31

Шифр „Алюмініди”

Галузь наук: Хімічні технології

Одержання алюмінідів титану і цирконію електролізом сольових розплавів

2013

ЗМІСТ
ВСТУП…………………………………………………………………………		3
Розділ 1. Алюмініди титану і цирконію, особливості електросинтезу, застосування (літературний огляд)……………		5
1.1	Загальна характеристика дифузійних алітованих шарів………………..
1.2	Дифузійні покриття на титані та титанових сплавах……………………
1.3	Одержання і властивості алюмінію і цирконію…………………………
1.4	Сплави та інтерметаліди на основі цирконію і алюмінію………………
1.5	Властивості і застосування сплавів цирконію і алюмінію……………..
РОЗДІЛ 2. МЕТОДИКА ЕКСПЕРИМЕНТУ...................................................
2.1	Одержання алюмінідів титану у галогенідному розплаві………………
2.2	Одержання алюмінідів цирконію………………………………………..
2.3	Методика рентгенофазового, мікрорентгеноспектрального і мас-спектрометричного методу аналізу…………………………………….
Розділ 3. Одержання алюмінідів титану та цирконію та встановлення їх фазового і елементного складу……….
3.1	Одержання алітованих шарів на титані та встановлення оптимальних умов електроосадження………………………………………………….
3.2	Фазовий склад дифузійних алітованих покриттів………………………
3.3	Електросинтез алюмінідів цирконію із флуоридного розплаву………
3.4	Кінетичні залежності електровідновлення……………………………..
3.5	Фазовий, елементний та гранулометричний склад продукту електролізу………………………………………………………………..
ВИСНОВКИ
СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ

ВСТУП

Із постійним розвитком хімічної і металургійної промисловості, атомної енергетики постійно підвищуються вимоги до фізико-хімічних характеристик конструкційних матеріалів, що в свою чергу потребує розробки нових сплавів із комплексом специфічних властивостей (термо- і корозійностійкість, механічна міцність, стійкість в агресивних середовищах, радіаційна стійкість тощо).

Створення захисних покриттів у більшості випадків являється найбільш ефективним, а іноді і єдиним можливим засобом вирішення складних технічних проблем підвищення міцності, зносостійкості, жаростійкості, корозійної стійкості металів та сплавів, що дають змогу покращити якість сучасної продукції машинобудування [1-4]. Тому у вирішенні проблеми надійності деталей важлива роль відводиться хіміко-термічній обробці, яка дозволяє зміцнити поверхню виробів. За останні роки все більшого значення набувають дифузійні захисні покриття, так як міцність їх зв’язку з металом підкладки значно перевищує міцність недифузійних покриттів. Дифузійні електрохімічні покриття утворюються при відносно високих температурах внаслідок протікання процесів електровідновлення, електрокристалізації і дифузії атомів у глибину матеріалу з одночасним впровадженням у кристалічну гратку матеріалу основи, перебудови кристалічної гратки з утворенням різних інтерметалевих сполук. В плані підвищення фізико-хімічних і механічних властивостей матеріалів перспективним є застосування сплавів і сполук на основі алюмінію з тугоплавкими металами, наприклад титаном, цирконієм, які мають високі фізико-хімічні властивості (міцність, високу мікротвердість, корозійну і жаростійкість, а також відносно невелику густину).

Актуальність. Хоча проблемі синтезу інтерметалевих сполук, як у вигляді покриттів так і порошкоподібному стані, на основі алюмінію та тугоплавких металів титаном і цирконієм із сольових розплавів приділена певна увага в роботах вітчизняних і зарубіжних авторів [5-11], існує ще багато не досліджених моментів, у зв’язку з цим ця проблема є актуальною і потребує детального вивчення.

Мета і задачі досліджень. Мета наукової роботи – встановлення оптимальних параметрів процесу електросинтезу алюмінідів титану і цирконію із флуоридних розплавів, фазового, елементного і гранулометричного складу дифузійного покриття на основі алюмінідів титану і порошкоподібного осаду на основі алюмінідів цирконію. Для цього необхідно вирішити такі завдання:

• дослідження кінетики і механізму електровідновлення алюмінію на титані і цирконію на алюмінії та встановлення оптимальних параметрів електролізу;

• дослідження впливу параметрів процесу електросинтезу алюмінідів на швидкість їх електроосадженя та фазовий склад;

• встановлення фазового, елементного, гранулометричного складу продукту.

Наукова новизна та практичне значення. Наукова новизна наших досліджень полягає в отриманні нових даних по одержанню алюмінідів титану і цирконію та комплексному дослідженні фазового, гранулометричного та елементного складу продукту електролізу. Практичне значення даних досліджень полягає у можливості впровадження технології одержання алюмінідів електрохімічним методом у промисловість, що може мати економічний ефект.

Об’єкт дослідження: Процес катодного електросинтезу алюмінідів титану і цирконію із галогенідних розплавів.

Предмет дослідження: Електрохімічне осадження алюмінію на титані і цирконію на алюмінії, технологія очистка продукту від домішок.

Методи дослідження. Під час виконання наукової роботи були застосовані як традиційні (гравіметрія, декантація, гальваностатичний електроліз) так і сучасні методи дослідження: рентгенофазовий, мас-спектрометричний і мікрорентгеноспектральний методи аналізу.

Результати роботи доповідалися на Всеукраїнській науковій конференції та опубліковані у збірнику наукових праць [12]. Робота містить 30 сторінок, складається з трьох розділів та списку використаної літератури із 40 найменувань. Результати роботи представлені в 6 таблицях та на 8 рисунках.

Ключові слова: Алюмініди титану і цирконію; електроліз розплавів; електровідновлення Al, Zr; дифузійні покриття; фазовий склад.

РОЗДІЛ 1. Алюмініди титану і цирконію, особливості електросинтезу, застосування (літературний огляд)