Изучено влияние нестехиометрии на период решетки кубического карбида ванадия VCy (0.65 < y < 0.875). Установлено, что упорядочение карбида ванадия VCy с образованием сверхструктур V 6 C5 и V 8 C7 приводит к росту периода базисной кристаллической решетки по сравнению с неупорядоченным карбидом. С учетом изменения периода решетки обсуждается вопрос о направлении статических смещений атомов вблизи вакансии.Исследование выполнено в ИХТТ УрО РАН за счет гранта Российского научного фонда (проект РНФ № 14-23-00025). DOI: 10.21883/FTT.2017.08.44748.30
ВведениеКарбид ванадия принадлежит семейству карбидов пе-реходных металлов IV−VI групп (M = Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta), являющихся одними из самых твердых и туго-плавких соединений. В системе ванадий−углерод V−C наибольший интерес представляет кубический карбид ванадия VC y . Карбид ванадия VC y широко использу-ется в металлургической промышленности в качестве легирующей добавки для упрочнения сталей [1-3], а также как ингибитор роста зерен WC в субмикро-и нанокристаллических твердых сплавах WC−Co [4-8], которые применяются для производства самого высо-кокачественного бурильного и режущего инструмента. Другая перспективная область применения карбида ва-надия -использование как катализатора для восстанов-ления кислорода и окисления спиртов [9][10][11][12].Влияние нестехиометрии на период базисной кри-сталлической решетки нестехиометрических карбидов MC y (MC y 1−y ) со структурой B1 изучали многие авторы. Согласно результатам исследований, по мере уменьшения содержания атомов углерода C или, что то же самое, с ростом концентрации структурных ва-кансий наблюдается нелинейное уменьшение периода решетки a B1 этих соединений.Неупорядоченный кубический карбид ванадия VC y (пространственная группа (пр. гр.) Fm3m) имеет ши-рокую область гомогенности от VC 0.65 до VC 0.875 с уникальным положением верхней границы, существенно удаленной от стехиометрического состава MC 1.0 [13,14]. Других неупорядоченных кубических карбидов с таким положением верхней границы области гомогенности нет. В области гомогенности неупорядоченного кубического карбида VC y в результате отжига при температуре ниже 1360 K могут образовываться две упорядоченные фазы V 6 C 5 и V 8 C 7 [13][14][15]. Особенно легко образуется кубическая (пр. гр. P4 3 32) упорядоченная фаза V 8 C 7 .Ранее уже изучалось изменение периода кристалли-ческой решетки в зависимости от состава нестехиомет-рического кубического карбида ванадия VC y . Однако в большинстве исследований не было определено, каково структурное состояние изученных образцов -неупоря-доченное или упорядоченное.Упорядочение влияет на период базисной кристал-лической решетки карбида ванадия, приводя к его ро-сту [13,14,[16][17][18][19][20][21]. Впервые увеличение периода базис-ной решетки при превращении VC 0.875 → V 8 C 7 было зафиксировано в работе [16] при изучении упорядо-чения нестехиометрического карбида ванадия. Соглас-но [16], при комнатной температуре период базисной решетки закаленного неупорядоченного карбида VC 0.875 составлял 0.41662 nm, а упорядоченного ...