CN104988375A - 一种碲锰铁合金及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种碲锰铁合金及其制备方法，所述碲锰铁合金包括碲、锰和铁，本发明碲锰铁合金用作芯料可增加包芯线的易切削性能。本发明碲锰铁合金的制备方法包括以下步骤：将200～100目碲粉、200～100目锰粉和200～100目铁粉混合，得到混合物；将所述混合物在惰性气体保护下加热，得到碲锰铁合金，本发明提供的碲锰铁合金的制备方法反应温度低且反应时间短，步骤简单，有利于工业化生产。

Description

一种碲锰铁合金及其制备方法
技术领域
本发明属于无机材料领域，尤其涉及一种碲锰铁合金及其制备方法。
背景技术
随着科技的发展，合金的种类日益增多。种类繁多的合金根据其性能应用于生产生活的方方面面，比如，多数合金熔点低于其组分中任一种组成金属的熔点，既保留了原金属的其他特性，又降低了熔点，甚至有些合金在常温下为液态，如钠钾合金，用于原子反应堆里的导热剂；合金的导电性和导热性低于任一组分金属，可以制造高电阻和高热阻材料；有的抗腐蚀能力强，如在铁中掺入15％铬和9％镍得到一种耐腐蚀的不锈钢，应用于化学工业。
用钢皮作外套内填铁合金粉做芯料，断面为圆形或矩形的线体称包芯线。
芯线的包套材料是厚0.2～0.6mm的冷轧低碳钢带，芯料有硅钙、钙、镁、硅钙钡、钙铁、碳化钙、镁碳化钙、钙碳化钙、铝、碳、硫、硫铁、硼铁、硒铁、铅、锰、锰铁、碲锰铁、硅、硅铁、含锶硅铁、锆硅铁、钒铁、铌铁、钛铁、铬铁、稀土金属和其他合金。
碲锰铁合金用作芯料增加包芯线的易切削性能。
碲锰铁合金的制备一般由碲、锰和铁的单质直接合成而得，由于锰的熔点为1244℃、铁的熔点为1538℃，碲的熔点452℃，现有技术一般采用直接熔融的方法合成合金。
但是，直接熔融法合成碲锰铁合金需要将三种单质在很高的温度下熔化，经过长时间的反应，才能制备出所需合金，不利于工业化生产。
发明内容
本发明提供了一种碲锰铁合金及其制备方法，本发明提供的碲锰铁合金的制备方法反应温度低且反应时间短，步骤简单，有利于工业化生产。
本发明提供的碲锰铁合金，包括碲、锰和铁。
优选的，所述碲、锰、铁的质量比为：(4～9)：(1～4)：(0.5～2)。
优选的，所述碲、锰、铁的质量比为：(6～7.5)：(2～3.5)：(1～1.5)。
本发明还提供一种碲锰铁合金的制备方法，包括以下步骤：
将200～100目碲粉、200～100目锰粉和200～100目铁粉混合，得到混合物；
将所述混合物在惰性气体保护下加热，得到碲锰铁合金。
优选的，惰性气体为氮气、氩气或氦气的一种或多种。
优选的，加热温度为500～600℃，加热时间1～2小时
优选的，采用梯度加热工艺，加热梯度为：以1～3℃每分钟加热至300～400℃，保温1～2小时；再以1～3℃每分钟加热至500～600℃，保温1～2小时。
优选的，所述舟为石英舟或氧化铝舟。
优选的，所述200～100目碲粉、200～100目锰粉和200～100目铁粉的质量比为：(4～9)：(1～4)：(0.5～2)。
优选的，所述200～100目碲粉、200～100目锰粉和200～100目铁粉的质量比为：(6～7.5)：(2～3.5)：(1～1.5)。
从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：
本发明最高反应温度为500～600℃，远低于锰粉和铁粉的熔点，反应温度低；将碲粉、锰粉和铁粉三种金属在惰性气体保护下加热即可得到碲锰铁合金，步骤简单、反应时间短，有利于工业化生产。
同时可以进行任意比例碲锰铁合金的制备，对反应设备的要求也较低。
本发明提供一种碲锰铁合金的制备方法，将200～100目碲粉、200～100目锰粉和200～100目铁粉混合，得到混合物；将所述混合物置于石英舟或氧化铝舟中，在惰性气体如氮气、氩气或氦气的保护下加热，加热梯度为：以1～3℃每分钟加热至300～400℃，保温1～2小时；再以1～3℃每分钟加热至500～600℃，保温1～2小时，停止加热，继续通惰性气体，自然冷却，得到碲锰铁合金。本发明实施例制备方法所用的温度，远低于锰和铁的熔点，反应温度低，所需时间2～4小时，反应时间短，同时可以进行任意比例碲锰铁合金的制备，对反应设备的要求也较低，普通的管式反应炉即可完成，有利于工业化生产。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例碲锰铁合金制备过程示意图；
图2为本发明实施例1碲锰铁合金中间部分X射线衍射图；
图3为本发明实施例1碲锰铁合金表层部分X射线衍射图；
图4为本发明实施例二碲化铁的标准谱图。
具体实施方式
本发明提供一种碲锰铁合金的制备方法，包括以下步骤：将200～100目碲粉、200～100目锰粉和200～100目铁粉混合，得到混合物，在惰性气体保护下加热，得到碲锰铁合金。
加热混合物时，混合物的载体为石英舟或氧化铝舟，惰性气体为氮气、氩气或氦气，加热梯度为：以1～3℃每分钟加热至300～400℃，保温1～2小时；再以1～3℃每分钟加热至500～600℃，保温1～2小时，停止加热，之后继续通惰性气体，自然冷却，得到碲锰铁合金。
本发明实施例制备方法所用的温度，远低于锰和铁的熔点，反应温度低，所需时间2～4小时，反应时间短，同时可以进行任意比例碲锰铁合金的制备，对反应设备的要求也较低，普通的管式反应炉即可完成。
如图1所示，碲锰铁合金的合成在管式炉中完成，图中，(1)是管式炉加热区，(2)是管式炉石英管，(3)是舟。
将碲、锰、铁三种金属粉末按照比例混合均匀，优选200～100目的金属粉末；将混合物置于舟中，可以选用石英舟或氧化铝舟；将舟装入炉中，可选用管式炉；通氮气，并在惰性气体氛围中加热，惰性气体可以选用氮气、氩气或氦气，加热采用梯度加热工艺，加热梯度可以为：以1℃每分钟加热至320℃，保温2小时；再以1.5℃每分钟加热至500℃，保温1小时；停止加热，继续通惰性气体，待温度降到室温，停止通惰性气体，取出物料获得碲锰铁合金。
本发明实施例制备方法所用的温度，远低于锰和铁的熔点，反应温度低，所需时间2～4小时，反应时间短，同时可以进行任意比例碲锰铁合金的制备，对反应设备的要求也较低，普通的管式反应炉即可完成。
实施例1
将200目碲粉、200目锰粉和200目铁粉按质量比7：2：1混合均匀；将混合好的料放入石英舟中，装进管式炉中；往管式炉中持续通入氮气，开启加热；加热梯度为：以1℃每分钟加热至320℃，保温2小时；再以1.5℃每分钟加热至500℃，保温1小时；停止加热，待温度降到室温，关闭氮气，取出物料获得碲锰铁合金。
如图2和图3所示，本发明实施例所制备出的碲锰铁合金中间部分和表层部分X射线衍射图相同，表明本发明实施例制备的碲锰铁合金均匀性良好。
图4为本发明实施例二碲化铁的标准谱图，图2和图3的衍射峰与二碲化铁的标准谱图峰位相近，故本发明碲锰铁合金为视为锰离子掺杂到二碲化铁晶格中所形成的单晶和多晶的混合物。
二碲化铁和碲锰合金不具有易切削性能，而本发明在碲锰铁合金用作芯料时，大大增加了包芯线的易切削性能，同时，本发明提供的碲锰铁合金的制备方法反应温度低且反应时间短，步骤简单，有利于工业化生产。
实施例2
将200目碲粉、100目锰粉和100目铁粉按质量比6：3：1混合均匀；将混合好的料放入石英舟中，装进管式炉中；往管式炉中持续通入氮气，开启加热；加热梯度为：以1℃每分钟加热至400℃，保温2小时；再以1℃每分钟加热至550℃，保温1.5小时；停止加热，待温度降到室温，关闭氮气，取出物料获得碲锰铁合金。
所制得的碲锰铁合金性能采用与实施例1相同的测试方法，得到相同的测试结果，故所制备的碲锰铁合金均匀性良好。
本发明提供的碲锰铁合金的制备方法反应温度低且反应时间短，步骤简单，有利于工业化生产。
实施例3
将100目碲粉、200目锰粉和200目铁粉按质量比6：2.5：1.5混合均匀；将混合好的料放入石英舟中，装进管式炉中；往管式炉中持续通入氮气，开启加热；加热梯度为：以2℃每分钟加热至380℃，保温2小时；再以1.5℃每分钟加热至550℃，保温1小时；停止加热，待温度降到室温，关闭氮气，取出物料获得碲锰铁合金。
所制得的碲锰铁合金性能采用与实施例1相同的测试方法，得到相同的测试结果，故所制备的碲锰铁合金均匀性良好。
本发明提供的碲锰铁合金的制备方法反应温度低且反应时间短，步骤简单，有利于工业化生产。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种碲锰铁合金，其特征在于，所述碲锰铁合金包括碲、锰和铁。
2.根据权利要求1所述的碲锰铁合金，其特征在于，所述碲、锰、铁的质量比为：(4～9)：(1～4)：(0.5～2)。
3.根据权利要求1所述的碲锰铁合金，其特征在于，所述碲、锰、铁的质量比为：(6～7.5)：(2～3.5)：(1～1.5)。
4.权利要求1-3中任一项所述的碲锰铁合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将200～100目碲粉、200～100目锰粉和200～100目铁粉混合，得到混合物；
将所述混合物在惰性气体保护下加热，得到碲锰铁合金。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述惰性气体为氮气、氩气或氦气的一种或多种。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，加热温度为500～600℃，加热时间1～2小时。
7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，采用梯度加热工艺，加热梯度为：以1～3℃每分钟加热至300～400℃，保温1～2小时；再以1～3℃每分钟加热至500～600℃，保温1～2小时。
8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述舟为石英舟或氧化铝舟。
9.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述200～100目碲粉、200～100目锰粉和200～100目铁粉的质量比为：(4～9)：(1～4)：(0.5～2)。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述200～100目碲粉、200～100目锰粉和200～100目铁粉的质量比为：(6～7.5)：(2～3.5)：(1～1.5)。
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