Статьи автора

Исследование функционального покрытия системы вольфрам–бор, полученного при плазменном cинтезе на подложке AL₂O₃

Номер выпуска 1 от 17.09.2025

В статье изложены результаты исследований экспериментального покрытия, полученного в процессе плазменного синтеза боридов вольфрама и восстановления металлического вольфрама из смеси, полученной на основе шеелитового концентрата и борной кислоты. Формирование покрытия проводись на подложке из Al₂O₃. В работе изложен поэтапный процесс образования на поверхности подложки боридов и восстановления металлического вольфрама с применением генератора электродуговой плазмы, входящего в конструкцию экспериментальной установки высокотемпературного синтеза. Покрытие на подложке состоит из восстановленного металлического вольфрама и его боридов, полученных в одну технологическую стадию в процессе конденсации из диспергированного парокапельного состояния. Для проведения серии экспериментов разработан прототип плазмотрона косвенного действия с генерацией потока электродуговой плазмы удельной мощностью g > 10⁴–10⁵ Вт/см². В процессе высокотемпературного воздействия плазменным потоком на сложные структуры минерального концентрата и входящий в его состав оксид вольфрама проходят деструктуризация и последующая возгонка смеси в виде парокапельной фазы. Синтез боридов вольфрама идет в процессе химических преобразований при удалении диспергированного материала из потока разогретой плазмы, а также образования зародышевых фаз и конденсации из парокапельной фазы на поверхности подложки. Процесс синтеза также сопровождается значительной возгонкой бора из соединений, что приводит к восстановлению металлического вольфрама. Полученный в ходе плазменного синтеза материал формирует систему W–B и структуры, физико-химические свойства которых зависят от состава смеси, плотности потока, давления и температуры плазмы. Изложены результаты химического анализа частиц, формирующих на поверхности подложки из Al₂O₃ покрытие W–B в виде твердого раствора дендритов. В ходе рентгеноспектрального микроанализа определен фазовый состав проб покрытия, выявлено наличие боридов вольфрама W₂B₅, WB₂, W₂B, WB и металлический вольфрам. Результаты научно-исследовательской работы по получению покрытий или пленок на основе системы W–B с применением минерального многокомпонетного сырья могут быть полезны в различных наукоемких отраслях, гидрометаллургической или химической промышленности.

10 0