Легирование магния окислами

24.01.2017

Практические проблемы, присущие окислам как легирующим агентам, аналогичны проблемам, связанным с жаростойкими фторидами, но для окислов, к сожалению, редко можно найти подходящие растворители. Этого можно было ожидать, исходя из опытов Закура, свидетельствующих о том, что соединения, не склонные к ионизации в воде, не растворяются в расплавленных солях, если не происходит двойное разложение до ионизируемой соли. При невозможности подбора растворителя окись магния, образованная при реакции, способствует горению магния; применение флюса для контроля или предотвращения горения препятствует реакции вследствие абсорбции некоторой части восстанавливаемого окисла. Если восстановление окисла должно происходить без растворителя, то реакцию лучше осуществлять на дне, а не на поверхности плавки. При этом следует применять продолжительное перемешивание с минимальной добавкой флюса. Таким путем можно достигнуть высокой эффективности легирования. Исключением является ZrO2. Цирконий, образованный прямым восстановлением ZrO2 в плавке, почти нерастворим в магнии и. очевидно, содержит остаточный кислород в виде промежуточного соединения. Только путем применения больших пропорций ZrO2 можно растворить в магнии значительные количества циркония, но ни в одной из многочисленных попыток не смогли приблизиться к полному растворению циркония. Однако при восстановлении ZrO2 порошком магния в вакуумной реторте полученный продукт хорошо присаживается при температурах выше 800° С.
Представляет интерес случай легирования редкоземельными металлами с помощью «окиси мишметалла».
Так как стабильным окислом церия является СеО2, а не Ce2O3, восстановление CeO2 магнием сопровождается изменением свободной энергии порядка 50 000 кал, тогда как восстановление трехвалентных редкоземельных окислов, как и в случае с хлоридами и фторидами, должно быть очень неполным. Поэтому с точки зрения коллективного введения редкоземельных металлов цериевой группы в магний окислы обладают потенциальным преимуществом перед хлоридами и фторидами.