CS216666B2 - Method of making the powder substances or easily pulverisable alloys of elements of noble earths - Google Patents

Method of making the powder substances or easily pulverisable alloys of elements of noble earths Download PDF

Info

Publication number
CS216666B2
CS216666B2 CS74497A CS49774A CS216666B2 CS 216666 B2 CS216666 B2 CS 216666B2 CS 74497 A CS74497 A CS 74497A CS 49774 A CS49774 A CS 49774A CS 216666 B2 CS216666 B2 CS 216666B2
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
cobalt
oxide
reaction
mixture
rare earth
Prior art date
Application number
CS74497A
Other languages
English (en)
Inventor
Hans-Guenter Domazer
Original Assignee
Goldschmidt Ag Th
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Goldschmidt Ag Th filed Critical Goldschmidt Ag Th
Publication of CS216666B2 publication Critical patent/CS216666B2/cs

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/16—Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes
    • B22F9/18—Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes with reduction of metal compounds
    • B22F9/20—Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes with reduction of metal compounds starting from solid metal compounds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/16—Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes
    • B22F9/18—Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes with reduction of metal compounds
    • B22F9/20—Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes with reduction of metal compounds starting from solid metal compounds
    • B22F9/22—Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes with reduction of metal compounds starting from solid metal compounds using gaseous reductors
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B23/00—Obtaining nickel or cobalt
    • C22B23/02—Obtaining nickel or cobalt by dry processes
    • C22B23/021—Obtaining nickel or cobalt by dry processes by reduction in solid state, e.g. by segregation processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B5/00—General methods of reducing to metals
    • C22B5/02—Dry methods smelting of sulfides or formation of mattes
    • C22B5/04—Dry methods smelting of sulfides or formation of mattes by aluminium, other metals or silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B59/00—Obtaining rare earth metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/04—Making non-ferrous alloys by powder metallurgy
    • C22C1/0433—Nickel- or cobalt-based alloys
    • C22C1/0441—Alloys based on intermetallic compounds of the type rare earth - Co, Ni
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/032—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials
    • H01F1/04—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/047—Alloys characterised by their composition
    • H01F1/053—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals
    • H01F1/055—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5
    • H01F1/0553—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 obtained by reduction or by hydrogen decrepitation or embrittlement

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
  • Hard Magnetic Materials (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Description

Vynález se - týká způsobu výroby práškových nebo- snadno práškovatelných slitin prvků vzácných zemin s kobaltem a zařízení k provádění tohoto způsobu.
Vzácnými zeminami pro použití u způsobu podle vynálezu jsou míněny kysličníky prvků třetí skupiny periodického systému, tj. yttria s atomovou hmotností 39 a řady prvků lanthan až lutecium s atomovými hmotnostmi 57 až 7,1.
K výrobě práškovitých slitin prvků vzácných zemin s kobaltem se používá známých tavných a práškových metalurgických pochodů.
U tavného metalurgického způsobu se vychází z postupu, že se pod ochranným, plynem· nebo: vakuem. vyrobí tavenina prvku vzácné zeminy s- kobaltem, která se- pak více nebo méně nákladným litím ' převede v nový vhodný kompaktní odlitek. Přitom' vzniklé pruty lze pro jejich fyzikální vlastnosti snadno rozmělnit. K rozmělňování . se používá různých mlecích zařízení a slitiny lze rozmělnit až na částice velikosti 3- až 10 ^m. Takto získané- práškové slitiny jsou však velmi citlivé na oxidační vlivy, především na vlhký okolní vzduch a musí -se proto před dalším zpracováním. chránit před napadením kyslíkem. nebo vlhkostí.
Slitinové prášky se pak vpraví do vhodných- lisovacích forem při volném násypu a v magnetickém poli -se srovnávají -s určitým energetickým- zhuštěním. Toto- zhuštění se provádí buď isostaticky nebo hydrostaticky. Hustota výlisků přitom dosahuje hodnot 75 až 85· % teoretické hustoty příslušné slitiny. Potom- následuje pod atmosférou ochranného plynu nebo pod vakuem· při teplotách 1180- až 1400 °C slinutí prášků v kompaktní magnety.
Z patentového spisu NSR č. 195S 380- je již znám způsob výroby intermetalických sloučenin pro trvalé magnety z jemných částic, -tvořené nejméně jedním 3d-přechodným prvkem a jedním nebo- několika kovy vzácných zemin, vyznačený tím, -že v stechiometrickém poměru -s práškem přečištěného 3d-přechodného- prvku, slisuje- se směs v surový výlisek, který se pak při vyloučení vlivu dusíku, kyslíku a uhlíku -slinuje při teplotě 750i až 125 Ď°C po dobu 4 až 10 hodin. Přitom -se vychází například z kovového samaria, které se převede pod proudem vodíku při zvýšených teplotách v hydrid samaria. Jako většina hydridů kovů je také hydrid samaria křehký a dá se snadno- rozmělnit. Roze-mele-li se jemně -zrnitý hydrid samaria s práškem kobaltu a produkty se slinou, získají -se rovněž slitiny permanentních -magnetů v kompaktním stavu, které se musí stejně jako u odlitých prutů rozmělnit, zmagnetisovat, slisovat a slinout v trvalé magnety.
Z dosavadního stavu techniky je také již známo vyrábět kovy z jejich kysličníků redukcí vápníkem. Tak například již od roku 1927 je známa redukce kysličníku vanadičného vápníku v přítomnosti chloridu vápenatého podle rovnice
V2O5 + 5Ca + 5CaClž=(2V + 5CaO + :5CaC12
Redukce- se- provádí v -ocelové bombě při teplotách 90Q až 950- °C. Přitom se získá kov čistý až 99,80 °/o. Totoho - způsobu se podle uvedeného základního principu, i když po technologické stránce silně zmodernisovaného, používá až dodnes. Místo kysličníku vanadičného- bylo již použito také kysličníku zirkonu,- titanu, niklu a wolframu.
Redukce kysličníků prvků vzácných zemin vápníkem je sice již známá, avšak nijak se významněji neuplatnila, poněvadž reakční teplo je velmi slabě- negativní a od teploty 1873 K se- stává slabě- positivní, takže reakce- probíhá se značnou spotřebou tepla, v důsledku čehož se daří jen obtížně získat větší množství příslušného kovu.
Úkolem· vynálezu je vyrobit slitiny prvků vzácných zemin s kobaltem, které -by se· daly snadno- práškovat nebo které - by přímo byly ve tvaru prášků a u nichž by bylo možno molový poměr složek -slitiny přesně -nařídit, takže za -stejných reakčních podmínek se pak - získají slitiny, jejichž struktura a strukturní součásti z hlediska druhu a množství jsou reprodukovatelné. To má pro· výrobu -slitin permanentních magnetů velkou důležitost, poněvadž obsah magnetický účinné složky struktury má být co - největší.
Tento- úkol je vyřešen podle vynálezu způsobem- výroby práškových nebo snadno- práškovatelných slitin prvků vzácných zemin s kobaltem, vyznačeným tím, že -se směsi jemnozrnných kysličníků prvků vzácných zemin a kobaltu redukují při teplotách 1000 -až 1400, OIC a při tlaku gl,3.33 Pa plynným vápníkem, reakční produkt se mechanicky rozmělní - na částice - velikosti < 100 ^m, a vzniklá slitina prvku vzácných zemin a kobaltu se oddělí - od vedlejších produktů reakce- zpracováním vodnou kyselinou nebo magneticky nebo extrahováním.
Přitom- se- využije -odlišných termodynamických poměrů kysličníků prvků vzácných zemin - a kobaltu. Zatímco, jak shora uvedeno, probíhá kalcio-termická redukce kysličníku prvků vzácných zemin slabě exotermicky, probíhá redukce kysličníku nebo kysličníků kobaltu silně exotermicky, tepelná - bilance redukce se stane positivní a směs kysličníků lze redukovat rychle, kvantitativně a při únosných tepelných podmínkách. Tento kalciotermický způsob s dvojí reakcí při redukci je nový.
Jako kysličníky kobaltu přicházejí v úvahu zejména kysličník kobaltitý C02O3 a kysličník kobaltnatokobaltitý C03O4.
Směs kysličníků kovů vzácných zemin s kobaltem se zvolí podle žádané struktury slitiny a její stavby. Poněvadž v podstatě jsou žádány -hlavně sloučeniny kovu vzácných zemin C07, kovu vzácných zemin Cos a - kovu vzácných - zemin C017,- je - účelné podle výhodné - složky - - struktury - redukovat směs kysličníků kovů -vzácných - zemin a kobaltu v- takovém poměru, aby výsledný -atomový - poměr byl 1:3 -až 1:9. Poněvadž - - zpravidla - se dává přednost fázi kov vzácných zemin -Cos, je také atomový poměr- kovů vzácných zemin ke - kobaltu 1: 5.
Co - -se - - týče volby prvku vzácných zemin, závisí na ceně -energetickém produktu vzniklých magnetových materiálů, - zda - .se použije jako- kysličníků- prvků - vzácných- zemin poměrně - - levných kysličníků lanthanu a ceru nebo -jiných - kysličníků prvků vzácných - zemin nebo - čistého - nebo téměř čistého kysličníku -samaritého, - který - - je - obzvláště vhodný k - výrobě materiálů pro - permanentní magnety.
Reakce probíhá při - teplotách - . : 1000- - až 140O°C, přičemž tlak se udržuje - nejvýše na 1,333- Pa.
Kalciotermická redukce se provádí vápníkem· v plynném -stavu. Jakmile začne reakce probíhal,,-' její průběh - - ve - směsi kysličníků je již- při uvedených - teplotách snadný, a kvantitativní. Vzniká práškovitý až kompaktní reakční - produkt. Je-li produkt kompaktní, dá se -snadno práškovat. Produkt kromě vzniklé slitiny - prvků vzácných zemin s - kobaltem obsahuje - jako znečištěninu - hlavně kysličník vápenatý. -Tuto znečištěninu lze se - sloučenin prvků vzácných - zemin s - kobaltem - odstranit jednoduchým způsobem. Po mechanickém rozmělnění reakčního produktu - na: částice velikosti «-lOiOi^m, vylouží se kysličník vápenatý- zředěnou kyselinou, například zředěnou kyselinou solnou nebo - octovou, - nebo se odloučí magnetovým, -odlučovačem nebo známým - extrakčním postupem.
Z četných starších německých patentových spisů je již známo, - - že - lze určité - - podíly - kobaltu v slitinách -prvků vzácných zemin s kobaltem - nahradit jedním nebo - více - prvky jako jsou železo, nikl, mangan a měd. Výroba takových -modifikovaných - slitin je - -možná i u - nového redukčního způsobu podle vynálezu, - u -něhož se až 60 molových procent kysličníku kobaltitého nahradí jedním·- nebo- . více prvky, jako železem, niklem, -manganem, mědí nebo jejich kysličníky.
U redukce podle vynálezu vznikají velmi jemné - prášky v rozsahu velikostí -částic >0 až < 20 μΐη. Tento- - rozsah je prakticky dán různými podíly kysličníku prvku vzácných zemin, kysličníku kobaltu a vápníku. Pro další - zpracování i k dosažení - jiných vlastností prášků může být podle okolností také výhodné zhrubnutí prášku. Hrubozťnitostí prášku lze - dosáhnout například třemi odlišnými opatřeními, prováděnými buď jednotlivě, nebo v kombinaci. Jedním, z těchto opatření je částečné nahrazení kysličníku - kobaltu kobaltovým1 práškem. Cím větší množství kysličníku kobaltu ss nahradí kobaltovým práškem, - tím hrubozrnnější - - bude výsledný prášek. - Nahrazování kysličníku kobaltu kobaltovým -práškem jsou však - kladeny meze termodynamikou způsobu - výroby prášků, takže prakticky nelze nahradit více - než 80 hmot. - % kysličníku kobaltu práškovitým kobaltem. Přitom- - zhrubnou - - částice prášku - až asi- na -200- až -300 tum.
Druhá - - možnost, - - jak - zvýšit -hrubozrnnost prášku, - spočívá v- tom, - že se - - ke- směsi kysličníku prvku vzácných zemin s- - kysličníkem kobaltu přidá až - 50 obj. - % chloridu vápenatého. Chlorid -vápenatý vytváří během, -redukce kapalnou - - fázi- a proto- podporuje růst - - zrna.
Ještě- další možností je přídavek až 10- obj. procent síry. -do< - směsi - kysličníků. Je - to - odůvodněno tím, že exotermickv tvoří sirník vápenatý, čímž- se příslušně zvyšuje teplota.
Jak chlorid vápenatý, tak také vznikající sirník vápenatý lze - snadno- z re-akčního produktu vyprat -nebo - jinak oddělit.
Jak již bylo - - -uvedeno, provádí se redukce vápníkem v - plynném stavu. Přitom je účelné vyrábět - - plynný - vápník v reakčním prostoru, ve kterém také probíhá redukce směsi kysličníku prvku vzácných zemin s kysličníkem kobaltu. Přitom, se však pro- výrobu plynného; vápníku použije v reakčním prostoru zvláštní reakční nádoby. K uvolnění vápníku ve - větším množství - se hodí reakce - jemnozrnného - kysličníku vápenatého s práškovým hliníkem - - při - teplotách 100 -až - 15CO°C. Současná - výroba- - vápníku před redukcí kysličníků - -prvků - vzácných zemin s kysličníkem kobaltu - - nebo· během redukce je zvlášť výhodná - k provádění - způsobu podle vynálezu.
Tento výhodný - způsob redukce - se- s- výhodou - provádí ve speciálním zařízení, tvořeném pecí uzavřenou - vůči - vnější atmosféře a opatřenou s výhodou uprostřed umístěným reakčním -prostorem, vyčerpaným vývěvou na tlak <1,333- Pa - až 0,1333 Pa, který -obsahuje dvě - - od - sebe oddělené, vytápěné nahoře otevřené reakční nádoby. - Jedna z nich slouží k umístění - směsi kysličníků - prvků vzácných zemin s kobaltem, - druhá- k umístění směsi kysličníku vápenatého a hliníku.
Přitom je zvlášť výhodné, je-li reakční nádoba - pro reakci - kysličníku vápenatého s hliníkem - uspořádána pod reakční nádobou obsahující směs kysličníků prvků vzácných -zemin s kobaltem. Reakční prostor je- vyroben účelně z chromoniklové oceii a také reakční nádoba- obsahující - -směsi - kysličníků - prvků vzácných - zemin a kysličníku - kobaltu. S výhodou je -tato· reakční nádoba vyložena kysličníkem- - vápenatým. Tím - - se - zabrání - tomu, aby prvky vzácných zemin nenapadaly stěny - nádoby. - Naproti tomu zcela postačí, jé-li reakční nádoba, ve které -se vyrábí vápník reakcí kysličníku vápenatého' s hliníkem, vyrobena ze železa.
Reakční prostor má v závislosti na velikosti reakčních -nádob v něm obsažených určitý průměr. - - - - Odsávací potrubí, sahající z reakčního prostoru až k vývěvě, má mít vzhledem k průměru reakčního prostoru malý vnitřní průměr, maximálně 10- mm. Uvolní2 í 6 ' 6 6 6
-li . se při reakci kysličníku vápenatého s práškovým hliníkem vápník v plynném Stavu, kondensuje část vápníku v ' chladnější části odsávacího potrubí, až nakonec uzavře reakční prostor vyčerpaný až na tlak ' ^1,333 Pa malou vápníkovou zátkou, takže celá soustava se samočinně utěsní. Účelně se s výhodou odsávací potrubí obklopí v horní části pece chladicími součástmi, jako např. ochranými štíty proti sálání tepla.
Aby se působilo proti deformacím reakční ho prostoru působeným podtlakem v němž udržovaným, je účelné umístit pec, obklopující reakční nádoby, v prostoru evakuovaném na podtlak 13,33 Pa.
Příklad provedení zařízení podle vynálezu je znázorněn schematicky na výkresu.
Redukční pec má uvnitř reakční prostor 1, v němž jsou uspořádány dvě reakční nádoby 2 a 3, ’ z nichž horní reakční nádoba 2 je ' vyložena kysličníkem vápenatým a slouží k uložení směsi ’ kysličníků prvků vzácných zemin a kobaltu, účelně slisovaných do tvaru výlisků. Spodní reakční nádoba 3 slouží k uložení směsi kysličníku· vápenatého a práškového · hliníku. Tenkým odsávacím potrubím 4 vyrobeným z ocele a umístěným na · horním konci reakčního prostoru 1 lze reakční prostor evakuovat až na · tlak . · 1,333 Pa. Pec je plynotěsná a vůči vnější atmosféře je utěsněna utěsněním 8 umístěným ve výstupu odsávacího potrubí 4. V horní části pece jsou umístěny ochranné štíty 9, které odrážejí resp. pohlcují teplo z reakčního prostoru, takže odsávací potrubí 4 může být chladnější než reakční prostor 1. Vně reakčního prostoru jsou uspořádány dvě, nezávisle · na sobě zapojovatelné topné soustavy ·5, 6 pro vyhřívání horní reakční nádoby 2 a spodní reakční nádoby 3. Pecní vyzdívka 7 je účelně tvořena magnezitovými cihlami, spojovanými beze spár.
Pec · podle · vynálezu pracuje následujícím způsobem.
Z technického bezvodého kysličníku vápenatého s maximální velikostí zrn 50 μ a jemnozrnného práškového . hliníku, jehož 75% má velikost zrna < 60 . μ . se vylisují výlisky lisovací · tlakem 392’ MPa, o průměru 310 mm a výšce · 30· mm. Tyto výlisky se navrství do spodní reakční nádoby 3, · která se vloží do reakčního prostoru. · Horní reakční nádoba 2 se vyloží kysličníkem vápenatým a pak se naplní výlisky ze směsi kysličníku prvků vzácných· zemin a kysličníku kobaltu. Tato horní reakční nádoba 2 se postaví na spodní reakční nádobu 3 · a potom se celý reakční prostor vakuově těsně uzavře přírubami horního víka pece. Vnitřní vakuum v reakčním prostoru · 1 a · vnější vakuum v peci se · vytvoří · současně, přičemž vnitřní vakuum má mít · hodnotu asi 1,333 Pa, je-li to možné až 0,333 Pa. Po dosažení předepsaného vakua se zapojí topná soustava 6 spodní reakční nádoby 3 1 topná soustava 5 horní reakční nádoby 2. Ve spodní reakční nádobě 3 nastane reakce již při teplotě 600 °C, při které vzniká vápník. Za · stálého evakuování reakčního prostoru se teploty obou topných soustav stále zvyšují. V závislosti na tlaku ve spodní reakční nádobě 3 začnou se tvořit · od teploty 900 °C páry vápníku, které stoupají do horní · části reakčního prostoru a poněvadž tam je přebytek redukovadla, pomalu uzavírají tenké přívodní potrubí, poněvadž ’ páry vápníku · v rozmezí teplot 600 až 620· · °C kondensují. . Po zkondensování par vápníku panuje · · v reakčním prostoru 1 vysoké vakuum. Poněvadž všude jsou přítomny páry vápníku, začne působit přídavné getrování vápníku, které vede k vázání plynných zbytků.
Účinná doba reakce je asi 2 hodiny. Po této · účinné periodě se vypne topení a celá pecní soustava se ochladí · na teplotu místnosti. Potom se otevře víko pece, ochranné· štíty proti sálání tepla se vyjmou a z reakčního prostoru se vyjmou reakční · nádoby. Reakční prostor nádoby se otevře a reakční produkt v horní nádobě 2 se může přivádět k halšímu zpracování. Je to kyprý až středně · tvrdý pórovitý koláč a .dá se · snadno vyjmout z reakční nádoby.
Vlastnosti slinutého prášku, vyrobeného způsobem podle vynálezu, jsou uvedeny v následujících tabulkách obsahujících výsledky provedených zkoušek.
Tabulka 1 nění vápníku. . Přebytečná kyselina solná byla · pak . odstraněna dodatečným vypráním destilovanou vodou.
Vlastnosti slinutého prášku samaria s kobaltem, zpracovaného chemicky za mokra. iRejkční produkt byl rozemlet . a byl vyprán zředěnou kyselinou solnou až do odstra-
Zkouška čís. Obsah samaria hmot. % Obsah kobaltu hmot % Obsah vápníku hmot . % Obsah kyslíku (PPmj
1 33,12 66,03 0,011 1280
2 32,94 67,00 0,280 830
3 33,18 66,00 0,180 940
4 33,15 66,49 0,045 650
5 33,05 66,30 0,072 610
6 33,45 66,39 0,145 780
7 33,40 66,26 0,070 500
8 32,92 66,70 0,063 1240
9 ' . 33,18 66,31 0,710 1000
10 33,28 66,14 0,130 590
Z výsledků analysy lze ihned usuzovat, že se dá dosáhnout poměrně dobré reprodukovatelnosti složení slitiny.
Větší odchylky jsou jen v obsahu vápníku.
Obsahy vápníku se m&ní v rozmezí 630 až
2800 ppm, kdežto u obsahů kyslíku nevznikají žádná příliš velká rozmezí změn. Je to podmíněno použitím samočinně se uzavírajícím reakčním prostorem a redukcí přes prostředí par vápníku.
Tabulka 2
Vlastnosti slinutého prášku samaria s ко- V tomto případě byl práškový reakční probaltem, zpracovaného magnetovým oddělo- dukt oddělován přes magnetový oddělovač váním.
Zkouška čís. Obsah samaria hmot. % Obsah kobaltu hmot. % Obsah vápníku hmot. % Obsah kyslíku (PPm)
1 32,84 66,34 0,284 2820
2 33,09 66,16 0,650 1940
3 32,75 66,40 0,123 1130
4 32,98 66,10 0,134 2000
5 32,75 66,26 0,298 1660
6 33,18 66,10 0,359 1540
7 33,00 65,95 0,099 980
8 32,91 65,92 0,834 1900
9 32,78 66,30 0,810 1530
10 32,77 66,48 0,243 1400
Z výsledků zkoušek s magnetovým oddělováním složek slitiny od nezmagnetizovaného podílu vyplývá, že podíl kysličníku vápenatého je vyšší než ve slitinových prášcích zpracovaných chemicky za mokra. Mimoto jsou také větší odchylky v obsazích samaria a kobaltu.
Obtíž dosáhnout větších stupňů čistoty slitinového prášku spočívá v tom, že vzdor intensivnímu rozmělňování reakčních produktů vznikají vždy znovu slitinové prášky obsahující uvnitř kysličníkové vměsky.
Je-li tento oxidický podíl malý nebo daleko menší než magnetovatelný kovový podíl, je při oddělování magnetickým polem tenio oxidický podíl přiřazen kovovému podílu a objeví se přirozeně při analyse znovu ve slitině prvku vzácných zemin s kobaltem resp. ve slitině samaria s kobaltem.
V tabulce 3 jsou uvedeny další fysikální vlastnosti slitin samaria s kobaltem, které byly z redukčních produktů vyextrahovány chemicky za mokra. Důležité je, jak známo, aby kovové slisovatelné a slinutelné prášky, které se zpracují v kompaktní slinuté produkty, měly vlastnosti jako sypnou huštotu,; hustotu po‘ setřesení a průměrnou velikost částic, které lze stanovit známými zkušebními metodami.
Tabulka 3
Fyzikální vlastnosti slitin samaria s kobaltem, zpracovaných chemicky za mokra.
Zkouška Sypná hustota Hustota poi setřesení Průměrná velikost
čís. (g.cm-3) (g.cm-3) částic (μΐη)
1 2,85 3,24 2 5 4- 15
2 3,24 3,86 35 + 17
3 4,25 4,64 10+ 3
4 4,30 4,73 12+ 4
5 2,'915 3,90 29 + 13
6 3,86 4,19 103 + 28.
7 3,20 3,60 150 + 35
8 4ДО 4,45 210 + 43
9 4,22 4,48 155 + 25
10 3,'46 3.88 160 + 20
Pokusy 1 až 5 byly prováděny s materiálem 1 . gramatomu samaria a 5 gramatomu kobaltu, . které ' byly . redukovány - ve tvaru - jejich . kysličníků, pokusy 6 až - 10 naproti tomu s 1 gramatomem samaria v podobě kysličníku, se- 4 . gramatomy kovového· kobaltu asi - gramatomem kobaltu ve tvaru kyslič niku. -Proto - také zde - byly .zjištěny- větší - prů měrné velikosti částic.
V tabulce 4 jsou uvedeny hodnoty --fyzíkál· nich - kovových prášků - zpracovaných - magneticky.
Tabulka 4
Fyzikální vlastnosti magneticky zpracovaných slitin samaria- s kobaltem.
Zkouška Sypná hustota Hustota po - setřesení Průměrná velikost
čís. (g.cm-3) (g.cmr3] částic (jum)
1 3,10 3,65 60 + 10
2 3,60 3,93 '41 + 8
3 4,2S 4,75 30+ 6
4 3,00: 3,35 25 + - 5
-5 3,110' 3,55 19 + 3
6 4,00 4,i25 48+ '5
7 4,25 4,76 Θ9+7
8 3,9)5 4,35 75+8
9 4,10 4,40 '53' + 6
10 4,65 4,90 44 + 5
Hodnoty zkoušek 1 až 5 byly - získány rovněž redukcí směsí kysličníků, sestávajících z 1 - gramatomu - samaria a 5 gramatomu kobal tu, vztaženo, na -kysličník. U - zkoušek 6 až - 10 byly 4 gramatomy -oxldického kobaltu - nahrazeny práškem- kovového -kobaltu.

Claims (13)

1. Způsob výroby práškových nebo. - snadno práškovate-lných slitin prvků vzácných zemin -s -kobaltem, vyznačený tím, že· se - směsi jemnozrnných kysličníků prvků vzácných- zemin s kobaltem redukují plynným vápníkem při teplotách ÍOOO až 1400 4C a tlaku g - 1,330 Pa, vzniklý reakční produkt se mechanicky rozmělní v částice -o velikosti <100 μΐη a vzniklá -slitina prvku vzácných zemin s kobaltem se- 'C^dt^iělí od vedlejších produkttůreakce zpracováním vodnou kyselinou nebo magneticky nebo extrahováním.
2. Způsob podle bodu 1, vyznačený tím, že se vzájemně smísí směsi kysličníku prvků vzácných - zemin a kobaltu v takovém poměru, aby výsledný atomový poměr vznikající slitiny činil 1: 3 až 1: 9, s výhodou 1: 5.
3. Způsob - podle bodů 1 a 2, vyznačený tím, že se- zpracovává jako· kysličník prvků vzácných zemin kysličník samaritý.
4. Způsob podle bodů 1 -až 3, - vyznačený tím, že -se - zpracovává -směs, ve které je maximálně 80; % - hmot, kysličníku kobaltu -nahrazeno práškovým: kobaltem·.
5. Způsob podle- bodů 1 -až 4, vyznačený tím, že se zpracovává směs s přísadou až 50 obj. % chloridu vápenatého.
6. Způsob podle bodů 1 až -5, vyznačený tím, že se zpracovává směs s přísadou až 10 obj. % síry.
7. Způsob podle bodů 1 až -6 vyznačený tím, že se zpracovává směs, ve které je na- vynAlezu hrazeno až. . 60 . molových - % kysličníku kobaltu jedním nebo .'více prvky - z řady. -. železo, nikl, mangan a měď, nebo- jejich- kysličníky.
8. Zařízení- k - -provádění způsobu - podle -bodů 1 až 7, vyznačené - -tímrže - sestává z - pece, uzavřené proti ' vnější ' atmosféře, která obsahuje s- výhodou - uprostřed '-umístěný - reakční prostor, vyčerpaný vývěvou -až . . na - podtlak í 1,333 ' Pa až 0,1333 ' Pa, - ve kterém jsou umístěny dvě od sebe oddělené, nahoře -otevřené vytápěné reakční nádoby .('2, 3).
9. Zařízení - podle bodu 8, vyznačené '- tím, že reakční nádoba (3) pro- zreagování kysličníku vápenatého s hliníkem je. umístěna pod .reakční nádobou . (2), -obsahující . smě.s kysličníku prvků vzácných zemin a- kobaltu.
10. Zařízení podle -bodů 8 a '9, vyznačené tím, že reakční nádoba (2), obbahující směs kysličníku prvků vzácných zemin a kobaltu, je vyložena kysličníkem vápenatým.
11. Zařízení podle- bodu 8, vyznačené -tím·, že hrdlo - odsávacího potrubí (4) reakčního prostoru pece má maximální světlý průměr 10 mm.
12. Zařízení podle - bodu 11, vyznačené tím, že hrdlo odsávacího- potrubí - (4) je -obklopeno chladicími součástmi, jako například ochrannými štíty (9) proti sálání tepla.
13. Zařízení podle bodu 8, vyznačené tím, že pec, obklopující reakční nádoby (2i, 3), je umístěna v prostoru, evakuovaném -na podtlak 13,33 Pa.
CS74497A 1973-01-26 1974-01-25 Method of making the powder substances or easily pulverisable alloys of elements of noble earths CS216666B2 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2303697A DE2303697C2 (de) 1973-01-26 1973-01-26 Verfahren zur Herstellung von Legierungspulvern aus Seltenen Erden und Kobalt

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CS216666B2 true CS216666B2 (en) 1982-11-26

Family

ID=5869981

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS74497A CS216666B2 (en) 1973-01-26 1974-01-25 Method of making the powder substances or easily pulverisable alloys of elements of noble earths

Country Status (16)

Country Link
JP (1) JPS5316798B2 (cs)
AT (1) AT336906B (cs)
BE (1) BE808440A (cs)
BR (1) BR7400498D0 (cs)
CA (1) CA995497A (cs)
CH (1) CH596322A5 (cs)
CS (1) CS216666B2 (cs)
DD (1) DD109237A5 (cs)
DE (1) DE2303697C2 (cs)
FI (1) FI59616C (cs)
FR (1) FR2215480B1 (cs)
GB (1) GB1438091A (cs)
IL (1) IL44013A (cs)
IT (1) IT1002760B (cs)
NL (1) NL167730C (cs)
SE (1) SE403624B (cs)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2631162C3 (de) * 1975-07-22 1980-04-30 N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken, Eindhoven (Niederlande) Verfahren zum Herstellen von Verbindungen Seltener Erdmetalle und Kobalt, Nickel, Eisen und/oder Kupfer
JPS5487630A (en) * 1977-12-26 1979-07-12 Fujitsu Ltd Method of producing rare earth cobalt magnet
JPS54102271A (en) * 1978-01-31 1979-08-11 Nippon Itsutoriumu Kk Production of rare earth elements containing alloy powder
JPS5823451B2 (ja) * 1979-05-01 1983-05-16 住友特殊金属株式会社 希土類コバルト系磁石の製造方法
US4331475A (en) * 1980-07-28 1982-05-25 Reading Alloys, Inc. Process for aluminothermic production of chromium and chromium alloys low in nitrogen
US4767450A (en) * 1984-11-27 1988-08-30 Sumitomo Special Metals Co., Ltd. Process for producing the rare earth alloy powders
JPS61295308A (ja) * 1985-06-24 1986-12-26 Sumitomo Metal Mining Co Ltd 希土類金属を含む合金粉末の製造方法
US4769063A (en) * 1986-03-06 1988-09-06 Sumitomo Special Metals Co., Ltd. Method for producing rare earth alloy
FR2607520B1 (fr) * 1986-11-27 1992-06-19 Comurhex Procede d'elaboration par metallothermie d'alliages purs a base de terres rares et de metaux de transition
EP0411571B1 (en) * 1989-07-31 1994-06-01 Mitsubishi Materials Corporation Rare earth permanent magnet powder, method for producing same and bonded magnet
US5354354A (en) * 1991-10-22 1994-10-11 Th. Goldschmidt Ag Method for producing single-phase, incongruently melting intermetallic phases
CN108168294B (zh) * 2017-12-18 2024-02-09 保定硼达新材料科技有限公司 一种真空炉
CN111500879B (zh) * 2020-05-28 2021-07-27 清华大学 基于磁性Janus颗粒的萃取稀土元素的方法

Also Published As

Publication number Publication date
FR2215480B1 (cs) 1976-10-08
FI59616C (fi) 1981-09-10
CA995497A (en) 1976-08-24
DE2303697C2 (de) 1974-07-18
DD109237A5 (cs) 1974-10-20
FI59616B (fi) 1981-05-29
IT1002760B (it) 1976-05-20
ATA63274A (de) 1976-09-15
CH596322A5 (cs) 1978-03-15
NL167730C (nl) 1982-01-18
IL44013A0 (en) 1974-05-16
BR7400498D0 (pt) 1974-10-29
DE2303697A1 (cs) 1973-12-06
BE808440A (fr) 1974-03-29
IL44013A (en) 1976-12-31
GB1438091A (en) 1976-06-03
AT336906B (de) 1977-06-10
DE2303697B1 (de) 1973-12-06
SE403624B (sv) 1978-08-28
FR2215480A1 (cs) 1974-08-23
JPS5316798B2 (cs) 1978-06-03
JPS49104860A (cs) 1974-10-03
NL7401096A (cs) 1974-07-30
NL167730B (nl) 1981-08-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CS216666B2 (en) Method of making the powder substances or easily pulverisable alloys of elements of noble earths
US5961750A (en) Nonevaporable getter alloys
CN105642906B (zh) 用于制备基于钛、锆和铪并与元素Ni、Cu、Ta、W、Re、Os和Ir合金化的合金粉末的方法
Evans et al. Uranium nitrides
Bruzzone et al. The strontium-aluminium and barium-aluminium systems
US3923933A (en) Process for preparing sintered uranium dioxide grains
US20090148635A1 (en) Non-evaporable getter alloys based on yttrium for hydrogen sorption
US2707679A (en) Methods of producing zirconium and titanium
Suzuki et al. Recycling of rare earth magnet scraps: Part II Oxygen removal by calcium
US3049432A (en) Crucible and refractory material therefor
US3928089A (en) Rare earth intermetallic compounds produced by a reduction-diffusion process
US3918933A (en) Nickel-lanthanum alloy produced by a reduction-diffusion process
RO et al. Preparation of TiAl and Ti3Al powders by calciothermic reduction of oxides
Baskin et al. Synthesis of uranium monophosphide by the phosphine reaction
RO et al. A fundamental study on preparation of Al3Ti powders by calciothermic reduction of oxides
Gennari et al. Formation of pseudobrookite through gaseous chlorides and by solid-state reaction
Pande et al. Electron microscope and electron diffraction studies of sintering of magnesite
RU2361699C1 (ru) Способ получения микрокристаллического порошка иттрия
US3014797A (en) Preparation of pure metals of the rare earth metals, titanium, zirconium, and hafnium
Kripyakevich et al. Compounds with Th6Mn23-type structures in alloys of the rare-earth metals with manganese and iron
US3877999A (en) Hydration-disintegration of cobalt-rare earth alloy containing material
Kamihira et al. Solid state deoxidation of some rare earth metals and reduction of their interstitial impurity concentrations by electron beam melting
JPS6183608A (ja) 窒化アルミニウムの製造方法
JP2595027B2 (ja) セラミツクシンチレータの製造方法
US3873307A (en) Process for the preparation of yttrium-silicon compounds or master alloys by silicon carbide reduction of yttria