Розробка жаротривких покриттів для захисту ніобію та танталу від оксидаційної дії повітря за температур у 1700–1900°C

С. Г. Руденький, В. І. Змій, Р. В. Кривошапка, М. Ф. Карцев, О. О. Корнієв, О. В. Кунченко, Ю. В. Кунченко, Т. П. Рижова, І. А. Ляшенко, М. Ю. Бредіхін

Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України, вул. Академічна, 1, 61108 Харків, Україна

Отримано: 13.11.2023; остаточний варіант - 15.12.2023. Завантажити: PDF

У роботі представлено результати створення захисних покриттів на зразках з ніобію та танталу. Ці зразки з покриттями випробовували на жаротривкість на повітрі в інтервалі температур 1700–1900°C. Покриття формували методом активованого вакуумного дифузійного насичення за температур у 1150–1310°C. Для формування частини захисних покриттів на поверхню зразків наносили шар шлікеру з подальшим хеміко-термічним обробленням у вакуумі за присутности парів NaCl. Було проведено термодинамічну аналізу можливих хемічних реакцій, що мають місце у процесі утворення захисних покриттів. Розроблені жаротривкі покриття забезпечують захист зразків з ніобію від окиснення на повітрі за температури у 1700°C від 8 до 13,5 годин. Жаротривкі покриття, створені на зразках з Nb і Ta, захищають їх від впливу окисного середовища від 3 до 6,3 годин за температури у 1800°C та протягом 0,5 години за температури у 1900°C.

Ключові слова: захисний шар, активоване вакуумне дифузійне насичення, суцільні непористі покриття, тяжкотопкі метали, термостійкість.

URL: https://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v46/i05/0479.html

PACS: 68.37.-d, 68.60.Dv, 81.15.-z, 81.65.Kn, 81.65.Mq, 82.30.-b, 82.33.Pt


ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
  1. V. I. Zmiy, H. M. Kartmazov, and S. H. Ruden’kyy, Sposib Dyfuziynoho Nasychennya Poverkhon’ Vyrobiv [The Method of Diffusion Saturation of Product Surfaces], Patent of Ukraine No. 98074 (Published April 10, 2012) (in Ukrainian).
  2. V. I. Zmiy, H. M. Kartmazov, and S. H. Ruden’kyy, Prystriy dlya Dyfuziynoho Nasychennya Poverkhon’ Vyrobiv u Vakuumi [Device for Diffusion Saturation of Product Surfaces in a Vacuum], Patent of Ukraine No. 98087 (Published April 10, 2012) (in Ukrainian).
  3. V. I. Zmiy, S. H. Ruden’kyy, Ye. V. Tymofyeyeva, A. A. Kornyeyev, V. V. Kunchenko, Yu. V. Kunchenko, T. P. Ryzhova, and M. Yu. Bredykhin, Poroshkova Metalurgiya, No. 7/8: 151 (2015) (in Ukrainian).
  4. V. I. Zmiy and S. G. Ruden’kiy, Reaktsionno-Aktivirovannaya Diffuziya i Vakuumnyye Pokrytiya [Reaction-Activated Diffusion and Vacuum Coatings] (Kharkiv: NSC ‘KhIPT’, N.A.S. of Ukraine: 2010) (in Russian).
  5. S. G. Ruden’kiy, Fiziko-Khimicheskie Osnovy Aktivirovannogo Vakuumnogo Metoda Formirovaniya Mnogofunktsional’nykh Pokrytiy na Metallicheskikh i Uglerodnykh Materialakh [Physico-Chemical Foundations of the Activated Vacuum Method for the Formation of Multifunctional Coatings on Metal and Carbon Materials] (Thesis of Disser. for Dr. Sci.) (Kharkiv: Institute of Electrophysics and Radiation Technologies, N.A.S. of Ukraine: 2014) (in Russian).
  6. S. Rudenkyj and V. Zmij, Multipurpose Vacuum-Diffusion Protective Coatings on Metallic and Carbon Base Materials (LAP Lambert Academic Publishing: 2017)