- Код статьи
- 10.31857/S0869573324061830-1
- DOI
- 10.31857/S0869573324061830
- Тип публикации
- Статья
- Статус публикации
- Опубликовано
- Авторы
- Том/ Выпуск
- Том / Номер выпуска 6
- Страницы
- 18-30
- Аннотация
- Контролируемой нитридизацией металлических пар Ti-Zr синтезированы керамические нитридные образцы заданных состава и формы. Установлены кинетические и вольт-амперные зависимости взаимодействия пар Ti-Zr с азотом. Взаимодействия индивидуальных металлов и области спая с азотом протекают по разным механизмам. Для чистых металлов формирование керамики, близкой к стехиометрическому составу, происходит через образование трех- и двухслойных градиентных структур. Нитридизация области спая, содержащего твердый раствор Ti-Zr, характеризуется параллельно протекающими процессами и определяется химическим сродством каждого металла к азоту. Скорость реакции циркония с азотом возрастает с уменьшением количества титана в твердом растворе. Образование нитрида титана приводит к распаду твердого раствора Ti-Zr, сопровождающемуся сепарацией металлического циркония на границах зерен в виде отдельной фазы с одновременным взаимным растворением образующихся твердых растворов азота в титане и цирконии, взаимным растворением нитридов и диффузией атомов азотированных металлов в противоположные «ветки» пары. Проведена оценка величины термоЭДС системы Ti-Zr разной степени азотирования в интервале температур от –195,7 до +550 °C. Установлены зависимости термоЭДС для градиентных и керамических структур. Нитридизованные пары Ti-Zr, содержащие разное количество азота, можно использовать в качестве керамических термоэлектрических преобразователей.
- Ключевые слова
- сплав бинарные нитриды термоэлектрические преобразователи нитрид титана нитрид циркония окислительное конструирование керамика
- Дата публикации
- 01.06.2024
- Год выхода
- 2024
- Всего подписок
- 0
- Всего просмотров
- 22
Библиография
- 1. Куритнык, И.П. Материалы высокотемпературной термометрии / И.П. Куритнык, Г.С. Бурханов, Б.И. Стаднык. — М. : Металлургия, 1986. 207 с.
- 2. Weiss, J.D. Pressure dependence of the thermoelectric power of sodium between 5 and 14 K / J.D. Weiss, D. Lazarus // Phys. Rev. B. 1974. V.10. №2. P.456—473. DOI : 10.1103/PhysRevB.10.456
- 3. Mott, N.F. The resistance and thermoelectric properties of the transition metals / N.F. Mott // Proc. R. Soc. Lond. 1936. A156. P.368—382 http://doi.org/10.1098/rspa.1936.0154
- 4. Cusack, N. The absolute scale of thermoelectric power at high temperature / N. Cusack, P. Kendall // Proceed. Phys. Soc. 1958. V.72. №5. P.898—901. DOI : 10.1088/0370-1328/72/5/429
- 5. Блатт, Ф.Дж. Термоэлектродвижущая сила металлов / Ф.Дж. Блатт, П.А. Шредер, К.Л. Фойлз, Д. Грейг ; пер. с англ. ; под ред. Д.К. Белащенко. — М. : Металлургия, 1980. 248 с.
- 6. Пат. RU 2759827 : МПК С1. Способ получения высокотемпературных керамических термоэлектрических преобразователей для высокотемпературной термометрии из нитридов элементов подгрупп титана и ванадия методом окислительного конструирования / И.А. Ковалев, Г.П. Кочанов, И.Д. Рубцов, А.В. Шокодько, А.С. Чернявский, К.А. Солнцев. Опубл. 12.02.2021.
- 7. Chernyavskii, A.S. Synthesis of ceramics based оn titanium, zirconium, and hafnium nitrides / A.S. Chernyavskii // Inorg. Mater. 2019. V.55. №13. P.1303—1327. DOI : 10.1134/S0020168519130016
- 8. Achour, A. Titanium, vanadium nitride electrode for micro-supercapacitors / A. Achour, R. Lucio-Porto, M. Chaker, A. Arman, A. Ahmadpourian, M.A. Soussou, M. Boujtita, L. Le Brizoual, M.A. Djouadi, T. Brousse // Electrochem. Communic. 2017. V.77. P.40—43. https://doi.org/10.1016/j.elecom.2017.02.011
- 9. Adachi, J. Thermal and electrical properties of zirconium nitride / J. Adachi, K. Kurosaki, M. Uno, Sh. Yamanaka // J. Alloys Comp. 2005. V.399. P.242—244. DOI : 10.1016/j.jallcom.2005.03.005
- 10. Gregory, O.J. Preparation and characterization of ceramic thin film thermocouples / O.J. Gregory, E. Busch, G.C. Fralick, X. Chen // Thin Solid Films. 2010. V.518. Is.21. P.6093—6098. https://doi.org/10.1016/j.tsf.2010.05.102
- 11. Ghailane, A. Titanium nitride, TixN(1–x), coatings deposited by HiPIMS for corrosion resistance and wear protection properties / A. Ghailane, A.O. Oluwatosin, H. Larhlimi, C. Hejjaj, M. Makha, H. Busch, C.B. Fischer, J. Alami // Applied Surf. Sci. 2022. V.574. Art.151635. DOI : 10.1016/j.apsusc.2021.151635
- 12. Qi, R. Evolution of chemical, structural, and mechanical properties of titanium nitride thin films deposited under different nitrogen partial pressure / Qi R., Pan L., Feng Y., Wu J., Li W., Wang Z. // Results in Physics. 2020. V.19. Art.103416. https://doi.org/10.1016/j.rinp.2020.103416
- 13. Shirvani, F. An ab-initio study of structure and mechanical properties of rocksalt ZrN and its bilayers / F. Shirvani, A. Shokri, B.A. Ravan // Solid State Communications. 2021. V.328. Art.114218. https://doi.org/10.1016/j.ssc.2021.114218
- 14. Sridar, S. Thermodynamic modelling of Ti-Zr-N system / S. Sridar, R. Kumar, K.C.H. Kumar // CALPHAD : Computer Coupling of Phase Diagrams and Thermochemistry. 2017. V.56. P.102—107. https://doi.org/10.1016/j.calphad.2016.12.003
- 15. Солнцев, К.А. Окислительное конструирование тонкостенной керамики / К.А. Солнцев, Е.М. Шусторович, Ю.А. Буслаев // ДАН. 2001. Т.378. №4. С.492—499.
- 16. Кузнецов, К.Б. Получение монолитного нитрида титана / К.Б. Кузнецов, А.П. Стецовский, А.С. Чернявский, К.А. Солнцев // Перспективные материалы. 2008. №1. С.56—59.
- 17. Пат. RU 2337058C2 : МПК C 01821/76. Способ получения нитрида тугоплавкого металла, изделия из него, полученные этим способом, и их применение / К.Б. Кузнецов, К.А. Солнцев, А.С. Чернявский ; заявитель и патентообладатель ИМЕТ РАН ; заявлено 04.12.2006 ; опубликовано 27.10. 2008.
- 18. Powder Diffraction File. Alphabetical Index Inorganic Сompounds. — Pensilvania : ICPDS. 1997.
- 19. Лякишев, Н.П. Диаграммы состояния двойных металлических систем ; справочник / Н.П. Лякишев. — М. : Машиностроение, 1996. С.397—399.
- 20. Ковалев, И.А. Кинетика высокотемпературной нитридизации титана / И.А. Ковалев, К.Б. Кузнецов, В.Ю. Зуфман, А.И. Огарков, С.В. Шевцов, С.В. Канныкин, А.С. Чернявский, К.А. Солнцев // Неорган. матер. 2016. Т.25. №12. С.1306—1310. DOI : 10.1134/S0002337X19070091.
- 21. Kovalev, I.A. Hightemperature titanium nitridation kinetics / I.A. Kovalev, K.B. Kuznetsov, V.Y. Zufman, A.I. Ogarkov, S.V. Shevtsov, S.V. Kannykin, A.S. Chernyavskii, K.A. Solntsev // Inorg. Mater. 2016. V.52. №12. P.1230—1234. DOI : 10.1134/s0020168516120050
- 22. Кузнецов, К.Б. Кинетика насыщения циркония азотом в процессе высокотемпературной нитридизации / К.Б. Кузнецов, И.А. Ковалев, В.Ю. Зуфман, А.И. Огарков, С.В. Шевцов, А.А. Ашмарин, А.С. Чернявский, К.А. Солнцев // Неорган. матер. 2016. Т.52. №6. С.609—611.
- 23. Gribaudo, L. The N-Zr (nitrogen-zirconium) system / L. Gribaudo, D. Arias, J. Abriata // J. Phase Equilibria. 1994. V.15. P.441—449.
- 24. Burkov A.T. Thermoelectric power of metals at high temperatures / A.T. Burkov // Module in Materials Science and Materials Engineering : Reference 2016. December. Р.1—8. DOI : 10.1016/B978-0-12-8035818.02768-5
