Skip navigation
Please use this identifier to cite or link to this item: http://ela.kpi.ua/handle/123456789/644
Title: Композиційні евтектичні матеріали систем LaB6-MoB6-ScB2,LaB6-Mo2B5,LaB6-W2B5 для електронної техніки
Authors: Кисла, Галина Павлівна
НТУУ "КПІ"
Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут"
інженерно-фізичний
Issue Date: 2010
Abstract: Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.16.06. – Порошкова металургія та композиційні матеріали. Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут», м. Київ, 2010 р. Робота присвячена розробці наукових основ синтезу нових композиційних евтектичних матеріалів на основі LaB6, MoB2, ScB2, Mo2B5 і W2B5 для катодів електронно-променевих установок плавлення, випаровування, зварювання, розмірної обробки металів і сплавів. Побудовані діаграми стану систем LaB6-MoB2, LaB6-ScB2, LaB6-Mo2B5, LaB6-W2B5, досліджено морфологію евтектичних сплавів, структурні перетворення у фазах в процесі нагрівання і охолодження, механічні і електрофізичні властивості фаз і евтектичних сплавів. На основі закономірностей кристалізації досліджених систем LaB6-MеB2 розроблено новий графічний метод прогнозування координат евтектики. Виготовлено катоди із сплавів LaB6-MoB2, які досліджені у промислових установках зварювання металів ІЕЗ ім. Є.О.Патона НАН України і застосовані на фірмі «Кермет-У» (Харків) для плавлення і різання кераміки.
Диссертация на соискание научной степени кандидата технических наук по специальности 05.16.06. – Порошковая металлургия и композиционные материалы. Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт», г. Киев, 2010 г. Работа посвящена разработке научных основ синтеза композиционных эвтектических материалов на основе LaB6, MoB2, ScB2, Mo2B5 и W2B5 для катодов газоразрядных и электронно-лучевых установок электронной техники. Методом электронно-лучевой и безтигельной зонной плавки получены монокристаллы исходных веществ и изучены их свойства с целью определения их влияния на свойства эвтектических композитов. Закономерности кристаллизации LaB6 из технического порошка изучены под воздействием ультразвуковых колебаний и установлено, что УЗК влияют на уменьшение пористости и существенно влияют на изменение свойств и пористости по длине образца. В процессе отжига структура кристаллов становится более совершенной, что подтверждается данными рентгеноструктурного анализа. По параметрам обобщенной периодической системы элементов (ОПСЭ), табличным данным энергии образования боридов и энергии атомизации компонентов рассчитаны энергии химической связи В – В в LaB6 и боридах (V2h) и полная энергия связи (Е0). Высокие механические свойства LaB6 обусловлены высокой прочностью связей В – В и высокими значениями полной энергии связи. Структура и свойства MoB2 изменяются в широких пределах не только с изменением химического состава в области гомогенности, но и температурных условий получения. Синтез диборида молибдена следует проводить при относительно низких температурах и быстро охлаждать, чтобы избежать выделения нанокристаллитов α-МоВ и Мо2В5. Нанокристаллиты выделяются после плавления, их величина изменяется от 2,0 до 18,0 нм, и существенно влияет на свойства. При плавлении диборида скандия наблюдается испарение скандия и образование эвтектики из ScB2 и ScB12 по границам зерен ScB2. В структуре боридов Мо2В5 и W2В5 возможно выделение нанокристаллитов α-МоВ, МоВ2, α –WВ, WВ4, что оказывает влияние на свойства сплавов. Построены диаграммы плавкости систем LaB6-MoB2, LaB6-ScB2, LaB6-Mo2B5, LaB6-W2B5, исследовано морфологию эвтектических сплавов, структурные превращения в фазах в процессе нагревания и охлаждения, механические и электрофизические свойства. На основании закономерностей кристаллизации исследованных систем LaB6-MеB2 разработан новый метод прогнозирования координат эвтектик в квазибинарных системах одного типа. Установлено, что отношение температуры плавления эвтектических сплавов к сумме температур плавления их компонентов является постоянной величиной, а температура плавления эвтектик зависит от содержания диборидов. В приближении к идеальным растворам рассчитано среднее значение теплоты плавления LaB6 из рассчета координат эвтектической точки тринадцати систем, что позволило уточнить температуры плавления эвтектик, теплоты плавления боридов, повысить точность прогнозирования координат эвтектик. Эвтектические сплавы систем гексаборида лантана с диборидами с широкой областью гомогенности имеют переменные значения координат эвтектик в зависимости от состава и температур плавления диборидной фазы. В работе исследовано влияние отклонения от стехиометрии соединений, которые принимают участие в эвтектическом равновесии между LaB6, и исследованными боридами переходных металлов, на положение эвтектической бинодали L ↔ (LaB6) + (MexBy). Установлено, что эвтектические сплавы LaB6-MoB2, LaB6-ScB2 в соответствии с объемным содержанием диборидов имеют пластинчатое строение, которое формируется на базовом кристалле гексаборида лантана. Однако в эвтектических сплавах LaB6-ScB2 в связи с выделением эвтектики ScB2 – ScB12 под воздействием поверхностной энергии пластины диборида скандия выгибаются и разделяются на стержни, образуя стержневую эвтектику. Эвтектические сплавы LaB6–Mo2B5 и LaB6-W2B5 имеют пластинчатую структуру и структуру дендритов на основе LaB6, что обусловлено рассчитанной нами высокой теплотой плавления ведущей фазы гексаборида лантана (214±20 кДж/моль), которая почти в два раза превышает теплоту плавления исследуемых боридов (MoB2–118 кДж/моль, ScB2-118 кДж/моль, Mo2B5–125 кДж/моль, W2B5 – 120 кДж/моль). Исследованы закономерности направленной кристаллизации эвтектических сплавов LaB6-MoB2, LaB6-ScB2, LaB6-Mo2B5, LaB6-W2B5, их структура в зависимости от скорости кристаллизации, механические и электрофизические свойства. Тэрмоэмиссия из катодов исследованных сплавов в условиях низкого вакуума в пушке электронно-лучевой сварки обусловлена эмиссионными свойствами гексаборида лантана. Изготовлены катоды из сплавов LaB6-MoB2, которые исследованы на промышленных установках сварки металлов ИЭС им. Е.О.Патона НАН Украины и использованы на фирме «Кермет-У» (Харьков) для плавки и резки керамики.
Dissertation for the degree of candidate of technical sciences in the field of powder metallurgy and composite materials – 05.16.06. National Technical University of Ukraine “Kyiv Polytechnic Institute”, Kyiv, 2010. The work is devoted to the development of scientific fundamentals of the synthesis of new composite eutectic materials on basis of LaB6, MoB2, ScB2, Mo2B5 and W2B5 for cathodes for plants of electron beam melting, evaporation, welding, dimensional processing of metals and alloys. The diagrams of fusibility of LaB6-MoB2, LaB6-ScB2, LaB6-Mo2B5, LaB6-W2B5 quasi-binary systems have been built, the morphology of eutectic alloys, structural transformations in phases during heating and cooling, mechanical and electro-physical properties of phases and eutectic alloys have been researched. Based on the regularities of crystallization of the studied LaB6-MeB2 systems a new graphical method for forecasting the coordinates of eutectic in quasi-binary systems has been developed. Cathodes made from LaB6-MoB2 alloys which have been studied in industrial plants of welding of metals in Institute of electric welding named after E.O.Paton of NAS of Ukraine have been produced and they have been applied in firm "Cermet-U" (Kharkiv) for melting and cutting of ceramics.
URI: http://ela.kpi.ua/handle/123456789/644
Appears in Collections:Автореферати

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Kisla_aref.doc
  Restricted Access
92.23 MBMicrosoft WordView/Open
Show full item record


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.