Бориды - Самсонов Г.В.
Скачать (прямая ссылка):
Рис.
278
Таблица 87
Составы композиций Fe-B и результаты их исследования по данным работы
[357]
Содержание Сора Температура плавления, °С Фазовый состав по данным рентгеновского, анализа
ат. % масс, '/^ начало коней. Микроструктура
5,00 5,80 7,60 8,83 10,00 11,40 13,70 15,00 16,20 17,90 20,00 22,50 25,00 26,50 30,00 35,00 37,20 40,00 45,00 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95
1200 1200 1200 1400 1420 1420 1410 1530
1520 1510 1500 1480 1510 1510 1500 1540 1500 1520 1520 1540
1950 1980 1980 1980 2130
1240 1240 1300 1420 1540 1480 1610 1600 1650 1620 1600 }600 1510 1580 1700 1820 1750 1840 1900 2050 2000 2080 2030 2050 2100 2140 2180 2150 2150
Fe2B-I-OC-Fe Fe2B-J-Ot-Fe
Fe2B
Fe2B Fe2B-J-FeB Fe2B-J-FeB
FeB
FeB
FeB
FeB
FeB
FeB
FeB
FeB
FeB
FeB
FeB
FeB FeB, (FeBn) FeB, (FeB4) FeB„, (FeB) FeBn, (FeB)
FeBn
FeBn
FeBn
FeBn
?-B
Эвт.-]-Fe2B Эвт.+Fe2B Fe2B+эвт, Fe2B
Fe2B-J-FeB Fe2B-J-FeB Fe2B-J-FeB
FeB FeB+эвт, FeB+эвт. FeB+эвт. (~2%) Эвт. »
Эвт.+FeB РеВ„+эвт. FeB„+3BT. FeBn-J-SBT. FeBn-J-SBT. FeBn-J-SBT. FeBn-J-SBT. FeBn-J-SBT. FeBn+SBT. FeBn+SBT. (1%) FeBn FeBn FeB„+B В В
За диборид железа «FeB2», появляющийся в сплавах с содержанием более 16 масс.% В сначала в виде эвтектики с FeB1 а затем первичных выделений серо-голубого цвета, был принят высокобористый твердый раствор железа в боре. Микротвердость этой фазы 2740—2800 кГ/мм2, что близко к микротвердости FeB^19 (2830±100 кГ/мм2) [357]. По данным работ [46, 362], диборид железа «FeB2» и высокобористая фаза FeB ^19 образуют с FeB эвтектику. Температуры плавления эвтектик, по данным упомянутых работ, соответственно равны 1428 и 1500° С. Сравнение этих данных свидетельствует о том, что, по-видимому, речь идет об одном и том же соединении — высоко-бористом твердом растворе на основе решетки ?-ромбоэдриче-ского бора. Таким образом, в системе Fe-B в области содер-
279
жаний бора до 50 ат. % существуют два борида — Fe2B и FeB; в области больших содержаний бора (52—95 ат. %) наблюдается образование ряда высокобористых твердых растворов на основе решетки ?-ромбоэдрического бора.
Структура боридов железа изучалась и описана во многих работах [512, 561, 724, 1009]. Борид Fe2B относится к структурному типу CuAl2, кристаллизуется в тетрагональной сингонии с четырьмя формульными единицами в элементарной ячейке, пространственная группа /4/етст; периоды решетки, А: а= = 5,109, с=4,249 (а/с = 0,831), температура плавления 13890C
FeB имеет ромбическую структуру с четырьмя молекулами в элементарной ячейке, пространственная группа БЦ—Рппга, периоды решетки, А: 0 = 5,506, & = 2,952 и с = 4,061, температура плавления FeB 154O0C
Возможность образования высокобористых твердых растворов показана при исследовании систем Cr — В [540], Mn-B [543] и систем других З^-переходных металлов с бором [614]. На основании тщательного кристаллохимического изучения твердых растворов металлов в боре показано, что в структуре ?-ромбоэдрического бора имеются по крайней мере восемь кристаллографических положений, представляющих пустоты, достаточные по размерам, чтобы в них могли разместиться атомы металла.
В работе [1009] исследовались образцы составов FeB76, FeB 76,6 и FeBiI0 методом мёссбауэравской спектроскопии. Ha спектрах наблюдались шесть абсорбционных линий, группирующихся попарно, что указывает на три неэквивалентных положения атомов железа в структуре борида. Кроме того, полученные значения изомерных сдвигов отличаются от сдвигов для чистого железа и боридов железа, богатых металлом [634]. В работе делается предположение,, что атомы железа в высокобористых твердых растворах занимают два кристаллографических положения А (1) и Д аналогичные тем, которые занимают атомы хрома в CrB~4i [542], и еще одно, обозначенное в структуре ?-B как E (см. работу [542]). Этот вывод может быть уточнен после получения результатов рентгеновских исследований структуры соединений FeB76 и FeBn0.
Возрастание изомерных сдвигов, наблюдаемое в работе для FeB76, FeB1I0 по сравнению с полученными данными [634], свидетельствует о правильности теории, по которой электроны от атомов бора передаются атомам металла в богатых металлом боридах.
Свойства боридов железа: физико-механические, электрофизические и химические — исследованы довольно широко. В работах [455, 1011] изучены удельное электросопротивление, коэффициент термо-э. д. с, теплопроводность, температурная зависимость электросопротивления, термо-э. д. с, теплопроводно-
280
сти, определены работа выхода, теплота сублимации и микротвердость боридов железа Fe2B и FeB. Измерения проводились на образцах боридов, полученных синтезом из металла чистотой 99,95% и бора — 99,75%. Образцы спекались в среде очищенного аргона. Результаты измерения свойств боридов железа, полученные в работах Э. В. Марек, С. Н. Львова, И. И. Костец-кого [139, 140] и других исследователей [171, 507, 512], приведены в табл. 88.
Как видно, с увеличением содержания бора в боридах железа, при переходе от Fe2B к FeB, изменяются свойства: увеличиваются удельное электросопротивление и температура плавления, уменьшаются атомный магнитный момент и величина намагниченности насыщения, увеличивается удельная электронная теплоемкость и работа выхода электронов, возрастают
