ПОЛУЧЕНИЕ ПОРОШКА КАРБИДА ВАНАДИЯ КАЛЬЦИЕТЕРМИЧЕСКИМ САМОРАСПРОСТРАНЯЮЩИМСЯ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫМ СИНТЕЗОМ

Карбиды переходных металлов обладают сочетанием тугоплавкости, высокой твердости, химической инертности и электропроводности, что делает их незаменимыми материалами для современной промышленности и наукоемких технологий. Карбиды ванадия занимают среди них особое место, являясь ключевым компонентом износостойких покрытий режущего инструмента и легирующих добавок для высокопрочных сталей. Несмотря на разнообразие методов синтеза, наиболее перспективными для крупномасштабного производства остаются процессы, основанные на восстановлении оксидов активными металлами (Mg, Ca). Применение металлотермии позволяет реализовать реакцию в режиме горения, обеспечивая значительное сокращение энергозатрат и времени синтеза. Представлены результаты одностадийного синтеза карбида ванадия методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза в системе V₂O₅ – C – Ca. Проведены прямые измерения температур горения, подтверждающие высокую экзотермичность процесса. Показана эффективность кислотной очистки продуктов синтеза, позволившая выделить однофазный порошок карбида ванадия V₆C₅. При помощи методов рентгенофазового анализа и ультразвуковой лазерной дифракции установлены фазовый состав и дисперсионные характеристики полученных порошков. Выявлена закономерность, согласно которой содержание примесного кислорода коррелирует увеличение размера частиц порошка. Полученные результаты доказывают возможность формирования фазы карбида ванадия в одну стадию, что открывает широкие перспективы для их использования в функциональных материалах и энергетических устройствах. 

1. Yang X.H., Wang K.F., Zhang G.H., Chou K.C. International Journal of Refractory Metals and Hard Materials. 2022;109:105982.

2. https://doi.org/10.1016/j.ijrmhm.2022.105982

3. Крутский Ю.Л., Гудыма Т.С., Кучумова И.Д., Хабиров Р.Р., Антропова К.А. Карбиды некоторых переходных металлов. свойства, области применения и методы получения. Часть 1. Карбиды титана и ванадия (обзор). Известия вузов. Черная металлургия. 2022;65(5):305–322. https://doi.org/10.17073/0368-0797-2022-5-305-322

4. Курлов А.С. Взаимосвязь пикнометриче-ской плотности и удельной поверхности нанокристаллических порошков VCy. Неорганические материалы. 2019;55(3):249‒256.

5. https://doi.org/10.1134/S0002337X19030126

6. Jing Wan, Congcong Wang, Qian Tang, Xiao Gu Mingquan He. RSC Advances. 2019;9:37467. https://doi.org/10.1039/c9ra06539c

7. Qingmin Shan, Xinpeng Mu, Mohamed Alhabeb, et al. Electrochemistry Communications, 2018;96:103‒107.

8. https://doi.org/10.1016/j.elecom.2018.10.012

9. Wang B., Wang Z., Yin Z., Yuan J., Jia J. Preparation and properties of the VC/Cr3C2/TaC doped ultrafine WC-Co tool material by spark plasma sintering. J. Alloys Compd. 2020;816:52598. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2019.152598

10. Курлов А.С., Ремпель А.А. Влияние размера наночастиц на температуру спекания, плотность и микротвердость сплавов WC с Co (8 мас. %). Неорганические материалы. 2009;45(4):428–433. EDN: KZYMAD

11. Липатников В.Н., Гусев А.И. Упорядочение в карбидах титана и ванадия. Екатеринбург: УрО РАН, 2000:263.

12. Yong Pan, Zhujia Tian, Lirong Xu. Unveiling the structural, hardness, elastic and thermodynamic properties of V ‒ C carbides for high-temperature applications Journal of Alloys and Compounds. 2026;1056:186634.

13. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2026.186634