Введение
1 Технологические решения в производстве и применении диборида титана: оценка состояния, анализ, определение доминирующих тенденций 12
1.1 Кристаллическая структура боридов титана 12
1.2 Физико-химические свойства боридов титана 16
1.2.1 Термодинамические и теплофизические свойства 16
1.2.2 Химические свойства 16
1.2.3 Поверхностные свойства 21
1.2.4 Механические свойства 23
1.3 Способы получения борида титана ТiB2 28
1.3.1 Состояние сырьевой базы 28
1.3.2 Анализ технологических вариантов производства диборида титана 31
1.3.3 Отечественный и мировой рынок диборида титана и его сегментация 37
1.4 Применение борида титана TiB2 в современной технике 39
1.5 Выбор технологического варианта плазмометаллургического получения диборида титана – объекта для дальнейшего исследования и развития 49
Выводы и постановка задач исследования 50
2. Моделирование плазмометаллургических процессов переработки титан борсодержащего сырья 54
2.1 Моделирование высокотемпературных взаимодействий в боридообразующих системах Ti-B-Cl-H-N, Ti-B-O-C-H-N, Ti-B-H-N. 55
2.1.1 Цели, задачи, методика моделирования . 55
2.1.2 Термодинамическое моделирование процесса высокотемпературного пиролиза метана 61
2.1.3 Термодинамическое моделирование процесса высокотемпературной «газификации» бора. 63
2.1.4 Термодинамическое моделирование процессов боридообразования 65
2.2 Моделирование теплообмена плазменного и сырьевого потоков. 68
2.2.1 Цели, задачи, анализ и описание математической модели. 68
2.2.2 Результаты расчета параметров эффективной переработки титан борсодержащего сырья в плазменном потоке азота. 71
2.3 Прогнозирование основных показателей технологических вариантов получения диборида титана на основе результатов моделирования 74
Выводы 75
3 Экспериментальные исследования процессов боридообразования при плазмометаллургической переработке титан-борсодержащего сырья 77
3.1 Устройство и технические характеристики плазмометаллургического реактора 77
3.2 Характеристика сырьевых материалов и методика экспериментальных исследований 78
3.3 Аналитическое обеспечение экспериментальных исследований 81
3.4 Экспериментальное исследование процессов боридообразования 88
3.5 Анализ результатов плазмообработки шихты и их реализация 94
3.6 Формирование представлений о механизме процессов боридообразования 102
3.7 Определение окисленности и термоокислительной устойчивости диборида титана 108
Выводы 115
4 Технологическая реализация результатов исследований 118
4.1 Разработка и применение комплексной модели боридообразования 118
4.2 Разработка и освоение технологического процесса получения диборида титана 128
4.3 Технические решения и предложения по применению диборида титана в составе композиционных защитных покрытий 130
Заключение 137
Список литературы 142
Приложение А. Акт о технологическом использовании результатов НИР 162
Приложение Б. Акт о внедрении результатов НИР в учебный процесс 166
