Способ получения порошка, содержащего однофазный высокоэнтропийный карбид состава Ti-Nb-Zr-Hf-Ta-C с кубической решеткой

Способ получения порошка, содержащего однофазный высокоэнтропийный карбид состава Ti-Nb-Zr-Hf-Ta-C с кубической решеткой относится к области порошковой металлургии, а именно к получению порошков с использованием физических процессов и может быть использовано для производства тугоплавких материалов. Техническим результатом предложенного способа является его реализация в открытой воздушной среде и сокращение времени получения порошка, содержащего однофазный высокоэнтропийный карбид состава Ti-Nb-Zr-Hf-Ta-C с кубической решеткой. Способ получения порошка, содержащего однофазный высокоэнтропийный карбид состава Ti-Nb-Zr-Hf-Ta-C с кубической решеткой, так же как в прототипе, включает перемешивание порошков оксида титана TiO2, оксида ниобия Nb2O5, оксида циркония ZrO2, оксида гафния HfO2, оксида тантала Ta2O5и рентгеноаморфного углерода, взятых в эквимолярном соотношении, в шаровой мельнице в течение 2 часов, размещение смеси порошков в графитовой емкости с последующим нагревом. Согласно изобретению смесь указанных порошков помещают на дно графитового стакана, являющегося катодом, в полости которого, в воздушной среде, генерируют дуговой разряд постоянного тока путем соприкосновения анода в виде сплошного графитового стержня с порошковой смесью при силе тока 180-220 А в течение 25-40 секунд. Затем горение разряда прерывают, отводя анод от катода. После остывания катода до комнатной температуры в воздушной среде полученный порошок, включающий спеки, извлекают из полости катода, перемалывают в агатовой ступке до однородного состояния, повторно закладывают в графитовый стакан и во второй раз подвергают аналогичному воздействию дугового разряда при силе тока 180-220 А в течение 25-40 секунд. После остывания до комнатной температуры полученный порошок, включающий спеки, извлекают, перемалывают в агатовой ступке до однородного состояния, в третий раз закладывают в полость графитового стакана и подвергают аналогичному воздействию дугового разряда при силе тока 180-220 А в течение 25-40 секунд. При возникновении дугового разряда постоянного тока температура в зоне его формирования и горения поднимается до нескольких тысяч градусов, вследствие чего оксиды титана TiO2, циркония ZrO2, ниобия Nb2O5, гафния HfO2и тантала Ta2O5разлагаются на металлы и кислород. Образующийся кислород и кислород воздуха в реакционной зоне вступают в реакцию с углеродом, образуя газ монооксид углерода СО, который затем доокисляется, образуя газ диоксид углерода СО2. Образующиеся газы экранируют полость графитового стакана, являющегося катодом от кислорода воздуха, препятствуя процессам окисления металлов. В свою очередь, металлы под действием высоких температур, взаимодействуют с углеродом, образуя кубическую кристаллическую решетку карбида, содержащего в своем составе одновременно титан, цирконий, ниобий, гафний, тантал и углерод. Повторные воздействия дугового разряда постоянного тока на порошок обеспечивают равномерность распределения компонентов высокоэнтропийного карбида состава Ti-Nb-Zr-Hf-Ta-C, что, в итоге обеспечивает однофазность полученного высокоэнтропийного карбида. Таким образом, получение предложенным способом порошка, содержащего однофазный высокоэнтропийный карбид состава Ti-Nb-Zr-Hf-Ta-C с кубической решеткой, реализовано в воздушной среде при длительности рабочего цикла в течение не более 30 мин. URL: https://new.fips.ru/registers-doc-view/fips_servlet?DB=RUPAT&DocNumber=0002746673&TypeFile=html (дата обращения: 12.05.2023)