Phase Formation in the V2O5–AlN System

V. A. Larionov; Ларионов В. А.; R. I. Gulyaeva; Гуляева Р. И.; E. A. Nifontova; Нифонтова Е. А.

doi:10.31857/S0002337X23010141

Phase Formation in the V2O5–AlN System

作者: Larionov V.A.¹, Gulyaeva R.I.¹, Nifontova E.A.¹
隶属关系:
1. Institute of Metallurgy, Ural Branch, Russian Academy of Sciences, 620016, Yekaterinburg, Russia
期: 卷 59, 编号 1 (2023)
页面: 61-70
栏目: Articles
URL: https://medjrf.com/0002-337X/article/view/668398
DOI: https://doi.org/10.31857/S0002337X23010141
EDN: https://elibrary.ru/OTLEGU
ID: 668398

如何引用文章

全文:

开放存取

##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问

订阅存取

详细
作者简介
参考
补充文件
统计

详细

Interactions in the V2O5–AlN system have been studied using chemical analysis, X-ray diffraction, and thermal analysis in combination with mass spectrometry. The results demonstrate that heating mixtures with AlN/V2O5 molar ratios ≥2.33 to above 1100°C leads to the formation of the vanadium nitrides V2N, VN0.81, and VN among condensed reaction products. No formation of solid solutions of aluminum in vanadium or vanadium aluminides during heating has been detected in the temperature range studied. Chemical interaction of V2O5 with AlN meets Baikov’s transformation sequence principle: V2O5 → VO2 → V4O7 → V3O5 → V2O3 → VO → V.

关键词

vanadium oxides, vanadium nitrides, aluminum nitride, phase formation, X-ray diffraction, thermal analysis

参考

Косолапова Т.Я. Тугоплавкие нитриды. Киев: Наук. думка, 1983. 174 с.
Самсонов Г.В. Неметаллические нитриды. М.: Металлургия, 1969. 264 с.
Virkar A.V., Jackson T.B., Cutler R.A. Thermodynamic and Kinetic Effects of Oxygen Removal on the Thermal Conductivity of Aluminum Nitride // J. Am. Ceram. Soc. 1989. V. 72. № 11. P. 2031–2042. https://doi.org/10.1111/j.1151-2916.1989.tb06027.x
Никитушкин И.В., Сивков А.А., Иватушенко А.С. Плазмодинамический синтез ультрадисперсного нитрида алюминия и получение AlN-керамики методом искрового плазменного спекания // Решетневские чтения. 2017. № 21-1. С. 156–157.
Савченко Е.М., Чупрунов А.Г., Сидоров В.А., Биларус И.А. Алюмонитридная керамика в коммутационных платах силовой электроники // Электрон. техника. Сер. 2: Полупроводниковые приборы. 2019. №. 4 (255). С. 43. https://doi.org/10.36845/2073-8250-2019-255-4-43-54
Cannard P., Ekström T., Tilley R.J.D. The Reaction of AlN with Some Metal Oxides at High Temperatures // J. Eur. Ceram. Soc. 1992. V. 9. № 1. P. 53–60. https://doi.org/10.1016/0955-2219(92)90077-Q
Toy C., Savrun E. Novel Composites in the Aluminum Nitride-Zirconia and—Hafnia Systems // J. Eur. Ceram. Soc. 1998. V. 18. № 1. P. 23–29. https://doi.org/10.1016/S0955-2219(97)00104-0
Qiao L., Zhou H., Xue H., Wang S. Effect of Y2O3 on Low Temperature Sintering and Thermal Conductivity of AlN Ceramics // J. Eur. Ceram. Soc. 2003. V. 23. № 1. P. 61–67. https://doi.org/10.1016/S0955-2219(02)00079-1
Fabrichnaya O., Pavlyuchkov D., Neher R., Herrmann M., Seifert H.J. Liquid Phase Formation in the System Al2O3–Y2O3–AlN: Part II. Thermodynamic Assessment // J. Eur. Ceram. Soc. 2013. T. 33. № 13–14. P. 2457–2463. https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2013.05.004
González J.C., Rodríguez M.Á., Figueroa I.A., Villafuerte-Castrejón M.-E., Díaz G.C. Development of AlN and TiB2 Composites with Nb2O5, Y2O3 and ZrO2 as Sintering Aids // Materials. 2017. V. 10. № 3. P. 324. https://doi.org/10.3390/ma10030324
Рылов А.Н., Райков А.Ю., Мартынов А.В., Чумарев В.М., Ларионов А.В., Сельменских Н.И. Использование нитрида алюминия при выплавке лигатуры V–Al–N // Металлы. 2013. № 4. С. 3–7.
Закоржевский В.В., Боровинская И.П., Дубровский А.Я., Зелянский А.В., Паздников И.П., Чумарев В.М. Способ получения азотсодержащего материала на основе нитридов металлов для лигатур титановых сплавов и азотсодержащий материал для лигатур титановых сплавов: Пат. 2422246. РФ БИ № 18.
Закоржевский В.В., Ковалев И.Д., Дубровский А.Я. Самораспространяющийся высокотемпературный синтез азотсодержащего материала на основе нитридов алюминия и ванадия для получения лигатур титановых сплавов // Новые огнеупоры. 2018. № 8. С. 49–52. https://doi.org/10.17073/1683-4518-2018-8-49-52
Чумарев В.М., Ларионов А.В., Cельменских Н.И., Панкратов А.А., Дубровский А.Я., Pылов А.Н., Райков А.Ю. Cтруктура и фазовый состав лигатуры V–Al–N // Металлы. 2012. № 6. С. 9–15.
Taranov D.V., Larionov A.V., Chumarev V.M., Smirnov L.A., Trubachev M.V., Vohmentsev S.A. Structure and Phase Composition of V–Al–N–C Master Alloy // Theoretical and Practical Conference with International Participation and School for Young Scientists “FERROALLOYS: Development Prospects of Metallurgy and Machine Building Based on Completed Research and Development” (NIOKR-2018). Yekaterinburg, 2018 // KnE Materials Science. 2019. P. 118–125. https://doi.org/10.18502/kms.v5i1.3958
Лякишев Н.П., Плинер Ю.Л., Игнатенко Г.Ф., Лаппо С.И. Алюминотермия. М.: Металлургия, 1978. 424 с.
Ларионов А.В. Физико-химическое обоснование применения нитрида алюминия при выплавке ванадийсодержащих азотированных лигатур для титановых сплавов: дис. … канд. техн. наук. Екатеринбург: ИМЕТ УрО РАН, 2016. 121 с.
Чумарев В.М., Марьевич В.П., Ларионов А.В., Дубровский А.Я. Взаимодействие V2O5, Nb2O5 и Ta2O5 с AlN // Неорган. материалы. 2011. Т. 47. № 3. С. 317–322.
Roine A. Outokumpu HSC Chemistry for Windows. Chemical Reactions and Equilibrium Software with Extensive Thermochemical Database. Pori: Outokumpu Research OY, 2002.
Удоева Л.Ю., Чумарев В.М., Ларионов А.В., Рылов А.М., Трубачев М.В. Моделирование алюминотермической выплавки сплавов Mo–Ti–Al и Mo–Ti–V–Cr–Al // Металлы. 2013. № 2. С. 12–19.
База данных ICDD PDF2 № 01-077-2131.
Prytz O., Flage-Larsen E., Gu L. Charge-Ordered Spinel AlV2O4: High-Energy-Resolution EELS and Computational Studies // Phys. Rev. B: Condens. Matter. 2012. V. 85. № 19. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.85.195112
Kalavathi S., Amirthapandian S., Chandra S. et al. Valence State, Hybridization and Electronic Band Structure in the Charge Ordered // J. Phys.: Condens. Matter. 2014. V. 26. № 1. https://doi.org/10.1088/0953-8984/26/1/015601
Елютин В.П., Павлов Ю.А. Высокотемпературные материалы М.: Металлургия, 1972. 264 с.
База данных ICDD PDF2 № 01-071-6420; № 01-077-2173; № 03-065-2896; № 03-065-4054; № 03-065-9475.
База данных ICDD PDF2 № 01-071-1139.
База данных ICDD PDF2 № 00-025-1252.
Carlson O.N., Smith J.F., Nafziger R.H. The Vanadium-Nitrogen System: a Review // Metall. Mater. Trans. A. 1986. V. 17. № 10. P. 1647–1656. https://doi.org/10.1007/BF02817263
Ефимов А.И., Белорукова Л.П., Василькова И.В., Чечев В.П. Свойства неорганических соединений. Л.: Химия, 1983. 392 с.