Preview

Izvestiya vuzov. Poroshkovaya metallurgiya i funktsional’nye pokrytiya

Расширенный поиск

Влияние условий синтеза карбида бора на параметры его структуры

https://doi.org/10.17073/1997-308X-2015-3-18-24

Полный текст:

Аннотация

Методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС) получен карбид бора в интервале составов от 5 до 30 ат.% углерода. Введение в реакционную смесь инертной (MgO) и активной (Mg(ClO4)2) добавок приводит к изменению параметров процесса – температуры и скорости горения. Установлено, что в зависимости от условий синтеза метрика элементарной ячейки карбида бора претерпевает существенные изменения. Степень воздействия на кристаллическую структуру режима СВС растет с уменьшением доли углерода в структуре карбида бора. Наблюдаемая закономерность связана с многовариантностью упорядочения атомов углерода в нестехиометрическом карбиде бора. Для стехиометрического карбида бора влияние условий синтеза на метрику ячейки не наблюдается, что связано с насыщением структуры углеродом. Показано, что изменение температуры горения при СВС карбида бора одинакового состава приводит к вариативности структурных параметров, отражая влияние условий синтеза на кристаллическую структуру материала.

Об авторах

Д. Ю. Ковалев
Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения РАН (ИСМАН), г. Черноголовка, Московская обл.
Россия

канд. техн. наук, зав. лабораторией рентгеноструктурных исследований ИСМАН 
(142432, Московская обл., г. Черноголовка, ул. Акад. Осипьяна, 8). Тел.: (496)524-62-10



В. И. Пономарев
Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения РАН (ИСМАН), г. Черноголовка, Московская обл.
Россия
канд. физ.-мат. наук, вед. науч. сотрудник той же лаборатории


С. В. Коновалихин
Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения РАН (ИСМАН), г. Черноголовка, Московская обл.
Россия
канд. хим. наук, ст. науч. сотрудник той же лаборатории. Тел.: (496) 524-63-71


В. И. Вершинников
Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения РАН (ИСМАН), г. Черноголовка, Московская обл.
Россия
канд. техн. наук, ст. науч. сотрудник лаборатории СВС. Тел.: (496) 524-63-83


И. Д. Ковалев
Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения РАН (ИСМАН), г. Черноголовка, Московская обл.
Россия
канд. физ.-мат. наук, мл. науч. сотрудник той же лаборатории


Список литературы

1. Decker B.F., Kasper J.S. The crystal structure of a simple rhombohedral form boron. Acta Crystallogr. B. 1975. Vol. 12. No. 7. P. 503—506.

2. Kovalev I.D., Ponomarev V.I., Vershinnikov V.I., Konovalikhin S.V. SHS-Produced Boron Carbide: Some Special Features of Crystal Structure. Int. J. Self-Propag. High-Temp. Synth. 2012. Vol. 21. No. 2. P. 134—138.

3. Yakel H.L. The Crystal Structure of a Boron-Rich Boron Carbide. Acta Crystallogr. B. 1975. Vol. 31. No. 7. P. 1797—1806.

4. Kwei G.H., Morozin B. Structures of the Boron-Rich Boron Carbides from Neutron Powder Diffraction: Implications for the Nature of the Inter-Icosahedral Chains. J. Phys. Chem. B. 1996. Vol. 100. No. 19. P. 8031—8039.

5. Bouchacourt M., Thevenot F. Analytical Investigations in the B–C System. J. Less-Common Met. 1981. Vol. 82. P. 219—226.

6. Kirfel A., Gupta A., Will G. The Nature of the Chemical Bonding in Boron Carbide, B13C2: I. Structure Refinement. Acta Crystallogr. B. 1979. Vol. 35. No. 5. P. 1052—1059.

7. Zhdanov G.S., Sevast’yanov N.G. Kristallicheskaya struktura karbida bora [Crystal Structure of Boron Carbide]. Dokl. Akad. Nauk SSSR. 1941. Vol. 32. No. 6. P. 432—435.

8. Clark H.K., Hoard J.L. The Crystal Structure of Boron Carbide. J. Am. Chem. Soc. 1943. Vol. 65. No. 11. P. 2115—2119.

9. Sun G., Li Y.W., Hu Q.K., Wu Q.H., Yu D.L. Non-Stoichiometric Boron Carbide Synthesized in Moderate Temperature Conditions. Mater. Sci. (Poland). 1981. Vol. 27. No. 4/1. P. 1033—1039.

10. Gosset G., Colin M. Boron Carbides of VariousCompositions: An Improved Method for X-Ray Characterization. J. Nuclear Mater. 1991. Vol. 183. P. 161—173.

11. Bougoin M., Thevenot F., Dubois J., Fantozzi G. Synthesis and Classification of Dense Ceramics in Boron Carbide. J. Less Common Met. 1985. Vol. 114. P. 257—263.

12. Will G., Kossobutzki K.H. X-Ray Diffraction Analysis of Boron Carbide, B13C2. J. Less Common Met. 1976. Vol. 47. P. 43—48.

13. Morosin B., Kwei G.H., Lawson A.C., Aselage T.L., Emin D. Neutron Powder Diffraction Refinement of Boron Carbides Nature of Intericosahedral Chains. J. Alloys Comp. 1995. Vol. 226. No.1. P. 121—125.

14. Cho N. Processing of Boron Carbide: PhD Thesis, Georgia Institute of Technology, USA, 2006.

15. Konovalikhin S.V., Ponomarev V.I. Uglerod v carbide bora. Kristallicheskaya struktura B11.4C3.6 [Carbon in Boron Carbide: Crystal Structure of B11.4C3.6]. Zhurnal Neorganicheskoy Khimii. 2009. Vol. 54. No. 2. P. 229—236.

16. Allen R.D. The solid solution series, Boron-boron carbide. J. Amer. Chem. Soc. 1953. Vol. 75. P. 3582—3586.

17. Domnich V., Reynaud S., Haber R.A., Chhowalla M. Boron Carbide: Structure, Properties, and Stability under Stress. J. Am. Ceram. Soc. 2011. Vol. 94. No. 11. P. 3605—3628.

18. Thevenot F. Boron Carbide — A Comprehensive Review. J. Eur. Ceram. Soc. 1990. Vol. 6. P. 205—225.

19. Kovalev I.D., Ponomarev V.I., Konovalikhin S.V., Vershinnikov V.I., Borovinskaya I.P. SHS of single crystals in the Mg—B—C system: crystal structure of new modification of B25C4Mg1.42 = [B12]2[CBC][C2]Mg1.42. Int. J. Self-Propag. High-Temp. Synth. 2013. Vol. 22. No. 3. P. 163—165.

20. Ponomarev V.I., Kovalev I.D., Konovalikhin S.V., Vershinnikov V.I. Ordering of carbon atoms in boron carbide structure. Crystallogr. Rep. 2013. Vol. 58. No. 3. P. 422—426.


Для цитирования:


Ковалев Д.Ю., Пономарев В.И., Коновалихин С.В., Вершинников В.И., Ковалев И.Д. Влияние условий синтеза карбида бора на параметры его структуры. Izvestiya vuzov. Poroshkovaya metallurgiya i funktsional’nye pokrytiya. 2015;(3):18-24. https://doi.org/10.17073/1997-308X-2015-3-18-24

For citation:


Kovalev D.Y., Ponomarev V.I., Konovalikhin S.V., Vershinnikov V.I., Kovalev I.D. Influence of the synthesis conditions of boron carbide on its structural parameters. Izvestiya vuzov. Poroshkovaya metallurgiya i funktsional’nye pokrytiya. 2015;(3):18-24. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/1997-308X-2015-3-18-24

Просмотров: 365


ISSN 1997-308X (Print)
ISSN 2412-8767 (Online)