Структура и свойства сплавов платины и родия с элементами V и VI групп тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.01 ВАК РФ

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА, ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ Н ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЭПАИБНИ УППВЕРСНТЕТ НИЕНН М.В.ЛОМОПОСОВА

Р [* 5 0 Д Хпшггеский факультет

Кафедра ошда хкшш

- 5 ДЕК 192-1

В» правах рукописи

МУРЭАГАРЕЕВ ТИМУР ГАЛИЕВЦЧ

СТРУКТУРА И СВОЙСТВА СПЛАВОВ ПЛАТИНЫ И РОДИЯ С ЭЛЕМЕНТАМИ V И VI ГРУПП

(02.00.01 - неорганяческея гимна)

Автореферат диссертация на соискание ученой степени кандидат» химических иаув

Москва — 1004

Работа вылощена па кафедре общей хнмен Химического факультета Московского государственного тшверсятоти вы. М.ВЛоиоиосова.

Па-учюгй руководитель:

кандидат хвиячесжжх паук, доцеит М.В.Раеэскля

Научны* консультант:

кандидат кюпгчееккх наук, с.н.с.

Г.П.Жмурзт

Официальные оппоненты:

доктор хныячесхих наук, в.п.с.

Б.М.Могутвов

кандидат ккютеекпх наук В.В.Васеиш

Ведущая организация: Московский институт стала я сплавов

Защита состоится 22 декабря 1894 г. я 14 п. 30 ш. на заседания Специализированного Совета К 058.05.S9 по химическим наукам при Московском государственном университете ии.М.В. Ломоносова по адресу: 117234, Москва, Воробьевы гори, МГУ, Хкынчсскнн факультет, ауд.337.

С диссертацию можно тяюошггм в библиотеке Хяюпеского факультета МГУ.

Автореферат разослан 22 ноябре 1&Э4 г.

Ученым секретарь Специализированного Совета

К.К.Н., доцент

Л.А.Кучеренхо.

ОЩАЯ ХЛРАКТЕРКСТЙХА РАЕОШ

Актуальность томи. Использование платшювых металлов в ряде областей тохппки основано на особых, присущих отим металлам, характеристиках, .аккх как Еоропрочность, жаростойкость, стойкость к действии агрессивных сред. Значительное количество сплавоз платины разрабатывают из расчета использования их в качестве материалов сосудов и аппаратуры для производства стекловолокна, а отсюда и спещфпса выбора логир>»дах компонентов, назначение которых сводятся к повышению сроков службы и температур иксплуатащш конструкций, уменьшению потерь благородных металлов и снижению стоимости материалов.

Осношшм олеиентом - упрочнителем платинового твердого раствора при высокой температуре является родий, который мало влияет на коррозионные свойства сплавов в воздушной атмосфере и в силикатном расплаве, однако существенно ухудшает технологические свойства материалов.. В связи о отим перспективным представляется легирование плаишородиевых сплавов (с содержанием родия до 10-15 %) внсоколлавкимя, карепрочными и обладавшими хорошей техпологич-постыэ переходными металлами V и VI групп. Применение упрочненной неблагородными компонентами платины в производство стекловолокна позволит получить значительный окономический еф£ект за счет продления сроков службы стеклоплавильных аппаратов и обеспечо1шя более высоких температур их експлуатаццц.

При выборе материала сплава необходимы данные о характере ф:зшсо-химического взаимодействия составляющих его компонентов, при атом вахпой является информация о фазовых диаграммах металлических систем и о влиянии легирующих компонентов на механические и оксплуатациошше характеристики сплавов.

Анализ литератур!шх да1пшх показал, что взаимодействие платила и родня с переходными металлами V и VI групп имеет ряд инте-росных особешюстей, связанных со структурой и стабильностью ' некоторых промежуточных фаз двойных систем, поэтому изучение взаимодействия платины и родня о ниобием, танталом, молибденом и вольфрамом имеет но только практический, но и научный интерес.

Цельы настоящей работы явилось изучение взшаюдействия компонентов в тройных системах платшт-роднй-киобий, платиня-родай-твнтал, платила-родий-молибден, платина-родий-вольфрам, построение изотермических сечений отнх систем при температуре 1100°С и описание термодинамических параметров двойных систем плат:ша-

родий, платина-вольфрам, родий-вольфрам о целью использования полученных результатов при расчете тройной системы платаша-родай-вольфрам. В задачу работы входило тага;о исследование: механических свойств сплавов платили и родия, легированных влементача V и VI групп.

Научная новизна и практическое значение. Методом равновесных сплавов и диффузионных пар впервые изучено взаимодействие компонентов в тройных системах платкна-родай-пиобий, платина-родий-тантал, платина-родий-молибден, платина-родий-вольфраы и построены изотермические сечения диаграмм состояния тройных систем во всем интервале концентраций при температуре 1100°С. Уточнена двойная фазовая диаграмма платина-вольфрам.

На основании литероту; чх дашшх по двойным системам и с использованием теоретических моделей, опирающихся не физическио характеристики исходных компонентов, получены параметры термодинамических моделей, описивапцих онтальшш п оперши Гиббса образования фаз систем платшш-родий, платина-вольфрам и родий-вольфрам, удовлетворительно воспроизводящие диаграмму состояния. При отом впервые при расчетах термодинамических параметров моделей теоретические модели для онтальпии образования твердых фаз, своде!Шя о разностях параметров моделей фаз, полученные из фазовых диаграмм путем решения обратной термодинамической задачи, и в(лгаричес1сие ссотиощония, связывание внтальгош и ентрошш евдкой фазы использова1Ш совместно.

На основании полученных результатов впервые выполнен термо-дкнашчесюШ расчет тройной системы платина-родий-вольфрам при 1100°С.

Изучено влияние легирующих компонентов ниобия, тантала, мо-либдона и вольфрама на механические характеристики платшюродие-вых сплавов. Показано, что повшгошю мехшпгчсской прочности при легировашш сплавов неблагородным компонентом не приводит к ешх-кешгл их пластичности.

На завдту вшгосятся слодукжрш положения:

1. Строение изотермических сечений диаграмм состоящей систем плапша-родий-шюбий, плапша-родий-тантал, платмш-родий-молибден, платина-родий-вольфрам при 1100°С.

2. Результаты окспериментального исследования системы платина-вольфрам.

3.^ Результаты термодинамического описания двойных систем платина-родий, платина-вольфрам и родий-вольфрам.

4. Термодинамический расчет фазовой д'лаграмми платина-родай-вольфраи.

5. Результаты неследования механических свойств сплавов из областей тройнл* твердых растворов.

Апробация ^айоти. Результаты работы долозкею! на Всесоюзной ппсоло-се(яшаро "Приненспио математических методов для описания и изучения физико-химических рашювосий" (Новосибирск, 1952), ио VI совещании по кристаллохимии неорганических и координациомшх соединений (Львов, 1992) к на XII пколе-сешшаро "Термодинамика металлических сплавов и расчеты фазовых равновесий" (Киев, 1992).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано две статьи, один тезисы доклада.

Обье» диссертации. Диссертация состоит из введеш'я, литературного обзора, экспериментальной части, обсуждения результатов, выводов и списка цитируемой литературы. Работа изложена на стршшц машинописного текста, пкличаот рисунков, таблиц, фотографий. Список литературы содери1т паиыеновагшй.

С0ДЕРЗА1ШЕ ДИССЕРТАЦИИ

Введите. Во введешш обосновывается актуальность работы, ставится цель и определяются задачи исследования.

Литературный обзор. В первой части литературного обзора про-воден критический анализ оксперимепталышх дагашх по диаграммам состояния двойных систем и обсуждены особенности структур проме-нуточных фаз, реализующихся в системах платгаювых металлов с переходными металлами V и VI групп.

Во второй части обсуздаотся современное состояние методов описа!шя терлодзшамицеских свойств, теоретические модели расчета внтальпий образования индивидуальных фаз и способы оценка термодинамических параметров фаз по экспериментально построенным диаграммам состояния.

ЭКСПЕРИМШТАШ1АЯ ЧАСТЬ

Материалы и методы исследования. В качестве исходных материалов для приготовления сплавов использовали платину (99.99 мас.%), родий (99.99 мае.Я), ниобий (99.95 ыас.%), тантал (99-97 мае.8), молибден (99.95 мае.Я), вольфрам (99.95 мае.%).

Сплавы выплавляли в електродуговой вакуушой печи о нерас-ходуемым вольфрамовым олектродсм па модном водоохлаждаемон поддоне в,атмосфере очищенного аргона при остаточном давлении 2.67 х

Па и напряжении 90-100 В. В качестве геттера использовали цирконий. Образцы плавили не менее трех раз. Дп исследования использовали сплавц, угар которых не превышал 1 мае %. Гомогениза-ционный отхиг проводили в кварцевых ампулах, заполнены! аргоном, в трубчатых печах.

Для приготовления диффузионных пар образцы резали на пластины толщиной 1 мм методом олектроеррозиошюй резки. Полученные пластинки перед сваркой тщательно шлифовали и полировали. Затем, методом диффузионной сварки в вакууме (ДСВ) на установке СДВУ о использованием радиационного нагрева получали диффузионные пары. Сварку производили при температуре 1100°С в течение 30 минут. ДиФФузиошше пары отжигали в кварцевых ампулах, заполненных аргоном, при температуре 1100°1. в течении 6 часов.

Для исследования механических свойств из сплавов ковкой и волочением готовили проволоку сечением 1 мм. Проволоку перед испытанием отжигали при температуре 1100°С в течении 1 часа для снятия внутренних напряжений.

Исследование микроструктуры проводили на термообработанных сплавах на приборе КеорЬо^г при увеличении к 300. Для проявления микроструктуры поверхности образцов подвергали травлению.

Рсиггенофозовый анализ образцов проводили дифрактометричес-ким методом на аппарате "ДРОН-З" с использованием медного анода (СиКа-иэлученив). Интенсивность диффузного рассеяния рентгеновских лучей измеряли на дифрактометре ДРОН-УЫ-1 с использованием СиКа излучения. Рассеяное излучение регистрировали сцинтилляцион-шм счетчиком.

Для исследования структуры зоны соединения в диффузионных парах применяли растровую электронную микроскопию (РЭЫ). С помоги развертки олектрошгаго луча по определенной площади образца получали изображения во вторичных электронах и в характеристических излучениях елементов при ускоряющем напряжении 15-25 кУ. Исследования проводили на приборе "САМЕВАХ-ш1огоЬеаш".

Распределение елементов в переходных зонах диффузиошьа пар и составы равновесных фаз исследовали методом электронно-зондового микроанализа на приборе "САМЕВАХ - ш1огоЬеат". В качестве аналитических использовали 1л - линии всех елементов. Анализ исследуемых систем проводили при ускоряющем напряжении 20 кУ.

Механические свойства сплавов определяли по результатам испытан Л на растяке'.ше трех - пяти образцов на разрывной машине "итв-50" с автоматической записью диаграммы рпстг.иения. Длина ра-

бочей части образца 50 мм, скорость растякения 20 мм в шшуту.

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ПЛАТИНЫ И РОДНЯ с НИОБИЕМ И ТАНТАЛОМ.

Анализ литературшх дашшх показал, что в системах платины и родия с переходными металлами V группы при соотношении компонентов т (AB), 1:2 (АВг) и 1:; (АВ^), где А - олемент V группы (ниобий, тантал), а В - олемент платиновой группы (платина,родий) реализуются структуры, являнцгэся членами полититшх семейств. Для систем платины и родия с ниобием и танталом характерно таюкэ образование широких областей (Г-фаз и фаз А15 (за исключением системы родий-тантал) со структурой Сг^О .

Дащше о взаимодействии компонентов в тройных системах пла-тина-родай-тюбий и платина-роднй-тентал в литоратуре отсутствуют.

Фазовые равновесия в система платина-родий-гагобий и платина-родий-тантал были изучены методами диффузионных пар и равновесных сплавов. Результаты исследования представлены в вида изотермических сечений диаграмм состояния при температуре 1100°С на рис.1,2. Как и следовало окидать из анализа двойных систем, фазовые равновесия в системе платина-родий-ниобий существенно сложнее, чем в системе платина-родий-тантал.

Взаимодействие платины и родия с ниобием и танталом характеризуется наличием обширных областей гомогенности твердых растворов на основе благородных компонентов и непрерывной растворимостью с-фаз соответствующих граничных систем. В системе платина-родий-ииобий существует также неограниченная взаимная растворимость между фазами А15 .

Соединения IfbPt^ и TaPt^, образующиеся в соответствующих двойных системах, существуют в двух структурных модификациях а и ß. Обе модификации обладают плотноупакованныыи структурами и относятся к одному семейству политипов. В нас эящей работ-, в тройной системе платина-родий-ииобий была обнаружена a-модификация соединешш NbPtj (структурный тип p-TiCu^), а в тройной системе платина-родий-тантал реализовались обо модификации соединеьля TaPt^, а - со структурой типа ß-TICu^ и ß - с моноклинной длшшопериоднсй структурой типа ß-IibPtj. /J-модифнкация соедшешы TaPt^ реализовалась всегда при некотором избытке тантала. Для соединения KKUi^ и TaRh^ реализовалась кубическая структура CUjAii. Соединения состава А^В в гра!щчных фазо-

вых диаграммах тройных систем -платина-родий-ниобий и платина-родий- тантал принадлежат # ¡различным семейс-пам политипов и ограниченно растворяется друг в друге. Следует заметить, что соединение реализовалось в тройной системе не па соответствующей изоконцентрате, а в области концентраций ниобия от 20 до 24 вт.!{. Фаза в£ оо структурой ТСо^ была обнаружена только в переходных зонах диффузионных пар при содержании платины не более 4 ат.£.

Соединения и проникают в тройные системы плати-

на-родай-киобий и платина-родий-тантал соответственно до 33 и 22 от.¡15 родия, причем область гомогешюсти соединения НЪР*2 существенно расширяется при увеличении концентрации родия до 10 ат.Й. Соединение ТаКИр со структурой СогБ1 ко было обнаружено ни в равновесных сплавах, ни в переходных зонах диффузионных пар и на равновесной диаграмме платина-родий-тантал не приводится.

В системо родий-ниобий при температуре 1100°С в области концентрации от 50 до 70 ат.Х родия реализуются три фазы а2, а^ и а^ со структурами, принадлежащими одноиу семейству политипов: СиАи (2-х слойпая) для фазы а2, ИгТа <б-ти слойная) для фазы а^ и ЛЫШ (12-ти слойпая) для фазы В системе платина-ниобий вблизи

еквнатомного ооотава реализуется соединение со структурой Аи(М. Все ети фазы огра1шчв!шо проникают в тройную систему платина-родай-ниобий. Наиболее широкая и протяженная облаоть гомогенности (до 26 ат.Й платины) принадлежит фазе а^ о собственной структурой №>Иг.

Разделить фазы а2 и «з 118 тройной фазовой диаграмме не удалось, поэтому на рио.1 для них показана одна область гомогенности.

При взаимодействии платина и родия с танталом фаза а^, со структурой СиАи системы родий-тантал проникает в тройную оиотему почти до стороны платина-тантал, кприпа области гомогенности втой фазы а Ю ат.% тантала.

ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ И ИССЛЕДОВАНИЕ ФАЗОВЫХ РАВНОВЕСИЙ В СИСТЕМЕ Ш1АТОНА-Р0ДИЙ-В0ЛЬФРАМ.

Термодинамические расчеты, в последние годы находят широкое применение для прогноза фазовых равновесий в многокомпонентных системах, так как позволяют существенно сократить объем экспериментальных исследований.

Дня термодинамического расчета фазовых равновесий в тройных

Рис.1 Изотермическое сечение диаграмм сотояния платина-родий-ниобий прй 1100°С.

Рис.2 Изотермическое сечение диаграммы состояния платина-родий-тантал при 1100°С.

система* необходимы сведения о граничных двойных диаграммах состояния. Анализ литературных данных показвл, что все необходимые двойные систсмыизучены, однако, относительно реализации промежуточных фаз в система платина-вольфрам однозначного мнеши не существует. В связи с втим нами был проведен рентгенофазовый анализ сплавов системы платина-вольфрам во всей области концентраций, исследование методом ЛРСА переходной зоны диффузионной пары платины с вольфрамом и изучение диффузного фона сплавов, соответствующих по составу предполагаемым промежуточным фазам с и п-Проведепные исследования ив показали присутствия в системе платина-вольфрам каких-либо фаз, кроме граничных ГЦК и ОЦК твердых растворов па основе платины и вольфрама. В то же время на кривых распределения интенсивностг диффузного рассеяния в зависимости от угла скольжения наблюдалось повышение уровмя фона в областях углов 29, соответствующих структурным линиям 001 и 003 гексагональной фазы (с). Присутствие диффузных максимумов вблизи структурных лшшй гексагональной фазы указывает на образование локального ближнего порядка по типу с -Не и, как следствие, на возможность образования гексагональной фазы в системе платина-вольфрам при определенных условиях роста пространственной решетки. По всей вероятности, образование гексагональной фазы с в ряде работ было связано о условиями протекания диффузиошшх процессов, на которые помимо температуры влияют и другие факторы.

Термодинамический расчет.Анализ опубликованных термодинамических дашшх для химически родственных систем, а такие анализ топологии области ликвидус-солидус в системах платина-родий, платина-вольфрам, родий-вольфрам показал, что для термодинамического описания фазовых равновесий в отих системах необходима феноменологическая модель не ниже субрегулярной. В связи с отсутствием экспериментальных термодинамических дашшх по граничным системам фазовой диаграммы платина-родий-вольфрам, в работе широко использовались теоретические модели Кауфмана, Махлкна, Миедемы и Пас-туреля. Тестировало отих моделей проводилось на примере систем палладий-молибден и родий-ниобий, для которых имелись опубликованные экспериментальные термодинамические данные и результаты компьютерных обобщающих расчетов.

Двойные системы.1 Оценка параметров термодинамических' модо-

При .-'нечетах использовались программы, разработанные ст. н. сотр. кафедры общей химии, к.х.н. В.Н.Кузнецовым.

лей двойных систем была затруднена из-за их сравнительно слабой изученности. Отсутствие вкспериментальных термодинамических дан-1шх не позволяло достоверно определить параметры модели, опираясь только на экспериментальные данные. Вследствии втого, для описания внталыши образования твердых фаз в двойных системах были привлечены теоретические модели.

Для определения параметров взаимодействия в жидкой и твердых фазах двойной системы было испытано несколько различных подходов, из которых наиболее аффективным оказался следующий. Имеющиеся ограниченные данные по фазовым равновесиям использовались для определения разности параметров взаимодействия в твердых и жидкой фазах. Теплота образования твердых фаз рассчитывалась по модели Паетуреля. Затем, с помощью полученных'результатов, рассчитывали опталышйные параметры взаимодействия для кидкой фазы. Энтропийные параметры взаимодействия для кидкой фазы получали с помощью

эмпирического соотношения, предложенного в работе Г.Танакн и о

др. . Воспользовавшись полученными данными и разностями параметров взаимодействия твердых и кидкой фаз, определенных по соответствующей фазовой диаграмме, получили внтропийные параметры взаимодействия для твердых фаз. Результаты расчета торыодшюшгчесгаи параметров двойных систем платина-вольфрам, платина-радий, родий-вольфрам представлены на рис.3 и в таблице 1. Параметры стабильности компонентов приняты согласно подготовленному БМЕ обзору .

Найденные значения внтальпий образования для кидкой фазы удовлетворительно согласуются о результатами их расчета по модели Миедемы. Такое согласие принципиально физически-разнородных моделей рассматривается нами как дополнительное подтверждение достоверности полученных при расчете результатов.

Система платина-родий-вольфрам. Расчет фазовых равновесий в тройной системе платина-родий-вольфрам проводился на основании термодинамического описания двойных систем. Термодинамические свойства тройных фаз описывались с помощью модели Муггиану. Расчеты выполнялись путем минимизации внергии ГибОса двухфазных смесей. Результаты представлены на рис.5.

Результаты экспериментального исследования фазовой диаграммы

2Т.Tanate, П.A,Goteen, and Z.Mor.lta. // Z.Metallkde. -1990, Bd.01 H.1, S.49-54.

-"ll.Saundera. A.P.Miodovnik and A.T.Dinsdale. // GAXPHAD. -1993. V. 12, N.4, P-351-374.

платина-родий-вольфрам была получены по результатам исследования комплексом методов физико-химического анализа равновесных сплавов и с использованием кинетического метода диффузионных пар (рис.4). Фазовые равновесия в системе платина-родай-вольфрам характеризуются обширной областью «-твердого раствора на основе платины в родия и незначительной растворимостью благородных компонентов в вольфраме. Гексагональная е-фазв со структурой типа 112 проникает в тройную систему до 42 ат.£ платины и имеет широкую область гомогенности.

Таблица 1

Параметры Системы

взаимодействия ff-Rh W-Pt Pt-Rh

IfflL -76.528 -166.244 -7.913

L1HL 113.051 ,111.526 2.402

bOSL -25.896 • -12.696 0.741

L1Sb 50.77t 8.553 0.225

LOH0" -153.702 -257.574 -21.268

ЫПа 50.196 130.137 2.402

ios" -60.000 -37-696 -5.392

L1Sa 15.000 28.145 0.225

L0HP -55.596 -41.773 1.485

LOS^ -35.000 0.000 0.000

LOHe -127.338 -250.196 -21.264

b1H£ 126.298 128.091 2.402

bOS£ -39.447 -35-50Ö -5.392

t1S£ 55-071 28.145 0.225

Значения ЮН, ЫН приведены в кДк/иоль,-LOS', MS в &к/К ноль.

ЙШККО-ХКЙИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ПЛАТЙШГИ РОДИЯ С ЫОПЩЩШ

Взаимодействие элементов в системе платина-родий-молибден Исследовалось во всем интервале концентраций. По совокупности дашы! построена изотермическое сечение при температуре 1100°С, предетавленное на рис.б.

Характер фазовых равновесий в система платина-родий-молибден определяется в основном строением двойной системы платина-молибден, так как неупорядоченная гексагональная фаза с в втой

- и -

Рис.3 Расчиташше диаграммы состояния двойких систем: платина-родий, вольфрам-платина, вольфрам-родий.

Рис.4 Изотермическое сечение диаграммы сотояния платина-родий-вольфрам при 1100°С.

Рис.5 Расчитанная диаграмма сотояния системы платина-родий-вольфрам при 1100°С.

системе существует только до температуры 1475°С. При более низких температурах п системе платина-молибден реализуются две упорядоченные фазы на основе гексагональной плотноупакованной решетки: еЧструктурный тип и 6 (структурный тип АиОй). В области,

богатой платиной, в результате упорядочения а-твердого раотворо при темпоратуро 180( |°С образуется фаза п о собствошюй орторомби-чоской структурой НоРЬр. Фаза с' существует в двойной системе до температуры « 1000°С и на тройной фазовой диаграмме платина-родий-молибдеп при 1100°С не реализовалась.

Со стороны родий-молибден в тройную систему до 35 ат.% платины проникает гоксягонольная е-фаза. Топология двухфазного равновесия (а I е) определяется тем, что нижняя ветвь, ограничивающая область существовать е-фазы в тройной системе, направлена к границо с-фазы (без учета п- и <5-фаз) системы платина-молибден, а линия, ограничивающая область а-твердого раствора к точке, полученной вкотрпполяципй границы раотворимости молибдена в платине на температуру 1100"с бпз учета сущеотвовшшя упорядочегаюй фазы П. Учет существующие п системе платина-молибден фаз 5' и п приводит к тому, что взаимодействие (а + е) сменяется взаимодействием (« + 1)1 » (ч ( () и появляется область даухфазного равновесия ( б •I с). П результате чего, кривая, ограничивавшая область существования а • твердого раотпора, состоит из двух ветвей, сходящихся в точке состава: платина - 45, родий - 20, молибден - 35 ат. %.

ИССЛЕДОВАНИЕ ÜÜSllKO-UKGUÜWECiatX СВОЙСТВ СПЛАВОВ ПЛАТИНЫ И РОДИЯ С ШОШЕМ, ТАНТАЛОМ, МОЛИВДИЮЫ И ВОЛЬФРАМОМ

Для исследовашя мехашческих характеристик, бшш выбраны оолавы из областей твердых растворов тройных систем платшш-родий-ниобий, платина-родий-тантал, шштииа-родий-молибден и платина-родий-вольфрам. Составы сплавов' выбирались таким образом, чтобы суммарное количество упрочняющих компонентов (Rli+liev(lievt)) составляло Ю ат.52. Для оценки, полученных результатов были использованы прочностные характеристики сплава платшш с Ю ат.£ родия. Составы, предел прочности на разрыв и относительное

удлинение иоследавашшх сплавов представлены в табл.2.

Из результатов представленных в табл.2 видно, что во всег случаях, легирование платшюродиовых сплавов металлом V и VI групп приводит к существенному возрастанию предела прочности на разрыв, причем, прочность тем больше, чем выше содержите неблагородного компонента в сплавах. Особо следует отметить тот факт, что при существенном возрастании предела прочности на разраз по происходит снижение пластичности сплавов. Относительное удлинение

Таблица 2.

N п/п Количество легирующих олсыентов в ÜT.& а ,МПа р 5, %

Rh Mb Та ЫО И

1 10 - - - - 356 3.5

2 а 2 - - - 559 3.3

3 5 5 - - - 867 3.8

4 8 - 2 - - 559 3.9

5 5 - 5 - - 825 3.3

' 6 3 - - 2 - 534 4.0

7 5 - - 5 - 711 4.3

8 В - - - 2 520 6.5

9 5 - - - 5 770 7.5

енлиьов систем платшт-родий-ниобкй, шттина-родиЯ-гантал составляет 3-3-3.8%. относительное удлинение сплава платшш с родием составляет 3.5 %. При легпровашш плакшородаевых сплавов вольфрамом наблюдается возрастание пластичности сплавов. Максимальное значение относительного удлинения показал сплав с содержанием молибдена 5 ат.%.

выводы

1. Комплексен методов физико-химического анализа исследовано взаимодействие компонентов в системах плагина-родий-пиойий, платина-родиВ-таптал: построопи изотермические сачояия диаграмм состояшя этих систем при температуре 1100°С.

2. Исследовано взаимное пропшенопонио интерметаллкчееккх фаз, принадлежащих различным семейством полиютгоо, в троЯипо системы платина-родиЯ-ниобий и платина-родий-тантал. Показано, что фаза ШгТа (структурный тот fttóto.) проникает в тройную систему платина-родий-тантал до 80 ат.Й гипотетического соединения PtTa.

3. Исследована система платина-вольфрам и установлено, что на равновесной фазовой диаграмме промежуточные фазы е и г), обнаруженные в ряде работ, отсутствует?.

4. lía основании литературных дшшнк и с использованием теоретических моделей получены параметры термодинамических моделей, описывающих энтальпии и eneprsni Гиббса образования фаз систем платина-родий, платина-вольфрам, родий- вольфрам. Показано, что полученные параметры удовлетворительно воспроизводят соответствуйте диаграммы состояния двойных систем.

5. При расчетах термодинамических параметров моделей впервые совместно использованы теоретические модели для энтальпий образования твердых фаз, сведения о разностях параметров моделей кадкой и твердых фаз, пелученшо из фазовых диаграмм, и эмпирические соотношения, связывающие энтальпии и энтропии кндкой фаз и.

6. Впервые выполнен торлодипамичстсий расчет и экспериментальное исследование фазовой диаграммы платлна-родий-вольфрам. Результаты расчета использованы для интерпретации экспериментально поетроегаюй диаграммы состояшя.

7. Методом равновесных сплавов и диффузионных пар изучено взаимодействие платины и родия о молибденом и показано, что границы мезду фазами, представляющими собой твердые растворы на основе типичных металлических структур (1Щ, ОЦК и ГПУ), приблизительно параллельны линиям постоянной электронной концентрат®.

8. Исследованы механические характеристики сплавов из областей твердых растворов тройных систем платина-родий-шгобий, платина-родий-тантал, платина-родий-молибден и платина-родкй-вольфраы. Выявлены зависимости предела прочности па разрыв и относительного удлинения сплавов от состава и установлено, что легирование неблагородным компонентом приводит к существенному возрастанию прочности сплавов при сохранении их пластичности. При

легировании платинородаевых сплавов вольфрамом отпечено возрастание пластичности сплавов.

РАБОТЫ ОПУБЛИКОВАННЫЕ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Ыурзагареев Т.Г., Раевская Ы.В., Жиурко Г.П., Калмыков К.В., Портной В.К. Изотермическое сечение диаграммы состояния системы платина-родай-вольфрам при 1100°С. // Вестник МГУ. Сер.2, Химия. 1994. т.35, Я1.

2. Жыурко Г.П., Ыурзагареев Т.Г., Раевская Ы.В., Фаняева Н.Ю., Калмыков К.В. Изотермическое сечение диаграммы соотояшя систеш платина-родий-молибден при 1100°С. // Вестник МГУ. Сер.2. Химия. 1994 г. т.35, Н4.

3. Кузнецов В.Н., Жмурко Г.П., Ыурзагареев Т.Г., Иеуйшна C.B. Особенности образования промежуточных фаз в системах платина-вольфрам, платина-палладай-вольфрам, платина-родий-вольфрам.// Тез.докл. VI Совецания по кристаллохимии неорганических и координационных соединений. Львов. - 1992. - о.193.

1ШЕРНАЛЫ ДИССЕРТАЦИИ Д0Л02ШЫ НА!

1. Всесоюзной школе-семинаре "Применение математических методов для описания и изучения физико-химических равновесий". Новосибирск, 1992 г.

2. III школе-семинаре "Термодинамика металлических сплавов и расчеты фазовых равновесий". Киев, 1992 г.

3. VI Совещании по кристаллохимии неорганических и координационных соединений. Львов, 1992 г.

Автор шрясаат искрению благодарность с.ы.с. к&ф. общей хш&ш Кузнецову В.Н. за поыоць и консультации по иетоду тариодшаинчаского расчета фазовых равновесий ц использованию программ.

tu-p sО oS1 ¿M 0tS-U^ij X .

Тип. /^/"/y Э T