carbide with a new convenient route at low temperature and its thermal stability // Materials Science and Engineering B. 2008. Vol. 153. P. 96–99. https://doi.org/10.1016/j.mseb.2008.10.025

60. Won H.I., Nersisyan H., Won C.W., Lee H.H. Simple synthesis of nano-sized refractory metal carbides by combustion process // Journal of Materials Science. 2011. Vol. 46. No. 1–3. P. 6000–6006. https://doi.org/10.1007/s10853-011-5562-0

61. Ebrahimi-Kahrizsangi R., Alimardani M., Torabi O. Investigation on mechanochemical behavior of the TiO2–Mg–C system reactive mixtures in the synthesis of titanium carbide // International Journal of Refractory Metals and Hard Materials. 2015. Vol. 52. Р. 90–97. https://doi.org/10.1016/j.ijrmhm.2015.05.008

62. Zhou L., Yang L., Shao L., Chen B., Meng F., Qian Y., Hu L. General fabrication of boride, carbide and nitride nanocrystals via a metal-hydrolysis-assisted process // Inorganic Chemistry. 2017. Vol. 56. No. 5. P. 2440–2447. https://doi.org/10.1021/acs.inorgchem.6b02501

63. Wang L., Li Q., Zhu Y., Qian Y. Magnesium-assisted formation of metal carbides and nitrides from metal oxides // International Journal of Refractory Metals and Hard Materials. 2012. Vol. 31.

64. Р. 288–292. https://doi.org/10.1016/j.ijrmhm.2011.10.009

65. Александровский С.В., Сизяков В.М., Гейликман М.Б., Гайдамако И.М. Некоторые особенности получения карбидизированного титана при магнийтермическом восстановлении тетрахлоридов титана и углерода // Журнал прикладной химии. 1998. Т. 71. Вып. 11. С. 1772–1775.

66. Dyjak S., Norek M., Polanski M., Cudzilo S., Bystrzycki J. A simple method of synthesis and surface purification of titanium carbide powder // International Journal of Refractory Metals and Hard Materials. 2013. Vol. 38. Р. 87–91. https://doi.org/10.1016/j.ijrmhm.2013.01.004

67. Kudaka K., Iizumi K., Iizumi H., Sasaki T. Synthesis of titanium carbide and titanium diboride by mechanochemical displacement // Journal of Materials Science Letters. 2001. Vol. 20. P. 1619–1622. https://doi.org/10.1023/A:1017906012176

68. Алымов М.И., Шустов В.С., Касимцев А.В., Жигунов В.В., Анкудинов А.Б., Зеленский В.А. Синтез нанопорошков карбида титана и изготовление пористых материалов на их основе // Российские нанотехнологии. 2011. Т. 6. № 1–2. С. 122–127.

69. Wang L., Li Q., Mei T., Shi L., Zhu Y., Qian Y. A thermal reduction route to nanocrystalline transition metal carbides from waste polytetrafluoroethylene and metal oxides // Materials Chemistry and Physics. 2012. Vol. 137. No. 1. P. 1–4. https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2012.08.008

70. Росин И.В., Томина Л.Д. Общая и неорганическая химия. Современный курс. Москва: Юрайт, 2012. 1338 с.

71. Елютин В.П., Павлов Ю.А., Поляков В.П., Шеболдаев С.Б. Взаимодействие окислов металлов с углеродом. Москва: Металлургия, 1976. 360 с.

72. Водопьянов А.Г., Кожевников Г.Н., Баранов С.В. Взаимодействие тугоплавких оксидов металлов с углеродом // Успехи химии. 1988. Т. LVII. Вып. 9. С. 1419–1439.

73. Физико-химические свойства окислов: Справочное издание / Под ред. Г.В. Самсонова. Москва: Металлургия, 1978. 472 с.

74. Любимов В.Д., Тимощук Т.А., Калачева М.В. О механизме формирования карбида титана в процессе карботермического восстановления диоксида титана // Металлы. 1992. № 3. С. 16–21.

75. Stolle S., Gruner W., Pitschke W., Berger L.-M., Wetzig K. Comparative microscale investigations of the carbothermal synthesis of (Ti, Zr, Si) carbides with oxide intermediates of different volatilities // International Journal of Refractory Metals and Hard Materials. 2000. Vol. 18. No. 1. Р. 61–72. https://doi.org/10.1016/S0263-4368(00)00018-4

76. Gruner W., Stolle S., Wetzig K. Formation of COх species during the carbothermal reduction of oxides of Zr, Si, Ti, Cr, W, and Mo // International Journal of Refractory Metals and Hard Materials. 2000. Vol. 18. No. 2–3. Р. 137–145. https://doi.org/10.1016/S0263-4368(00)00013-5

77. Моисеев Г.К., Попов С.К., Овчинников Л.А., Ватолин Н.А Образование карбидов титана и циркония при взаимодействии их оксидов с углеродом в низкотемпературной плазме // Известия АН СССР. Неорганические материалы. 1982. Т. 18. № 9. С. 1521–1524.

78. Eick B.M., Youngblood J.P. Carbothermal reduction of metal-oxide powders by synthetic pitch to carbide and nitride ceramics // Journal of Materials Science. 2009. Vol. 44. Р. 1159–1171. https://doi.org/10.1007/s10853-009-3249-6

79. Kasimuthumaniyan S., Singh S.K., Jayasankar K., Mohanta K., Mandal A. An alternate approach to synthesize TiC powder through thermal plasma processing of titania rich slag // Ceramics International. 2016. Vol. 42. No. 16. Р. 18004–18011. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2016.07.169

80. Chen B., Yang L., Heng H., Chen J., Zhang L., Xu L., Qian Y., Yang J. Additive-assisted synthesis of boride, carbide and nitride micro/nanocrystals // Journal of Solid State Chemistry. 2012. Vol. 194. P. 219–224. https://doi.org/10.1016/j.jssc.2012.05.032

81. Крутский Ю.Л., Баннов А.Г., Антонова Е.В., Шинкарев В.В., Максимовский Е.А., Ухина А.В., Соловьев Е.А., Крутская Т.М., Разумаков А.А., Головин Д.Д., Нецкина О.В. Синтез высокодисперсного порошка карбида титана с использованием нановолокнистого углерода // Перспективные материалы. 2014. № 2. С. 1–6.

82. Крутский Ю.Л., Ложкина Е.А., Максимовский Е.А., Балаганский И.А., Попов М.В., Нецкина О.В., Тюрин А.Г., Квашина Т.С. Применение нановолокнистого углерода для получения высокодисперсного карбида титана // Научный вестник НГТУ. 2017. Т. 69. № 4. С. 179–191.

83. Kuvshinov G.G., Mogilnykh Yu.L., Kuvshinov D.G., Yermakov D.Yu., Yermakova M.A., Salanov A.N., Rudina N.A. Mechanism of porous filamentous carbon granule formation on catalytic hydrocarbon decomposition // Carbon. 1999. Vol. 37. No. 8. P. 1239–1246. https://doi.org/10.1016/S0008-6223(98)00320-0

84. Blott S.J., Pye K. Gradistat: A grain size distribution and statistics package for the analysis of unconsolidated sediments // Earth Surface Processes and Landforms. 2001. Vol. 26. No. 11. P. 1237–1248. https://doi.org/10.1002/esp.261

85. Казенас Е.К., Цветков Ю.В. Термодинамика испарения оксидов. Москва: ЛКИ, 2008. 480 с.

86. Preiss H., Berger L.-M., Schultze D. Studies on the carbothermal preparation of titanium carbide from different gel precursors // Journal of the European Ceramic Society. 1999. Vol. 19. No. 2.

87. Р. 195–206. https://doi.org/10.1016/S0955-2219(98)00190-3

88. Leconte Y., Maskrot H., Combemale L., Herlin-Boime N., Reynaud C. Application of the laser pyrolysis to the synthesis of SiC, TiC and ZrC pre-ceramics nanopowders // Journal of Analytical and Applied Pyrolysis. 2007. Vol. 79. No. 1–2. P. 465–470. https://doi.org/10.1016/j.jaap.2006.11.009

89. Lin H., Tao B., Xiong J., Li Q. Using a cobalt activator to synthesize titanium carbide nanopowders // International Journal of Refractory Metals and Hard Materials. 2013. Vol. 41. Р. 363–365. https://doi.org/10.1016/j.ijrmhm.2013.05.010

90. Chen X., Fan J., Lu Q. Synthesis and characterization of TiC nanopowders via sol-gel and subsequent carbothermal reduction process // Journal of Solid State Chemistry. 2018. Vol. 262. P. 44–52. https://doi.org/10.1016/j.jssc.2018.03.006

91. Ostrovski O., Guangqing Z. Reduction and carburization of metal oxides by methane-containing gas // American Institute of Chemical Engineers Journal. 2006. Vol. 52. No. 1. P. 300–310. https://doi.org/10.1002/aic.10628

92. Панфилов С.А., Резвых В.Ф., Цветков Ю.В., Кальков А.А., Хайдаров В.В. Влияние геометрических и расходных параметров на процесс плазмохимического синтеза TiC при переработке тетрахлорида титана // Физика и химия обработки материалов. 1979. № 5. С. 21–27.

93. Резвых В.Ф., Панфилов С.А., Хайдаров В.В., Цветков Ю.В. Влияние условий ввода сырья на процесс синтеза карбида титана // Физика и химия обработки материалов. 1983. № 2. С. 58–61.

94. Ибрагимов А.Т., Каламазов Р.И., Цветков Ю.В. Физико-химические свойства высокодисперсного карбида титана // Физика и химия обработки материалов. 1985. № 5. С. 84–89.

95. Сабуров В.П., Черепанов А.Н., Жуков М.Ф., Галевский Г.В., Крушенко Г.Г., Борисов В.Т. Плазмохимический синтез ультрадисперсных порошков и их применение для модифицирования металлов и сплавов. Новосибирск: Наука, Сибирская издательская фирма РАН, 1995. 344 с.

96. Amaral P.M., Fernandes J.C., Rosa L.G., Martínez D., Rodríguez J., Shohoji N. Carbide formation of Va-group metals (V, Nb and Ta) in a solar furnace // International Journal of Refractory Metals and Hard Materials. 2000. Vol. 18. No. 1. Р. 47–53. https://doi.org/10.1016/S0263-4368(00)00014-7

97. Zhang B., Li Z.Q. Synthesis of vanadium carbide by mechanical alloying // Journal of Alloys and Compounds. 2005. Vol. 392. No. 1–2. P. 183–186. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2004.09.018

98. Hassanzadeh-Tabrizi S.A., Davoodi D., Beykzadeh A.A., Chami A. Fast synthesis of VC and V2C nanopowders by the mechanochemical combustion method // International Journal of Refractory Metals and Hard Materials. 2015. Vol. 51. Р. 1–5. https://doi.org/10.1016/j.ijrmhm.2015.02.008

99. Hossein-Zadeh M., Razavi M., Safa M., Abdollahi A., Mirzaee O. Synthesis and structural evolution of vanadium carbide in nanoscale during mechanical alloying // Journal of King Saud University – Engineering Sciences. 2016. Vol. 28. No. 2. P. 207–212. https://doi.org/10.1016/j.jksues.2014.03.010

100. Ma J., Wu M., Du Y., Chen S., Ye J., Jin L. Low temperature synthesis of vanadium carbide (VC) // Materials Letters. 2009. Vol. 63. No. 11. P. 905–907. https://doi.org/10.1016/j.matlet.2009.01.033

101. Chen Y., Zhang H., Ye H., Ma J. A simple and novel route to synthesize nano-vanadium carbide using magnesium powders, vanadium pentoxide and different carbon source // International Journal of Refractory Metals and Hard Materials. 2011. Vol. 29. No. 4. Р. 528–531. https://doi.org/10.1016/j.ijrmhm.2011.03.004

102. Mahajan M., Singh K., Pandey O.P. Single step synthesis of nano vanadium carbide – V8C7 phase // International Journal of Refractory Metals and Hard Materials. 2013. Vol. 36. Р. 106–110. https://doi.org/10.1016/j.ijrmhm.2012.07.009

103. Li C., Yang X.G., Yang B.J., Qian Y.T. A chemical co-reduction route to synthesize nanocrystalline vanadium carbides // Journal of the American Ceramic Society. 2006. Vol. 89. No. 1. P. 320–322. https://doi.org/10.1111/j.1551-2916.2005.00655.x

104. Hossein-Zadeh M., Mirzaee O. Synthesis and characterization of V8C7 nanocrystalline powder by heating milled mixture of V2O5 , C and Ca via mechanochemical activation // Advanced Powder Technology. 2014. Vol. 25. No. 3. P. 978–982. https://doi.org/10.1016/j.apt.2014.01.017

105. Шумилова Р.Г., Косолапова Т.Я. Полупромышленное получение карбида ванадия // Порошковая металлургия. 1968. № 11. С. 83–88.

106. Zhao Z., Liu Y., Cao H., Gao S., Tu M. Phase evolution during synthesis of vanadium carbide (V8C7) nanopowders by thermal processing of the precursor // Vacuum. 2008. Vol. 82. No. 8. P. 852–855. https://doi.org/10.1016/j.vacuum.2007.12.006

107. Dai L.Y., Lin S.F., Chen J.F., Zeng M.Q., Zhu M. A new method of synthesizing ultrafine vanadium carbide by dielectric barrier discharge plasma assisted milling // International Journal of Refractory Metals and Hard Materials. 2012. Vol. 30. No. 1. Р. 48–50. https://doi.org/10.1016/j.ijrmhm.2011.07.002

108. Крутский Ю.Л., Тюрин А.Г., Попов М.В., Максимовский Е.А., Нецкина О.В. Синтез высокодисперсного карбида ванадия (VC0,88) с использованием нановолокнистого углерода // Известия вузов. Черная металлургия. 2018. Т. 61. № 4. С. 260–267. https://doi.org/10.17073/0368-0797-2018-4-260-267

109. Preiss H., Schultze D., Szulzewsky K. Carbothermal synthesis of vanadium and chromium carbides from solution-derived precursors // Journal of the European Ceramic Society. 1999. Vol. 19. No. 2. Р. 187–194. https://doi.org/10.1016/S0955-2219(98)00191-5

110. Lei M., Zhao H.Z., Yang H., Song B., Tang W.H. Synthesis of transition metal carbide nanoparticles through melamine and metal oxides // Journal of the European Ceramic Society. 2008. Vol. 28. No. 8. Р. 1671–1677. https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2007.11.013

111. Li P.G., Lei M., Tang W.H. Route to transition metal carbide nanoparticles through cyanamide and metal oxides // Materials Research Bulletin. 2008. Vol. 43. No. 12. P. 3621–3626. https://doi.org/10.1016/j.materresbull.2008.01.016

112. Lei M., Zhao H.Z., Yang H., Song B., Cao L.Z., Li P.G., Tang W.H. Syntheses of metal nitrides, metal carbides and rare-earth metal dioxymonocarbodiimides from metal oxides and dicyandiamide // Journal of Alloys and Compounds. 2008. Vol. 460. No. 1–2.

113. P. 130–137. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2007.05.076

114. Lin H., Tao B.W., Li Q., Li Y.R. In situ synthesis of V8C7 nanopowders from a new precursor // International Journal of Refractory Metals and Hard Materials. 2012. Vol. 31. Р. 138–140. https://doi.org/10.1016/j.ijrmhm.2011.10.003

115. Liu F., Yao Y., Zhang H., Kang Y., Yin G., Huang Z., Liao X., Liang X. Synthesis and characterization of vanadium carbide nanoparticles by thermal refluxing-derived precursors // Journal of Materials Science. 2011. Vol. 46. Р. 3693–3697. https://doi.org/10.1007/s10853-010-5123-y

116. Исаева Н.В., Благовещенский Ю.В., Благовещенская Н.В., Мельник Ю.И., Самохин А.В., Алексеев Н.В., Асташов А.Г. Получение нанопорошков и твердосплавных смесей с применением низкотемпературной плазмы // Известия вузов. Порошковая металлургия и функциональные покрытия. 2013. № 3. С. 7–14. https://doi.org/10.17073/1997-308X-2013-3-7-14


Рецензия

Для цитирования:


Крутский Ю.Л., Гудыма Т.С., Кучумова И.Д., Хабиров Р.Р., Антропова К.А. Карбиды некоторых переходных металлов. Свойства, области применения и методы получения. Часть 1. Карбиды титана и ванадия (обзор). Известия высших учебных заведений. Черная Металлургия. 2022;65(5):305-322. https://doi.org/10.17073/0368-0797-2022-5-305-322

For citation:


Krutskii Yu.L., Gudyma T.S., Kuchumova I.D., Khabirov R.R., Antropova K.A. Carbides of transition metals: Properties, application and production. Review. Part 1. Titanium and vanadium carbides. Izvestiya. Ferrous Metallurgy. 2022;65(5):305-322. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/0368-0797-2022-5-305-322

Просмотров: 1250


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 0368-0797 (Print)
ISSN 2410-2091 (Online)