Введение
1 Современное состояние порошковой металлургии высокотемпературных боридов и карбидов хрома 18
1.1 Структура и кристаллохимические характеристики боридов и карбидов хрома 18
1.2 Физико-химические свойства
1.2.1 Термодинамические и теплофизические свойства 22
1.2.2 Химические свойства 22
1.2.3 Механические свойства 29
1.3 Производство и применение борида хрома СгВ2 31
1.3.1 Способы получения борида хрома 31
1.3.2 Применение борида хрома 36
1.4 Производство и применение карбида хрома Сг3Сг 38
1.4.1 Способы получения карбида хрома 38
1.4.2 Применение карбида хрома 42
1.5 Обоснование выбора технологического варианта и оборудования для плазмометаллургического производства борида и карбида хрома 43
Выводы и постановка задач исследования 45
2 Создание промышленного плазмометаллургического реактора 48
2.1 Основные этапы совершенствования конструкции плазмометаллургического реактора 48
2.2 Разработка основного и вспомогательного оборудования плазмометаллургического комплекса 51
2.3 Определение промышленного уровня мощности реактора 60
2.4 Исследование теплотехнических характеристик реактора 62
2.5 Определение технологических и ресурсных характеристик реактора 70
Выводы 73
3 Разработка научных основ плазмометаллургического производства борида и карбида хрома 77
3.1 Термодинамическое исследование высокотемпературных взаимодействий при получении борида и карбида хрома 77
3.1.1 Основные задачи исследования 77
3.1.2 Термодинамичесие анализ процессов «газификации» бора 82
3.1.3 Термодинамический анализ процессов в боридообразующих системах.. 83
3.1.4 Термодинамичесий анализ процессов разложения метана в азотной плазме 88
3.1.5 Термодинамический анализ процессов в карбидообразующих системах 89
3.2 Исследование взаимодействия хром-борсодержащего сырья с плазменным потоком 91
3.2.1 Основные задачи и методика исследования 91
3.2.2 Математическая модель для расчёта испарения дисперсного сырья в плазменном реакторе 3.2.3 Условия эффективной переработки хром-борсодержащего сырья в плазменном потоке азота 96
Выводы 100
4 Разработка технологии плазмометаллургического производства нанопорошков борида и карбида хрома 103
4.1 Выбор газа-теплоносителя, хром-борсодержащего сырья и восстановителя 103
4.2 Аналитическое обеспечение экспериментальных исследований 105
4.3 Плазменный синтез борида хрома и анализ полученных результатов
4.3.1 Экспериментальные исследования 111
4.3.2 Анализ полученных результатов 118
4.3.3 Выбор оптимального технологического варианта 128
4.4 Плазменный синтез карбонитрида хрома и анализ полученных результатов 132
4.4.1 Экспериментальные исследования 132
4.4.2 Анализ полученных результатов 138
4.4.3 Выбор оптимального технологического варианта
4.5 Формирование представлений о механизме образования борида и карбонитрида хрома 151
4.6 Кинетика и механизм роста наночастиц борида и карбонитрида хрома в условиях плазменного потока 153
4.7 Математические модели процессов боридо- и карбонитридообразования157
Выводы 162
5 Исследование физико-химических свойств борида и карбонитрида хрома 168
5.1 Изменение химического состава борида и карбонитрида хрома при рафинировании 169
5.2 Изменение химического состава, кристаллической структуры и дисперсности карбонитрида хрома при отжиге в аргоне, азоте и водороде 175
5.3 Изменение химического состава борида хрома при хранении на воздухе 181
5.4 Изменение химического состава борида хрома при нагревании на воздухе 187
5.5 Изменение химического состава карбонитрида хрома при нагревании на воздухе 191
Выводы 193
6 Производство и применение нанопорошков борида, карбонитрида и карбида хрома 196
6.1 Производство нанопорошков борида, карбонитрида и карбида хрома 196
6.2 Применение борида, карбонитрида и карбида хрома в технологии гальванических композиционных покрытий
6.2.1 Общие представления о гальванических композиционных покрытиях 204
6.2.2 Гальванические композиционные покрытия на основе никеля с нано и микропорошками борида хрома 208
6.2.3 Гальванические композиционные покрытия на основе никеля с нано и микропорошками карбонитрида и карбида хрома 225
6.2.4 Гальванические композиционные покрытия на основе цинка с нанопорошком борида хрома 239
6.2.5 Анализ полученных результатов и технологические рекомендации по промышленному использованию 243
Выводы 246
Заключение 254
Список использованных источников
