DE2032862A1 - Process for the preparation of mutual dispersions of carbides and metals or alloys and new products thus obtained - Google Patents
Process for the preparation of mutual dispersions of carbides and metals or alloys and new products thus obtainedInfo
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Description
Dr. F. Zumsteln sen. - Dr. E* Assmann Dr. R. Koenigsberger - DJpL-Phys. R. Holzbauer - Dr. F. Zumsteln Jun.Dr. F. Zumsteln sen. - Dr. E * Assmann Dr. R. Koenigsberger - DJpL-Phys. R. Holzbauer - Dr. F. Zumsteln Jun.
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Puteaux/FrankreichPuteaux / France
Verfahren zur Herstellung von wechselseitigen Dispersionen « SSSS S SSS SSSS S SS SS SSSS SSSSSSSS SSSSSSS SSSSSSSSS SSSSSSSSSSSSS Process for the preparation of mutual dispersions «SSSS S SSS SSSS S SS SS SSSS SSSSSSSS SSSSSSS SSSSSSSSS SSSSSSSSSSSSS
von Carbiden und Metallen oder Legierungen und neue, so er·* ■ ssssssBsssssssssssssssssssssssssssS'Sssassssssssssssssasssss of carbides and metals or alloys and new, so he · * ■ ssssssBsssssssssssssssssssssssssssS'Sssassssssssssssssasssss
haltene Produkteholding products
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von wechselseitigen (reziproken) Dispersionen von Carbiden und Metallen oder Legierungen· The present invention relates to a method of manufacture of reciprocal (reciprocal) dispersions of carbides and metals or alloys
Je nachdem, ob das Metall oder das Carbid in der vorgesehenen Dispersion: überwiegt, spricht man von einer Dispersion eines Carbide in; dem Metall oder von einer Dispersion eines Metalls in dem Carbid.Depending on whether the metal or the carbide is in the intended Dispersion: predominates, one speaks of a dispersion of a Carbides in; the metal or from a dispersion of a metal in the carbide.
Die Dispersionen der ersten dieser zwei Kategorien'besitzen in Bezug auf das Basismetall oder die Basislegierung verstärkte mechanische Eigenschaften, insbesondere; was die Dauerhaftigkeit und die Kriechfestigkeit, insbesondere bei hoher Temperatur, anbelangt· ■The dispersions of the first of these two categories have with respect to the base metal or the base alloy, reinforced mechanical properties, in particular; what the durability and creep resistance, particularly at high temperature, as regards · ■
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In den Dispersionen der zweiten der obengenannten Kategorien dient das Metall als Bindemittel zwischen den Körnchen eines Carbidpulvers , das gesintert werden soll. Wohlverstanden erzielt man eine Verbesserung der mechanischen Eigenschaften der gesinterten Stücke.In the dispersions of the second of the above categories the metal acts as a binder between the granules of a carbide powder to be sintered. Achieved well understood one can improve the mechanical properties of the sintered pieces.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch einfache oder gemischte Dispersionen von Carbiden in Metallen oder Legierungen, die Eigenschaften aufweisen, die sie zu neuen Industrieprodukten machen.The present invention also relates to simple or mixed dispersions of carbides in metals or alloys which have properties that make them new industrial products do.
Die vorliegende Erfindung befaßt sich insbesondere mit der " Schaffung eines Verfahrens-, das leicht durchzuführen ist und das eine konstante Qualität der entstandenen Produkte sichert.The present invention is particularly concerned with "providing a method that is easy to perform and which ensures a constant quality of the resulting products.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß manThe inventive method is characterized in that one
- in einer ersten Stufe ein gemischtes Oxyd, ein Hydroxyd-Copräzipitat oder einen gemischten Komplex eines ersten Metalls, wie Ti, V, Nb, Ta oder Cr (oder mehrererMetalle, wenn man ein gemischtes Carbid herstellen will), das dazu dient, das Carbid der Dispersion zu liefern, und eines zweiten Metalls(oder mehrerer Metalle, wenn man eine Legierung herstellen will), wie Pe, Co, Ni, Cu, Zn, Cd, Ag, Sn, Pb,: - in a first stage a mixed oxide, a hydroxide coprecipitate or a mixed complex of a first metal, such as Ti, V, Nb, Ta or Cr (or several metals, if one wants to produce a mixed carbide), which serves to make the carbide to provide the dispersion, and a second metal (or several metals, when one wants to produce an alloy) such as Pe, Co, Ni, Cu, Zn, Cd, Ag, Sn, Pb,:
" Bi, Ge oder Tl, das dazu dient, das Metall der Dispersion zu liefern, herstellt ."Bi, Ge or Tl, which serves to be the metal of the dispersion to deliver, manufactures.
- und in einer,zweiten Stufe die so erhaltene Verbindung in einer gleichzeitig reduzierenden und carbonisierenden (carbidbildenden) Atmosphäre, die Wasserstoff und einen Kohlenwasserstoff, wie Methan, umfaßt, einer thermischen Behandlung unterzieht, deren Temperatur - unterhalb 1100 C : und Dauer derart ausgewählt sind, daß die Reduktion aller Oxyde und die Carburierung (Carbidbildung) des ersten Me- .* tails gesichert sind,wobei die Temperatursteigerung vorzugsweise mit einer Geschwindigkeit im Bereich von 100 bis 400°C/Stunde durchgeführt wird.- and in a second step, the compound thus obtained in a simultaneously reducing and carbonizing (carbide) atmosphere containing hydrogen and a hydrocarbon such as methane, comprising a thermal treatment of subjects whose temperature - below 1100 C and duration are selected in such a way that the reduction of all oxides and the carburization (carbide formation) of the first metal.
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Die erfindungsgemäßen Dispersionen von Carbiden in Metallen sind dadurch gekennzeichnet, daß sie einfache oder gemischte Carbidteilchen in den Elementarkörnchen des gewählten Metalls oder der gewählten Legierung gleichmäßig verteilt umfassen.The dispersions of carbides in metals according to the invention are characterized in that they are simple or mixed Carbide particles evenly distributed in the elementary granules of the selected metal or alloy.
In diesen Produkten liegen die Teilchendimensiorien der dispergierten Phase - die nicht an den Korngrenzen der metallischen Phase konzentriert, sondern gleichmäßig im Inneren der · letzteren verteilt sind - im Bereich von 5 bis 500 nm.The particle dimensions of the dispersed ones lie in these products Phase - those not at the grain boundaries of the metallic Phase concentrated, but evenly inside the the latter are distributed - in the range from 5 to 500 nm.
Im Fall der Dispersion eines Metalls oder einer Legierung in einem Carbid befindet sich das Metall an den Korngrenzen des Carbids lokalisiert. Auch hier liegen die Dimensionen der Teilchen vor dem Sintern im Bereich von 5 bis 500mu.In the case of the dispersion of a metal or an alloy in a carbide, the metal is located at the grain boundaries of the Carbids localized. Here, too, are the dimensions of the Particles before sintering in the range of 5 to 500mu.
Wenn man eine m>etallische Phase herstellen will, die durch ■ eine Legierung gebildet wird, so geht man von einem gemischten Oxyd der Metalle der zweiten Gruppe aus. If one wants to produce an metallic phase that is characterized by ■ If an alloy is formed, a mixed oxide of the metals of the second group is assumed.
In dem Fall, wo das Carbid des zweiten Metalls bei den Bedingungen der gleichzeitigen Carbidbildung und Reduktion stabil ist, läßt man auf diese Stufe eine weitere Reduktionsbehandlung mit reinem Wasserstoff folgen bei der gleichen Temperatur und einer Zeitdauer, die genügt, um das Carbid des zweiten Metalls vollständig zu reduzieren.In the case where the carbide of the second metal in the conditions the simultaneous formation of carbide and reduction is stable, this stage is followed by a further reduction treatment with pure hydrogen at the same temperature and a time sufficient to convert the carbide of the second To reduce metal completely.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann im Festbett oder einem Wirbelbett durchgeführt werden.The process according to the invention can be carried out in a fixed bed or a fluidized bed.
Gemäß dem gewählten Verfahren kann man also entweder eine Vorrichtung verwenden, wie sie schematisch in Fig. 1 gezeigt ist, oder eine Vorrichtung der Art, wie sie in Fig. 2 schematisch dargestellt ist.According to the chosen method, you can either use a device use, as shown schematically in Fig. 1, or a device of the type as shown in Fig. 2 schematically is shown.
In beiden Fällen treten der Wasserstoff und das Methan oder ein anderer Kohlenwasserstoff durch die Leitungen 1 bzw. 2 ein, die in eine einzige Leitung 3 einmünden, die die gas-In both cases the hydrogen and the methane or occur another hydrocarbon through lines 1 and 2, respectively a, which open into a single line 3, which the gas
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förmige Mischung in das Innere einer Umhüllung 4 leitet, die durch die Heizelemente 5 erhitzt wird.shaped mixture into the interior of a casing 4, which is heated by the heating elements 5.
Im Fall von Fig. 1 ist die Umhüllung 4 horizontal ausgerichtet, und das zu behandelnde Produkt 6 ist in einer dünnen Schicht in einem Behälter 7 in dem Inneren dieser Umhüllung verteilt. Das Behandlungsgas tritt mit der Oberfläche des Produktes 6 in Kontakt.In the case of Fig. 1, the casing 4 is oriented horizontally and the product 6 to be treated is in a thin one Layer distributed in a container 7 in the interior of this envelope. The treatment gas enters the surface of the Product 6 in contact.
Im Fall von Fig. 2 ist die Umhüllung vertikal ausgerichtet, wobei das Produkt 6 ein Wirbelbett oberhalb des Gitters 8 bildet. Diese Vorrichtung gestattet gleichzeitig das Arbeiten im Festbett, wobei das Behandlungsgas dann die Schicht des Produktes 6 durchdringt.In the case of FIG. 2, the casing is oriented vertically, with the product 6 forming a fluidized bed above the grid 8. This device allows work in the fixed bed at the same time, with the treatment gas then the layer of the product 6 penetrates.
Die Vorrichtung der Fig. 2 gestattet es, größere Mengen des Produktes 6 in kürzeren Reaktionszeiten zu behandein, als es der Fall ist beim Festbett oder beim Wirbelbett, dadurch, daß man einen besseren Kontakt zwischen dem Produkt 6 und dem Behandlungsgas herstellt.The device of Fig. 2 allows larger amounts of the To treat product 6 in shorter reaction times than is the case with the fixed bed or the fluidized bed, in that a better contact is established between the product 6 and the treatment gas.
Um Zahlen zu nennen, sei gesagt, daß die Dauer der gleichzeitigen Reduktions- und Carbidbildungs-Stufe - im Fall der Festbettbehandlung mit Hilfe einer Vorrichtung entsprechend Fig. 1 · im allgemeinen 10 bis 20 Stunden beträgt.To give numbers, let it be said that the duration of the simultaneous reduction and carbide formation step - in the case of the fixed bed treatment with the aid of a device according to FIG. 1 · is generally 10 to 20 hours.
Die Anteile an Wasserstoff und Kohlenwasserstoff in der in dieser Stufe verwendeten Atmosphäre liegen im Bereich von 99,0 bis 90 bzw. 1 bis 10 %. In der Praxis hält man sich im Bereich der theoretischen Proportionen, um ein Cracken des Kohlenwasserstoffs zu vermeiden.The proportions of hydrogen and hydrocarbon in the atmosphere used in this stage are in the range of 99.0 to 90 or 1 to 10%. In practice, one keeps within the range of theoretical proportions in order to crack the Avoid hydrocarbons.
Es wurde gefunden, daß die Carbidbildung eines Hydroxyds oder eines gemischten Oxyds, die begleitet wird von einer Reduktion eines der metallischen Elemente in den metallischen Zustand, gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren leichter ist als die Carbidbildurig eines einfachen Oxyds, das immer mehr kristäl-It has been found that the carbide formation of a hydroxide or a mixed oxide, which is accompanied by a reduction of one of the metallic elements to the metallic state, according to the process according to the invention is lighter than the carbide formation of a simple oxide, which is becoming more and more crystalline
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lisiert und daher weniger reaktiv ist. Dies zeigt sich besonders deutlich im Fall der Carbidbildung des Titans in Anwesenheit von z.B. Eisen, Nickel oder Kobalt: Das Carbid TiC bildet sich dann zwischen 800 und 10000C, wogegen es unmöglich ist, es zu erhalten in. diesem Temperaturbereich, wenn man eine Mischung aus Wasserstoff/Methan auf Titanhydroxyd [Ti(0H)4]oder Titanoxyd (TiO3) einwirken läßt.lized and therefore less reactive. This is particularly evident in the case of the carbide formation of titanium in the presence of, for example, iron, nickel or cobalt: The carbide TiC then forms between 800 and 1000 ° C., whereas it is impossible to obtain it in this temperature range if one has a Mixture of hydrogen / methane on titanium hydroxide [Ti (OH) 4 ] or titanium oxide (TiO 3 ) can act.
Die erfindungsgemäßen Dispersionen, die mit Hilfe des obengenannten Verfahrens hergestellt wurden, können verwendet werden unter Anwendung klassischer Verfahren der Pulvermetallurgie, indem man sie so, wie sie sind, sintert, oder, sie sintert, nachdem man sie mit dem Pulver eines zweiten Metalls vermischt hat, wenn der Anteil an Carbid im Endma-. terial verringert werden soll.The dispersions of the invention made with the aid of the above Process can be used using classical powder metallurgy techniques by sintering them as they are, or it sinters after it has been mixed with the powder of a second metal when the amount of carbide in the final product. material should be reduced.
Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele weiter erläutert. The invention is further illustrated by the following examples.
Wenn man eine Dispersion eines Chromcarbids in Eisen, die 95 % Eisen enthält, herstellen will, so beginnt man durch Herstellung des gemischten Oxalatkomplexes (NH4 ^ FexCr^x (CgO4 den man durch gleichzeitige Kristallisation der komplexen Oxalate jedes der beiden Metalle erhält. If you want to make a dispersion of a chromium carbide in iron that contains 95% iron, you start by making the mixed oxalate complex (NH 4 ^ Fe x Cr ^ x (CgO 4, which is obtained by simultaneous crystallization of the complex oxalates of each of the two metals receives.
Das so erhaltene Produkt wird einer selektiven Carbidbildung unterworfen, indem man die Temperatur des Produktes mit einer Geschwindigkeit von 25O°c/stunde auf 900°C in einem Gasstrom steigert, der verteilt wird durch eine Mischdosierungspumpe, und wobei der Gasstrom durch Wasserstoff (21,80 l/std.) und Methan (0,44 l/std.) gebildet wird, d.h. der 2 % Methan enthält. Nach 18 Stunden bei 900°C in dieser Atmosphäre zeigt die röntgenkristenographische Analyse, daß das erhaltene Produkt biphasLsch ist und das orthorhombische Chromcarbid C2 in α-Eisen feinverteilt enthält. Das Produkt liegt vorThe product obtained in this way is subjected to a selective carbide formation by increasing the temperature of the product at a rate of 250 ° C / hour to 900 ° C in a gas flow which is distributed by a mixed-metering pump, the gas flow being replaced by hydrogen (21, 80 l / h) and methane (0.44 l / h) is formed, ie it contains 2% methane. After 18 hours at 900 ° C. in this atmosphere, the X-ray cristenographic analysis shows that the product obtained is biphasic and contains the orthorhombic chromium carbide C 2 finely divided in α-iron. The product is available
in Form eines feinen grauen Pulvers.in the form of a fine gray powder.
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Wenn man eine Dispersion von Chromcarbid in Eisen, die 60 Gewichts-% Eisen enthält, herstellen will, beginnt man mit der Herstellung des gemischten Qxalatkomplexes in der gewünschten Zusammensetzung, wie es in Beispiel 1 angegeben ist.If you want to make a dispersion of chromium carbide in iron that contains 60% iron by weight, you start with Preparation of the mixed oxalate complex in the desired composition, as indicated in Example 1.
Das so erhaltene Produkt wird der Carbidbildung bei 9000C und bei den Temperaturbedingungen und den Gasdurchsätzen, wie es in Beispiel 1 angegeben ist, unterworfen. Nach 16-stündigem Halten bei 9000C in der entsprechenden Atmosphäre zeigt die rontgenkristallographische Analyse die Anwesenheit eines einzigen hexagonalen Carbids Cr7C3, das in α-Eisen dispergiert ist.The product thus obtained is subjected to the carbide formation at 900 0 C and at the temperature conditions and the gas flow rates, as indicated in Example 1. After 16-hour hold at 900 0 C in the appropriate atmosphere rontgenkristallographische analysis shows the presence of a single hexagonal carbide Cr 7 C 3, which is dispersed in α-iron.
Wenn man eine Dispersion von Titancarbid in Kobalt herstellen will, die 70 Gewichts-% Kobalt enthält, beginnt man mit der Herstellung eines Copräzipitats der hydratisieren Oxyde in der folgenden Weise: man gibt gleichzeitig, jedoch getrennt, tropfenweise eine wäßrige Lösung von 69,1 g Kobaltnitrat Co(NO3)2·6H2O und 23,2 g Titanylsulfat TiOSO4MH2O und eine 3n-Natronlaugelösung zu etwa 1 1 heftig gerührten Wassers in einem 2 1-Pyrexkolben. Die gleichzeitige Ausfällung der beiden Hydroxyde findet Tropfen für Tropfen statt; der erhaltene, sehr feine Niederschlag wird filtriert, mit. siedendem Wasser bis zum Verschwinden von Sulfat- und Natriumionen gewaschen und während 20 Stunden bei 1100C im Trockenschrank getrocknet.If one wishes to prepare a dispersion of titanium carbide in cobalt containing 70% by weight of cobalt, one begins with the preparation of a coprecipitate of the hydrated oxides in the following manner: at the same time, but separately, an aqueous solution of 69.1 g is added dropwise Cobalt nitrate Co (NO 3 ) 2 · 6H 2 O and 23.2 g of titanyl sulfate TiOSO 4 MH 2 O and a 3N sodium hydroxide solution to about 1 liter of vigorously stirred water in a 2 liter Pyrex flask. The simultaneous precipitation of the two hydroxides takes place drop by drop; the very fine precipitate obtained is filtered off with. Washed boiling water until the disappearance of sulfate and sodium ions and dried for 20 hours at 110 0 C in a drying cabinet.
Das so erhaltene feinverriebene Produkt wird einer gleichzeitigen Reduktion und Carbidbildung unterworfen, indem man die Temperatur auf 8000C mit einer Geschwindigkeit von 25O°c/std. in einem Gasstrojn, der durch Wasserstoff (21,80 l/std.) und Methan (1,15 l/std.) gebildet wird, d.h. in einem Gasstrom, der 5 % Methan enthält, steigert. Nach 16-stündigem Halten in dieser Atmosphäre zeigt die rontgenkristallographische Analyse.The feinverriebene product thus obtained is subjected to a simultaneous reduction and carbide formation by raising the temperature to 800 0 C at a rate of 25O ° C / one. in a gas stream which is formed by hydrogen (21.80 l / h) and methane (1.15 l / h), ie increases in a gas stream which contains 5 % methane. After holding in this atmosphere for 16 hours, X-ray crystallographic analysis shows.
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daß man eine feine Dispersion von Titancarbid TiC in kubischem ß-Kobalt erhalten hat. Das so bei 8OO°C erhaltene Titancarbid liegt vor in Form von feinen Körnchen, wie es die breiten Diffraktionsstrahlen zeigen. .that a fine dispersion of titanium carbide TiC in cubic ß-cobalt has been obtained. The titanium carbide thus obtained at 8OO ° C is in the form of fine granules, as shown by the broad diffraction rays. .
Wenn man eine Dispersion von Titancarbid in Nickel,.die 90 Gewichts-% Nickel enthält, herstellen will, so beginnt man mit der Herstellung des Copräzipitats der beiden hydratisieren Oxyde, indem man die Verfahrensweise, die in Beispiel 3 angegeben ist, und eine Salzlösung von Nickelnitrat und Titanylsulfat verwendet. ·If you have a dispersion of titanium carbide in nickel, the 90% by weight If one wants to produce nickel, one begins with the production of the coprecipitate of the two to hydrate Oxides by following the procedure outlined in Example 3 and a salt solution of nickel nitrate and titanyl sulfate used. ·
Die so erhaltene Verbindung wird der gleichzeitigen Reduktion und Carbidbildung unterworfen, indem man ihre Temperatur in einem Gasstrom, der gebildet wird durch Wasser- , stoff (21,80 l/std.) und Methan (0,56 l/std.), der 2,5 % Methan enthält, auf 88O°C steigert. Nach 16-stündigem Halten in dieser Atmosphäre erhält man eine feine Dispersion des Carbids TiC in'metallischem Nickel.The compound thus obtained is subjected to simultaneous reduction and carbide formation by changing its temperature in a gas stream formed by water, substance (21.80 l / h.) and methane (0.56 l / h.), which contains 2.5% methane, increases to 880 ° C. After a 16 hour hold In this atmosphere, a fine dispersion of the TiC carbide in metallic nickel is obtained.
Wenn man eine Dispersion von Vanadiumcarbid in Kobalt, die 80 Gewichts-% Kobalt enthält, herstellen will, so beginnt man mit der Herstellung des Copräzipitats der beiden hydratisierten Oxyde unter Verwendung des Verfahrens, wie es in Beispiel 3 beschrieben ist, indem man eine Ausfällung, ausgehend von einer Salzlösung von Kobaltnitrat und Vanadylsulfat durch eine dreifach verdünnte handelsübliche Ammoniaklösung bewirkt. Wenn die Ausfällung beendet ist, erhitzt man zum Sieden, um den pH-Wert auf 7 zu bringen und das Vanadat, das sich gebildet haben könnte, zu zerstören. * ' If one wishes to prepare a dispersion of vanadium carbide in cobalt containing 80% by weight of cobalt, one begins with the preparation of the coprecipitate of the two hydrated oxides using the procedure described in Example 3 by making a precipitate, based on a salt solution of cobalt nitrate and vanadyl sulphate caused by a three-fold diluted commercial ammonia solution. When precipitation is complete, the mixture is heated to boiling, to bring the pH value to 7 and to destroy the vanadate, which could have formed. * '
Die so erhaltene Verbindung wird einer gleichzeitigen Reduktion und Carbidbildung unterworfen, indem man ihre Temperatur in einem Gasstrom, der gebildet wird durch Wasserstoff (21, 80 l/std.) JLUid MsQfn Sl^LS l/Sfed.), d.h. der 5 % The compound thus obtained is subjected to a simultaneous reduction and carbide formation by changing its temperature in a gas stream which is formed by hydrogen (21, 80 l / h. JLUid MsQfn Sl ^ LS l / Sfed.), Ie the 5 %
Methan enthält, auf 8000C steigert» Nach 14-stündigem Halten bei 8OO°C in dieser Atmosphäre, erhält man eine feine Dispersion von Vanadiumcarbid VC in kubischem ß-Kobalto Contains methane, at 800 0 C "increases after 14-hour hold at 8OO ° C in this atmosphere to obtain a fine dispersion of vanadium carbide VC in cubic .beta.-cobalt o
Wenn man eine Dispersion von Vanadiumcarbid in Eisen? die 80 Gewichts-% Eisen enthält, herstellen will, so beginnt man mit der Herstellung des Copräzipitats der beiden hydratisierten Oxydej indem man die Verfahrensweise, die in Beispiel 3 beschrieben ist, anwendet und indem man den Niederschlags ausgehend von einer Salzlösung von Eisen-XIX-nitrat und Va=- nadylsulfat, durch Zugabe einer dreifach verdünnten handeisüblichen Ammoniaklösung bildet» . What if you get a dispersion of vanadium carbide in iron? which contains 80% by weight of iron, one begins with the preparation of the coprecipitate of the two hydrated oxidesj using the procedure described in Example 3 and by starting the precipitate from a salt solution of iron XIX- nitrate and Va = nadyl sulfate, formed by adding a three-fold diluted commercial ammonia solution ».
Die so erhaltene Verbindung wird einer gleichzeitigen Reduktion und Carbidbildung unterworfen9 indem man ihre Tem= peratur in einem Gasstrom, der gebildet wird durch Wasserstoff (21,80 l/Std.) .und Methan (0,44 l/std»), d«,ho einera Gasstrom, der 2 % Methan enthält, auf 92O°C steigert»The compound thus obtained is subjected to a simultaneous reduction and carbide formation 9 by setting its temperature in a gas stream formed by hydrogen (21.80 l / h) and methane (0.44 l / h), i 'contains h o einera gas stream 2% methane, increases to 92o C. "
Nach 20-stündigem Halten bei 92O°C sseigt die röntg einkristall !©graphische Analyse die Anwesenheit von. sehr wenig a<=Eisens von Zementit Fe3C1 und kubischem Vanadiumcarbid VC, Ein Glühen des obigen Produktes unter Wasserstoff (etwa 15 l/std.) gestattet es, den Zementit zu zerstören, und man erhält nach 14-stündigem Glühen bei 92O°C α-Eisen und fein dispergiertes Fe3C (sehr wenig) und Carbid VC, Ein neuerliches 13-stündiges Glühen bei 92O°C im Wasserstoffstrom führt dann zu dem gewünschten Produkt, einer Dispersion von Vanadiumcarbid in α-Eisen.After holding at 920 ° C. for 20 hours, the X-ray single crystal! © graphic analysis shows the presence of. very little a <= iron s of cementite Fe 3 C 1 and cubic vanadium carbide VC. Annealing the above product under hydrogen (about 15 l / h) allows the cementite to be destroyed, and after annealing for 14 hours one obtains 920 ° C α-iron and finely dispersed Fe 3 C (very little) and carbide VC. Another 13-hour glow at 920 ° C in a hydrogen stream then leads to the desired product, a dispersion of vanadium carbide in α-iron.
Wenn man eine Dispersion von Niobcarbid in Eisen, die 70 Gewichts-% Eisen enthält, herstellen will, so beginnt man durch Herstellung einer innigen Mischung, die erhalten wurde durch gleichzeitiges Eindampfen der komplexen Oxalate (HH4)3[Pe(C2O4)3] uIf one wishes to produce a dispersion of niobium carbide in iron which contains 70% by weight of iron, one begins by producing an intimate mixture which has been obtained by simultaneous evaporation of the complex oxalates (HH 4 ) 3 [Pe (C 2 O 4 ) 3 ] u
Die so erhaltene Mischung wird einer gleichzeitigen Reduktion und Carbidbildung unterworfen, indem man ihre Temperatur in einem Gasstrom, der gebildet wird durch Wasserstoff (21,80 l/ Std.) und Methan (0,44 l/std.), d.h„ einem Gasstrom, der 2 % Methan enthält, auf 900°C steigert. Nach 15-stündigem Halten bei 9OO°C erhält man eine Dispersion von Carbid NbC in α-Eisen,The mixture thus obtained is subjected to a simultaneous reduction and carbide formation by changing its temperature in a gas flow formed by hydrogen (21.80 l / h) and methane (0.44 l / h), ie “a gas flow , which contains 2 % methane, increases to 900 ° C. After holding at 900 ° C for 15 hours, a dispersion of carbide NbC in α-iron is obtained,
Wenn man eine Dispersion einer festen Lösung der Carbide von Titan und Tantal in Kobalt herstellen will, die 90 Gewichts-% Kobalt enthält, so geht man aus von einer innigen Mischung, die erhalten wurde durch gleichzeitiges Eindampfen der Oxalate CoC2O4, (NH4J2[TiO(C2O4)2] und (NH4)3[Ta0(C204)3] in geeigneten Verhältnissen, die im Atomverhältnis von Ti/Ta = 1 vorliegen. If one wishes to produce a dispersion of a solid solution of the carbides of titanium and tantalum in cobalt, which contains 90% by weight of cobalt, one assumes an intimate mixture which was obtained by simultaneous evaporation of the oxalates CoC 2 O 4 , (NH 4 J 2 [TiO (C 2 O 4 ) 2 ] and (NH 4 ) 3 [Ta0 (C 2 0 4 ) 3 ] in suitable ratios, which are present in the atomic ratio of Ti / Ta = 1.
Die so erhaltene Verbindung wird einer gleichzeitigen Re duktion und Carbidbildung unterworfen, indem man ihre Temperatur in einem Gasstrom, der gebildet wird durch Wasserstoff (21,50 l/Std.) und Methan (0,44 l/std.), d.h. in einem Gas strom, der 2 % Methan enthält, auf 95O°C steigert. Nach 15-stündigem Halten bei 95O°C in der oben angegebenen Atmosphäre zeigt die röntgenkristallographische Analyse die Anwesenheit der festen Lösung der Carbide TiC und TaC, die in einer Mischung von hexagonalem α-Kobalt und kubischem ß-Kobalt dispergiert ist· The compound thus obtained is subjected to a simultaneous reduction and carbide formation by changing its temperature in a gas stream formed by hydrogen (21.50 l / h.) And methane (0.44 l / h.), Ie in one Gas stream containing 2 % methane increases to 95O ° C. After holding at 95O ° C for 15 hours in the atmosphere given above, the X-ray crystallographic analysis shows the presence of the solid solution of the carbides TiC and TaC, which is dispersed in a mixture of hexagonal α-cobalt and cubic ß-cobalt.
Wenn man eine Dispersion einer festen Lösung der Carbide von Titan und Niob in Eisen, die 80 % Eisen enthält, herstellen will, so geht man aus von einer innigen Mischung,, die erhal- · ten wurde durch gleichzeitiges Eindampfen der Oxalate (ΝΗ4)3[Ρβ(α204)3] und.(NH4)2[TiO(C2O4)2] und (NH4)3[NbO(C2O4>3J in geeigneten Verhältnissen, die einem Atomverhältnie von Ti/Nb ■ 1 entsprechen. If one wants to produce a dispersion of a solid solution of the carbides of titanium and niobium in iron, which contains 80% iron, one assumes an intimate mixture, which was obtained by simultaneous evaporation of the oxalates (ΝΗ 4 ) 3 [Ρβ (α 2 0 4 ) 3 ] and. (NH 4 ) 2 [TiO (C 2 O 4 ) 2 ] and (NH 4 ) 3 [NbO (C 2 O 4 > 3 J in suitable proportions that give a The atomic ratio of Ti / Nb ■ corresponds to 1.
..r.:.-.p:09885/i62B.. r .: .-. p: 09885 / i62B
Die so erhaltene Verbindung wird einer gleichzeitigen- Reduktion und Carbidbildung unterworfen, indem man ihre Temperatur in einem Gasstrom, der gebildet wird durch Wasserstoff (21,80 l/std.) und Methan (0,22 l/std.), d.h. einem Gasstrom, der 1 % Methan enthält, auf 10500C steigert» Nach 15-stündigem Kalten bei 1050 C in der oben angegebenen Atmosphäre zeigt die röntgenkristallographische Analyse die Anwesenheit einer festen Lösung der Carbide TiC und NbC, die in α-Eisen dispergiert ist®The compound thus obtained is subjected to simultaneous reduction and carbide formation by changing its temperature in a gas stream formed by hydrogen (21.80 l / h) and methane (0.22 l / h), ie a gas stream , which contains 1 % methane, increases to 1050 ° C. »After cold for 15 hours at 1050 ° C. in the atmosphere given above, the X-ray crystallographic analysis shows the presence of a solid solution of the carbides TiC and NbC, which is dispersed in α-iron®
Wenn man eine Dispersion von Chromcarbid Cr3C3 in Kupfer herstellen will, die 60 % Kupfer enthält, so beginnt man mit der Herstellung der Ausgangsverbindung, d.h. einer innigen Mischung, die erhalten wurde durch Eindampfen einer Lösung der Citrate von Kupfer und Chrom. Diese Lösung erhält man, indem man eine wäßrige Lösung von Diammoniumcitrat im Überschuß 2 Stunden am Rückfluß erhitzt, in die man Kupferpulver, Chromsäureanhydrid CrO3 und etwas Wasserstoffper^oxyd gibt. Man filtriert, um die letzten nicht angegriffenen Kupferspu— ren zu entfernen, und dampft das Filtrat auf einem Sandbad ein.If you want to produce a dispersion of chromium carbide Cr 3 C 3 in copper which contains 60% copper, you start with the production of the starting compound, ie an intimate mixture obtained by evaporating a solution of the citrates of copper and chromium. This solution is obtained by refluxing an excess aqueous solution of diammonium citrate for 2 hours, to which copper powder, chromic anhydride CrO 3 and a little hydrogen peroxide are added. It is filtered in order to remove the last unaffected copper traces and the filtrate is evaporated on a sand bath.
Die so erhaltene feinverteilte Verbindung wird dann einer W Oxydation in Luft während 12 Stunden bei 66O0C unterworfen, die zu einer innigen Mischung von Kupfer-II-oxyd CuO und Kupfer-II-chromit CuCr2O^ führt. Diese feinverteilte Mischung wird dann einer gleichzeitigen Reduktion und Carbidbildung unterworfen !, indem man ihre Temperatur in einem Gasstrom, der gebildet wird durch Wasserstoff (21,50 l/std.) und Methan (0,22 l/std.), d.h. in einem Gasstrom, der 1 % Methan enthält, auf 1000°C steigert. Nach 15-stündigem Halten bei 10000C in der oben angegebenen Atmosphäre, zeigt die röntgen- , kristenographische Analyse, daß man 'eine Dispersion von Chromcarbid Cr3C2 ^n Kupfer erhalten hat.The finely divided compound thus obtained is then subjected to W oxidation in air for 12 hours at 66o C 0, which leads to an intimate mixture of cupric oxide CuO and cupric chromite CuCr 2 O ^. This finely divided mixture is then subjected to a simultaneous reduction and carbide formation ! by setting their temperature in a gas stream formed by hydrogen (21.50 l / h) and methane (0.22 l / h), ie in a gas stream containing 1% methane, to 1000 ° C increases. After 15-hour hold at 1000 0 C in the above atmosphere, shows the X-ray, kristenographische analysis that 'a dispersion of chromium carbide Cr 3 C received 2 ^ n copper.
009985/152?009985/152?
- ii -- ii -
Wenn man eine Perronickel-Legierung, die 48 Gewichts-% Eisen und 52 Gewichts-% Nickel mit 3 Gewichts-% Vanadiumcarbid in fein dispergierter Form enthält, herstellen will, so beginnt man mit der Herstellung des Ausgangsprodukts, d.h. einem Copräzipitat der drei hydratisierten Oxyde unter Anwendung der Verfahrensweise, wie sie in Beispiel 3 beschrieben wurde, indem man, ausgehend von einer Salzlösung von Eisen-III-nitrat,. Nickelchlorid und Vanadylsulfat,· einen Niederschlag bildet durch Zugabe von 25%-igem Ammoniak, indem man bei einem pH~Wert von 7,5 arbeitet.If you want to produce a perronickel alloy containing 48% iron and 52% nickel with 3% vanadium carbide in finely dispersed form, one begins with the production of the starting product, ie a coprecipitate of the three hydrated oxides using the procedure as described in Example 3, starting from a salt solution of ferric nitrate. Nickel chloride and vanadyl sulfate, a precipitate forms · ammonia by addition of 25%, by operating at a p H value of ~ 7.5.
Die so erhaltene Verbindung wird einer gleichzeitigen Reduktion und Carbidbildung unterworfen, indem man ihre Temperatur in'einem Gasstrom, der gebildet wird durch Wasserstoff -(21,80 l/Std.) und Methan (0,44 l/Std.), d.h. einem . Gasstrom, der 2 % Methan enthält,' auf 95O°C steigert. Nach 15-stündigem Halten bei dieser Temperatur in der oben angegebenen Atmosphäre zeigt die röntgenkristallographisehe Analyse, daß man eine Dispersion von Vanadiumcarbid VC in Perronickel erhält mit einer kubi sch-f lach enz en trier ten. .Struktur _ ähnlich dem -g*-Eisen mit einer Gitterkonstanten a = 3,585 Α·The compound so obtained undergoes a simultaneous reduction and subjected to carbide formation by changing their temperature in a gas stream which is formed by hydrogen - (21.80 l / h) and methane (0.44 l / h), i.e. one. Gas stream containing 2% methane, 'increases to 95O ° C. To Hold at this temperature for 15 hours in the above specified Atmosphere shows the X-ray crystallographic analysis, that a dispersion of vanadium carbide VC in perronickel is obtained with a cubic, flat surface. Structure _ similar to the -g * iron with a lattice constant a = 3.585 Α
Wenn man eine Dispersion von 3 Gewichts-% Titancarbid in einer Nickel-Kobalt-Legierung der Zusammensetzung 90 Gewichts-^ .Ni und 10 Gewichts-% Co herstellen will, so beginnt man mit der Herstellung des Copräzipitats der drei hydratisierten Oxyde, indem man die Verfahrensweise anwendet, die in Beispiel 3 beschrieben wurde, indem man, ausgehend von einer Salzlösung der Chloride von Nickel, Kobalt und Titanylsulfat in geeigneten . Verhältnissen, einen Niederschlag bildet durch Zugabe von 3n-Natronlauge. "■■..- :If you have a dispersion of 3% by weight of titanium carbide in a If you want to produce a nickel-cobalt alloy of the composition 90% by weight ^ .Ni and 10% by weight Co, you start with the Prepare the coprecipitate of the three hydrated oxides using the procedure described in Example 3 was made by starting from a salt solution of the chlorides of nickel, cobalt and titanyl sulphate in suitable. Conditions, a precipitate is formed by adding 3N sodium hydroxide solution. "■■ ..-:
Die so erhaltene Verbindung wird einer gleichzeitigen Reduktion und Carbidbildung unterworfen, indem man ihre Temperatur in einem Gasstrom, der gebildet wird durch Wasserstoff The compound so obtained undergoes a simultaneous reduction and subjected to carbide formation by changing their temperature in a gas stream that is formed by hydrogen
■00988541525.■ 00988541525.
(21,80 l/std.) und Methan (0,22 l/std.), d.h., einem Gasstrom, der 1 % Methan enthält, auf 1O2O°C steigert» Nach 16-stündigem Halten bei 1O2O°C in der oben angegebenen Atmosphäre zeigt die röntgenkristallographische Analyse, daß man eine ß-Nickel-Kobalt-Legierung mit kubisch-flächenzentrierter Struktur, die sehr ähnlich der des Nickels ist, erhalten hat, die eine Dispersion von Titancarbid TiC enthält»(21.80 l / h.) And methane (0.22 l / h.), I.e., a gas stream, which contains 1% methane, increases to 1O2O ° C »After 16 hours Hold at 1O2O ° C in the atmosphere given above the X-ray crystallographic analysis that one is a ß-nickel-cobalt alloy with a face-centered cubic structure, which is very similar to that of nickel, has received the one Dispersion of titanium carbide TiC contains »
Wenn man eine feuerfeste Zusammensetzung auf der Basis von Titancarbid, die 6 Gewichts-% Kobalt enthält, das als bindende Phase beim Sintern dient, herstellen will, so beginnt man mit der Herstellung eines Copräzipitats der beiden hydratisierten Oxyde, indem man die Verfahrensweise, wie sie in Beispiel 3 beschrieben ist, anwendet, wobei man einen Niederschlag bildet, ausgehend "von einer wäßrigen Lösung von Titanylsulfat und Kobaltchlorid in geeigneten Verhältnissen, durch Zugabe von 25%-igem Ammoniak. Während des ganzen Arbeitsgangs soll der p„-Wert 8 nicht überschreiten.If you have a refractory composition based on Titanium carbide, which contains 6% by weight of cobalt, which serves as the binding phase during sintering, is to be produced, so one begins with the preparation of a coprecipitate of the two hydrated oxides by following the procedure outlined in Example 3, applies, forming a precipitate starting from "an aqueous solution of titanyl sulfate and cobalt chloride in suitable proportions by adding 25% ammonia. During the whole process the p "value should not exceed 8.
Die so erhaltene Verbindung wird einer gleichzeitigen Reduktion und Carbidbildung unterworfen, indem man ihre Temperatur in einem Gasstrom, der gebildet wird durch Wasserstoff (21,80 l/std.) und Methan (0,22 l/std·), ,d,»h. einem Gasstrom, der 1 % Methan enthält, auf 1030°C steigert. Nach 20-stündigem Halten bei 10300C in der oben angegebenen Atmosphäre und dem Abkühlen erhält man ein grau-schwarzes Pulver. Die röntgenkristallographische Analyse bestätigt die Anwesenheit von kubisch-flächenzentriertem Titancarbid TiC und einer kubisch-flächenzentrierten bindenden Phase von ß-Kobalt.The compound thus obtained is subjected to simultaneous reduction and carbide formation by changing its temperature in a gas stream formed by hydrogen (21.80 l / h) and methane (0.22 l / h),, d, » H. a gas stream containing 1% methane, increases to 1030 ° C. After holding at 1030 ° C. for 20 hours in the atmosphere specified above and cooling, a gray-black powder is obtained. The X-ray crystallographic analysis confirms the presence of face-centered cubic titanium carbide TiC and a face-centered cubic binding phase of ß-cobalt.
Es versteht sich von selbst, daß die vorliegende Erfindung nicht auf die in der Beschreibung erwähnten Ausführungsformen beschränkt ist, sondern auch alle Varianten umfaßt.It goes without saying that the present invention does not relate to the embodiments mentioned in the description is limited, but also includes all variants.
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