Спосіб отримання сплаву на основі гафнію

1. Спосіб отримання сплаву на основі гафнію шляхом плавлення вихідних компонентів гафнію та бору в інертному середовищі або у вакуумі, до одержання матеріалу евтектичного типу, який відрізняється тим, що як вихідні компоненти беруть компонент шихти гафнію та дибориду гафнію, частинки якого дисперсністю 5-10 мкм попередньо спікають при температурі 1400-2000градусів по Цельсію і тиску 20-50 МПа з наступним подрібненням до 0,5-2 мм, при цьому отриманий після спікання порошок дибориду гафнію змішують з гафнієм у співвідношенні 1:11 і сплавляють його при умовах інертного середовища та підвищеного тиску до 0,1 Па до одержання сплаву. U 2 (19) 1 3 з відомих є спосіб отримання сплавів гафнію з бором шляхом високотемпературного пресування дрібнодисперсних порошків гафнію і бору в графітових прес-формах у вакуумі чи в інертному середовищі. [1] В основу представленої корисної моделі поставлено задачу отримання сплаву на основі гафнію з бором з підвищеними по відношенню до чистого гафнію механічними властивостями. Технічна задача досягається тим, що у якості вихідних компонентів використовують компонент шихти гафнію та дибориду гафнію, і піддають жаргонно-дуговому плавленню, в результаті чого отримують матеріал складу гафній-моноборид гафнію зі структурою евтектичного типу. Отриманий сплав має склад, ваг.%: Бор 0,9% Гафній решта Суть корисної моделі полягає в тому, що заявляється спосіб отримання сплаву на основі гафнію шляхом плавлення вихідних компонентів гафнію та бору в інертному середовищі або у вакуумі, до одержання матеріалу евтектичного типу, який відрізняється тим, що як вихідні компоненти беруть компонент шихти гафнію та дибориду гафнію, частинки якого дисперсністю 5-10мкм попередньо спікають при температурі 1400-2000 градусів по Цельсію і тиску 20-50МПа з наступним подрібненням до 0,5-2мм, причому отриманий після спікання порошок дибориду гафнію змішують з гафнієм у співвідношенні 1:11 і сплавляють його при умовах інертного середовища та підвищеного тиску до 0,1Па до одержання сплаву. Одержаний сплав є матеріалом евтектичного типу. Одержаний матеріал може мати температуру евтектики приблизно 1900 С, також він може містити структурований гафній у вигляді включень довжиною від декількох до десятків мікрон і товщиною від 50нм, які рівномірно розподілені в металевій матриці. Ці включення можуть формувати пучки товщиною 1-3мкм. Мікротвердість одержаного матеріалу може складати 4,0 0,2Гпа. Приклад конкретного виконання. Порошок дибориду гафнію з дисперсністю 51мкм спікають у графітовій прес-формі при температурі 1700 С і тиску 35МПа протягом 5хв. І після 56006 4 спікання подрібнюють до розміру частинок 0,52мм. Отриманий порошок змішують зі стружкою гафнію у масовому відношенні 1:11 відповідно і поміщають у мідний водоохолоджуваний тигель. З камери дугової печі відкачують повітря до тиску 0,1Па, а потім заповнюють аргоном. Плавлення проводять протягом 2-3хв., струм дуги коливається межах 400-600А. З отриманих виливків були виготовлені зразки для дослідження макро- і мікроструктури, визначення фазового складу, вимірювання мікротвердості. Мікроструктура вивчалась методом растрової електронної мікроскопії на мікроскопі ULNRA plus Carl Zeiss SMT/NTS. Для виявлення мікроструктури сплавів використовували універсальний протравлювач гафнію - водяний розчин плавикової й азотної кислот. Уточнення фазового складу проводили методами мікрорентгеноспектрального аналізу. За даними рентгеноструктурного аналізу в отриманих матеріалах параметри ґратки гафнію (а=b=3.2029Å) суттєво завищені в порівнянні з відповідними значеннями для чистого гафнію (а=b=3.1940Å, с=5,0520Å). Вказаний факт свідчить про утворення в даній системі твердого розчину бору в гафнії (границя розчинності бору в гафнії складає 2ат. % [2]). Моноборид гафнію має орторомбічну гратку типу В27 з параметрами а=6,5220Å, b= 3.2413Å, с=4.9324Å. Отриманий матеріал характеризується структурою евтектичного типу з температурою евтектики приблизно 1900 С. моноборид гафнію структурується у вигляді голкоподібних включень довжиною від декількох до десятків мікрон і товщиною від 50нм, які рівномірно розподілені в металевій матриці. Ці включення можуть формувати пучок товщиною 1-3мкм. Мікротвердість отриманого матеріалу складає 4,8 0,2Гпа, що вдвічі перевищує відповідну величину для чистого гафнію. В табл. 1 представлено склад і мікротвердість заявленого матеріалу, а також, для порівняння, мікротвердість чистого гафнію. Таблиця 1 № 1 2 Хімічний склад, %ваг Hf В 99.1 0.9 100 Посилання на літературу: 1. Металлургия гафния / Под ред. Д.Е.Томаса и Е.Г.Хейса. ML: Металлургия, 1967. • Химия гафния / И.А. Шека, К.Ф. Карлышева. Киев: Наукова думка, 1972 • Диаграммы состояния двойных металлических систем. Том 1. / Под ред. Н.П. Лякишева. Москва: Машиностроение, 1996. • Электронная плавка металлов. / Пер. с англ. Под ред. М.А. Маураха. М.: Мир, 1964. Фазовий склад, % ваг. Hf HfB 84.3 15.7 100 Мікротвердість HV, ГПа 4,8 2,4 • Бочаров О.В., Зверев В.О. Электроннолучевая плавка и обработка гафния давлением. М. ВНИИНМ. 1982. С.25. • К.В.Ковтун, Т.П. Старолат, В.М.Ажажа. / Гафний в атомной энергетике: Обзор. -Харьков: ННЦ ХФТИ, 2002. - 64 с. 2. Rudy E., Benesovsky F. Monatsh.Chem., 1961, Bd 92, S.415-441 5 Комп’ютерна верстка А. Крижанівський 56006 6 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601