ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Применение бескислородных керамических материалов в атомной энергетике из "Плазменные и высокочастотные процессы получения и обработки материалов в ядерном топливном цикле - настоящее и будущее" Бескислородные керамические материалы (карбиды, бориды, нитриды и т.д.) используют в различных областях техники и технологии, в том числе и в ядерной энергетике. Из карбидных материалов наиболее перспективными являются карбиды переходных металлов и неметаллов. Эти соединения обладают высокими температурами плавления и твердостью (в том числе и при высоких температурах), высокой термостойкостью и износостойкостью в сочетании со специфичными тепло- и электропроводностью, магнитными, ядерными и химическими свойствами, что позволяет использовать карбиды и материалы на их основе в энергетике, электротехнике, машиностроении. Наибольшее применение к настоящему времени нашла следующая группа карбидов В4С, Т1С, 7гС, ШС, УС, С, 2С, ТаС, 81С, W , зС, ис, РиС. [c.327] В ядерной энергетике наиболее широкое распространение получил карбид бора — В4С, так называемый тетрабор. Это соединение используют в качестве поглощающего нейтроны материала в органах управления и защиты во многих работающих, строящихся и проектируемых ядерных реакторах [6 7]. Карбид бора, благодаря уникальному сочетанию тугоплавкости, жаропрочности, устойчивости к коррозии, твердости, небольшой молекулярной массы и высокого сечения захвата бором тепловых нейтронов, входит в состав материалов для транспортировки отработанного ядерного топлива реакторов-размножителей. Кроме того, карбид бора входит в состав броневых металлокерамических композиций, содержащих Сг, В, Си. [c.327] Однако этим области использования карбида бора не ограничиваются [8]. Его применяют в машиностроении для притирки приварных наконечников двустороннего режущего инструмента, для обработки запорных клапанов, поршневых колец, головок, втулок и поверхностей цилиндров зубчатых передач, шарикоподшипников, инжекцион-ных насосов, сальниковых коробок, режущего и штампующего инструмента, буров-расширителей, фрез и резцов, шаблонов, коленчатых валов, дифференциалов, для финишной обработки отливок, поверхности металлов, оптических линз, призм, натуральных и синтетических драгоценных камней, спеченного корунда, кварца, керамики, минералов и для ультразвукового сверления. [c.327] Из других перечисленных выше карбидов следует упомянуть карбиды урана, плутония и тория — перспективное высокотемпературное ядерное топливо для энергетических ядерных реакторов на быстрых нейтронах. [c.327] Карбиды тантала и циркония используют в качестве добавок к карбиду вольфрама в сверхпроводящих лентах, в сплавах для термопар, работающих в жестких условиях [10. [c.328] Широкое распространение в общем и специальном машиностроении нашел карбид кремния — тугоплавкое соединение со связями ковалентного типа, устойчивое к действию высоких температур, отличающееся высокой твердостью. Особые электрические характеристики позволяют использовать его в виде нагревательных элементов, варисторов и т. п. Карбид кремния находит применение и в машиностроении вследствие его высокой твердости и теплофизических характеристик. [c.328] Другая группа бескислородных керамических материалов — бориды. Дибориды титана, ванадия, ниобия, тантала, молибдена применяют на предприятиях ядерно-энергетического комплекса в составах жаропрочных твердых сплавов для изготовления режущих инструментов, в качестве износостойких материалов для помольных аппаратов, в качестве тугоплавких материалов, стойких к расплавленным металлам. [c.328] Для производства карбидов и родственных им соединений (нанример, боридов) используют дуговые, графито-трубчатые и бескер-новые печи, а в качестве сырья — шихту кислородных соединений химических элементов и различные формы дисперсного углерода. При использовании этого оборудования не удается достичь высокого выхода целевых продуктов принципы его работы не позволяют гибко регулировать технологический режим синтеза и свойства получаемых продуктов, последние часто имеют неоднородный химический и фазовый состав по объему реактора. Новые принципы энергетического воздействия на вещество и процесс, в частности высокочастотный нагрев различных сырьевых материалов, открывают возможности для создания альтернативы традиционной технике. [c.329] Следует отметить, что в последние десятилетия резко увеличилось число работ по получению дисперсных материалов на основе бескислородной керамики (карбиды, нитриды) с использованием в качестве сырья летучих соединений (хлориды, фториды, гидриды) и плазменной техники. Основное направление подобных работ получение тонкодисперсных (микронных и субмикронных) порошков, частицы которых имеют определенную морфологию. Стоимость таких дисперсных материалов резко возрастает с уменьшением размера частиц. Эти аспекты развития технологии получения бескислородной керамики также рассмотрены ниже. [c.329] Вернуться к основной статье