DE112007000353B4

DE112007000353B4 - Verdichtetes metallisches Molybdänpulver und Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE112007000353B4
Application number: DE112007000353.7T
Authority: DE
Inventors: Patrick Ansel Thompson; Loyal M. Johnson jun.; Sunil Chandra Jha
Original assignee: Climax Engineered Materials LLC
Current assignee: Climax Engineered Materials LLC
Priority date: 2006-02-17
Filing date: 2007-02-16
Publication date: 2016-12-01
Anticipated expiration: 2027-02-17
Also published as: GB2448285A; US20060204395A1; US7524353B2; JP5442260B2; GB2448285B; JP2009527640A; DE112007000353T5; WO2007112160A3; HK1122241A1; GB0814850D0; WO2007112160A2

Abstract

Verdichtetes metallisches Molybdänpulver, das aufweist: Teilchen aus metallischem Molybdän mit einem Verhältnis von Oberfläche zu Masse von nicht mehr als ungefähr 0,5 m2/g, bestimmt durch BET-Analyse, mit einem Gesamtgewichtsprozentanteil an Sauerstoff kleiner als ungefähr 0,05%, und einer Fließfähigkeit größer als ungefähr 32 s/50 g, bestimmt mit einem Hall-Flowmeter, wobei die Teilchen eine verdichtete Form eines Vorläufermaterials mit metallischem Molybdänpulver aufweisen, das ein Verhältnis von Oberfläche zu Masse von zwischen ungefähr 1 m2/g und ungefähr 4 m2/g, bestimmt durch BET-Analyse, und eine Fließfähigkeit zwischen ungefähr 29 s/50 g und ungefähr 86 s/50 g, bestimmt mit einem Hall-Flowmeter, hat.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft im Allgemeinen Molybdän und genauer metallisches Molybdänpulver und dessen Erzeugung.
Hintergrund der Erfindung
Molybdän (Mo) ist ein silbriges oder platinfarbiges metallisches chemisches Element, das hart, schmiedbar, verformbar ist und unter anderen wünschenswerten Eigenschaften einen hohen Schmelzpunkt hat. Molybdän tritt natürlich in einem kombinierten Zustand auf, nicht in einer reinen Form. Natürlich gibt es Molybdänerz als Molybdänit (Molybdändisulfid, MoS₂).
Molybdänerz kann durch Glühen bearbeitet werden, um Molybdänoxid (MoO₃) zu bilden, das weiterverarbeitet werden kann, um reines Molybdän (Mo) als metallisches Pulver zu bilden. In diesem reinen Zustand ist Molybdänmetall zäh und formbar und ist durch mäßige Härte, hohe thermische Leitfähigkeit, hohen Widerstand gegen Korrosion und einen niedrigen Ausdehnungskoeffizienten gekennzeichnet. Molybdänmetall kann für die Elektroden in elektrisch beheizten Glasöfen verwendet werden, bei Anwendungen in der Kernenergie und zum Gießen von Teilen, die in Flugkörpern, Raketen und Flugzeugen verwendet werden. Molybdänmetall kann auch in verschiedenen elektrischen Anwendungen eingesetzt werden, die hohen Temperaturen ausgesetzt sind, so wie Röntgenstrahlenröhren, Elektronenröhren und elektrischen Öfen.
Wegen ihrer erwünschten Eigenschaften sind Molybdänpulver bei Spritzbeschichtungs- und Pulverspritzgussanwendungen nützlich. Die Nützlichkeit von Molybdänpulvern kann durch Verdichten verbessert werden. Da das Ergebnis empfindlicher metallurgischer Prozesse durch Molybdänpulver mit sich ändernden Dichten beeinträchtigt werden kann, entwickelte sich ein Bedürfnis nach einem Verdichtungsprozess, der leicht gesteuert werden könnte, um ein fließfähiges Molybdänpulver mit einer gewünschten Dichte und einem Fließvermögen zu erzeugen, wobei bestimmte Kostenparameter vorgegeben sind.
Zusätzlich, wegen der erwünschten Eigenschaften von Molybdänpulvern, die durch bekannte Plasmaverdichtungsprozesse hergestellt worden sind, entwickelte sich ein Bedürfnis, vorteilhafte verdichtete Molybdänpulver durch einen billigeren und effizienteren Prozess, als er bisher bekannt war, zu erzeugen.
US 5 330 557 A offenbart beispielsweise ein fließfähiges Molybdänmetallpulver mit einer geregelten Korngrößenverteilung, die durch Reduktion in einem Wirbelschichtreaktor erreicht wird.
Demgegenüber wird in der US 2003/0 084 754 A1 eine Methode zur Molybdänherstellung mittels Reduktion vorgestellt, bei der das Material durch eine Röhre gefördert wird, in der mehrere Aufheizzonen vorgesehen sind.
Die US 5 000 785 A beschreibt ein Verfahren zur Steuerung der Sauerstoffmenge in Molybdänmetallpulver, bei der gepresstes Molybdänpulver gesintert wird und anschließend mit Wasserstoffperoxid in Kontakt gebracht wird. In der US 6 569 222 B2 wird ein Verfahren zur Herstellung von Molybdänmetallpulver dargelegt, bei dem das Rohmaterial einen thermisch profilierten Drehrohrofen unter einer reduzierenden Atmosphäre schrittweise durchläuft.
Die US 4 146 388 A beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines im Wesentlichen aus Molybdän bestehenden Flammspritzpulvers, bei dem Molybdänpartikel ein Plasma durchlaufen und mit Sauerstoff, einem der Molybdänoxide oder Ammoniummolybdat in Kontakt gebracht werden.
Zusammenfassung der Erfindung
Erfindungsgemäß wird ein verdichtetes metallisches Molybdänpulver nach Anspruch 1 vorgeschlagen, wobei ein entsprechendes Herstellungsverfahren Gegenstand von Anspruch 8 ist. Die abhängigen Ansprüche betreffen jeweils vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.
Verdichtetes metallisches Molybdänpulver kann kugelförmige Teilchen aus metallischem Molybdän aufweisen, mit einem Verhältnis von Oberfläche zu Masse von nicht mehr als ungefähr 0,5 Meter²/Gramm (m²/g) und einer Fließfähigkeit schneller als ungefähr 32,0 s/50 g, bestimmt mit einem Hall-Flowmeter. Zusätzlich kann verdichtetes metallisches Molybdänpulver Teilchen mit einer scheinbaren Dichte von wenigstens ungefähr 2,0 Gramm/Kubikmetern (g/cm³) aufweisen, bestimmt durch ein Scott-Volumenmessgerät. Verdichtetes metallisches Molybdänpulver kann auch eine verdichtete Form eines Vorläufermaterials aufweisen, das metallisches Molybdänpulverteilchen mit einem Verhältnis von Oberfläche zu Masse von zwischen ungefähr 1 m²/g und ungefähr 4 m²/g und einer Fließfähigkeit zwischen ungefähr 29 Sekunden/50 Gramm (s/50 g) und ungefähr 86 s/50 g, bestimmt mit einem Hall-Flowmeter, aufweist.
Ein Verfahren zum Erzeugen eines verdichteten metallischen Molybdänpulvers kann aufweisen: i) Bereitstellen eines Vorrats aus Vorläufermaterial, das metallische Molybdänpulverteilchen aufweist, welche aus Ammoniummolybdat reduziert worden sind; ii) Bereitstellen eines Vorrats an reduzierendem Gas; iii) Verdichten des Vorläufermaterials in Anwesenheit des reduzierenden Gases; und iv) Erzeugen eines verdichteten metallischen Molybdänpulvers, das Im Allgemeinen kugelförmige Teilchen aufweist, mit einem Verhältnis von Oberfläche zu Masse von nicht mehr als ungefähr 0,5 Meter²/Gramm (m²/g) und einer Fließfähigkeit schneller als ungefähr 32 s/50 g, bestimmt mit einem Hall-Flowmeter.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Veranschaulichende und gegenwärtig bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen veranschaulicht, in denen:
1 eine schematische Querschnittsdarstellung einer Ausführungsform einer Vorrichtung zum Erzeugen von metallischem Molybdänpulver gemäß der Erfindung ist;
2 ein Ablaufdiagramm ist, das eine Ausführungsform eines Verfahrens zum Erzeugen von metallischem Molybdänpulver gemäß der Erfindung veranschaulicht;
3 ein Rasterelektronenmikroskopbild des metallischen Molybdänpulvers ist, so wie es gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erzeugt werden kann, wobei das Ammoniummolybdat-Vorläufermaterial AHM ist;
4 ein Rasterelektronenmikroskopbild des metallischen Molybdänpulvers ist, wie es gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erzeugt werden kann, bei dem das Ammoniummolybdat-Vorläufermaterial AHM ist;
5 ein Rasterelektronenmikroskopbild des metallischen Molybdänpulvers ist, wie es gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erzeugt werden kann, bei dem das Ammoniummolybdat-Vorläufermaterial AHM ist;
6 ein Rasterelektronenmikroskopbild des metallischen Molybdänpulvers ist, wie es gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erzeugt werden kann, bei dem das Ammoniummolybdat-Vorläufermaterial ADM ist;
7 ein Rasterelektronenmikroskopbild des metallischen Molybdänpulvers ist, wie es gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erzeugt werden kann, bei dem das Ammoniummolybdat-Vorläufermaterial ADM ist;
8 ein Rasterelektronenmikroskopbild des metallischen Molybdänpulvers ist, wie es gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erzeugt werden kann, bei dem das Ammoniummolybdat-Vorläufermaterial ADM ist;
9 ein Rasterelektronenmikroskopbild des metallischen Molybdänpulvers ist, wie es gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erzeugt werden kann, bei dem das Ammoniummolybdat-Vorläufermaterial AOM ist;
10 ein Rasterelektronenmikroskopbild des metallischen Molybdänpulvers ist, wie es gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erzeugt werden kann, bei dem das Ammoniummolybdat-Vorläufermaterial AOM ist; und
11 ein Rasterelektronenmikroskopbild des metallischen Molybdänpulvers ist, wie es gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erzeugt werden kann, bei dem das Ammoniummolybdat-Vorläufermaterial AOM ist;
12 ein Rasterelektronenmikroskopbild (1 mm 30X) eines bei niedriger Temperatur verdichteten metallischen Molybdänpulvers ist, wie es gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erzeugt werden kann, wobei das Vorläufermaterial für das metallische Molybdänpulver bei einer Temperatur von ungefähr 1065°C verdichtet wird;
13 ein Rasterelektronenmikroskopbild (200 μm 100X) eines bei niedriger Temperatur verdichteten metallischen Molybdänpulvers ist, wie es gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erzeugt werden kann, wobei das Vorläufermaterial für das metallische Molybdänpulver bei einer Temperatur von ungefähr 1065°C verdichtet wird;
14 ein Rasterelektronenmikroskopbild (20 μm 1000X) eines bei niedriger Temperatur verdichteten metallischen Molybdänpulvers ist, wie es gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erzeugt werden kann, wobei das Vorläufermaterial für das metallische Molybdänpulver bei einer Temperatur von ungefähr 1065°C verdichtet wird;
15 ein Rasterelektronenmikroskopbild (6 μm 5000X) eines bei niedriger Temperatur verdichteten metallischen Molybdänpulvers ist, wie es gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erzeugt werden kann, wobei das Vorläufermaterial für das metallische Molybdänpulver bei einer Temperatur von ungefähr 1065°C verdichtet wird;
16 ein Rasterelektronenmikroskopbild (2 μm 10000X) eines bei niedriger Temperatur verdichteten metallischen Molybdänpulvers ist, wie es gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erzeugt werden kann, wobei das Vorläufermaterial für das metallische Molybdänpulver bei einer Temperatur von ungefähr 1065°C verdichtet wird;
17 ein Rasterelektronenmikroskopbild (1 mm 30X) eines bei niedriger Temperatur verdichteten metallischen Molybdänpulvers ist, wie es gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erzeugt werden kann, wobei das Vorläufermaterial für das metallische Molybdänpulver bei einer Temperatur von ungefähr 1300°C verdichtet wird;
18 ein Rasterelektronenmikroskopbild (200 μm 100X) eines bei niedriger Temperatur verdichteten metallischen Molybdänpulvers ist, wie es gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erzeugt werden kann, wobei das Vorläufermaterial für das metallische Molybdänpulver bei einer Temperatur von ungefähr 1300°C verdichtet wird;
19 ein Rasterelektronenmikroskopbild (20 μm 1000X) eines bei niedriger Temperatur verdichteten metallischen Molybdänpulvers ist, wie es gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erzeugt werden kann, wobei das Vorläufermaterial für das metallische Molybdänpulver bei einer Temperatur von ungefähr 1300°C verdichtet wird;
20 ein Rasterelektronenmikroskopbild (6 μm 5000X) eines bei niedriger Temperatur verdichteten metallischen Molybdänpulvers ist, wie es gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erzeugt werden kann, wobei das Vorläufermaterial für das metallische Molybdänpulver bei einer Temperatur von ungefähr 1300°C verdichtet wird;
21 ein Rasterelektronenmikroskopbild (2 μm 10000X) eines bei niedriger Temperatur verdichteten metallischen Molybdänpulvers ist, wie es gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erzeugt werden kann, wobei das Vorläufermaterial für das metallische Molybdänpulver bei einer Temperatur von ungefähr 1300°C verdichtet wird;
22 ein Rasterelektronenmikroskopbild (1 mm 30X) eines bei niedriger Temperatur verdichteten metallischen Molybdänpulvers ist, wie es gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erzeugt werden kann, wobei das Vorläufermaterial für das metallische Molybdänpulver bei einer Temperatur von ungefähr 1500°C verdichtet wird;
23 ein Rasterelektronenmikroskopbild (200 μm 100X) eines bei niedriger Temperatur verdichteten metallischen Molybdänpulvers ist, wie es gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erzeugt werden kann, wobei das Vorläufermaterial für das metallische Molybdänpulver bei einer Temperatur von ungefähr 1500°C verdichtet wird;
24 ein Rasterelektronenmikroskopbild (20 μm 1000X) eines bei niedriger Temperatur verdichteten metallischen Molybdänpulvers ist, wie es gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erzeugt werden kann, wobei das Vorläufermaterial für das metallische Molybdänpulver bei einer Temperatur von ungefähr 1500°C verdichtet wird;
25 ein Rasterelektronenmikroskopbild (6 μm 5000X) eines bei niedriger Temperatur verdichteten metallischen Molybdänpulvers ist, wie es gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erzeugt werden kann, wobei das Vorläufermaterial für das metallische Molybdänpulver bei einer Temperatur von ungefähr 1500°C verdichtet wird;
26 ein Rasterelektronenmikroskopbild (2 μm 10000X) eines bei niedriger Temperatur verdichteten metallischen Molybdänpulvers ist, wie es gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erzeugt werden kann, wobei das Vorläufermaterial für das metallische Molybdänpulver bei einer Temperatur von ungefähr 1500°C verdichtet wird;
27 ein Rasterelektronenmikroskopbild (1 nm 30X) von im Plasma verdichtetem metallischem Molybdänpulver ist, wie es gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erzeugt worden ist, wobei das Vorläufermaterial für das metallische Molybdänpulver in Plasma verdichtet wird;
28 ein Rasterelektronenmikroskopbild (200 μm 100X) von im Plasma verdichtetem metallischem Molybdänpulver ist, wie es gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erzeugt worden ist, wobei das Vorläufermaterial für das metallische Molybdänpulver in Plasma verdichtet wird;
29 ein Rasterelektronenmikroskopbild (20 μm 1000X) von im Plasma verdichtetem metallischem Molybdänpulver ist, wie es gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erzeugt worden ist, wobei das Vorläufermaterial für das metallische Molybdänpulver in Plasma verdichtet wird;
30 ein Rasterelektronenmikroskopbild (6 μm 5000X) von im Plasma verdichtetem metallischem Molybdänpulver ist, wie es gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erzeugt worden ist, wobei das Vorläufermaterial für das metallische Molybdänpulver in Plasma verdichtet wird;
31 ein Rasterelektronenmikroskopbild (2 μm 10000X) von im Plasma verdichtetem metallischem Molybdänpulver ist, wie es gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erzeugt worden ist, wobei das Vorläufermaterial für das metallische Molybdänpulver in Plasma verdichtet wird;
32 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung ist, die verwendet wird, um bei niedriger Temperatur verdichtetes Molybdänpulver gemäß einem Verfahren der vorliegenden Erfindung zu erzeugen;
33 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung ist, die verwendet wird, um im Plasma verdichtetes Molybdänpulver gemäß einem Verfahren der vorliegenden Erfindung zu erzeugen; und
34 eine Auftragung von Daten ist, die in der Tabelle 15 dargestellt sind.
Genaue Beschreibung der Erfindung
Ein neues metallisches Molybdänpulver 10 hat ein Verhältnis von Oberfläche zu Masse in einem Bereich von ungefähr 1,0 Meter²/Gramm (m²/g) und ungefähr 3,0 m²/g, bestimmt durch BET-Analyse, in Kombination mit einer Teilchengröße, wobei wenigstens 30% der Teilchen eine Teilchengröße haben, die größer ist als ein Standard-Maschensieb nach Tyler der Größe +100. Zusätzlich kann das metallische Molybdänpulver 10 durch seine Fließfähigkeit in einem Bereich zwischen ungefähr 29 Sekunden/50 Gramm (s/50 g) und ungefähr 64 s/50 g, bestimmt mit einem Hall-Flowmeter, die Temperatur, bei der das Sintern beginnt, und den Gewichtsprozentanteil an Sauerstoff, der in dem Endprodukt vorliegt, unterschieden werden.
Metallisches Molybdänpulver 10 mit einem relativ hohen Verhältnis von Oberfläche zu Masse in Kombination mit einer relativ großen Teilchengröße und ausgezeichneten Fließfähigkeit liefert Vorteile bei anschließenden Prozessen der Pulvermetallurgie. Zum Beispiel ist die geringe Hall-Fließfähigkeit (d. h. ein sehr fließfähiges Material) des metallischen Molybdänpulvers 10, das gemäß der vorliegenden Erfindung erzeugt worden ist, vorteilhaft bei Sinterprozessen, da das metallische Molybdänpulver 10 einfacher Formhohlräume füllen wird. Die vergleichsweise niedrige Sintertemperatur (z. B. von ungefähr 950°C) im Vergleich zu ungefähr 1500°C bei herkömmlichen metallischen Molybdänpulvern bietet zusätzliche Vorteile, wie sie hierin beschrieben werden.
Das neue metallische Molybdänpulver 10 kann mit der Vorrichtung 12, die in 1 veranschaulicht ist, erzeugt werden. Die Vorrichtung 12 kann einen Ofen 14 mit einer anfänglichen Heizzone 16 und einer letzten Heizzone 18 aufweisen. Gegebenenfalls kann der Ofen 14 mit einer dazwischen liegenden Heizzone 20 versehen sein, die zwischen der anfänglichen Heizzone 16 und der letzten Heizzone 18 angeordnet ist. Ein Prozessrohr 22 erstreckt sich durch den Ofen 14, so dass ein Ammoniummolybdat-Vorläufermaterial in das Prozessrohr 22 eingeführt und durch die Heizzonen 16, 18, 20 des Ofens 14 bewegt werden kann, so wie es durch einen Pfeil 26 veranschaulicht ist, der in 1 zu sehen ist. Ein Prozessgas 28, beispielsweise ein reduzierendes Gas 30 wie Wasserstoff, kann in das Prozessrohr 22 eingeführt werden, so wie es durch einen Pfeil 32, der in 1 gezeigt ist, veranschaulicht ist. Demgemäß wird das Ammoniummolybdat-Vorläufermaterial reduziert, um metallisches Molybdänpulver 10 zu bilden oder zu erzeugen.
Ein Verfahren 80 (2) zum Herstellen des metallischen Molybdänpulvers 10 wird auch hierin offenbart. Metallisches Molybdänpulver 10 wird aus einem Ammoniummolybdat-Vorläufermaterial 24 erzeugt. Beispiele für Ammoniummolybdat-Vorläufermaterialien 24 umfassen Ammoniumheptamolybdat (AHM), Ammoniumdimolybdat (ADM) und Ammoniumoctamolybdat (AOM). Ein Verfahren 80 zum Erzeugen von metallischem Molybdänpulver 10 kann aufweisen: i) Bereitstellen 82 eines Vorrates an Ammoniummolybdat-Vorläufermaterial 24; ii) Erhitzen 84 des Ammoniummolybdat-Vorläufermaterials 24 auf eine Anfangstemperatur (z. B. in der anfänglichen Heißzone 16 des Ofens 14) in Anwesenheit eines reduzierendes Gases 30, so wie Wasserstoff, um ein Zwischenprodukt 74 zu erzeugen; iii) Erhitzen 86 des Zwischenproduktes 74 auf eine Endtemperatur (z. B. in der letzten Heizzone 18 des Ofens 14) in Anwesenheit des reduzierendes Gases 30; und iv) Erzeugen 88 des metallischen Molybdänpulvers 10.
Nachdem das metallische Molybdänpulver 10, die Vorrichtung 12 und Verfahren 80 zu dessen Herstellung ebenso wie einige wichtigere Merkmale und Vorteile der Erfindung Im Allgemeinen beschrieben worden sind, werden nun die verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung in weiteren Einzelheiten beschrieben.
NEUE FORMEN METALLISCHEN MOLYBDÄNPULVERS
Das neue metallische Molybdänpulver 10 hat ein Verhältnis von Oberfläche zu Masse in einem Bereich von ungefähr 1.0 Meter²/Gramm (m²/g) und ungefähr 3.0 m²/g, bestimmt durch BET-Analyse, in Kombination mit einer Teilchengröße, wobei wenigstens 30% der Teilchen eine Teilchengröße haben, die größer ist als ein Standard-Maschensieb nach Tyler der Größe +100. Zusätzlich kann das metallische Molybdänpulver 10 weiter durch Fließvermögen in einem Bereich von ungefähr 29 Sekunden/50 Gramm (s/50 g) und ungefähr 64 s/50 g, bestimmt durch ein Hall-Flowmeter; die Temperatur, bei der das Sintern beginnt, und den Gewichtsprozentanteil an Sauerstoff, der in dem Endprodukt vorliegt, unterschieden werden. Wie es leicht in den 4, 7 und 10 gesehen werden kann, führt die Kombination dieser einmaligen Eigenschaften dazu, dass die Teilchen des neuen metallischen Molybdänpulvers 10 ein Im Allgemeinen rundes kugelartiges Aussehen mit einer sehr porösen Oberfläche haben, ähnlich der eines runden Schwammes.
Das metallische Molybdänpulver 10 kann ein Verhältnis von Oberfläche zu Masse in einem Bereich von ungefähr 1,0 Meter²/Gramm (m²/g) und ungefähr 3,0 m²/g haben, bestimmt durch BET-Analyse. Genauer kann das metallische Molybdänpulver 10 ein Verhältnis von Oberfläche zu Masse in dem Bereich von ungefähr 1,32 m²/g und ungefähr 2,56 m²/g, bestimmt durch BET-Analyse, haben. Die hohen BET-Ergebnisse werden erhalten, obwohl die Teilchengröße vergleichsweise groß ist (d. h. ungefähr 60 μm oder 60,000 nm). Vergleichsweise hohe BET-Ergebnisse werden üblicherweise mit Nanoteilchen verbunden, die Größen haben, welche beträchtlich kleiner sind als 1 μm (1000 nm). Hier sind die Teilchen des metallischen Molybdänpulvers 10 ganz neu, da die Teilchen beträchtlich größer sind, mit Größen von ungefähr 60 μm (60,000 nm), in Kombination mit hohen BET-Ergebnissen zwischen ungefähr 1,32 m²/g und ungefähr 2,56 m²/g.
Die Teilchen des metallischen Molybdänpulvers 10 haben eine Teilchengröße, bei der wenigstens 30% der Teilchen eine Teilchengröße haben, die größer ist als ein Standard-Maschensieb nach Tyler der Größe +100. Genauer haben die Teilchen des metallischen Molybdänpulvers 10 eine Teilchengröße, bei der wenigstens 40% der Teilchen eine Teilchengröße haben, die größer ist als ein Standard-Maschensieb nach Tyler der Größe +100. Zusätzlich haben die Teilchen des metallischen Molybdänpulvers 10 eine Teilchengröße, bei der wenigstens 20% der Teilchen eine Teilchengröße haben, die kleiner ist als ein Standard-Maschensieb nach Tyler der Größe –325. Standard-Maschensiebe nach Tyler mit Durchmessern von 8 Zoll wurden verwendet, um die Ergebnisse hierin zu erhalten.
Die einmalige Kombination von hohem BET und größerer Teilchengröße kann einfach aus den 3–11 gesehen werden, welche die poröse Teilchenoberfläche veranschaulichen, die im Aussehen ähnlich der eines Schwammes ist. Die poröse Oberfläche der Teilchen des metallischen Molybdänpulvers 10 erhöht das Verhältnis von Oberfläche zu Masse der Teilchen, was die höheren BET-Ergebnisse liefert. Im Gegensatz dazu haben Teilchen aus metallischem Molybdänpulver 10, die nach Prozessen des Standes der Technik erzeugt werden können, eine Im Allgemeinen glatte Oberfläche (d. h. eine nicht poröse), was zu relativ geringen Verhältnissen von Oberfläche zu Masse führt (d. h. niedrigen BET-Ergebnissen).
Die relativ große Teilchengröße in Kombination mit der ungefähr kugelartigen Form der Teilchen trägt zu der niedrigen Hall-Fließfähigkeit bei, was das metallische Molybdänpulver 10 zu einem sehr fließfähigen Material und somit einem guten Material für anschließendes Sintern und andere Anwendungen in der Pulvermetallurgie macht. Das metallische Molybdänpulver 10 hat eine Fließfähigkeit zwischen ungefähr 29 s/50 g und ungefähr 64 s/50 g, bestimmt mit einem Hall-Flowmeter. Genauer wurde mit einem Hall-Flowmeter eine Fließfähigkeit zwischen ungefähr 58 s/50 g und ungefähr 63 s/50 g bestimmt.
Das metallische Molybdänpulver 10 kann auch durch seinen endgültigen Gewichtsprozentanteil an Sauerstoff unterschieden werden. Das metallische Molybdänpulver 10 weist einen endgültigen Gewichtsprozentanteil an Sauerstoff von weniger als ungefähr 0,2% auf. Der endgültige Gewichtsprozentanteil von Sauerstoff mit weniger als ungefähr 0,2% ist ein besonders geringer Sauerstoffgehalt, der aus vielen Gründen wünschenswert ist. Ein geringerer Gewichtsprozentanteil an Sauerstoff verbessert anschließende Sinterprozesse. Ein hoher Gewichtsprozentanteil an Sauerstoff kann oftmals negativ mit dem Wasserstoffgas reagieren, das in dem Sinterofen verwendet wird, und Wasser erzeugen, oder zu höherem Schrumpfen und zu Strukturproblemen, so wie Leerräumen führen. Die Identifikation von metallischem Molybdänpulver 10 mit einem solchen vorteilhaften Gewichtsprozentanteil an Sauerstoff trägt zu erhöhtem Wirkungsgrad bei Herstellungsprozessen bei.
Zusätzlich kann das metallische Molybdänpulver 10 durch die Temperatur unterschieden werden, bei der das Sintern beginnt. Das metallische Molybdänpulver 10 beginnt bei ungefähr 950°C zu sintern, was eine besonders geringe Temperatur zum Sintern von metallischem Molybdän ist. Typischerweise beginnt herkömmlich hergestelltes metallisches Molybdänpulver nicht bis ungefähr 1500°C zu sintern. Die Eigenschaft des metallischen Molybdänpulvers 10, dass es stark fließfähig ist und bei solch geringen Temperaturen zu sintern beginnt, hat beträchtliche Vorteile, einschließlich zum Beispiel dem Senken von Herstellungskosten, dem Anwachsen des Wirkungsgrades bei Herstellungsprozessen und dem Verringern des Schrumpfens.
Metallisches Molybdänpulver 10 kann leicht unterschiedliche Eigenschaften von den oben besonders definierten haben (z. B. Verhältnis von Oberfläche zu Masse, Teilchengröße, Fließvermögen, Sauerstoffgehalt und Sintertemperatur), abhängig von dem Ammoniummolybdat-Vorläufermaterial 24, das verwendet wird, um das metallische Molybdänpulver 10 zu erzeugen. Die Ammoniummolybdat-Vorläufermaterialien 24, die mit guten Ergebnissen verwendet worden sind, um metallisches Molybdänpulver 10 zu erzeugen, umfassen Ammoniumdimolybdat (NH₄)₂Mo₂O₇ (ADM); Ammoniumheptamolybdat (NH₄)₆Mo₇O₂₄ (AHM) und Ammoniumoctamolybdat (NH₄)₄Mo₈O₂₆ (AOM).
Obwohl die besten Ergebnisse erhalten worden sind, wenn man AHM als das Ammoniummolybdat-Vorläufermaterial 24 einsetzt, sind auch ADM und AOM mit guten Ergebnissen verwendet worden. Die Ammoniummolybdat-Vorläufermaterialien 24 werden erzeugt von und sind kommerziell erhältlich bei Climax Molybdenum Company in Fort Madison, Iowa.
Die 3–5 sind Rasterelektronenmikroskopbilder von metallischem Molybdänpulver 10, so wie es gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erzeugt werden kann, wobei das Ammoniummolybdat-Vorläufermaterial 24 AHM war. AHM wird erzeugt von und ist kommerziell erhältlich bei Climax Molybdenum Company in Fort Madison, Iowa (CAS Nr.: 12054-85-2).
Im Allgemeinen kann AHM ein vorteilhaftes Ammoniummolybdat-Vorläufermaterial 24 sein, wenn das gewünschte Endprodukt einen relativ geringen Sauerstoffgehalt haben muss und hochfließfähig sein muss, für Anwendungen, so wie zum Beispiel Sintern. Das Verwenden von AHM als das Ammoniummolybdat-Vorläufermaterial 24 führt Im Allgemeinen zu einem mehr kugelförmigen metallischen Molybdänpulver 10, wie in den 3 und 4 gezeigt. Die kugelartige Form des metallischen Molybdänpulvers 10 trägt zu dem hohen Fließvermögen (d. h. es ist ein sehr fließfähiges Material) und der ausgezeichneten Sinterfähigkeit bei. Die poröse Oberfläche des metallischen Molybdänpulvers 10, das aus AHM erzeugt worden ist, erhöht das Verhältnis von Oberfläche zu Masse und kann leicht in 5 gesehen werden. Im Allgemeinen ist metallisches Molybdänpulver 10, das aus AHM erzeugt worden ist, fließfähiger und hat einen geringeren Sauerstoffgehalt als metallisches Molybdänpulver 10, das aus AOM oder ADM erzeugt worden ist.
Die 6–8 sind Rasterelektronenmikroskopbilder von metallischem Molybdänpulver 10, so wie es gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erzeugt werden kann, wobei das Aluminiummolybdat-Vorläufermaterial 24 ADM war. ADM wird erzeugt von und ist kommerziell erhältlich bei Climax Molybdenum Company in Fort Madison, Iowa (CAS Nr.: 27546-07-2).
Das Verwenden von ADM als das Ammoniummolybdat-Vorläufermaterial 24 führt Im Allgemeinen zu einem groberen metallischen Molybdänpulver 10 als das, das aus AHM erzeugt worden ist, wie es in den 6 und 7 zu sehen ist. Metallisches Molybdänpulver 10, das aus ADM erzeugt worden ist, hat auch einen höheren Sauerstoffgehalt und ein geringeres Fließvermögen (wie in Beispiel 13 gezeigt) im Vergleich zu metallischem Molybdänpulver 10, das aus AHM erzeugt worden ist. Die poröse Oberfläche des metallischen Molybdänpulvers 10, das aus ADM erzeugt worden ist, erhöht das Verhältnis von Oberfläche zu Masse und kann leicht in 8 gesehen werden. Im Allgemeinen hat das metallische Molybdänpulver 10, das aus ADM erzeugt worden ist, eine Kombination aus hohem BET (d. h. Verhältnis von Oberfläche zu Masse) und größerer Teilchengröße.
9–11 sind Rasterelektronenmikroskopbilder von metallischem Molybdänpulver 10, so wie es gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erzeugt werden kann, bei dem das Ammoniummolybdat-Vorläufermaterial 24 AOM war. Das AOM wird erzeugt von und ist kommerziell erhältlich bei Climax Molybdenum Company in Fort Madison, Iowa (CAS Nr.: 12411-64-2).
Das Verwenden von AOM als dem Ammoniummolybdat-Vorläufermaterial 24 führt Im Allgemeinen zu einem gröberen metallischen Molybdänpulver 10 als dem, das aus AHM erzeugt worden ist, wie es in den 9 und 10 zu sehen ist. Das metallische Molybdänpulver 10, das aus AOM erzeugt worden ist, hat auch einen höheren Sauerstoffgehalt und ein geringeres Fließvermögen (wie in Beispiel 14 gezeigt) im Vergleich zu metallischem Molybdänpulver 10, das aus AHM erzeugt worden ist. Die poröse Oberfläche des metallischen Molybdänpulvers 10, das aus AOM erzeugt worden ist, erhöht das Verhältnis von Oberfläche zu Masse und kann leicht in 11 gesehen werden. Im Allgemeinen hat das metallische Molybdänpulver 10, das aus AOM erzeugt wird, eine Kombination aus hohem BET (d. h. Verhältnis von Oberfläche zu Masse) und großer Teilchengröße.
Die Auswahl des Ammoniummolybdat-Vorläufermaterials 24 kann von verschiedenen Gestaltungsbetrachtungen abhängen, einschließlich, jedoch nicht beschränkt auf die gewünschten Eigenschaften des endgültigen metallischen Molybdänpulvers 10 (z. B. Verhältnis von Oberfläche zu Masse, Größe, Fließfähigkeit, Sinterfähigkeit, Sintertemperatur, endgültiger Gewichtsprozentanteil an Sauerstoff, Reinheit usw.).
VORRICHTUNG ZUM ERZEUGEN VON METALLISCHEM MOLYBDÄNPULVER
1 ist eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer Vorrichtung 12, die für das Erzeugen von metallischem Molybdänpulver 10 verwendet wird. Diese Beschreibung der Vorrichtung 12 liefert das Umfeld für die Beschreibung des Verfahrens 80, das verwendet wird, um metallisches Molybdänpulver 10 zu erzeugen.
Die Vorrichtung 12 kann einen Drehrohrofen 14 mit wenigstens einer anfänglichen Heizzone 16 und einer letzten Heizzone 18 umfassen. Gegebenenfalls kann der Ofen 14 auch mit einer dazwischen liegenden Heizzone 20 versehen sein, die sich zwischen der anfänglichen Heizzone 16 und der letzten Heizzone 18 befindet. Ein Prozessrohr 22 erstreckt sich durch den Ofen 14, so dass ein Ammoniummolybdat-Vorläufermaterial 24 in das Prozessrohr 22 eingeführt und durch die Heizzonen 16, 18, 20 des Ofens 14 bewegt werden kann, so wie es durch einen Pfeil 26, der in 1 gezeigt ist, veranschaulicht ist. Ein Prozessgas 28, so wie ein reduzierendes Gas 30, beispielsweise Wasserstoff, kann in das Prozessrohr 22 eingeführt werden, so wie es durch einen Pfeil 32, der in 1 gezeigt ist, veranschaulicht ist.
Der Ofen 14 weist bevorzugt eine darin ausgebildete Kammer 34 auf. Die Kammer 34 definiert eine Anzahl gesteuerter Heizzonen 16, 18, 20, welche das Prozessrohr 22 innerhalb des Ofens 14 umgeben. Das Prozessrohr 22 erstreckt sich in ungefähr gleichen Teilen durch jede der Heizzonen 16, 18, 20. Die Heizzonen 16, 18, 20 sind durch Sperrmauern 36, 38 aus Feuerfestmaterial definiert. Der Ofen 14 kann auf den gewünschten Temperaturen gehalten werden, indem irgendeine geeignete Temperatursteuervorrichtung (nicht gezeigt) verwendet wird. Die Heizelemente 40, 42, 44, die in jeder der Heizzonen 16, 18, 20 des Ofens 14 angeordnet sind, bilden Heizquellen.
Das Prozessgas 28 kann ein reduzierendes Gas 30 und ein inertes Trägergas 46 aufweisen. Das reduzierende Gas 30 kann Wasserstoffgas sein, und das inerte Trägergas 46 kann Stickstoffgas sein. Das reduzierende Gas 30 und das inerte Trägergas 46 können in getrennten Gaszylindern 30, 46 nahe dem entfernt liegenden Ende des Prozessrohrs 22 gespeichert werden, wie in 1 gezeigt. Das Prozessgas 28 wird durch einen Gaseinlass 72 in das Prozessrohr 22 eingeführt und durch die Kühlzone 48 (veranschaulicht durch den gestrichelten Umriss in 1) und durch jede der Heizzonen 16, 18, 20 in eine Richtung entgegengesetzt (d. h. im Gegenstrom, wie durch eine Pfeil 32 veranschaulicht) zu der Richtung geleitet werden, in der das Vorläufermaterial 24 durch jede der Heizzonen 16, 18, 20 des Ofens 14 bewegt wird.
Das Prozessgas 28 kann auch verwendet werden, um einen im Wesentlichen konstanten Druck innerhalb des Prozessrohres 22 zu halten. Bei einer Ausführungsform der Erfindung kann das Prozessrohr 22 Wasserdruck bei ungefähr 8,9 bis 14 cm (ungefähr 3,5 bis 5,5 Zoll) halten. Das Prozessrohr 22 kann auf einem im Wesentlichen konstanten Druck gehalten werden, indem das Prozessgas 28 mit einer vorbestimmten Rate oder Druck in das Prozessrohr 22 eingeführt und jegliches unreagiertes Prozessgas 28 mit einer vorbestimmten Rate oder Druck ausgelassen wird, um den gewünschten Gleichgewichtsdruck innerhalb des Prozessrohres 22 einzurichten. Das ausgelassene Gas kann durch einen Wäscher (nicht gezeigt) geblasen werden, um den inneren Wasserdruck des Ofens 14 bei ungefähr 11,4 cm (4,5 Zoll) zu halten.
Die Vorrichtung 12 kann auch ein Transportsystem 50 aufweisen. Das Transportsystem 50 kann auch ein Zufuhrsystem 52 zum Zuführen des Ammoniummolybdat-Vorläufermaterials 24 in das Prozessrohr 22 und einen Auslasskasten 54 an dem entfernt liegenden Ende des Prozessrohres 22 zum Sammeln des metallischen Molybdänpulvers 10, das in dem Prozessrohr 22 erzeugt worden ist, aufweisen.
Das Prozessrohr 22 kann innerhalb der Kammer 34 des Ofens 14 über das Transportsystem 50, das eine geeignete Antriebsanordnung 56 hat, gedreht werden. Die Antriebsanordnung 56 kann betrieben werden, um das Prozessrohr 22 entweder in einer Richtung im Uhrzeigersinn oder entgegen dem Uhrzeigersinn zu drehen, wie es durch einen Pfeil 58 in 1 veranschaulicht ist. Das Prozessrohr 22 kann unter einer Neigung 60 innerhalb der Kammer 34 des Ofens 14 angeordnet sein.
Das Prozessrohr 22 kann auf einer Plattform 62 angeordnet werden, und die Plattform 62 kann an einer Basis 64 angelenkt werden, so dass sich die Plattform 62 um eine Achse 66 verschwenken kann. Eine Hebeanordnung 68 kann auch an der Plattform 62 angreifen. Die Hebeanordnung 68 kann betrieben werden, um ein Ende der Plattform 62 in Bezug auf die Basis 64 anzuheben oder abzusenken. Die Plattform 62 und somit das Prozessrohr 22 können auf die gewünschte Neigung mit Bezug auf die Ebene 70 eingestellt werden.
Obwohl eine Ausführungsform der Vorrichtung 12 in 1 gezeigt ist und oben beschrieben wurde, wird verstanden, dass weitere Ausführungsformen der Vorrichtung 12 auch als innerhalb des Umfangs der Erfindung liegend angesehen werden.
VERFAHREN ZUM ERZEUGEN VON METALLISCHEM MOLYBDÄNPULVER
Ein Verfahren 80 zum Erzeugen des metallischen Molybdänpulvers 10 (oben beschrieben), welches die Vorrichtung 12 (oben beschrieben) verwendet, ist hierin offenbart und in 2 gezeigt. Eine Ausführungsform eines Verfahrens 80 zum Erzeugen von metallischem Molybdänpulver 10 gemäß der vorliegenden Erfindung kann als Schritte in dem Ablaufdiagramm veranschaulicht werden, das in 2 gezeigt ist.
Das Verfahren 80 beginnt Im Allgemeinen damit, dass das Ammoniummolybdat-Vorläufermaterial 24 in das Prozessrohr 22 eingeführt und durch jede der Heizzonen 16, 18, 20 des Ofens (wobei es innerhalb des Prozessrohres 22 ist) bewegt wird. Das Prozessrohr 22 kann sich drehen 58 und/oder geneigt sein 60, um die Bewegung und das Mischen des Ammoniummolybdat-Vorläufermaterials 24 und des Prozessgases 28 zu vereinfachen. Das Prozessgas 28 strömt durch das Prozessrohr 22 in eine Richtung, die entgegengesetzt oder im Gegenstrom (gezeigt durch einen Pfeil 32) zu der Richtung ist, in der sich das Ammoniummolybdat-Vorläufermaterial 24 durch das Prozessrohr (gezeigt durch einen Pfeil 26) bewegt. Nachdem kurz eine allgemeine Übersicht über das Verfahren 80 beschrieben worden ist, wird das Verfahren 80 nun in weiteren Einzelheiten beschrieben.
Das Verfahren beginnt mit dem Bereitstellen 82 eines Vorrats an Ammoniummolybdat-Vorläufermaterial 24. Das Ammoniummolybdat-Vorläufermaterial 24 wird hiernach in weiteren Einzelheiten beschrieben. Das Ammoniummolybdat-Vorläufermaterial 24 kann dann in das Prozessrohr 22 eingeführt (d. h. zugeführt) werden. Die Zufuhrrate des Ammoniummolybdat-Vorläufermaterials 24 kann entsprechend der Größe des verwendeten Gerätes (d. h. Ofen 14) sein.
Wie in 2 gezeigt, fährt das Verfahren 80 mit dem Erhitzen 84 des Ammoniummolybdat-Vorläufermaterials 24 auf eine bzw. bei einer Anfangstemperatur in Anwesenheit des Prozessgases 28 fort. Wenn sich das Ammoniummolybdat-Vorläufermaterial 24 durch die anfängliche Heizzone 16 bewegt, wird es mit dem Prozessgas 28 gemischt und reagiert mit diesem, um ein Zwischenprodukt 74 (in 1 gezeigt) zu bilden. Das Zwischenprodukt 74 kann eine Mischung aus unreagiertem Ammoniummolybdat-Vorläufermaterial 24, Zwischenreaktionsprodukten und dem metallischen Molybdänpulver 10 sein. Das Zwischenprodukt 74 verbleibt in dem Prozessrohr 22 und reagiert weiter mit dem Prozessgas 28, wenn es durch die Heizzonen 16, 18, 20 bewegt wird.
Genauer gesagt kann die Reaktion in der anfänglichen Zone 16 die Reduktion des Ammoniummolybdat-Vorläufermaterials 24 durch das reduzierende Gas 30 (z. B. Wasserstoffgas) in dem Prozessgas 28 sein, um das Zwischenprodukt 74 zu bilden. Die Reduktionsreaktion kann auch Wasserdampf und/oder gasförmiges Ammoniak erzeugen, wenn das reduzierende Gas 30 Wasserstoffgas ist. Die chemische Reaktion, die in der anfänglichen Zone 16 zwischen dem Ammoniummolybdat-Vorläufermaterial 24 und dem reduzierenden Gas 30 geschieht, ist nicht vollständig bekannt. Jedoch wird allgemein vermutet, dass die chemische Reaktion, die in der anfänglichen Zone 16 auftritt, die Reduktion oder das Ausdampfen von 60–70% des gasförmigen Ammoniaks, das Reduzieren zu Wasserstoffgas und Stickstoffgas, was zu mehr verfügbarem Wasserstoffgas führt, was somit weniger frisches Wasserstoffgas erfordert, das in das Prozessrohr 22 gepumpt werden muss, umfasst.
Die Temperatur in der anfänglichen Zone 16 kann auf einer konstanten Temperatur von ungefähr 600°C gehalten werden. Das Ammoniummolybdat-Vorläufermaterial 24 kann in der anfänglichen Zone 16 ungefähr 40 Minuten erhitzt werden. Die Temperatur der anfänglichen Zone 16 kann auf einer niedrigeren Temperatur als den Temperaturen der zwischenliegenden 20 und letzten 18 Zone gehalten werden, weil die Reaktion zwischen dem Ammoniummolybdat-Vorläufermaterial 24 und dem reduzierenden Gas 30 in der anfänglichen Zone 16 eine exotherme Reaktion ist. Insbesondere wird Wärme während der Reaktion in der anfänglichen Zone 16 freigesetzt, und das Halten einer Temperatur unterhalb 600°C in der anfänglichen Zone 16 hilft dabei, das Ausdampfen von Molybdäntrioxid (MoO₃) zu vermeiden.
Die zwischenliegende Zone 20 kann gegebenenfalls als eine Übergangszone zwischen der anfänglichen 16 und der schließlichen 18 Zone vorgesehen sein. Die Temperatur in der zwischenliegenden Zone 20 wird auf einer höheren Temperatur als die der anfänglichen Zone 16 gehalten, jedoch auf einer niedrigeren Temperatur als in der letzten Zone 18. Die Temperatur in der zwischenliegenden Zone 20 kann auf einer konstanten Temperatur von ungefähr 770°C gehalten werden. Das Zwischenprodukt 74 kann in der zwischenliegenden Zone 20 ungefähr 40 Minuten erhitzt werden.
Die zwischenliegende Zone 20 bildet eine Übergangszone zwischen der niedrigeren Temperatur der anfänglichen Zone 16 und der höheren Temperatur der letzten Zone 18, was eine bessere Steuerung der Größe des metallischen Metallpulverproduktes 10 bietet. Im Allgemeinen wird vermutet, dass die Reaktion in der zwischenliegenden Zone 20 eine Reduktionsreaktion umfasst, welche zu der Bildung oder dem Ausdampfen von Wasserdampf, gasförmigem Ammoniak oder gasförmigem Sauerstoff führt, wenn das reduzierende Gas 30 Wasserstoffgas ist.
Das Verfahren 80 wird mit dem Heizen 86 des Zwischenproduktes 74 bei einer Endtemperatur in Anwesenheit eines reduzierenden Gases 30 weitergeführt. Wenn sich das Zwischenprodukt 74 in die letzte Zone 18 bewegt, wird es weiter mit dem Prozessgas 28 (welches reduzierendes Gas 30 umfasst) gemischt und reagiert mit diesem, um das metallische Molybdänpulver 10 zu bilden. Es wird vermutet, dass die Reaktion in der letzten Zone 18 eine Reduktionsreaktion ist, welche zu der Bildung von festem metallischen Molybdänpulver (Mo) 10 und Wasser oder gasförmigem Wasserstoff und Stickstoff führt, wenn das reduzierende Gas 30 Wasserstoffgas ist.
Die Reaktion zwischen dem Zwischenprodukt 74 und dem reduzierenden Gas 30 in der letzten Zone 18 ist eine endotherme Reaktion, die zu der Erzeugung 88 metallischen Molybdänpulverprodukts 10 führt. Somit kann der Energieeintrag der letzten Zone 18 entsprechend angepasst werden, um für die zusätzliche Wärme zu sorgen, die durch die endotherme Reaktion in der letzten Zone 18 erforderlich ist. Die Temperatur in der letzten Zone 18 kann bei ungefähr 950°C gehalten werden, genauer bei einer Temperatur von ungefähr 946°C bis ungefähr 975°C. Das Zwischenprodukt 74 kann in der letzten Zone 18 ungefähr 40 Minuten lang erhitzt werden.
Im Allgemeinen nimmt das Verhältnis von Oberfläche zu Masse (durch BET-Analyse bestimmt) des metallischen Molybdänpulvers 10 mit anwachsenden Temperaturen in der letzten Zone 18 ab. Im Allgemeinen verstärkt das Erhöhen der Temperatur der letzten Zone 18 eine Agglomeration (d. h. ”Verklumpen”) des erzeugten metallischen Molybdänpulvers 10. Obwohl höhere Temperaturen in der letzten Zone 18 verwendet werden können, kann das Mahlen oder Zerstrahlen des metallischen Molybdänpulvers 10 notwendig sein, um das Material für verschiedene anschließende Sinter- und andere Anwendungen der Pulvermetallurgie aufzubrechen.
Das metallische Molybdänpulver 10 kann auch gesiebt werden, um übergroße Teilchen von dem Produkt zu entfernen, das während des Prozesses agglomeriert oder ”verklumpt” sein kann. Ob das metallische Molybdänpulver 10 gesiebt wird, wird von Gestaltungsbetrachtungen abhängen, so wie, jedoch nicht beschränkt auf, die letztendliche Verwendung für das metallische Molybdänpulver 10 und die Reinheit und/oder Teilchengröße des Ammoniummolybdat-Vorläufermaterials 24.
Wenn das metallische Molybdänpulver 10, das durch die oben beschriebenen Reaktionen erzeugt worden ist, unmittelbar in eine atmosphärische Umgebung eingeführt wird, während es noch heiß ist (z. B. nach dem Austritt aus der letzten Zone 18), kann es mit Sauerstoff in der Atmosphäre reagieren und erneut oxidieren. Daher kann das metallische Molybdänpulver 10 nach dem Austritt aus der letzten Zone 18 durch eine abgeschlossene Kühlzone 48 bewegt werden. Das Prozessgas 28 strömt auch durch die Kühlzone 48, so dass das heiße metallische Molybdänpulver 10 in einer reduzierenden Umgebung abgekühlt werden kann, was die erneute Oxidation des metallischen Molybdänpulvers 10 (z. B. um MoO₂ und/oder MoO₃ zu bilden) verringern oder ausschalten kann. Zusätzlich kann die Kühlzone 48 auch vorgesehen sein, um metallisches Molybdänpulver 10 zu Handhabungszwecken abzukühlen.
Die obigen Reaktionen können in jeder der Heizzonen 16, 18, 20 über eine Gesamtzeitdauer von ungefähr 2 Stunden geschehen. Es wird verstanden, dass etwas metallisches Molybdänpulver 10 in der anfänglichen Zone 16 und/oder der zwischenliegenden Zone 20 gebildet werden kann. Ebenso kann etwas nicht reagiertes Ammoniummolybdat-Vorläufermaterial 24 in die zwischenliegende Zone 20 und/oder die letzte Zone 18 eingeführt werden. Zusätzlich können einige Reaktionen noch sogar in der Kühlzone 48 geschehen.

Nachdem die Reaktionen in den verschiedenen Abschnitten des Prozessrohres 22 im Ofen 14 diskutiert worden sind, sollte angemerkt werden, dass optimale Umwandlungen des Ammoniummolybdat-Vorläufermaterials 24 in das metallische Molybdänpulver 10 beobachtet wurden, wenn die Prozessparameter auf die Werte in den Bereichen, die in Tabelle 1 hiernach gezeigt sind, eingerichtet wurden. TABELLE

PARAMETER	EINSTELLUNG
Neigung des Prozessrohres	0,25%
Drehgeschwindigkeit des Prozessrohres	3,0 Umdrehungen pro Minute
Temperatur
– anfängliche Zone	ungefähr 600°C
– zwischenliegende Zone	ungefähr 750°C
– letzte Zone	ungefähr 950°C–1025°C
Zeit
– anfängliche Zone	ungefähr 40 Minuten
– zwischenliegende Zone	ungefähr 40 Minuten
– letzte Zone	ungefähr 40 Minuten
Strömungsgeschwindigkeit des Prozessgases	60 bis 120 Kubikfuß pro Stunde

Wie es nach dem Studieren der Beispiele 1–14 hiernach deutlich werden wird, können die Prozessparameter, die in Tabelle 1 aufgeführt und oben diskutiert sind, geändert werden, um die Eigenschaften des gewünschten metallischen Molybdänpulvers zu optimieren. In ähnlicher Weise können diese Parameter in Kombination mit der Auswahl des Ammoniummolybdat-Vorläufermaterials 24 geändert werden, um weiter die gewünschten Eigenschaften des metallischen Molybdänpulvers 10 zu optimieren. Die Eigenschaften des gewünschten metallischen Molybdänpulvers 10 werden von Gestaltungsbetrachtungen abhängig, so wie, jedoch nicht beschränkt auf die endgültige Verwendung des metallischen Molybdänpulvers 10, die Reinheit und/oder Teilchengröße des Ammoniummolybdat-Vorläufermaterials 24 usw.
BEISPIELE 1 & 2
Bei diesen Beispielen war das Ammoniummolybdat-Vorläufermaterial 24 Ammoniumheptamolybdat (AHM). Die AHM-Teilchen, die als das Ammoniummolybdat-Vorläufermaterial 24 bei diesem Beispiel benutzt werden, werden erzeugt von und sind kommerziell erhältlich bei der Climax Molybdenum Company (Fort Madison, Iowa).
Die folgende Ausrüstung wurde für diese Beispiele verwendet: ein den Gewichtsverlust messendes Zufuhrsystem 52, erhältlich von Grabender als das Modell Nr. H31-FW33/50, kommerziell verfügbar bei C. W. Brabender Instrments, Inc. (South Hackensack, New Jersey); und ein Drehrohrofen 14, erhältlich von Harper International Corporation als Modell Nr. HOU-6D60-RTA-28-F (Lancaster, New York). Der Drehrohrofen 14 wies unabhängig gesteuerte 50,8 cm (20 Zoll) lange Heizzonen 16, 18, 20 auf, wobei sich ein 305 cm (120 Zoll) langes HT-Legierungsrohr 22 durch jede seiner Heizzonen 16, 18, 20 erstreckte. Demgemäß wurden bei diesem Beispiel insgesamt 152 cm (60 Zoll) Heizen und 152 cm (60 Zoll) Kühlen zur Verfügung gestellt.
Bei diesen Beispielen wurde das Ammoniummolybdat-Vorläufermaterial 24 unter Verwendung des den Gewichtsverlust messenden Zufuhrsystems 52 in das Prozessrohr 22 des Drehrohrofens 14 eingespeist. Das Prozessrohr 22 wurde gedreht 58 und geneigt 60 (wie in Tabelle 2 unten festgelegt), um die Bewegung des Vorläufermaterials 24 durch den Drehofen 14 zu vereinfachen und um das Mischen des Vorläufermaterials 24 mit einem Prozessgas 28 zu vereinfachen. Das Prozessgas 28 wurde durch das Prozessrohr 22 in eine Richtung entgegengesetzt oder im Gegenstrom 32 zu der Richtung eingeführt, in der sich das Vorläufermaterial 24 durch das Prozessrohr 22 bewegt hat. Bei diesen Beispielen wies das Prozessgas 28 Wasserstoffgas als das reduzierende Gas 30 auf und Stickstoffgas als das inerte Trägergas 46. Das ausgelassene Gas wurde durch einen Wäscher (nicht gezeigt) geblasen, um das Innere des Ofens 14 auf ungefähr 11,4 cm (4,5 Zoll) Wasserdruck zu halten.

Die Parameter für den Drehrohrofen 14 wurden auf die Werte eingestellt, die in Tabelle 2 hiernach gezeigt sind. TABELLE 2

PARAMETER	EINSTELLUNG
Zufuhrgeschwindigkeit des Vorläufers	5 bis 7 Gramm pro Minute
Neigung des Prozessrohrs	0,25%
Drehung des Prozessrohrs	3,0 Umdrehungen pro Minute
Temperatureinstellpunkte
– anfängliche Zone	600°C
– zwischenliegende Zone	770°C
– letzte Zone	946°C–975°C
Zeit
– anfängliche Zone	40 Minuten
– zwischenliegende Zone	40 Minuten
– letzte Zone	40 Minuten
Durchsatz des Prozessgases	80 Kubikfuß pro Stunde

Metallisches Molybdänpulver 10, das entsprechend diesen Beispielen erzeugt worden ist, ist in den 3–5 gezeigt und oben mit Bezug darauf diskutiert. Insbesondere wird metallisches Molybdänpulver 10, das nach diesen Beispielen erzeugt worden ist, durch sein Verhältnis von Oberfläche zu Masse in Kombination mit seiner Teilchengröße und Fließfähigkeit unterschieden. Insbesondere hat das metallische Molybdänpulver 10, das gemäß diesen Beispielen erzeugt worden ist, ein Verhältnis von Oberfläche zu Masse von 2,364 m²/g für Beispiel 1 und 2,027 m²/g für Beispiel 2, bestimmt durch BET-Analyse. Das metallische Molybdänpulver 10, das gemäß diesen Beispielen erzeugt worden ist, hat eine Fließfähigkeit von 63 s/50 g für Beispiel 1 und 58 s/50 g für Beispiel 2. Die erhaltenen und oben beschriebenen Ergebnisse für die Beispiele 1 und 2 sind auch in Einzelheiten in der Tabelle 3 hiernach aufgeführt. TABELLE 3

Beispiel/Temperatur (°C) der letzten Zone	Verhältnis von Oberfläche zu Masse (m²/g)	Fließfähigkeit (s/50 g)	Endgültiger Gewichtsprozentanteil Sauerstoff	Teilchengrößenverteilung durch Standardsiebanalyse
				+100	–325
1/946°C	2,364 m²/g	63 s/50 g	0,219%	39,5%	24,8%
2/975°C	2,027 m²/g	58 s/50 g	0,171%	48,9%	17,8%

Die Ergebnisse von Beispiel 1 (oben in Tabelle 3 aufgeführt) wurden erhalten, indem zehn getrennte Testläufe gemittelt wurden. Die genauen Testlaufdaten für Beispiel 1 sind in Tabelle 4 hiernach aufgeführt. Der endgültige Gewichtsprozentanteil an Sauerstoff in Beispiel 1 wurde berechnet, indem mathematisch jeder der zehn Testläufe gemittelt wurde. Die Ergebnisse für das Verhältnis von Oberfläche zu Masse, die Fließfähigkeit und die Verteilung der Teilchengrößen wurden nach dem Kombinieren und Prüfen der Molybdänpulverprodukte aus den zehn getrennten Testläufen erhalten.
Die Ergebnisse von Beispiel 2 (oben in Tabelle 3 aufgeführt) wurden erhalten, indem sechzehn getrennte Testläufe gemittelt wurden. Die genauen Testlaufdaten für Beispiel 2 sind ach in Tabelle 4 hiernach aufgeführt. Der endgültige Gewichtsprozentanteil an Sauerstoff in Beispiel 2 wurde berechnet, indem mathematisch jeder der sechzehn Testläufe gemittelt wurde. Die Ergebnisse für das Verhältnis von Oberfläche zu Masse, Fließfähigkeit und Verteilung der Teilchengröße wurden nach dem Kombinieren und Prüfen der Molybdänpulverprodukte aus den sechzehn getrennten Testläufen erhalten.
BEISPIELE 3–6

Bei den Beispielen 3–6 war das Ammoniummolybdat-Vorläufermaterial 24 Ammoniumheptamolybdat (AHM). Die Beispiele 3–6 verwendeten dasselbe Ammoniummolybdat-Vorläufermaterial 24, dieselbe Ausrüstung und dieselben Einstellungen der Prozessparameter, wie es zuvor oben in Einzelheiten bei den Beispielen 1 und 2 beschrieben wurde. Die Beispiele 3–6 variierten nur die Temperatur der letzten Zone. Die für die Beispiele 3–6 erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 5 hiernach gezeigt. TABELLE 5

Beispiel/Temperatur (°C) der letzten Zone	Verhältnis von Oberfläche zu Masse (m²/g)	Endgültiger Gewichtsprozentanteil Sauerstoff	Teilchengrößenverteilung durch Standardsiebanalyse
			+100	–325
3/950°C	2,328 m²/g	0,278%	37,1%	21,6%
4/1000°C	1,442 m²/g	0,152%	36,1%	23,8%
5/1025°C	1,296 m²/g	0,139%	33,7%	24,2%
6/950°C	1,686 m²/g	0,150%	34,6%	27,8%

Die Ergebnisse für Beispiel 3 (oben in Tabelle 5 aufgeführt) wurden aus einem getrennten Testlauf erhalten. Die genauen Testlaufdaten für Beispiel 3 sind in Tabelle 4 oben aufgeführt. Die Ergebnisse für den endgültigen Gewichtsprozentanteil an Sauerstoff, das Verhältnis von Oberfläche zu Masse und die Verteilung der Teilchengröße wurden nach dem Prüfen der Laufdaten aus dem einen Testlauf erhalten.
Die Ergebnisse für Beispiel 4 (oben in Tabelle 5 aufgeführt) wurden erhalten, indem sechs getrennte Testläufe gemittelt wurden. Die genauen Testlaufdaten für Beispiel 4 sind auch oben in Tabelle 4 aufgeführt. Der endgültige Gewichtsprozentanteil an Sauerstoff in Beispiel 4 wurde berechnet, indem mathematisch jeder der sechs Testläufe gemittelt wurde. Die Ergebnisse für das Verhältnis von Oberfläche zu Masse und die Verteilung der Teilchengröße wurden nach dem Kombinieren und Prüfen der Molybdänpulverprodukte aus den sechs getrennten Testläufen erhalten.
Die Ergebnisse für Beispiel 5 (oben in Tabelle 5 aufgeführt) wurden erhalten, indem fünf getrennte Testläufe gemittelt wurden. Die genauen Testlaufdaten für Beispiel 5 sind auch in Tabelle 4 oben aufgeführt. Der endgültige Gewichtsprozentanteil an Sauerstoff in Beispiel 5 wurde berechnet, indem mathematisch jeder der fünf Testläufe gemittelt wurde. Die Ergebnisse für das Verhältnis von Oberfläche zu Masse und die Verteilung der Teilchengröße wurden nach dem Kombinieren und Prüfen der Molybdänpulverprodukte aus den fünf getrennten Testläufen erhalten.
Die Ergebnisse für Beispiel 6 (oben in Tabelle 5 aufgeführt) wurden erhalten, indem fünf getrennte Testläufe gemittelt wurden. Die genauen Testlaufdaten für Beispiel 6 sind auch oben in Tabelle 4 aufgeführt. Der endgültige Gewichtsprozentanteil an Sauerstoff in Beispiel 6 wurde berechnet, indem mathematisch jeder der fünf Testläufe gemittelt wurde. Die Ergebnisse für das Verhältnis von Oberfläche zu Masse und die Verteilung der Teilchengröße wurden nach dem Kombinieren und Prüfen der Molybdänpulverprodukte aus den fünf getrennten Testläufen erhalten.
BEISPIELE 7–12

Bei den Beispielen 7–12 war das Ammoniummolybdat-Vorläufermaterial 24 Ammoniumheptamolybdat (AHM). Die Beispiele 7–12 verwendeten dasselbe Ammoniummolybdat-Vorläufermaterial 24, dieselbe Ausrüstung und dieselben Einstellungen der Prozessparameter, wie es zuvor oben in Einzelheiten in den Beispielen 1 und 2 beschrieben worden ist. Die Beispiele 7–12 variierten in den Temperaturen der zwischenliegenden und letzten Zone. Die Temperaturen der zwischenliegenden und letzten Zone und die Ergebnisse, die für die Beispiele 7–12 erhalten worden sind, sind in der Tabelle 6 hiernach gezeigt. TABELLE

Beispiel/Temperatur (°C) der zwischenliegenden/letzten Zone	Verhältnis von Oberfläche zu Masse (m²/g)	Fließfähigkeit (s/50 g)	Endgültiger Gewichtsprozentanteil Sauerstoff	Teilchengrößenverteilung durch Standardsiebanalyse
				+100	–325
7/ 770°C/950°C	1,79 m²/g	52 s/50 g	0,270%	43,8%	16,7%
8/ 760°C/940°C	1,93 m²/g	51 s/50 g	0,290%	51,1%	13,7%
9/ 750°C/930°C	1,95 m²/g	57 s/50 g	0,284%	49,5%	14,8%
10/ 740°C/920°C	2,17 m²/g	59 s/50 g	0,275%	43,8%	17,2%
11/ 730°C/910°C	2,95 m²/g	61 s/50 g	0,348%	45,6%	16,8%
12/ 770°C/950°C	1,90 m²/g	64 s/50 g	0,242%	50,3%	12,5%

Die Ergebnisse für Beispiel 7 (oben in Tabelle 6 aufgeführt) wurden erhalten, indem neun separate Testläufe gemittelt wurden. Der endgültige Gewichtsprozentanteil an Sauerstoff in Beispiel 7 wurde berechnet, indem mathematisch jeder der neun Testläufe gemittelt wurde. Die Ergebnisse für das Verhältnis von Oberfläche zu Masse, Fließfähigkeit und Verteilung der Teilchengröße wurden nach Kombinieren und Prüfen der Molybdänpulverprodukte aus den neun getrennten Testläufen erhalten.
Die Ergebnisse für Beispiel 8 (oben in Tabelle 6 aufgeführt) wurden erhalten, indem sechs getrennte Testläufe gemittelt wurden. Der endgültige Gewichtsprozentanteil an Sauerstoff in Beispiel 8 wurde berechnet, indem mathematisch jeder der sechs Testläufe gemittelt wurde. Die Ergebnisse für das Verhältnis von Oberfläche zu Masse, Fließfähigkeit und Verteilung der Teilchengröße wurden nach dem Kombinieren und Prüfen der Molybdänpulverprodukte aus den sechs getrennten Testläufen erhalten.
Die Ergebnisse für Beispiel 9 (oben in Tabelle 6 aufgeführt) wurden erhalten, indem acht getrennte Testläufe gemittelt wurden. Der endgültige Gewichtsprozentanteil an Sauerstoff in Beispiel 9 wurde berechnet, indem mathematisch jeder der acht Testläufe gemittelt wurde. Die Ergebnisse für das Verhältnis von Oberfläche zu Masse, Fließfähigkeit und Verteilung der Teilchengröße wurden nach dem Kombinieren und Prüfen der Molybdänpulverprodukte aus den acht getrennten Testläufen erhalten.
Die Ergebnisse für Beispiel 10 (oben in Tabelle 6 aufgeführt) wurden erhalten, indem siebzehn getrennte Testläufe gemittelt wurden. Der endgültige Gewichtsprozentanteil an Sauerstoff in Beispiel 10 wurde berechnet, indem mathematisch jeder der siebzehn Testläufe gemittelt wurde. Die Ergebnisse für das Verhältnis von Oberfläche zu Masse, Fließfähigkeit und Verteilung der Teilchengröße wurden nach Kombinieren und Prüfen der Molybdänpulverprodukte aus den siebzehn getrennten Testläufen erhalten.
Die Ergebnisse für Beispiel 11 (oben in Tabelle 6 aufgeführt) wurden erhalten, indem sechs getrennte Testläufe gemittelt wurden. Der endgültige Gewichtsprozentanteil an Sauerstoff in Beispiel 11 wurde berechnet, indem mathematisch jeder der sechs Testläufe gemittelt wurde. Die Ergebnisse für das Verhältnis von Oberfläche zu Masse, Fließfähigkeit und Verteilung der Teilchengröße wurden nach dem Kombinieren und Prüfen der Molybdänpulverprodukte aus den sechs getrennten Testläufen erhalten.
Die Ergebnisse für Beispiel 12 (oben in Tabelle 6 aufgeführt) wurden erhalten, indem sechzehn getrennte Testläufe gemittelt wurden. Der endgültige Gewichtsprozentanteil an Sauerstoff in Beispiel 12 wurde berechnet, indem mathematisch jeder der sechzehn Testläufe gemittelt wurde. Die Ergebnisse für das Verhältnis von Oberfläche zu Masse, Fließfähigkeit und Verteilung der Teilchengröße wurden nach dem Kombinieren und Prüfen der Molybdänpulverprodukte aus den sechzehn getrennten Testläufen erhalten.
BEISPIEL 13

In Beispiel 13 war das Ammoniummolybdat-Vorläufermaterial 24 Ammoniumdimolybdat (ADM). Beispiel 13 verwendete dieselbe Ausrüstung und dieselben Einstellungen der Prozessparameter, wie sie zuvor oben in Einzelheiten bei den Beispielen 1 und 2 beschrieben worden sind, mit der Ausnahme, dass die Temperatur der anfänglichen, zwischenliegenden und letzten Heizzone bei 600°C gehalten wurde. Die für das Beispiel 13 erhaltenen Ergebnisse sind in der Tabelle 7 hiernach gezeigt. TABELLE 7

Beispiel	Verhältnis von Oberfläche zu Masse (m²g)	Fließfähigkeit (s/50 g)	Endgültiger Gewichtsprozentanteil Sauerstoff	Teilchengrößenverteilung zur Standardsiebanalyse
				+100	–325
13	1,58 m²/g	78 s/50 g	1,568%	52,2%	8,9%

Die Ergebnisse für Beispiel 13 (oben in Tabelle 7 aufgeführt) wurden erhalten, indem vier getrennte Testläufe gemittelt wurden. Der endgültige Gewichtsprozentanteil an Sauerstoff in Beispiel 13 wurde berechnet, indem mathematisch jeder der vier Testläufe gemittelt wurde.
Die Ergebnisse für das Verhältnis von Oberfläche zu Masse, Fließfähigkeit und Verteilung der Teilchengröße wurden nach dem Kombinieren und Prüfen der Molybdänpulverprodukte aus den vier getrennten Testläufen erhalten.
BEISPIEL 14

In Beispiel 14 war das Ammoniummolybdat-Vorläufermaterial 24 Ammoniumoctamolybdat (AOM). Beispiel 14 benutzte dieselbe Ausrüstung und dieselben Einstellungen der Prozessparameter, wie zuvor oben in Einzelheiten bei den Beispielen 1 und 2 beschrieben, mit der Ausnahme, dass die Temperaturen der zwischenliegenden und letzten Heizzone variiert wurden. In Beispiele 14 wurde die zwischenliegende Heizzone zwischen 750°C–800°C eingerichtet und die letzte Heizzone wurde zwischen 900°C–1000°C eingerichtet. Die für das Beispiel 14 erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 8 unten gezeigt. TABELLE 8

Beispiel	Verhältnis von Oberfläche zu Masse (m²g)	Fließfähigkeit (s/50 g)	Endgültiger Gewichtsprozentanteil Sauerstoff	Teilchengrößenverteilung zur Standardsiebanalyse
				+100	–325
14	2,00 m²/g	> 80 s/50 g (kein Fließen)	0,502%	61,4%	8,6%

Die Ergebnisse für Beispiel 14 (oben in Tabelle 8 aufgeführt) wurden erhalten, indem elf getrennte Testläufe gemittelt wurden. Der endgültige Gewichtsprozentanteil an Sauerstoff in Beispiel 14 wurde berechnet, indem mathematisch jeder der elf Testläufe gemittelt wurde. Die Ergebnisse für das Verhältnis von Oberfläche zu Masse, Fließfähigkeit und Verteilung der Teilchengröße wurden nach dem Kombinieren und Prüfen der Molybdänpulverprodukte aus den elf getrennten Testläufen erhalten.
Wie es von den Fachleuten nach dem Betrachten der obigen Beispiele verstanden werden wird, wird die Auswahl eines Ammoniummolybdat-Vorläufermaterials 24 auf der beabsichtigten Verwendung für das metallische Molybdänpulver 10 abhängen. Wie zuvor diskutiert kann die Auswahl des Ammoniummolybdat-Vorläufermaterials 24 von verschiedenen Gestaltungsbetrachtungen abhängig sein, einschließlich, jedoch nicht beschränkt auf die gewünschten Eigenschaften des metallischen Molybdänpulvers 10 (z. B. Verhältnis von Oberfläche zu Masse, Größe, Fließfähigkeit, Sinterfähigkeit, Sintertemperatur, endgültiger Gewichtsprozentanteil an Sauerstoff, Reinheit usw.).
Es wird leicht deutlich, dass das hierin diskutierte metallische Molybdänpulver 10 ein relativ großes Verhältnis von Oberfläche zu Masse in Kombination mit einer großen Teilchengröße hat. Ähnlich wird deutlich, dass die Vorrichtung 12 und die Verfahren 80 für das Erzeugen von metallischem Molybdänpulver 10, die hierin diskutiert sind, verwendet werden können, um metallisches Molybdänpulver 10 zu erzeugen. Folglich stellt die beanspruchte Erfindung eine wichtige Entwicklung in der Technologie für metallische Molybdänpulver dar.
BEISPIELE 15–18
Bei den Beispielen 15–18 war das Ammoniummolybdat-Vorläufermaterial 24 AHM. Die AHM-Teilchen, die bei diesem Beispiel als das Ammoniummolybdat-Vorläufermaterial 24 verwendet wurden, werden erzeugt von und sind kommerziell erhältlich bei Climax Molybdenum Company (Ft. Madison, Iowa).
Die Ausrüstung, die bei den Beispielen 15–18 verwendet wurde, waren das selbe Zufuhrsystem 52 und der selbe Drehrohrofen 14, wie sie bei den oben beschriebenen Beispielen verwendet wurden. Das Ammoniummolybdat-Vorläufermaterial 24 wurde in das Prozessrohr 22 des Drehrohrofens 14 eingespeist, indem das den Gewichtsverlust messende Zufuhrsystem 52 verwendet wurde. Das Prozessrohr 22 wurde gedreht 58 und geneigt 60 (wie es in der Tabelle 2 oben festgelegt ist), um die Bewegung des Vorläufermaterials 24 durch den Drehrohrofen 14 zu vereinfachen und um das Mischen des Vorläufermaterials 24 mit einem Prozessgas 28 zu vereinfachen. Das Prozessgas 28 wurde durch das Prozessrohr 22 in eine Richtung entgegengesetzt oder im Gegenstrom 32 zu der Richtung eingeführt, in der sich das Vorläufermaterial 24 durch das Prozessrohr 22 bewegte. Bei den Beispielen 15–18 wies das Prozessgas 28 Wasserstoffgas als das reduzierende Gas 30 und Stickstoffgas als das inerte Trägergas 46 auf. Das ausgelassene Gas wurde durch einen Wäscher (nicht gezeigt) geblasen, um das Innere des Ofens 14 bei ungefähr 11,4 cm (4,5 Zoll) Wasserdruck zu halten.
Für die Beispiele 15–17 wurden die Parameter des Drehrohrofens auf die Werte gesetzt, die in der Tabelle 2 oben gezeigt sind, mit der Ausnahme, dass der Durchsatz des Prozessgases ungefähr 95 Kubikfuß pro Stunde betrug.
Für das Beispiel 18 wurden die Parameter des Drehrohrofens auf die Werte gesetzt, die in der Tabelle 2 oben gezeigt sind, mit der Ausnahme, dass die Temperatur der zwischenliegenden Zone ungefähr 760°C war, die Temperatur der letzten Zone ungefähr 925°C war und der Durchsatz des Prozessgases ungefähr 40 Kubikfuß pro Stunde betrug.
Die Eigenschaften für metallisches Molybdänpulver 10, das gemäß den Beispielen 15–18 erzeugt worden ist, sind hiernach in der Tabelle 9 gezeigt. Molybdänpulver 10, das gemäß den Beispielen 15–18 erzeugt wird, wird durch sein Verhältnis von Oberfläche zu Masse in Kombination mit seiner Teilchengröße und der Fließfähigkeit unterschieden. Das Verhältnis von Oberfläche zu Masse für Beispiel 15 war 3,0 m²/g; für Beispiel 16 1,9 m²/g; für Beispiel 17 3,6 m²/g und für Beispiel 18 2,5 m²/g. Scheinbare Dichten für die Beispiele 15, 16 und 18 wurden bestimmt, indem ein Hall-Dichtemessgerät verwendet wurde. Die scheinbare Dichte für Beispiel 17 wurde bestimmt, indem ein Scott-Volumenmessgerät benutzt wurde. Eigenschaften weiterer Beispiele für metallisches Molybdänpulver 10 sind in den Tabelle 10–15 hiernach beschrieben und mit PM bezeichnet.
VERDICHTETES METALLISCHES MOLYBDÄNPULVER
Ein Typ eines hochdichten metallischen Molybdänpulvers wird hierin als „bei niedriger Temperatur verdichtetes metallisches Molybdänpulver 100'' bezeichnet. Ein zweiter Typ eines metallischen Molybdänpulvers mit hoher Dichte kann hierin als ein „im Plasma verdichtetes metallisches Molybdänpulver 200'' bezeichnet werden. Obwohl beide Typen von metallischen Molybdänpulvern ähnlich sind, da sie metallische Molybdänpulver mit höheren Dichten als der des oben beschriebenen metallischen Molybdänpulvers 10 darstellen, unterscheiden sie sich bezüglich der Prozesse, die verwendet werden, um sie zu erzeugen, ebenso wie in bestimmten ihrer physikalischen Eigenschaften, wie es hierin in weiteren Einzelheiten beschrieben werden wird.
BEI NIEDRIGER TEMPERATUR VERDICHTETES METALLISCHES MOLYBDÄNPULVER
Bei niedriger Temperatur verdichtetes metallisches Molybdänpulver 100 ist stark fließfähig und weist Teilchen auf, die im Wesentlichen in ihrer Form allgemein kugelartig sind. „Kugelartig” wie er hierin verwendet wird, bedeutet ausreichend in der allgemeinen Form einer Kugel geformt, so dass die Teilchen frei rollen können, jedoch verschiedene Vertiefungen, abgeflachte Flächen und Unregelmäßigkeiten enthalten können; nichtsdestotrotz rollen die Teilchen frei, haften nicht aneinander und haben die Fließeigenschaften, wie sie im Allgemeinen hierin beschrieben sind. Die allgemeine Form der Teilchen, die durch einen Verdichtungsprozess (vollständiger hiernach beschrieben) erzeugt werden, ist in den 12–26 veranschaulicht. Bei einer 1000X Vergrößerung ist die Oberfläche der Teilchen porös mit einem gepunkteten Aussehen. Das Aussehen der Oberfläche der Teilchen ist in den 14, 19 und 24 veranschaulicht. Die scheinbare Dichte oder Scott-Dichte des bei niedriger Temperatur verdichteten Molybdänpulvers 100 liegt im Bereich von ungefähr 2,3 g/cm³ bis ungefähr 4,7 g/cm³, bestimmt durch ein Scott-Volumenmessgerät. Die Fließfähigkeit des bei niedriger Temperatur verdichteten metallischen Molybdänpulvers 100 liegt im Bereich von ungefähr 16,0 s/50 g bis ungefähr 31,8 s/50 g, bestimmt mit einem Hall-Flowmeter. Klopfdichten wurden zwischen ungefähr 3,2 g/cm³ und ungefähr 5,8 g/cm³ bestimmt. Klopfdichten wurden gemäß einer Prozedur bestimmt, die einem Fachmann vertraut sein würde.
Die Verdichtung, die zu einem bei niedriger Temperatur verdichteten metallischen Molybdänpulver 100 führt, beseitigt Poren aus metallischem Molybdänpulver 10, aus dem das bei niedriger Temperatur verdichtete metallische Molybdänpulver 100 hergestellt werden kann. Zusätzlich kann die Verdichtung gemäß den Verfahren der vorliegenden Erfindung zu einer verringerten Teilchenoberfläche führen. Sie kann auch zu einem Absenken der freien Oberflächenenergie führen. Daher hat das bei niedriger Temperatur verdichtete metallische Molybdänpulver 100 eine ausgezeichnete Fließfähigkeit, kombiniert mit einer relativ hohen Scott-Dichte und Klopfdichte, was zu besseren Beschichtungen in dem Fall der Sprühbeschichtungen und zu einer besseren Ausbildung von Teilen in dem Fall beispielsweise des Pulverspritzgusses führen kann. Die geringe Fließzeit nach Hall (d. h. ein sehr fließfähiges Material) des bei niedriger Temperatur verdichteten metallischen Molybdänpulvers 100, das gemäß der vorliegenden Erfindung erzeugt worden ist, kann vorteilhaft beim Pulverspritzguss und bei weiteren metallurgischen Prozessen sein, da das bei niedriger Temperatur verdichtete metallische Molybdänpulver 100 Formleerräume leicht ausfüllen wird.
Das bei niedriger Temperatur verdichtete metallische Molybdänpulver 100 ist im Wesentlichen rein, wobei es geringe Spuren an metallischen Verunreinigungswerten zeigt und einen sehr geringen Sauerstoffgehalt von zwischen ungefähr 0,02 und 0,1, bezogen auf das Gesamtgewicht, bevorzug zwischen ungefähr 0,0168 und 0,069, bezogen auf das Gesamtgewicht.
Das Verhältnis von Oberfläche von Masse bei einem bei niedriger Temperatur verdichteten metallischen Molybdänpulver 100 liegt im Bereich von 0,06 m²/g bis ungefähr 0,36 m²/g, bestimmt durch BET-Analyse. Wenigstens ungefähr 46 Prozent der Teilchen können eine Teilchengröße größer als ein Standard-Maschinensieb der Größe +140 haben. Wenigstens ungefähr 13 Prozent der Teilchen können eine Teilchengröße kleiner als ein Standard-Maschensieb nach Tyler der Größe –100 und größer als ein Standard-Maschensieb nach Tyler der Größe +140 haben. Wenigstens ungefähr 10,5 Prozent der Teilchen können eine Teilchengröße kleiner als ein Standard-Maschensieb nach Tyler der Größe –140 und größer als ein Standard-Maschensieb nach Tyler der Größe +200 haben. Wenigstens ungefähr 11 Prozent der Teilchen können eine Teilchengröße kleiner als ein Standard-Maschensieb nach Tyler der Größe –200 und größer als ein Standard-Maschensieb nach Tyler der Größe +325 haben. Zusätzliche Information über die Eigenschaften des bei niedriger Temperatur verdichteten Molybdänpulvers 100 ist in den Tabellen 10–15 gezeigt, wie es vollständiger hiernach beschrieben ist.
Im Plasma verdichtetes metallisches Molybdänpulver
Das oben beschriebene Molybdänpulver 10 kann auch einem Verdichtungsprozess im Plasma ausgesetzt werden, um im Plasma verdichtetes metallisches Molybdänpulver 200 zu erzeugen. Die Teilchengröße des im Plasma verdichteten metallischen Molybdäns 200 insgesamt ist regelmäßig und stark kugelartig, wie es in den 27–29 veranschaulicht ist. Die Oberfläche der Teilchen des im Plasma verdichteten metallischen Molybdäns 200 ist bei einer Vergrößerung von 1000X im Allgemeinen glatt im Aussehen, wie es in 29 gezeigt ist. Veranschaulichungen der Oberfläche bei höherer Vergrößerung sind in den 30–31 gezeigt. Die Fließfähigkeit des im Plasma verdichteten metallischen Molybdänpulvers 200 wurde zu ungefähr 13,0 s/50 g bestimmt. Die Klopfdichte wurde zu ungefähr 6,52 g/cm³ bestimmt. Das im Plasma verdichtete metallische Molybdänpulver 200 wurde mit einem Sauerstoffgehalt von ungefähr 0,012 Gewichtsprozent bestimmt. Wie oben angesprochen, verbessert ein geringerer Gewichtsprozentanteil an Sauerstoff die anschließenden metallurgischen Prozesse.
VORRICHTUNG ZUM ERZEUGEN VON VERDICHTETEM METALLISCHEM MOLYBDÄNPULVER
32 ist eine schematische Darstellung einer Vorrichtung 112, die verwendet wird, um bei niedriger Temperatur verdichtetes Molybdänpulver 100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu erzeugen.
Die Vorrichtung 112 kann einen Vorrat an Ammoniummolybdat-Vorläufermaterial 24 aufweisen, wie es zuvor beschrieben ist. Das Ammoniummolybdat-Vorläufermaterial 24 kann in den Ofen 14 gespeist werden, der zuvor beschrieben worden ist. Der Ofen 14 kann weiter mit einer Quelle für reduzierendes Gas 30, das Wasserstoffgas aufweisen kann, verbunden werden. Wie oben beschrieben, kann der Vorrat an reduzierendem Gas 30 in den Ofen 14 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung eingeführt werden, um metallisches Molybdänpulver 10 als ein Zwischenprodukt zu erzeugen.
Als ein Teil eines kontinuierlichen Prozesses oder eines Batch-Prozesses kann dann das metallische Molybdänpulver 10 in einen Ofen 114 eingeführt werden, der wenigstens eine Heizzone 116 hat. Der Ofen 114 kann irgendein geeigneter herkömmlicher Ofen des Typs sein, der auf dem Gebiet bekannt ist, einschließlich einem Stoßofen oder einem einstufigen Batch-Ofen. Wie es einem Fachmann vertraut sein würde, kann der Ofen 114 auch eine Vorheizzone und/oder eine Kühlzone (von denen keine gezeigt ist) aufweisen. Der Ofen 114 kann mit einem Vorrat an reduzierendem Gas 130 verbunden sein, welches Wasserstoffgas oder irgendein anderes reduzierendes Gas aufweisen kann, so dass das metallische Molybdänpulver 10 in der wenigstens einen Heizzone 116 in der Anwesenheit des reduzierenden Gases 130 verdichtet werden kann. Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hat der Ofen 114 ein Einlassende 117 und ein Auslassende 119, so dass das metallische Molybdänpulver 10 in den Ofen 114 durch das Einlassende 117 eingeführt werden kann, während der Vorrat an reduzierendem Gas 130 in das Auslassende 119 eingeführt werden kann, was es ermöglicht, dass sich das reduzierende Gas 130 in eine Richtung entgegengesetzt zu der des metallischen Molybdänpulvers 10 bewegt. Nachdem das metallische Molybdänpulver 10 in dem Ofen 114 gemäß einem Verfahren der vorliegenden Erfindung verdichtet worden ist, ist das bei niedriger Temperatur verdichtete metallische Molybdänpulver 100 erzeugt.
Eine Vorrichtung 112, die bei einer Ausführungsform des Verfahrens der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, weist einen Stoßofen mit wenigstens einer Heizzone 116 auf. Der Ofen 114 kann mehr als eine Heizzone aufweisen, obwohl alle Heizzonen auf eine im Wesentlichen gleichförmige Temperatur angehoben werden können. Der Ofen 114 kann auch wenigstens eine Vorheizzone aufweisen, deren Temperatur 900°C nicht überschreiten sollte. Der Ofen 114 kann auch wenigstens ein Schiff oder einen Behälter aufweisen, das/der mit einem Stoßmechanismus verbunden ist, welcher es dem Schiff erlaubt, sich durch die wenigstens eine Heizzone 116 mit einer gewünschten Geschwindigkeit zu bewegen (z. B. 1,27 Zentimeter (0,5 Zoll) pro Minute). Die Vorrichtung 112 kann weiter einen Vorrat an reduzierendem Gas 130 aufweisen, der nahe seinem Auslassende 119 in den Ofen 114 eingespeist werden kann, in einer Richtung entgegengesetzt der, die von dem Vorläufermaterial, das metallisches Molybdänpulver 10 aufweist, durchlaufen wird. Die Vorrichtung 112 kann weiter eine Kühlzone (nicht gezeigt) aufweisen. Wie es einem Fachmann vertraut sein würde, kann die Vorrichtung 112 weiter Belade- und Entladesysteme (nicht gezeigt) aufweisen.
Vorrichtung zum Erzeugen von im Plasma verdichtetem metallischem Molybdänpulver
33 ist eine schematische Darstellung einer Vorrichtung 212, die verwendet wird, um gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Plasma verdichtetes Molybdänpulver 200 zu erzeugen.
Die Vorrichtung 212 kann einen Vorrat an Ammoniummolybdat-Vorläufermaterial 24 aufweisen, wie es oben beschrieben ist. Das Ammoniummolybdat-Vorläufermaterial 24 kann in den Ofen 14 gespeist werden, wie es zuvor beschrieben worden ist. Der Ofen 14 kann weiter mit einem Vorrat an reduzierendem Gas 30 verbunden sein, welches Wasserstoffgas aufweisen kann. Wie oben beschrieben kann der Vorrat an reduzierendem Gas 30 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung in den Ofen 14 eingeführt werden, um metallisches Molybdänpulver 10 als ein Zwischenprodukt zu erzeugen.
Als Teil eines kontinuierlichen Prozesses oder getrennt davon kann metallisches Molybdänpulver 10 in einen Plasmainduktionsofen 214 eingeführt werden. Der Plasmainduktionsofen 214 kann irgendein Plasmainduktionsofen eines Typs sein, der einem Fachmann vertraut sein würde. Indem metallisches Molybdänpulver 10 einem Plasmaverdichtungsprozess gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wie hiernach beschrieben, ausgesetzt wird, wird im Plasma verdichtetes metallisches Molybdänpulver 200 erzeugt.
VERFAHREN ZUM ERZEUGEN VON VERDICHTETEM METALLISCHEM MOLYBDÄNPULVER
Verfahren zum Erzeugen von bei niedriger Temperatur verdichtetem metallischem Molybdänpulver
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beginnt ein Verfahren zum Erzeugen von bei niedriger Temperatur verdichtetem metallischem Molybdänpulver 100 mit dem Bereitstellen eines Vorrats an Vorläufermaterial, das metallisches Molybdänpulver 10 aufweist. Der Vorrat an reduzierendem Gas 130 kann auch bereitgestellt sein. Das Vorläufermaterial, das metallisches Molybdänpulver 10 aufweist, wird in der Anwesenheit des reduzierenden Gases 130 verdichtet, was ein bei niedriger Temperatur verdichtetes metallisches Molybdänpulver 100 erzeugt. Das reduzierende Gas 130 kann irgendein geeignetes reduzierendes Gas sein, so wie Wasserstoffgas.
Genauer weist eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung das Einführen eines Vorrats an Vorläufermaterial, das metallisches Molybdänpulver 10 aufweist, in einen Ofen 114, der wenigstens eine Heizzone 116 hat, auf. Abhängig von dem Typ des benutzten Ofens kann das Einführen eines Vorrats des Vorläufermaterials, das metallisches Molybdänpulver 10 aufweist, von Hand geschehen, in dem Fall eines einstufigen Batch-Ofens, oder kann kontinuierlich geschehen, beispielsweise durch ein Beladesystem, in dem Fall einen Stoßofen als Beispiel oder durch irgendein anderes Verfahren, wie es einem Fachmann vertraut sein würde. Das Verfahren weist weiter das Einführen eines reduzierenden Gases 130, bevorzugt Wasserstoff auf, welches gleichzeitig eingeführt werden kann, wenn das Vorläufermaterial aus metallischem Molybdänpulver 10 eingeführt wird, oder sobald wie möglich danach, wie es abhängig von dem Typ des benutzten Ofens zweckmäßig ist. Das Vorläufermaterial mit metallischem Molybdänpulver 10 kann dann in der wenigstens einen Heizzone 116 in der Anwesenheit des reduzierenden Gases 130 verdichtet werden, indem das metallische Molybdänpulver 10 bei einer im Wesentlichen gleichförmigen Temperatur, die aus einem Bereich zwischen ungefähr 1065°C bis ungefähr 1500°C ausgewählt ist, über eine gewünschte Zeitdauer, bevorzugt zwischen ungefähr 45 Minuten bis ungefähr 320 Minuten, erhitzt wird. Das bei niedriger Temperatur verdichtete metallische Molybdänpulver 100 wird hierdurch erzeugt.
Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens der Erfindung kann der Ofen 114 wenigstens eine Vorheizzone aufweisen. Somit kann das Verfahren auch das Vorheizen des Vorläufermaterials, welches metallisches Molybdänpulver 10 aufweist, in wenigstens einer Vorheizzone aufweisen, wobei die Temperatur der Vorheizzone ungefähr 900°C nicht überschreiten darf.
Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens der vorliegenden Erfindung hat der Ofen 114 ein Einlassende 117 und ein Auslassende 119. Das reduzierende Gas 130 kann an dem Auslassende 119 des Ofens 114 eingeführt werden, so dass es sich durch den Ofen 114 in einer Richtung entgegengesetzt der des Vorläufermaterials, welches metallisches Molybdänpulver 10 aufweist, bewegt.
Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens der vorliegenden Erfindung kann das bei niedriger Temperatur verdichtete metallische Molybdänpulver 100 in einer reduzierenden Umgebung abgekühlt werden, um die erneute Oxidation zu vermeiden oder zu minimieren. Zusätzlich kann das Kühlen ermöglichen, dass das bei niedriger Temperatur verdichtete metallische Molybdänpulver unmittelbar gehandhabt werden kann.
Es sollte angemerkt werden, dass das Verfahren der vorliegenden Erfindung nicht auf den Einsatz mit einem Stoßofen beschränkt sein sollte. Irgendeine Verdichtungseinrichtung, einschließlich eines geeigneten Ofens, wie er einem Fachmann vertraut sein würde, kann verwendet werden, um das Verfahren der Erfindung durchzuführen, einschließlich eines Batch-Ofens oder eines Stoßofens mit Schiffen oder Behältern, die das Vorläufermaterial aus metallischem Molybdänpulver 10 halten.
Verfahren zum Erzeugen von im Plasma verdichtetem metallischem Molybdänpulver
Bei noch einer weiteren Ausführungsform kann das Vorläufermaterial mit metallischem Molybdänpulver 10 in einen Plasmainduktionsofen 214 eingespeist werden, wie es beispielsweise für Fachleute vertraut sein würde. Wie es bekannt ist, können Plasmainduktionsöfen bei extrem hohen Temperaturen (z. B. oberhalb von 10000°C) arbeiten. Das metallische Molybdänpulver 10 kann dann dem Erhitzen während des Fluges und dem Aufschmelzen in Plasma unterworfen werden. Aufgeschmolzene kugelförmige Tröpfchen können dann gebildet und unter Freifallbedingungen nach und nach abgekühlt werden. Während des Schmelzens des Vorläufermaterials mit metallischem Molybdänpulver 10 kann die hohe Plasmatemperatur das Verdampfen und Austreiben jeglicher Verunreinigungen mit niedrigen Schmelzpunkten relativ zu dem metallischen Molybdänpulver 10 bewirken. Die Flugzeit für die geschmolzenen kugelförmigen Tröpfchen kann gesteuert werden, so dass sich die Teilchen vollständig in im Plasma verdichtetes metallisches Molybdänpulver 200 zu dem Zeitpunkt verfestigt haben können, wenn die Teilchen des Boden der Reaktionskammer erreichen. Das im Plasma verdichtete metallische Molybdänpulver 200 kann dann eingesammelt werden.
Ob eine ausgewählte Verdichtungstemperatur (in dem Bereich zwischen ungefähr 1065°C bis ungefähr 1500°C) gegenüber einer anderen bevorzugt ist oder ob die Verdichtung im Plasma bevorzugt ist, kann von dem Kompromiss zwischen der gewünschten Dichte des sich ergebenden verdichteten metallischen Molybdänpulvers und den Kosten, die damit verbunden sind, es zu erhalten, abhängen. Zum Beispiel, wie es vollständiger hiernach erläutert wird, kann bei dem Verfahren der vorliegenden Erfindung, je höher die relative Temperatur (innerhalb der hierin offenbarten Bereiche), die eingesetzt wird, ist, die Dichte z. B. Scott- und Klopfdichte) des bei niedriger Temperatur verdichteten metallischen Molybdänpulvers 100 desto höher sein. Und wenn ein Plasmainduktionsprozess mit seinen extrem hohen Temperaturen verwendet wird, können die Dichte und die Fließfähigkeit des im Plasma verdichteten metallischen Molybdänpulvers 200 sogar noch gegenüber denen des bei niedriger Temperatur verdichteten metallischen Molybdänpulvers 100 erhöht sein. Je höher die Temperatur jedoch ist, desto mehr Energie ist erforderlich und desto teurer wird der Prozess. Daher können betriebliche Betrachtungen, die mit Kosten verknüpft sind, bewirken, dass ein Verfahren ausgewählt wird, bei dem eine Temperatur nahe dem unteren Ende des Bereiches verwendet wird, obwohl das bei niedriger Temperatur verdichtete metallische Molybdänpulver 100, das mit einem derartigen Verfahren erhalten wird, nicht ganz so dicht sein mag wie das, das erhalten wird, wenn eine Temperatur nahe dem höheren Ende des Bereichs verwendet wird, und sicherlich nicht so dicht, wie das im Plasma verdichtete metallische Molybdänpulver 200, das erhalten wird, wenn ein Plasmaverdichtungsprozess verwendet wird. Wenn Kosten keinen wesentlichen Faktor darstellen, dann kann tatsächlich ein Verfahren, welches eine Temperatur nahe dem höheren Ende des Bereichs verwendet, oder sogar ein Plasmainduktionsverfahren tatsächlich bevorzugt sein.
Jedenfalls, wenn man im Plasma verdichtetes metallisches Molybdänpulver 200 wünscht, ist das Verfahren der vorliegenden Erfindung gegenüber anderen Plasmainduktionsverfahren, die zuvor bekannt sind, vorteilhaft. Indem zunächst metallisches Molybdänpulver 10 durch Verfahren, die hierin offenbart sind, erzeugt wird, und dann metallisches Molybdänpulver 10 in den Plasmainduktionsofen 214 eingeführt wird, ist es möglich, im Plasma verdichtetes metallisches Molybdänpulver 200 zu erzeugen, ein kugelartiges, dichtes und stark fließfähiges Pulver, mit einer minimalen Anzahl von Schritten und ohne das Mahlen oder Zerkleinern des metallischen Molybdäns 10 oder des Ammoniummolybdat-Vorläufermaterials 24 oder beider. Das effizientere Verfahren der vorliegenden Erfindung verringert somit sowohl die Kosten als auch die Zeit, die mit dem Erzeugen eines solchen im Plasma verdichteten metallischen Molybdänpulvers 200 verbunden sind.
Es sollte angemerkt werden, dass das Plasmaverdichtungsverfahren der vorliegenden Erfindung nicht auf den Einsatz mit einem Plasmainduktionsofen beschränkt sein sollte. Irgendeine andere geeignete Vorrichtung zum Erzeugen eines Plasmas und zum Zuführen von metallischem Molybdänpulver 10 in das Plasma in einer ähnlichen Weise, so wie ein Plasmabogenofen, könnte verwendet werden, wie es einem Fachmann vertraut sein würde.
BEISPIELE 19–32
Das Vorläufermaterial in den Beispielen 19–32 wies metallisches Molybdänpulver 10 mit einem Verhältnis von Oberfläche zu Masse zwischen ungefähr 2,03 m²/g und ungefähr 3,6 m²/g auf, bestimmt durch BET-Analyse. Der Sauerstoffgehalt des metallischen Molybdänpulvers 10 war weniger als ungefähr 0,5%. Die Fließfähigkeit des Vorläufermaterials mit metallischem Molybdänpulver 10 lag zwischen ungefähr 55,0 s/50 g und 63,0 s/50 g, bestimmt mit einem Hall-Flowmeter. Die Scott-Dichte (gemessen mit einem Scott-Volumenmessgerät) war ungefähr 1,4–1,6 g/cm³ und die Klopfdichte war 1,7–2,0 g/cm³. Eigenschaften des metallischen Molybdänpulvers 10 sind in den Tabellen 10–13 unten gezeigt.
Die Öfen, die bei den Beispielen 19–32 verwendet wurden, waren im Allgemeinen Stoßöfen. Ein erster Stoßofen hatte eine Gesamtlänge von ungefähr 14,48 Metern (m) (47,5 Fuß), mit mehreren Heizzonen. Die kombinierte Länge der Heizzonen, die alle auf eine Temperatur von ungefähr 1065°C angehoben wurden, war ungefähr 7,01 m (23 Fuß). Ein zweiter Stoßofen hatte eine Gesamtlänge von 6,45 m (254 Zoll) mit sechs Heizzonen und drei Vorheizzonen. Die drei Vorheizzonen wurden auf ungefähr 300°C, 600°C bzw. 900°C eingerichtet. Die sechs Heizzonen bildeten eine kombinierte Länge von 1,22 m (48 Zoll) und wurden alle auf eine Temperatur von ungefähr 1300°C eingestellt. Ein dritter Stoßofen hatte eine Gesamtlänge von 11,51 m (453 Zoll) mit drei Vorheizzonen, vier Heizzonen und zwei Kühlzonen. Die drei Vorheizzonen wurden auf ungefähr 300°C, 600°C bzw. 900°C eingestellt. Die vier Heizzonen bildeten eine kombinierte Länge von 1,83 m (72 Zoll) und wurden alle auf eine Temperatur von ungefähr 1500°C eingestellt.
Im Allgemeinen wies das Verfahren der vorliegenden Erfindung das Einbringen des Vorläufermaterials mit metallischem Molybdänpulver 10 in Schiffe mit flachem Boden auf, die für die ausgewählten Temperaturbedingungen geeignet sind. Metallische Schiffe wurden für Temperaturen unter 1300°C verwendet; keramische Schiffe wurden für Temperaturen von ungefähr 1300°C und darüber verwendet. Die Schiffe, die das Vorläufermaterial mit metallischem Molybdänpulver 10 enthielten, wurden durch das Einlassende 117 des Ofens 114, durch die Heizzonen zu dem Auslassende 119 des Ofens 114 geschoben, wo das bei niedriger Temperatur verdichtete metallische Molybdänpulver 100 eingesammelt wurde. Wasserstoffgas wurde durch das Auslassende 119 des Ofens eingeführt, so dass das Wasserstoffgas sich durch den Ofen 114 in einer Richtung entgegengesetzt zu der bewegte, die von dem Vorläufermaterial mit metallischem Molybdänpulver 10 durchlaufen wurde. Die Geschwindigkeit, mit der die Schiffe durch jeden der Öfen geschoben wurden, konnte eingestellt werden, um für eine gewünschte Heizrate zu sorgen (z. B. 1,27 cm pro Minute (0,5 Zoll pro Minute oder 2,54 cm pro Minute (1,0 Zoll pro Minute)). In dem Fall des zweiten und des dritten Ofens gelangte das Vorläufermaterial mit metallischem Molybdänpulver 10 zunächst durch die zuvor angesprochenen Vorheizzonen, bevor es durch die Heizzonen lief. In dem Fall des dritten Ofens durchlief das bei niedriger Temperatur verdichtete metallische Molybdänpulver 100 zwei Kühlzonen. Sobald das bei niedriger Temperatur verdichtete metallische Molybdänpulver 100 erzeugt worden war, wurden seine Eigenschaften bestimmt, indem jeweils ein Scott-Volumenmessgerät für die scheinbare Dichte, ein Hall-Flowmeter für die Fließfähigkeit, ein Standard-Maschensieb nach Tyler für die Teilchengröße und BET-Analyse für das Verhältnis von Oberfläche zu Masse verwendet wurde. Wenn diese Messungen durchgeführt waren, wurden die Klopfdichten und der Sauerstoffgehalt durch standardmäßige Verfahren bestimmt, die einem Fachmann vertraut sein würden.
BEISPIELE 19 und 20
Mit Bezug auf Beispiel 19 wurde eine kleine Menge (ungefähr 4,54–9,07 Kilogramm (kg) (10–20 Pfund)) Vorläufermaterial mit metallischem Molybdänpulver 10 in den ersten Stoßofen eingeführt und mit einer Geschwindigkeit von 2,21 cm (0,87 Zoll) pro Minute durchgeschoben. Das Vorläufermaterial mit metallischem Molybdänpulver 10 wurde bei einer im Wesentlichen gleichförmigen Temperatur von ungefähr 1065°C über ungefähr 317,2 Minuten verdichtet. Ein neues, bei niedriger Temperatur verdichtetes metallisches Molybdänpulver 100 wurde erzeugt. Dasselbe Verfahren, das mit Bezug auf Beispiel 19 verwendet wurde, wurde auch mit Bezug auf Beispiel 20 verwendet, was auch zu der Erzeugung von bei niedriger Temperatur verdichtetem metallischem Molybdänpulver 100 führte. Die Eigenschaften des Vorläufermaterials (PM – Precursor Material), das metallisches Molybdänpulver 10 aufwies (das aus AHM reduziert wurde) sind in der ersten Zeile der Tabelle 10 gezeigt.
Die Eigenschaften des bei niedriger Temperatur verdichteten metallischen Molybdänpulvers 100, das aus den Beispielen 19 und 20 erhalten worden ist, sind in den Zeilen 2 und 3 der Tabelle 10 gezeigt. Die Ergebnisse beider Beispiele 19 und 20, die in Tabelle 10 enthalten sind, zeigen, dass das bei niedriger Temperatur verdichtete metallische Molybdänpulver 100, das bei diesen Beispielen erzeugt worden ist, einen verringerten Sauerstoffgehalt, erhöhte Dichte und erhöhte Fließfähigkeit im Vergleich zu dem metallischen Molybdänpulver 10, das bei diesen Beispielen verwendet wurde, hat. Mit Bezug auf Beispiel 19 war der Sauerstoffgehalt des bei niedriger Temperatur verdichteten metallischen Molybdänpulvers 100 0,069 Gewichtsprozent oder ungefähr 26% dessen für metallisches Molybdänpulver 10. Die Scott-Dichte des bei niedriger Temperatur verdichteten metallischen Molybdänpulvers 100 erhöhte sich um einen Faktor von ungefähr 1,73 auf 2,6 g/cm³ und die Klopfdichte erhöhte sich um eine Faktor von ungefähr 1,94 auf 3,3 g/cm³. Das Verhältnis von Oberfläche zu Masse des bei niedriger Temperatur verdichteten metallischen Molybdänpulvers 100 wurde um einen Faktor von ungefähr 6,56 auf 0,36 m²/g verringert, was mit der erhöhten Dichte in Einklang ist. Für die Fließfähigkeit waren keine Daten verfügbar. Mit Bezug auf Beispiel 20 betrug der Sauerstoffgehalt des bei niedriger Temperatur verdichteten metallischen Molybdänpulvers 100 0,049 Gewichtsprozent oder ungefähr 18,1% dessen für metallisches Molybdänpulver 10. Die Scott-Dichte des bei niedriger Temperatur verdichteten metallischen Molybdänpulvers 100 erhöhte sich um einen Faktor von ungefähr 2,00 auf 3,0 g/cm³, und die Klopfdichte erhöhte sich um einen Faktor von ungefähr 2,19 auf 3,7 g/cm³. Das Verhältnis von Oberfläche zu Masse bei dem bei niedriger Temperatur verdichteten metallischen Molybdänpulver 100 wurde um einen Faktor von ungefähr 9,08 auf 0,26 m²/g verringert, was mit der erhöhten Dichte im Einklang ist. Die Fließfähigkeit erhöhte sich um einen Faktor von ungefähr 2,17 auf 29,0 s/50 g. Weitere Daten über die Beispiele 19 und 20 sind in der Tabelle 10 gezeigt.
BEISPIEL 21
Mit Bezug auf Beispiel 21 wurden ungefähr 4,54–9,07 kg (10–20 Pfund) Vorläufermaterial mit metallischem Molybdänpulver 10 in den ersten Stoßofen eingeführt und wurden bei einer im Wesentlichen gleichförmigen Temperatur von ungefähr 1065°C über 317,2 Minuten verdichtet. Bei niedriger Temperatur verdichtetes metallisches Molybdänpulver 100 wurde erzeugt. Die Eigenschaften des Vorläufermaterials (PM) mit metallischem Molybdänpulver 10 (das aus AHM reduziert worden war) sind in der ersten Zeile der Tabelle 11 gezeigt.
Die Eigenschaften des bei niedriger Temperatur verdichteten metallischen Molybdänpulvers 100, das aus dem Beispiel 21 erhalten worden ist, sind in der Zeile 2 der Tabelle 11 gezeigt. Die Ergebnisse des Beispiels 21, das in der Tabelle 11 enthalten ist, zeigen, dass das erzeugte, bei niedriger Temperatur verdichtete metallische Molybdänpulver 100 einen verringerten Sauerstoffgehalt, eine erhöhte Dichte und eine erhöhte Fließfähigkeit im Vergleich zu dem verwendeten Vorläufermaterial mit metallischem Molybdänpulver 10 hat. Mit Bezug auf Beispiel 21 war der Sauerstoffgehalt des bei niedriger Temperatur verdichteten metallischen Molybdänpulvers 100 0,042 Gewichtsprozent oder ungefähr 21% dessen für das benutzte Vorläufermaterial mit metallischem Molybdänpulver 10. Die Scott-Dichte des bei niedriger Temperatur verdichteten metallischen Molybdänpulvers 100 erhöhte sich um einen Faktor von ungefähr 1,87 auf 2,8 g/cm³, und die Klopfdichte erhöhte sich um einen Faktor von ungefähr 1,95 auf 3,3 g/cm³. Das Verhältnis von Oberfläche zu Masse des bei niedriger Temperatur verdichteten metallischen Molybdänpulvers 100 wurde um einen Faktor von ungefähr 7,25 auf 0,28 m²/g verringert, was im Einklang mit der erhöhten Dichte steht. Die Fließfähigkeit erhöhte sich um einen Faktor von ungefähr 1,87 auf 31,0 s/50 g. Weitere Daten über das Beispiel 21 sind in der Tabelle 11 gezeigt.
BEISPIELE 22–27
Die Eigenschaften des Vorläufermaterials (PM), das metallisches Molybdänpulver 10 aufweist, welches in den Beispielen 22–27 verwendet wird, sind in der ersten Zeile der Tabelle 12 gezeigt.
Mit Bezug auf Beispiel 22 wurden ungefähr 4,54–9,07 kg (10–20 Pfund) Vorläufermaterial mit metallischem Molybdänpulver 10 in den ersten Stoßofen eingeführt und wurden bei einer im Wesentlichen gleichförmigen Temperatur von ungefähr 1065°C mit einer Geschwindigkeit von ungefähr 2,21 cm (0,87 Zoll) pro Minute (über insgesamt 317,2 Minuten) verdichtet. Ein bei niedriger Temperatur verdichtetes metallisches Molybdänpulver 100 wurde erzeugt. Die Eigenschaften des bei niedriger Temperatur erzeugten metallischen Molybdänpulvers 100, das aus dem Beispiel 22 erhalten wurde, sind in der Zeile 2 der Tabelle 2 gezeigt. Die Ergebnisse des Beispiels 22, die in der Tabelle 12 enthalten sind, zeigen, dass erzeugtes, bei niedriger Temperatur verdichtetes metallisches Molybdänpulver 100 einen verringerten Sauerstoffgehalt, eine erhöhte Dichte und eine erhöhte Fließfähigkeit im Vergleich mit dem verwendeten Vorläufermaterial mit metallischem Molybdänpulver 10 hatte. Mit Bezug auf Beispiel 22 betrug der Sauerstoffgehalt des bei niedriger Temperatur verdichteten metallischen Molybdänpulvers 100 0,038 Gewichtsprozent oder ungefähr 13,8% dessen für das Vorläufermaterial mit metallischem Molybdänpulver 10. Die Scott-Dichte des bei niedriger Temperatur verdichteten metallischen Molybdänpulvers 100 erhöhte sich um einen Faktor von ungefähr 1,88 auf 3,0 g/cm³ und die Klopfdichte erhöhte sich um einen Faktor von ungefähr 2,00 auf 4,0 g/cm³. Die Fließfähigkeit erhöhte sich um einen Faktor von ungefähr 2,19 auf 27,0 s/50 g. Es waren keine Daten verfügbar, die die Änderung im Verhältnis von Oberfläche zu Masse betrafen. Weitere Daten über das Beispiel 22 sind in der Tabelle 12 gezeigt.
Mit Bezug auf Beispiel 23 wurden ungefähr 4,54–9,07 kg (10–20 Pfund) Vorläufermaterial mit metallischem Molybdänpulver 10 in den ersten Stoßofen eingeführt und wurden bei einer im Wesentlichen gleichförmigen Temperatur von ungefähr 1065°C mit einer Geschwindigkeit von ungefähr 2,21 cm (0,87 Zoll) pro Minute (ungefähr 317,2 Minuten insgesamt) verdichtet.
Ein bei niedriger Temperatur verdichtetes metallisches Molybdänpulver 100 wurde erzeugt. Die Eigenschaften des bei niedriger Temperatur verdichteten metallischen Molybdänpulvers 100, das aus dem Beispiel 23 erhalten wurde, sind in der Zeile 3 der Tabelle 12 gezeigt. Die Ergebnisse des Beispiels 23, die in der Tabelle 12 enthalten sind, zeigen, dass das erzeugte, bei niedriger Temperatur verdichtete metallische Molybdänpulver 100 eine erhöhte Dichte und eine erhöhte Fließfähigkeit im Vergleich zu dem verwendeten Vorläufermaterial mit metallischem Molybdänpulver 10 hat. Mit Bezug auf das Beispiel 23 erhöhte sich die Scott-Dichte des bei niedriger Temperatur verdichteten metallischen Molybdänpulvers 100 um einen Faktor von ungefähr 1,44 auf 2,3 g/cm³, und die Klopfdichte erhöhte sich um einen Faktor von ungefähr 2,00 auf 4,0 g/cm³ im Vergleich mit dem Vorläufermaterial mit metallischem Molybdänpulver 10. Die Fließfähigkeit erhöhte sich um einen Faktor von ungefähr 1,86 auf 31,8 s/50 g. Im Hinblick auf die Änderung im Sauerstoffgehalt und auf das Verhältnis von Oberfläche zu Masse waren keine Daten verfügbar.
Mit Bezug auf das Beispiel 24 wurden ungefähr 4,54–9,07 kg (10–20 Pfund) Vorläufermaterial mit metallischem Molybdänpulver 10 in den ersten Stoßofen eingeführt und wurden bei einer im Wesentlichen gleichförmigen Temperatur von ungefähr 1065°C über ungefähr 317,2 Minuten verdichtet. Bei niedriger Temperatur verdichtetes metallisches Molybdänpulver 100 wurde erzeugt. Das bei niedriger Temperatur verdichtete metallische Molybdänpulver 100 wurde erneut in den ersten Stoßofen eingeführt, und der vorangegangene Prozess wurde wiederholt. Die Eigenschaften des bei niedriger Temperatur verdichteten metallischen Molybdänpulvers 100, das aus dem Beispiel 24 erhalten worden ist, sind in der Zeile 4 der Tabelle 12 gezeigt. Die Ergebnisse des Beispiels 24, die in der Tabelle 12 enthalten sind, zeigen, dass das erzeugte, bei niedriger Temperatur verdichtete metallische Molybdänpulver 100 eine erhöhte Dichte und eine erhöhte Fließfähigkeit im Vergleich zu dem verwendeten Vorläufermaterial mit metallischem Molybdänpulver 10 hat. Mit Bezug auf Beispiel 24 war die Scott-Dichte des bei niedriger Temperatur verdichteten metallischen Molybdänpulvers 100 um einen Faktor von ungefähr 1,50 auf 2,4 g/cm³ erhöht und die Klopfdichte war um einen Faktor von ungefähr 1,64 auf 3,2 g/cm³ erhöht, im Vergleich zu dem Vorläufermaterial, das metallisches Molybdänpulver 10 enthielt. Die Fließfähigkeit war um einen Faktor von ungefähr 2,11 auf 27,9 s/50 g erhöht. Im Hinblick auf die Änderung im Sauerstoffgehalt und auf das Verhältnis von Oberfläche zu Masse waren keine Daten verfügbar.
Mit Bezug auf Beispiel 25 wurden ungefähr 4,54–9,07 kg (10–20 Pfund) Vorläufermaterial mit metallischem Molybdänpulver in den zweiten Stoßofen eingeführt und wurden bei einer im Wesentlichen gleichförmigen Temperatur von ungefähr 1300°C mit einer Geschwindigkeit von ungefähr 2,54 cm (1,0 Zoll) pro Minute (ungefähr 96 Minuten insgesamt) verdichtet. Bei niedriger Temperatur verdichtetes metallisches Molybdänpulver 100 wurde erzeugt. Die Eigenschaften des bei niedriger Temperatur verdichteten metallischen Molybdänpulvers 100, das aus dem Beispiel 25 erhalten worden ist, sind in der Zeile 5 der Tabelle 12 gezeigt. Die Ergebnisse des Beispiels 25, die in der Tabelle 12 enthalten sind, zeigen, dass das erzeugte, bei niedriger Temperatur verdichtete metallische Molybdänpulver 100 einen verringerten Sauerstoffgehalt, eine erhöhte Dichte und eine erhöhte Fließfähigkeit im Vergleich zu dem verwendeten Vorläufermaterial mit metallischem Molybdänpulver 10 hat. Mit Bezug auf das Beispiel 25 betrug der Sauerstoffgehalt des bei niedriger Temperatur verdichteten metallischen Molybdänpulvers 100 0,008 Gewichtsprozent oder ungefähr 2,9% dessen für das Vorläufermaterial mit metallischem Molybdänpulver 10. Die Scott-Dichte des bei niedriger Temperatur verdichteten metallischen Molybdänpulvers 100 war um einen Faktor von ungefähr 2,38 auf 3,8 g/cm³ erhöht und die Klopfdichte war um einen Faktor von ungefähr 2,30 auf 4,6 g/cm³ erhöht. Die Fließfähigkeit war um einen Faktor von ungefähr 2,95 auf 20,0 s/50 g erhöht. Im Hinblick auf die Änderung im Verhältnis von Oberfläche zu Masse waren keine Daten verfügbar. Weitere Daten über das Beispiel 25 sind in der Tabelle 12 gezeigt.
Mit Bezug auf Beispiel 26 wurden ungefähr 4,54–9,07 kg (10–20 Pfund) Vorläufermaterial mit metallischem Molybdänpulver 10 in den zweiten Stoßofen eingeführt und wurden bei einer im Wesentlichen gleichförmigen Temperatur von ungefähr 1300°C mit einer Geschwindigkeit von ungefähr 1,27 cm (0,5 Zoll) pro Minute (ungefähr 48 Minuten insgesamt) verdichtet. Bei niedriger Temperatur verdichtetes metallisches Molybdänpulver 100 wurde erzeugt. Die Eigenschaften des bei niedriger Temperatur verdichteten metallischen Molybdänpulvers 100, das aus dem Beispiel 26 erhalten wurde, sind in Zeile 6 der Tabelle 12 gezeigt.
Die Ergebnisse des Beispiels 26, die in der Tabelle 12 enthalten sind, zeigen, dass das erzeugte, bei niedriger Temperatur verdichtete metallische Molybdänpulver 100 eine erhöhte Dichte und eine erhöhte Fließfähigkeit im Vergleich zu dem verwendeten Vorläufermaterial mit metallischem Molybdänpulver 10 hat. Mit Bezug auf Beispiel 26 war die Scott-Dichte des bei niedriger Temperatur verdichteten metallischen Molybdänpulvers 100 um einen Faktor von ungefähr 2,44 auf 3,9 g/cm³ erhöht und die Klopfdichte war um einen Faktor von ungefähr 2,55 auf 5,1 g/cm³ erhöht. Die Fließfähigkeit war um einen Faktor von ungefähr 3,26 auf 18,1 s/50 g erhöht. Im Hinblick auf Änderungen im Sauerstoffgehalt und das Verhältnis von Oberfläche zu Masse waren keine Daten verfügbar. Weitere Daten über das Beispiel 26 sind in der Tabelle 12 gezeigt.
Mit Bezug auf Beispiel 27 wurden ungefähr 4,54–9,07 kg (10–20 Pfund) Vorläufermaterial mit metallischem Molybdänpulver in den dritten Stoßofen eingeführt und wurden bei einer im Wesentlichen gleichförmigen Temperatur von ungefähr 1500°C mit einer Geschwindigkeit von ungefähr 2,54 cm (1,0 Zoll) pro Minute (ungefähr 52 Minuten insgesamt) verdichtet. Bei niedriger Temperatur verdichtetes metallisches Molybdänpulver 100 wurde erzeugt. Die Eigenschaften des bei niedriger Temperatur verdichteten metallischen Molybdänpulvers 100, das aus dem Beispiel 27 erhalten wurde, sind in der Zeile 7 der Tabelle 12 gezeigt. Die Ergebnisse des Beispiels 27, die in der Tabelle 12 enthalten sind, zeigen, dass das erzeugte, bei niedriger Temperatur verdichtete metallische Molybdänpulver 100 einen verringerten Sauerstoffgehalt, eine erhöhte Dichte und eine erhöhte Fließfähigkeit im Vergleich zu dem verwendeten Vorläufermaterial mit metallischem Molybdänpulver 10 hat. Mit Bezug auf das Beispiel 27 war der Sauerstoffgehalt des bei niedriger Temperatur verdichteten metallischen Molybdänpulvers 100 0,010 Gewichtsprozent oder ungefähr 3,6% dessen für Vorläufermaterial mit metallischem Molybdänpulver 10. Die Scott-Dichte des bei niedriger Temperatur verdichteten metallischen Molybdänpulvers 100 war um einen Faktor von ungefähr 2,93 auf 4,7 g/cm³ erhöht und die Klopfdichte war um einen Faktor von ungefähr 2,9 auf 5,8 g/cm³ erhöht, im Vergleich zu dem Vorläufermaterial, welches metallisches Molybdänpulver 10 aufwies. Das Fließvermögen erhöhte sich um einen Faktor von ungefähr 3,67 auf 16,0 s/50 g. Im Hinblick auf eine Änderung im Verhältnis von Oberfläche zu Masse waren keine Daten verfügbar.
BEISPIELE 28–32
Das Vorläufermaterial (PM), das bei den Beispielen 28–32 verwendet wurde, wurde in Beispiel 17 oben erzeugt. Die Eigenschaften des Vorläufermaterials (PM), das metallisches Molybdänpulver 10 (reduziert aus AHM) aufweist, welches in den Beispielen 28–32 verwendet wurde, sind in der ersten Zeile der Tabelle 13 gezeigt.
Mit Bezug auf Beispiel 28 wurden ungefähr 4,54–9,07 kg (10–20 Pfund) Vorläufermaterial mit metallischem Molybdänpulver 10 in den ersten Stoßofen eingeführt und wurden bei einer im Wesentlichen gleichförmigen Temperatur von ungefähr 1065°C mit einer Geschwindigkeit von ungefähr 2,21 cm (0,87 Zoll) pro Minute (ungefähr 317,2 Minuten insgesamt) verdichtet. Bei niedriger Temperatur verdichtetes metallisches Molybdänpulver 100 wurde erzeugt. Die Eigenschaften des bei niedriger Temperatur verdichteten metallischen Molybdänpulvers 100, das aus dem Beispiel 28 erhalten wurde, sind in Zeile 2 der Tabelle 13 gezeigt. Die Ergebnisse des Beispiels 28, die in der Tabelle 13 enthalten sind, zeigen, dass das erzeugte, bei niedriger Temperatur verdichtete metallische Molybdänpulver 100 einen verringerten Sauerstoffgehalt, eine erhöhte Dichte und eine erhöhte Fließfähigkeit im Vergleich zu dem benutzten Vorläufermaterial mit metallischem Molybdänpulver 10 hat. Mit Bezug auf Beispiel 28 betrug der Sauerstoffgehalt des bei niedriger Temperatur verdichteten metallischen Molybdänpulvers 100 ungefähr 0,0298 Gewichtsprozent oder 6,7% dessen für das Vorläufermaterial, das metallisches Molybdänpulver 10 aufwies. Die Scott-Dichte für das bei niedriger Temperatur verdichtete metallische Molybdänpulver 100 war um einen Faktor von ungefähr 2,0 auf 2,8 g/cm³ erhöht und die Klopfdichte war um einen Faktor von ungefähr 2,16 auf 3,6 g/cm³ erhöht. Die Fließfähigkeit war um einen Faktor von ungefähr 1,94 auf 28,3 s/50 g erhöht. Im Hinblick auf eine Änderung im Verhältnis von Oberfläche zu Masse waren keine Daten verfügbar. Weitere Daten über das Beispiel 28 sind in der Tabelle 13 gezeigt.
Mit Bezug auf Beispiel 29 wurde eine viel größere Menge, ungefähr 27,22 kg (60 Pfund) Vorläufermaterial mit metallischem Molybdänpulver 10, als es in den Beispielen 19–28 verwendet worden ist, in den ersten Stoßofen eingeführt und wurde bei einer im Wesentlichen gleichförmigen Temperatur von ungefähr 1065°C mit einer Geschwindigkeit von ungefähr 2,21 cm (0,87 Zoll) pro Minute (ungefähr 317,2 Minuten insgesamt) verdichtet. Bei niedriger Temperatur verdichtetes metallisches Molybdänpulver 100 wurde erzeugt. Die größere Menge an Vorläufermaterial mit metallischem Molybdänpulver 10 wurde verwendet, um festzustellen, ob wiederholbare Ergebnisse in Bezug auf das bei niedriger Temperatur verdichtete metallische Molybdänpulver 100 erhalten werden könnten, wenn eine kommerziell brauchbare Menge an Vorläufermaterial mit metallischem Molybdänpulver 10 verwendet wird. Die Eigenschaften des bei niedriger Temperatur verdichteten metallischen Molybdänpulvers 100, das aus dem Beispiel 29 erhalten wurde, sind in Zeile 3 der Tabelle 13 gezeigt. Die Ergebnisse des Beispiels 29, das in der Tabelle 13 enthalten ist, zeigen, dass das erzeugte, bei niedriger Temperatur verdichtete metallische Molybdänpulver 100 einen verringerten Sauerstoffgehalt, eine erhöhte Dichte und eine erhöhte Fließfähigkeit im Vergleich zu dem verwendeten metallischen Molybdänpulver 10 hat. Mit Bezug auf Beispiel 29 betrug der Sauerstoffgehalt des bei niedriger Temperatur verdichteten metallischen Molybdänpulvers 100 0,0498 Gewichtsprozent oder ungefähr 11% dessen für das Vorläufermaterial mit metallischem Molybdänpulver 10. Die Scott-Dichte des bei niedriger Temperatur verdichteten metallischen Molybdänpulvers 100 war um einen Faktor von ungefähr 2,5 auf 3,5 g/cm³ erhöht und die Klopfdichte war um einen Faktor von ungefähr 2,64 auf 4,5 g/cm³ erhöht. Die Fließfähigkeit war um einen Faktor von ungefähr 2,62 auf 21,0 s/50 g erhöht. Das Verhältnis von Oberfläche zu Masse des bei niedriger Temperatur verdichteten metallischen Molybdänpulvers 100 war um einen Faktor von ungefähr 15,65 auf 0,23 m²/g verringert, was im Einklang mit der erhöhten Dichte steht. Weitere Daten über das Beispiel 29 sind in der Tabelle 13 gezeigt.
Beispiel 30 wurde durchgeführt, indem Teilchen einer bestimmten Größe aus dem bei niedriger Temperatur verdichteten metallischen Molybdänpulver 100, das in Beispiel 29 erzeugt wurde, entfernt wurden. Die Teilchen, die auf einem Maschensieb nach Tyler der Größe +100 zurückgehalten wurden, und die Teilchen, die durch ein Maschensieb nach Tyler der Größe –325 durchgelassen wurden, wurden aus dem Beispiel 29 entfernt, um das Beispiel 30 zu bilden. Wie in Tabelle 13 gezeigt, war bei Beispiel 30 im Vergleich zu den Ergebnissen aus Beispiel 29 die Dichte leicht verringert und die Fließfähigkeit nach Hall leicht erhöht. Weitere Daten über das Beispiel 30 sind in der Tabelle 13 gezeigt.
Mit Bezug auf Beispiel 31 wurde eine weitere große Menge, z. B. 27,22 kg (60 Pfund), Vorläufer 10 in den zweiten Stoßofen eingeführt und wurde bei einer im Wesentlichen gleichförmigen Temperatur von ungefähr 1300°C bei einer Geschwindigkeit von ungefähr 1.27 cm (0,5 Zoll) pro Minute (ungefähr 48 Minuten insgesamt) verdichtet. Bei niedriger Temperatur verdichtetes metallisches Molybdänpulver 100 wurde erzeugt. Wieder wurde Beispiel 31 durchgeführt, um festzustellen, ob wiederholbare Ergebnisse, was das bei niedriger Temperatur verdichtete metallische Molybdänpulver 100 betrifft, erhalten werden können, wenn eine kommerziell nutzbare Menge an Vorläufermaterial mit metallischem Molybdänpulver verwendet wird. Die Eigenschaften des bei niedriger Temperatur verdichteten metallischen Molybdänpulvers 100, das aus dem Beispiel 31 erhalten wurde, sind in Zeile 5 der Tabelle 13 gezeigt. Die Ergebnisse des Beispiels 31, die in der Tabelle 13 enthalten sind, zeigen, dass das erzeugte, bei niedriger Temperatur verdichtete metallische Molybdänpulver einen verringerten Sauerstoffgehalt, eine erhöhte Dichte und eine erhöhte Fließfähigkeit im Vergleich zu dem verwendeten Vorläufermaterial mit metallischem Molybdänpulver 10 hat. Mit Bezug auf Beispiel 31 betrugt der Sauerstoffgehalt des bei niedriger Temperatur verdichteten metallischen Molybdänpulvers 100 0,0168 Gewichtsprozent oder ungefähr 3,8% dessen für metallisches Molybdänpulver. Die Scott-Dichte des bei niedriger Temperatur verdichteten metallischen Molybdänpulvers 100 war um einen Faktor von ungefähr 2,93 auf 4,1 g/cm³ erhöht und die Klopfdichte war um einen Faktor von ungefähr 2,88 auf 4,9 g/cm³ erhöht. Die Fließfähigkeit war um einen Faktor von ungefähr 2,86 auf 19,2 s/50 g erhöht. Das Verhältnis von Oberfläche zu Masse des bei niedriger Temperatur verdichteten metallischen Molybdänpulvers 100 war um einen Faktor von ungefähr 60 auf 0,06 m²/g verringert, was mit der erhöhten Dichte in Einklang steht. Weitere Daten über das Beispiel 31 sind in der Tabelle 13 gezeigt.
Beispiel 32 wurde durchgeführt, indem Teilchen einer bestimmten Größe aus dem bei niedriger Temperatur verdichteten metallischen Molybdänpulver 100, das im Beispiel 31 erzeugt worden war, entfernt wurden. Teilchen, die auf einem Maschensieb nach Tyler der Größe +100 zurückgehalten wurden, und Teilchen, die durch ein Maschensieb nach Tyler der Größe –325 durchgelassen, wurden aus dem Beispiel 31 entfernt, um Beispiel 32 zu bilden. Wie in Tabelle 13 gezeigt, war bei Beispiel 32 im Vergleich zu den Ergebnissen aus Beispiel 31 die Dichte leicht verringert und das Fließvermögen nach Hall leicht erhöht. Weitere Daten über Beispiel 32 sind in Tabelle 13 gezeigt.
BEISPIEL 33
In Beispiel 33 wurden ungefähr 22,68 kg (50 Pfund) Vorläufermaterial, das metallisches Molybdänpulver 10 aufwies, in einen Plasmainduktionsofen eingeführt, der von der Tekna Plasma Systems, Inc., Sherbrooke, Quebec, Kanada, hergestellt und gewartet wird. Wie es auf dem Gebiet wohlbekannt ist, arbeiten Plasmainduktionsöfen bei den extrem hohen Temperaturen, die notwendig sind ein Plasma zu erzeugen und zu halten (z. B. über 10000°C hinaus). Die Eigenschaften von Vorläufermaterial (PM) mit metallischem Molybdänpulver 10 (das von AHM reduziert worden ist) sind in der ersten Zeile der Tabelle 14 gezeigt. Das metallische Molybdänpulver 10 wurde Erhitzen während des Fluges und Schmelzen im Plasma ausgesetzt. Geschmolzene kugelförmige Tröpfchen wurden gebildet und gekühlt, so dass im Plasma verdichtetes metallisches Molybdänpulver 200 erzeugt wurde. Die Eigenschaften des im Plasma verdichteten metallischen Molybdänpulvers 200, das aus dem Beispiel 33 erhalten wurde, sind in der Zeile 2 der Tabelle 14 gezeigt. Die Ergebnisse von Beispiel 33, die in der Tabelle 14 enthalten sind, zeigen, dass im Plasma verdichtetes metallisches Molybdänpulver 200 eine erhöhte Dichte und eine erhöhte Fließfähigkeit im Vergleich zu dem Vorläufermaterial hat, das metallisches Molybdänpulver 10 aufweist. Mit Bezug auf Beispiel 33 war die Klopfdichte des im Plasma verdichteten metallischen Molybdänpulvers 200 um einen Faktor von ungefähr 4,18 auf 6,52 erhöht. Der Sauerstoffgehalt des sich ergebenden im Plasma verdichteten Molybdänpulvers 200 betrug 0,012 Gewichtsprozent. Die Fließfähigkeit war um einen Faktor von ungefähr 6,62 auf 13 s/50 g erhöht. Zusätzlich betrug der Grad der Kugelbildung des im Plasma verdichteten metallischen Molybdänpulvers 200 mehr als 99 Prozent. TABELLE 14

Beispiel Datum % O₂ Klopfdichte g/cm³ Hall-Fließen s/50 g

PM 1,56 86

33 8/27/04 0,012 6,52 13

Tabelle 15 hiernach veranschaulicht die Korrelation zwischen erhöhter Dichte und Fließfähigkeit und der Prozesstemperatur, was somit zeigt, dass die gewünschte Dichte der verschiedenen verdichteten metallischen Molybdänpulver erhalten werden kann, indem die Temperatur erhöht wird, bei der das Vorläufermaterial mit metallischem Molybdänpulver 10 dem Prozess unterworfen wird. Tabelle 15 ist eine Zusammenfassung ausgewählter Beispiele aus den Beispielen 19–33. Die Daten aus den Beispielen 22–31 und 33 sind in der Tabelle 15 zusammengefasst. Die Daten aus der Tabelle 15 sind dann in graphischer Form in 34 aufgetragen. TABELLE 15

Beispiel	O₂	Scott-Dichte		Klopfdichte	Hall-Fließen	Temperatur
	%	g/cm³	g/Zoll³	g/cm³	s/50 g	°C
PM	0,275	1,6	26,2	2,0	59,0	940
22	0,038	3,0	40,2	4,0	27,0	1065
23		2,3	37,2	4,0	31,8	1065
24		2,5	40,3	3,2	27,9	1065
25	0,008	3,8		4,6	20,0	1300
26		3,9	61,6	5,1	18,1	1300
27		4,7	77,0	5,8	16,0	1500
PM	0,447	1,4	22,9	1,7	55,0	940
28	0,030	2,8	46,1	3,6	28,3	1065
29	0,050	3,5	57,4	4,5	21,0	1065
31	0,017	4,1	67,2	4,9	19,2	1300
33				6,52	13,0	Plasma (+10000°C)

Claims

Verdichtetes metallisches Molybdänpulver, das aufweist: Teilchen aus metallischem Molybdän mit einem Verhältnis von Oberfläche zu Masse von nicht mehr als ungefähr 0,5 m²/g, bestimmt durch BET-Analyse, mit einem Gesamtgewichtsprozentanteil an Sauerstoff kleiner als ungefähr 0,05%, und einer Fließfähigkeit größer als ungefähr 32 s/50 g, bestimmt mit einem Hall-Flowmeter, wobei die Teilchen eine verdichtete Form eines Vorläufermaterials mit metallischem Molybdänpulver aufweisen, das ein Verhältnis von Oberfläche zu Masse von zwischen ungefähr 1 m²/g und ungefähr 4 m²/g, bestimmt durch BET-Analyse, und eine Fließfähigkeit zwischen ungefähr 29 s/50 g und ungefähr 86 s/50 g, bestimmt mit einem Hall-Flowmeter, hat.
Verdichtetes metallisches Molybdänpulver nach Anspruch 1, weiter mit einer Klopfdichte von wenigstens ungefähr 3 g/cm³.
Verdichtetes metallisches Molybdänpulver nach Anspruch 1, weiter mit einer Scott-Dichte von wenigstens ungefähr 2 g/cm³.
Verdichtetes metallisches Molybdänpulver nach Anspruch 3, bei dem das Vorläufermaterial mit metallischem Molybdänpulver weiter Teilchen mit einer mittleren Größe von ungefähr 60 μm aufweist.
Verdichtetes metallisches Molybdänpulver nach Anspruch 1, bei dem wenigstens ungefähr 45% der Teilchen aus metallischem Molybdän eine Teilchengröße haben, die größer ist als ein Standard-Maschensieb nach Tyler der Größe +140.
Verdichtetes metallisches Molybdänpulver nach Anspruch 1, bei dem die Teilchen aus metallischem Molybdän weiter im wesentlichen im Allgemeinen kugelartige Teilchen aufweisen.
Verdichtetes metallisches Molybdänpulver nach Anspruch 1, bei dem die Fließfähigkeit größer als ungefähr 32 s/50 g weiter eine Fließfähigkeit in einem Bereich von ungefähr 16 s/50 g bis ungefähr 32 s/50 g aufweist.
Verfahren zum Erzeugen eines verdichteten metallischen Molybdänpulvers, das aufweist: Einführen eines Vorrats an einem Vorläufermaterial, das metallische Molybdänteilchen aufweist, die aus Ammoniummolybdat reduziert sind und ein Verhältnis von Oberfläche zu Masse zwischen ungefähr 1 m²/g und ungefähr 4 m²/g, bestimmt durch BET-Analyse, und eine Fließfähigkeit zwischen ungefähr 29 s/50 g und 86 s/50 g, bestimmt mit einem Hall-Flowmeter, haben; Erzeugen eines Plasmas; Verdichten des Vorläufermaterials in dem Plasma; und Erzeugen des verdichteten metallischen Molybdänpulvers, das kugelartige Teilchen aus metallischem Molybdän aufweist, wobei das verdichtete metallische Molybdänpulver Teilchen mit einem Verhältnis von Oberfläche zu Masse von nicht mehr als 0,5 m²/g, bestimmt durch BET-Analyse, mit einem Gesamtgewichtsprozentanteil an Sauerstoff kleiner als ungefähr 0,05% und einer Fließfähigkeit größer als ungefähr 32 s/50 g, bestimmt mit einem Hall-Flowmeter, aufweist.
Verfahren nach Anspruch 8, bei dem das verdichtete Molybdänpulver weiter einen Sauerstoffgehalt von nicht mehr als ungefähr 0,02 Gesamtgewichtsprozent aufweist.
Verfahren nach Anspruch 8, bei dem das Verdichten weiter aufweist: Schmelzen des Vorläufermaterials in dem Plasma, wobei Tröpfchen gebildet werden; und Abkühlen der Tröpfchen.
Verfahren nach Anspruch 8, bei dem das verdichtete metallische Molybdänpulver weiter eine Fließfähigkeit von nicht mehr als ungefähr 13 s/50 g aufweist.
Verfahren nach Anspruch 8, bei dem das verdichtete metallische Molybdänpulver weiter eine Klopfdichte von nicht weniger als ungefähr 6 g/cm³ aufweist.
Verfahren nach Anspruch 8, das weiter das Austreiben wenigstens einer Verunreinigung, die in dem Vorläufermaterial enthalten ist, aufweist.
Verfahren zum Erzeugen eines verdichteten Molybdänpulvers, das aufweist: Einführen eines Vorrats an Ammoniummolybdat-Vorläufermaterial in einen ersten Ofen; Einführen eines ersten reduzierenden Gases in den ersten Ofen; Erhitzen des Ammoniummolybdat-Vorläufermaterials in Anwesenheit des ersten reduzierenden Gases in dem ersten Ofen; Erzeugen eines Zwischenproduktes für das metallische Molybdänpulver mit einem Verhältnis von Oberfläche zu Masse zwischen ungefähr 1 m²/g und ungefähr 4 m²/g, bestimmt durch BET-Analyse, und einer Fließfähigkeit zwischen ungefähr 29 s/50 g und ungefähr 86 s/50 g, bestimmt mit einem Hall-Flowmeter; Einführen des Zwischenproduktes für das metallische Molybdänpulver in einen zweiten Ofen; Einführen eines zweiten reduzierenden Gases in den zweiten Ofen; Verdichten des Zwischenproduktes für das metallische Molybdänpulver in Anwesenheit des zweiten reduzierenden Gases in dem zweiten Ofen; und Erzeugen des verdichteten metallischen Molybdänpulvers mit einem Verhältnis von Oberfläche zu Masse von nicht mehr als ungefähr 0,5 m²/g, bestimmt durch BET-Analyse, einem Gesamtgewichtsprozentanteil an Sauerstoff kleiner als ungefähr 0,05% und einer Fließfähigkeit größer als ungefähr 32 s/50 g, bestimmt mit einem Hall-Flowmeter.
Verfahren zum Erzeugen eines verdichteten Molybdänpulvers, das aufweist: Einführen eines Vorrats an Ammoniummolybdat-Vorläufermaterial in einen ersten Ofen; Einführen eines ersten reduzierenden Gases in den ersten Ofen; Erhitzen des Ammoniummolybdat-Vorläufermaterials in Anwesenheit des ersten reduzierenden Gases in dem ersten Ofen; Erzeugen eines Zwischenproduktes für das metallische Molybdänpulver mit einem Verhältnis von Oberfläche zu Masse zwischen ungefähr 1 m²/g und ungefähr 4 m²/g, bestimmt durch BET-Analyse, und einer Fließfähigkeit zwischen ungefähr 29 s/50 g und ungefähr 86 s/50 g, bestimmt mit einem Hall-Flowmeter; Einführen des Zwischenproduktes für das metallische Molybdänpulver in einen Plasmainduktionsofen; Erzeugen eines Plasmas; Verdichten des Zwischenproduktes für das metallische Molybdänpulver in dem Plasma; und Erzeugen des verdichteten metallischen Pulvers, das kugelartige Teilchen aus metallischem Molybdän aufweist, wobei das verdichtete metallische Molybdänpulver Teilchen mit einem Verhältnis von Oberfläche zu Masse von nicht mehr als 0,5 m²/g, bestimmt durch BET-Analyse, mit einem Gesamtgewichtsprozentanteil an Sauerstoff kleiner als ungefähr 0,05% und einer Fließfähigkeit größer als ungefähr 32 s/50 g, bestimmt mit einem Hall-Flowmeter, aufweist..
Verfahren nach Anspruch 15, bei dem das verdichtete metallische Molybdänpulver weiter einen Sauerstoffgehalt von nicht mehr als ungefähr 0,02 Gesamtgewichtprozent aufweist.
Verfahren nach Anspruch 15, bei dem jegliches Mahlen des Ammoniummolybdat-Vorläufermaterials und des Zwischenproduktes für das metallische Molybdänpulver fehlt.