Шихта для получения кристаллов твердых растворов неметаллов в алюминидах переходных металлов

Шихта для получения кристаллов твердых растворов неметаллов в алюминидах переходных металлов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1 яхт

1

0 П И С А Н И Е iii) 436875

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскии

Социалистииескйх

Реса убпик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 31.01.72 (21) 1742981/22-1 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 25.07.74. Бюллетень № 27

Дата опубликования описания 30.12.74 (51) М. Кл. С 22с 21/00

Государственный комитет

Саввта Министров СССР оо делам изобретений и OTKpblTHH (53) УДК 669.713:669. .781:669.782 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. Н. Гурин, М. М. Корсукова, 3. П. Терентьева, И. P. Козлова, и В. Е. Попов

Ордена Ленина физико-технический институт имени А. Ф. Иоффе (71) Заявитель (54) ШИХТА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ КРИСТАЛЛОВ ТВЕРДЫХ

РАСТВОРОВ НЕМЕТАЛЛОВ В АЛЮМИНИДАХ ПЕРЕХОДНЫХ

МЕТАЛЛОВ

Изобретение относится к получению многокомпонентных твердых растворов и касается шихты для получения кристаллов твердых растворов неметаллов в алюминидах переходных металлов.

Известна шихта для получения кристаллов твердых растворов неметаллов в алюминидBx переходных металлов, содержащая на 50—

60 г алюминия 1 вес. % хрома и 6 — 20 вес. % кремния.

Однако известная шихта имеет недостаточ.но высокое содержание неметалла и алюминия в получаемых кристаллах.

С целью получения кристаллов с содержанием неметалла более 1 вес. % и увеличения содержания в них алюминия, она содержит на 100 вес. ч. алюминия, вес. ч:

Переходного металла

IV — VI I группы 6,0 — 74,0

Немета лла 0,1 — 27,0

Причем в качестве неметалла он содержит вещество, выбранное из ряда бор, углерод и кремний.

Эта цель достигается увеличением содержания переходного металла IV — VII групп по сравнению с неметаллом (бором, углеродом или кремнием) в алюминиевом расплаве.

Количество металла берут всегда большее, чем неметалла, а общее их количество берут

2 не более 20 вес. % (или 1/5) от количества алюминия, так как при большем содержании смеси трудно даже приближенно рассчитать вязкость расплава, изменение которой в таких трехкомпонентных системах необходимо учитывать при управлении процессом охлаждения для выращивания кристаллов твердых растворов. Избыток переходного металла по сравнению с неметаллом берут от 1 (напри10 мер 10,5 вес. % переходного металла и

9,5 вес. % неметалла, сумма 20 вес. % от веса алюминия) до 19 вес. % (например

19,5 вес. % переходного металла и 0,5 вес. % неметалла, сумма 20 вес. % от веса алюми15 ния) .

Процесс проводят в инертной атмосфере, например в аргоне или в вакууме, при котором испарение алюминия незначительно. Соблюдение условий соотношения количества

20 алюминия и смеси переходного металла с неметаллом, а также более медленное охлаждение приводят к получению больших по размерам и правильных по форме кристаллов с более гладкой поверхностью.

25 При этом получаются кристаллы трехкомпонентных твердых растворов (пластинчатые размером до 2)(1;(0,1 см; игольчатые

1)(0,1)(0,1 см, изометричные — 0,5 0,5)(;",0,5 см) содержащие алюминия более

30 50 ат, % (например в системах Ti — А1 — В, 436875

Предмет изобретения

Составитель Н, Рыбачук

Техред 3. Тараненко Корректор Т. Добровольская

Редактор Л. Лашкова

Заказ 3475)3 Изд. Из 83 Тираж б51 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 5К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

А1)58 ат. 0/î, TI — AI — Si, AI)63 ат. /о

Ti — Al — С, Al) 74 ат. о/о, V (RI) — Аl — Si, Al — 75 ат. /о).

Пример 1. Шихта для получения твердого раствора Si с содержанием более

1 вес. о/о в Ъ А1з и 75 ат. о/о Al.

Нижние пределы содержания переходного металла и неметалла в шихте на 100 вес. ч.

VAI3 соответствуют б вес. ч. и 0,16 вес,.ч.

Нижний предел переходного металла IV—

VII группы соответствует точке ликвидуса на диаграмме состояния переходный металл— алюминий при применяемой температуре процесса получения кристаллов твердых растворов. Например для V при 1040 С он соответствует по диаграмме состояния V — Аl-5,7 вес. о/о (или 6 вес. ч. V), а нижний предел неметалла составляет 1 вес. /о от веса образуемого взятым количеством переходного металла алюминида, т. е. в данном случае для Si он равен 0,16 вес. ч., так как

6 вес. ч. Al образуют 13,5 вес. ч. ЧА1з. TaKHivl образом, для получения VA13, содержащего

Si более 1 вес. о/о шихта состоит из 10 вес. ч.

Аl, 6 вес. ч. V и 0,16 вес. ч. Si.

Пр имер 2. Шихта для получения твердого раствора В с содержанием более 1 вес. /о в HfA13, содержащем 75 ат. /о Al.

Содержание неметалла в шихте, как следует из формулы изобретения, определяется содержанием переходного металла, лежащим в пределах 6 — 75 вес. ч. Выбирая в системе

Hf-Al-В количество Hf равным, например

36 вес. ч., находим вес образованного им алюминида HfA13 (52,3 вес. ч.), откуда нижний предел содержания В составляет

-0,5 вес. ч. (т. е. 1 вес. /о от веса Н1А1з).

Верхний предел (25 вес. от веса Н1А1з) равен 13 вес. ч. Отсюда выбираем количество В в шихте равным, например 6 вес. ч, Состав

4 шихты, таким образом, для получения HfAI3, содержащего более 1 вес. о/о. В следующий:

А1 100 вес. ч., Hf 36 вес. ч., В 6 вес. ч.

Пример 3. Шихта для получения твердого раствора С с содержанием более l вес. /о в ТаАlз, содержащем 75 ат. /о Al, Верхние пределы содержания переходного металла и неметалла в шихте на 100 вес. ч.

Al составляют 74 вес. ч. и 27 вес. ч. Верхний

10 предел для переходного металла получается из расчета образования алюминида из трети взятого количества Аl (100 вес. ч.), т. е. из

33 вес. ч. Al. В системе Та — Al — С это будет составлять 106,7 вес. ч. ТаАlз, в котором со15 держится 73,7 вес. ч. Та. А неметалла, т. е. С для шихты берут 25 вес. ч. от количества

ТаАlз, т. е. 26,7 вес. ч. Отсюда, состав шихты для получения ТаАlз, содержащего более

1 вес. /о С получается следующим: Al

20 100 вес. ч., Та 73,7 вес. ч., С 26,6 вес. ч.

1. Шихта для получения кристаллов твер25 дых растворов неметаллов в алюминидах переходных металлов, содержащая алюминий, переходный металл IV — VII группы и неметалл, отличающаяся тем, что, с целью получения кристаллов с содержанием

3р неметалла более 1 вес. /о и увеличения содержания в них алюминия, она содержит на

100 вес. ч. алюминия, вес. о/о .

Переходного металла

IV — VII группы 6,0 — 74,0

Неметалла 0,1 — 27,0

2. Шихта по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве неметалла она содержит вещество, выбранное из ряда бор, углерод и

40 кремний.