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Solid–Solid Solutions01:24

Solid–Solid Solutions

The temperature-composition phase diagram of two solids, A and B, which are immiscible in the solid phase but form miscible liquids, shows that when the temperature is low, these two exist as separate, pure solids (A and B). As the temperature increases, they transition into a single-phase liquid solution where A and B coexist. Moving from point a1 to a2 in the phase diagram, the composition changes such that solid B begins to separate from the solution, enriching the remaining liquid with A.

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安価な超硬質材料へ: トングステンテトラボリドベースの固体溶液

Reza Mohammadi1, Miao Xie, Andrew T Lech

  • 1Department of Chemistry and Biochemistry, University of California, Los Angeles, Los Angeles, California, USA.

Journal of the American Chemical Society
|November 23, 2012
PubMed
まとめ
この要約は機械生成です。

研究者らはタンタール,マンガン,クロムで固体溶液を作り,タンブレンテトラボリド (WB(4) の硬さを高めました. 最も硬い材料は,ビッカース硬度 57.3 GPa を達成し,高度な材料の応用の可能性を示しました.

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科学分野:

  • マテリアルサイエンス 材料科学
  • 固体化学 固体化学

背景:

  • トングステンテトラボリド (WB(4) は,遅い移行金属のボリド内の費用対効果の高い材料です.
  • 硬さの強化は,そのアプリケーションの拡大に不可欠です.

研究 の 目的:

  • WBを合成し,特徴づけるために(4) タンタール (Ta),マンガン (Mn),クロム (Cr) を含む固体溶液.
  • これらの添加物がWBの硬さや構造特性に与える影響を調査する.

主な方法:

  • 固体溶液は,アークメルトリングを用いて合成された.
  • 元素と相の純度は,エネルギー分散型X線スペクトロスコーピー (EDS) とX線微分法 (XRD) を用いて分析された.
  • ヴィッカース硬さはマイクロインデントで測定され,高圧XRDを用いてボリュームモジュールが決定されました.

主要な成果:

  • 溶解性限界は,Crの場合は<10at.%,Mnの場合は<20at.%,Taの場合は>20at.%で,WBの場合は<10at.%,Mnの場合は<20at.%,Taの場合は>20at.%で決定されました.
  • オプティマイズされた硬度値は,0.49Nの負荷でW{0.93) Ta{0.02) Cr{0.05) B{4) に対して57.3±1.9GPaに達した.
  • 最も硬い固体溶液は335 ± 3 GPaの質量モジュールを示し,圧力による相変化を抑制しました.

結論:

  • TaとCrを含むWB ((4) の三次固体溶液は硬さを著しく高めます.
  • 開発されたW-Ta-Cr-B(4) 材料は,優れた機械性能と圧力下での相安定性を示しています.