Система титан-углерод

12.09.2019

На рис. 31 показана часть диаграммы состояния титан — углерод. В этой системе имеется лишь монокарбид титана с кубической гранецентрированной решеткой по типу NaCl (B1). Соединение Ti2C, аналогичное подобным же карбидам вольфрама и молибдена, с гексагональной компактной решеткой, было обнаружено Якобсоном и Вестгреном. Бургере и Базарт полагают более вероятным образование раствора титана в TiC.
Система титан-углерод

Точные данные о рассматриваемой системе дает Эрлих, использовавший рентгеновский метод исследования чистых, тщательно приготовленных образцов. Область TiC-фазы весьма широка; она простирается от концентрации TiC1,0 до TiC0,22 (для малых содержаний углерода речь идет о твердых растворах вычитания). При составе TiC0,2 уже появляются линии титана, но лишь при 5% (атомн.) углерода наблюдается картина чистого титана. В то же время при 10% (атомн.) углерода все еще встречаются интерференционные линии карбидной фазы. Таким образом, растворимость углерода в титане достигает примерно 8% (атомн.).

На рис. 32 показано изменение периодов решетки титана в зависимости от растворенного в нем углерода. На рис. 33 приведена зависимость периода решетки от содержания углерода в TiC. Найденная для TiC1,0 величина 4,31 А хорошо согласуется с литературными данными. Образцы, соответствующие составам TiiC1,5 и TiC2, не дают изменения периода решетки; верхний предел этой величины отвечает соединению TiC1,0. Составы, более богатые углеродом, представляют собой смесь из карбида титана и свободного углерода, что установлено также микроисследованием в темнопольном освещении.

В отличие от соединений TiiO и TiN1 кристаллизующихся с наличием вакантных мест (соответственно 15 и 4%), TiC1,0 дает практически полностью замещенную решетку. Бедные углеродом образцы показывают пикнометрические плотности, хорошо совпадающие с рассчитанными для твердых растворов вычитания. Экспериментально найденные значения молярных объемов (в пределах TiC-фазы) существенно ниже аддитивных значений; для TiC1,0 отклонение составляет 1,8 см3.

Джеффи, Огден и Мейкьюз исследовали растворимость углерода в а- и в-титане, ее влияние на температуру превращения и механические свойства. Небольшие количества углерода (а также кислорода и азота) заметно влияют на механические свойства а-титана.

Определяя температуру плавления смесей TiC-графит, Киффер установил растворимость углерода в TiC в жидком состоянии, что позволило предположить образование эвтектики TiC-C (см. соответственно ZrC).

Исследование системы титан — углерод затрудняется образованием изоморфных TiO и TiN, дающих с TiC твердые растворы. Область фазы TiO простирается по Эрлиху от TiO0,6 до TiO1,25 причем постоянная решетки падает почти линейно от 4,185 до 4,153 А. Для TiO1,0 период решетки 4,165 А. Согласно Крайнеру и Конопицкому, можно определять содержание кислорода в карбиде титана на основании измерений периодов решетки, так как эти периоды в системе TiC—TiO изменяются с составом почти линейно.


Имя:*
E-Mail:
Комментарий:
Информационный некоммерческий ресурс fccland.ru © 2019
При цитировании и использовании любых материалов ссылка на сайт обязательна