Нитридизация металлической пары Ti–V и оценка термо-ЭДС синтезированного керамического образца

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Somente assinantes

Resumo

Контролируемой нитридизацией металлических пар Ti–V синтезированы керамические нитридные образцы заданных состава и формы. Установлены кинетические и вольтамперные зависимости взаимодействия металлических пар Ti–V с азотом. Для разных частей пары процесс азотирования характеризуется разными механизмами. Для чистых металлов формирование керамики, близкой к стехиометрическому составу, происходит через образование трех- и двухслойных градиентных структур. Нитридизация области спая, содержащего твердый раствор Ti–V, определяется химическим сродством титана и ванадия к азоту. Образование нитрида титана приводит к распаду твердого раствора Ti–V в спае и сепарации металлического ванадия на границах зерен. Скорость азотирования ванадия возрастает с уменьшением количества титана в твердом растворе. Проведена оценка величины термо-ЭДС системы Ti–V разной степени азотирования в интервале температур от –195.7 до +550°С. Установлены температурные зависимости термо-ЭДС и коэффициента Зеебека для металлокерамических и керамических структур. Для всех азотированных пар характерно монотонное увеличение термо-ЭДС во всем температурном интервале. Нитридизованные пары титан–ванадий заданного состава можно использовать в качестве керамических термоэлектрических преобразователей.

Sobre autores

Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова
Российской академии наук

Autor responsável pela correspondência
Email: vankovalskij@mail.ru
Россия, 119334, Москва, Ленинский пр., 49

Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова
Российской академии наук

Email: vankovalskij@mail.ru
Россия, 119334, Москва, Ленинский пр., 49

АО “Евромикс”

Email: vankovalskij@mail.ru
Россия, 121170, Москва, Кутузовский пр., 36, стр. 3

Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова
Российской академии наук

Email: vankovalskij@mail.ru
Россия, 119334, Москва, Ленинский пр., 49

Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова
Российской академии наук

Email: vankovalskij@mail.ru
Россия, 119334, Москва, Ленинский пр., 49

Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова
Российской академии наук

Email: vankovalskij@mail.ru
Россия, 119334, Москва, Ленинский пр., 49

Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова
Российской академии наук

Email: vankovalskij@mail.ru
Россия, 119334, Москва, Ленинский пр., 49

Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова
Российской академии наук

Email: vankovalskij@mail.ru
Россия, 119334, Москва, Ленинский пр., 49

Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова
Российской академии наук

Email: vankovalskij@mail.ru
Россия, 119334, Москва, Ленинский пр., 49

Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова
Российской академии наук

Email: vankovalskij@mail.ru
Россия, 119334, Москва, Ленинский пр., 49

Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова
Российской академии наук

Email: vankovalskij@mail.ru
Россия, 119334, Москва, Ленинский пр., 49

Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова
Российской академии наук

Email: vankovalskij@mail.ru
Россия, 119334, Москва, Ленинский пр., 49

Bibliografia

  1. Куритнык И.П., Бурханов Г.С., Стаднык Б.И. Материалы высокотемпературной термометрии. М.: Металлургия, 1986. 207 с.
  2. Weiss J.D., Lazarus D. Pressure Dependence of the Thermoelectric Power of Sodium between 5 and 14 K // Phys. Rev. B. 1974. V. 10 № 2. P. 456–473. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.10.456
  3. Mott N.F. The Resistance and Thermoelectric Properties of the Transition Metals // Proc. R. Soc. L. 1936. P. A156368–382. https://doi.org/10.1098/rspa.1936.0154
  4. Cusack N., Kendall P. The Absolute Scale of Thermoelectric Power at High Temperature // Proc. Phys. Soc. 1958. V. 72. № 5. P. 898–901. https://doi.org/10.1088/0370-1328/72/5/429
  5. Блатт Ф.Дж., Шредер П.А., Фойлз К.Л., Грейг Д. Термоэлектродвижущая сила металлов: Пер. с англ. / Под ред. Белащенко Д.К. . М.: Металлургия, 1980. 248 с.
  6. Ковалев И.А., Кочанов Г.П., Рубцов И.Д., Шокодько А.В., Чернявский А.С., Солнцев К.А. Способ получения высокотемпературных керамических термоэлектрических преобразователей для высокотемпературной термометрии из нитридов элементов подгрупп титана и ванадия методом окислительного конструирования. Пат. RU 2759827 С1 (Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН). 12.02.2021 г.
  7. Chernyavskii A.S. Synthesis of Ceramics Based on Titanium, Zirconium, and Hafnium Nitrides // Inorg. Mater. 2019. V. 55. № 13. P. 1303–1327. https://doi.org/10.1134/S0020168519130016
  8. Achour A., Lucio-Porto R., Chaker M., Arman A., Ahmadpourian A., Soussou M.A., Boujtita M., Le Brizoual L., Djouadi M.A., Brousse T. Titanium Vanadium Nitride Electrode for Micro-Supercapacitors // Electrochem. Commun. 2017. V. 77. P. 40–43. https://doi.org/10.1016/j.elecom.2017.02.011
  9. Zhou X., Chen H., Shu D., He Ch., Nan J. Study on the Electrochemical Behavior of Vanadium Nitride as a Promising Supercapacitor Material // J. Phys. Chem. Solids. 2009.V. 70. № 2. P. 495–500. https://doi.org/10.1016/j.jpcs.2008.12.004
  10. Gregory O.J., Busch E., Fralick G.C., Chen X. Preparation and Characterization of Ceramic Thin Film Thermocouples // Thin Solid Films. 2010. V. 518. № 21. P. 6093–6098. https://doi.org/10.1016/j.tsf.2010.05.102
  11. Ghailane A., Oluwatosin A.O., Larhlimi H., Hejjaj C., Makha M., Busch H., Fischer C. B., Alami J. Titanium Nitride, TiXN(1−X), Coatings Deposited by HiPIMS for Corrosion Resistance and Wear Protection Properties // Appl. Surf. Sci. 2022. V. 574. P. 151635. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2021.151635
  12. Qi R., Pan L., Feng Y., Wu J., Li W., Wang Z. Evolution of Chemical, Structural, and Mechanical Properties of Titanium Nitride Thin Films Deposited under Different Nitrogen Partial Pressure // Results Phys. 2020. V. 19. P. 103416. https://doi.org/10.1016/j.rinp.2020.103416
  13. Ravan B.A., Faghihnasiri M., Jafari H. Ab Initio Investigation of Mechanical and Thermodynamic Properties of Vanadium-Nitride // Mater. Chem. Phys. 2019. V. 228. P. 237–243. https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2019.02.082
  14. He F., Zhao J., Hu Q., Liu Y., Huang Q., You Z., Lv X. Gas-Based Reduction and Nitridation for Synthesis of Vanadium Nitride: Kinetics and Mechanism // Powder Technol. 2023. V. 427. P. 118757. https://doi.org/10.1016/j.powtec.2023.118757
  15. Солнцев К.А., Шусторович Е.М., Буслаев Ю.А. Окислительное конструирование тонкостенной керамики // Докл. Академии наук. 2001. Т. 378. № 4. С. 492–499.
  16. Кузнецов К.Б., Стецовский А.П., Чернявский А.С., Солнцев К.А. Получение монолитного нитрида титана // Перспективные материалы. 2008. № 1. С. 56–59
  17. Кузнецов К.Б., Солнцев К.А., Чернявский А.С. Способ получения нитрида тугоплавкого металла, изделия из него, полученные этим способом, и их применение: Пат. RU2337058 (Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН). 2008.
  18. ТУ48-4-373-76. Ванадиевые полосы, предназначенные для изготовления различных узлов, деталей и других целей. 1976 г.
  19. ГОСТ 19807-91. Титан и сплавы титановые деформируемые. Марки (с изменением № 1). 1992.
  20. ГОСТ 2603-79. Реактивы. Ацетон. Технические условия (с изменениями № 1–3). 1980.
  21. ГОСТ 9293-74 (ИСО 2435-73). Азот газообразный и жидкий. Технические условия (с изменениями № 1–3 и поправкой). 1976.
  22. Powder Diffraction File. Alphabetical Index Inorganic Compounds. Pensilvania: ICPDS. 1997.
  23. Лякишева Н.П. Диаграммы состояния двойных металлических систем. М.: Машиностроение, 1996. С. 397–399.
  24. Ковалев И.А., Кузнецов К.Б., Зуфман В.Ю., Огарков А.И., Шевцов С.В., Канныкин С.В., Чернявский А.С., Солнцев К.А. Кинетика высокотемпературной нитридизации титана // Неорган. материалы. 2016. Т. 25. № 12. С. 1306–1310. https://doi.org/10.7868/S0002337X16120058
  25. Burkov A.T. Thermoelectric Power of Metals at High Temperatures // Module in Materials Science and Materials Engineering. 2016. P. 1–8.

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
Baixar
2.

Baixar (23KB)
Metadados
3.

Baixar (2MB)
Metadados
4.

Baixar (242KB)
Metadados
5.

Baixar (35KB)
Metadados
6.

Baixar (129KB)
Metadados
7.

Baixar (166KB)
Metadados
8.

Baixar (118KB)
Metadados
9.

Baixar (134KB)
Metadados
10.

Baixar (2MB)
Metadados
11.

Baixar (4MB)
Metadados
12.

Baixar (240KB)
Metadados

Declaração de direitos autorais © И.А. Ковалев, Г.С. Дробаха, Г.П. Кочанов, А.Н. Рогова, А.И. Ситников, А.А. Половинкин, С.В. Шевцов, К.Ю. Дёмин, А.А. Ашмарин, С.Н. Хвостов, А.С. Чернявский, К.А. Солнцев, 2023

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».