DE4032314A1 - Direktes herstellen einer niob-titan-legierung waehrend der niobreduktion - Google Patents
Direktes herstellen einer niob-titan-legierung waehrend der niobreduktionInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Niob
legierungen, insbesondere von Niob-Titan-Legierungen, nach
dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Das Legieren anderer Metalle mit Niob stellt eine hochent
wickelte Technologie dar, wozu auch Verfahren zum Legieren
von Titan mit Niob zur Herstellung von elektrischen Supra
leitern zählen. Diese Technologie ist z. B. aus den
US-Patentschriften 31 67 692 und 32 68 373 bekannt.
Weiterhin sind Verfahren zur Reduzierung von Nioboxyden, und
zwar durch Vermischen eines solchen Oxyds mit einem me
tallischen Reduktionsmittel aus den US-Patentschriften
27 89 896 und 44 19 127 bekannt.
Aus den US-Patentschriften 33 72 022, 41 64 417, 41 69 722
und 45 04 310, sowie der japanischen Patentschrift 47-22 313
ist die Verwendung von Aluminium bei solchen Verfahren be
kannt, wobei das Aluminium eine Thermitreaktion erzeugt, um
den Wärmebedarf zu decken. Das gegenwärtig praktizierte und
in der Wirtschaft gängige Verfahren, Titan-Niob-Legierungen,
insbesondere als Supraleiter, herzustellen, besteht darin,
Niobpentoxyd (Nb2O5) mit Aluminiumüberschuß und einem Fluß
mittel, wie beispielsweise Bariumoxyd, bei einer Thermit
reaktion zu reduzieren, um Niobmetall und Al2O3/BaO-Schlacke
zu erhalten. Das Niobmetall wird von der Schlacke getrennt
und durch Elektronenstrahlschmelzen gereinigt, wonach es pul
verisiert (und zwar mittels eines relativ teuren Verfahrens,
nämlich durch Hydrieren des Metalls, Zerkleinern des Hydrids
und Dehydrieren des Pulvers) und mit dem Titanpulver ver
mischt wird (das schwierige Pulverisieren der Legierungs
bestandteile ist notwendig, um Phasentrennung zu minimieren
und genügend Homogenität zu erreichen). Um die gewünschte
Legierung zu erhalten, wird die Mischung mittels Lichtbogen
geschmolzen und danach in Barren gegossen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfacheres
Verfahren zu Herstellung von Nioblegierungen zu schaffen,
welches die oben angeführten Nachteile umgeht.
Diese Aufgabe wird durch das im Anspruch 1 gekennzeichnete
und in den Unteransprüchen weiter ausgestaltete Verfahren ge
löst.
Nach der Erfindung kann eine Titan-Niob-Legierung mit einem
wünschenswert niedrigen Schmelzpunkt (ungefähr 2000°C), die
für Supraleiter bestens geeignet ist, direkt im geschmolzenen
Stadium hergestellt werden, indem vor dem Anzünden Titan
und/oder Titandioxyd zu einer Mischung aus Nb2O5 und Aluminum
zugegeben wird. Dies stellt eine beträchtliche Verbesserung
gegenüber dem oben beschriebenen Stand der Technik dar. Ein
Flußmittel ist normalerweise nicht notwendig (kann aber ver
wendet werden) und die Legierung kann von der Al2O3-Schlacke
(welche möglicherweise einen geringen TiO2-Gehalt aufweisen
kann) sauber getrennt werden. Die Schlacke hat einen Schmelz
punkt bei 2015°C oder niedriger und sammelt sich an der Ober
fläche der geschmolzenen Masse.
Wenn nach der Legierungsbildung Elektronenstrahlschmelzen zur
Anwendung kommt, kann Überschußaluminium (mehr als zur Reak
tion mit allem vorhandenen Sauerstoff benötigt wird, um sämt
liches Nb2O5 zu Nb-Metall und möglicherweise auch noch Titan
dioxyd zu Metall zu reduzieren) verwendet werden, da sämt
liches Aluminium während des Elektronenstrahlschmelzens aus
der Legierung entfernt wird.
Alternativ dazu kann eine weitgehend aluminiumfreie Legierung
durch Verwendung von zuwenig Aluminium (weniger als zur Reak
tion mit allem vorhandenen Sauerstoff benötigt) hergestellt
werden. Ist in der Mischung genug Titan vorhanden, so kann
ein Teil des Nb2O5 durch das Titan und der Rest durch das
Aluminium reduziert werden. Das Titan kann auch in Form von
Titandioxyd zugeführt und das Aluminium zum Reduzieren sämt
lichen Nioboxyds und eines Teils, allerdings nicht allen
Titandioxyds verwendet werden. Bei dieser geringeren Menge an
Aluminium bildet sich eine Al2O3/TiO2-Schlacke.
Durch externes Heizen (vorzugsweise Vorheizen) kann das ge
samte Energieniveau auf einen zur Bildung der gewünschten Le
gierung geeigneten Punkt angehoben werden. Um weitere Energie
zuzuführen, kann ein starkes Oxydierungsmittel, wie bei
spielsweise Natriumchlorat oder Bariumperoxyd (was üblicher
weise zur Herstellung von Ferroniob verwendet wird), zur An
wendung kommen. Weil Oxydierungsmittel im allgemeinen ent
weder teuer sind, oder gasförmige Nebenprodukte erzeugen,
oder beides, wird Vorheizen bevorzugt.
Die Verwendung von genau passenden Mengen an Titandioxyd und
von zusätzlichem Aluminium zur Reduzierung des Titandioxyds
(die Menge, die derjenigen noch hinzugefügt werden muß,
welche für die Reduzierung des Nioboxyds erforderlich ist)
ist im allgemeinen billiger als die Verwendung einer genau
passenden Menge an Titanmetall und wird deshalb bevorzugt.
Die Erfindung wird anhand der beiliegenden Zeichnungen näher
erläutert, in denen zeigt:
Fig. 1 thermodynamische Eigenschaften
von Al2O3, TiO2 und Nb2O5 im Be
reich zwischen 0°K und 3000°K,
und
Fig. 2 ein Titan-Niob-Zustandschaubild.
Die Kurven in Fig. 1 fassen die freien Energien des Systems
der Oxyde im Bereich zwischen 0°K und 3000°K zusammen. Es
sind die Gibbschen freien Energien für 2/5 Nb2O5, TiO2, und
2/3 Al2O3 als Funktionen der Temperatur dargestellt. Die Ver
bindungen sind für den interessierenden Temperaturbereich
(1500 bis 2500°C) auf den gleichen Sauerstoffgehalt stöchio
metrisch "reduziert". Selbstverständlich kann 2/5 Nb2O5 theo
retisch sowohl vom Aluminium als auch vom Titan zu Metall
reduziert werden, wobei Al2O3 oder TiO2 gebildet werden.
Allerdings würde die Reaktion mit Aluminium mehr exotherm
ablaufen; bei 2000°K beispielsweise beträgt die freie Energie
Gf zwischen 2/5 Nb2O5 und 2/3 Al2O3 ungefähr 75 kcal, wohin
gegen Gf zwischen 2/5 Nb2O5 und TiO2 ungefähr 25 kcal beträgt
(bei dieser Temperatur ist sowohl TiO2 als auch Nb2O5 ge
schmolzen), und eine Mischung von 60% Niob und 40%
(molarem) Titan ist auch geschmolzen. (Reines Niob wäre noch
fest. Der Schmelzpunkt liegt bei 2750°C). Die zum Schmelzen
einer Mischung aus 60% Niob und 40% Titan erforderliche
Enthalpie ist ungefähr gleich 0,6× (8 kcal) + 0,4× (6 kcal)
= 7,2 kcal (siehe Fig. 2). Die zum Schmelzen von allem sich
gebildetem TiO2 erforderliche Energie beträgt ungefähr
12 kcal/mol (Hg für Al2O3 beträgt 26 kcal/mol). Die Netto-
Energiebilanzen sind für die Bildung aller geschmolzenen
Reaktionsprodukte günstig (sämtliche TiO2/Al2O3-Mischungen
sind oberhalb 2015°C flüssig). Wenn beispielsweise eine
(molare) Mischung aus 0,31 Al + 2,21 Ti + 0,4 Nb2O5 bei
2100°K reagiert und 0,8 Nb + 1,44 Ti + 0,77 TiO2 + 0,15 Al2O3
bildet, ist die Energiebilanz für die Bildung geschmolzener
Reaktionsprodukte günstig:
Somit wird also Nb2O5 und ebenso TiO2 von Aluminium und Nb2O5
von Titan reduziert, und in einem Aluminium-Titan-Nb2O5-Sys
tem, in welchem etwas weniger als genug Aluminium vorhanden
ist, um mit sämtlichem Sauerstoff zu reagieren, wird eine
Niob-Titan-Legierung zusammen mit ein wenig Al2O3 gebildet,
welches einen geringen TiO2-Gehalt aufweist. Unter der Ver
wendung von Titanmetall, wobei sämtliche Reduktionen mit
Aluminium bewerkstelligt und eine 51% Niob-49% Titan-Le
gierung erzeugt wird, ergibt sich die stöchiometrisch ausge
glichene Gleichung wie folgt:
3 Nb2O5 + 11,14 Ti + 10 Al → 6 Nb + 11,14 Ti + 5 Al2O3.
Die gleiche Legierung kann man in ähnlicher Weise mit einer
Mischung aus Titanmetall und Titandioxyd und stöchiometri
schem Aluminium herstellen (so daß bei perfekter Homogenität
keinerlei Aluminium im Metall und keinerlei TiO2 in der
Schlacke verbleibt); diese Reaktion könnte folgendermaßen
ablaufen:
3 Nb2O5 + 8,14 Ti + 3 TiO2 + 14 Al → 6 Nb + 11,14 Ti + 7 Al2O3.
Des weiteren kann das Erfordernis, das Titanmetall zu pulve
risieren, beseitigt werden (in jedem Fall muß durch die Er
findung, Niobmetall nicht mehr pulverisiert werden) und an
statt dessen wird relativ billiges TiO2 als Titanlieferant
für die Legierung verwendet, und zwar nach folgender Glei
chung:
3 Nb2O5 + 11,14 TiO2 + 24,86 Al → 6 Nb + 11,14 Ti + 12,43 Al2O3.
Wenn nachfolgend nicht mittels Elektronenstrahl geschmolzen
wird, ist im allgemeinen etwas weniger als stöchiometrisches
Aluminium bevorzugt.
Die oben beschriebene Legierung ist als zweckmäßig zu be
zeichnen, weil sie einen relativ niedrigen Schmelzpunkt hat
und billiger als niobreichere Legierungen ist; das Verfahren
kann aber auch zur Herstellung beliebiger Niob-Titan-Supra
leiterverbindungen dienen.
In der Vergangenheit wurde Nb2O5 durch Überschußaluminium und
ein Flußmittel (wie beispielsweise Bariumoxyd) reduziert, wo
bei Niobmetall und Al2O3/BaO-Schlacke entstand. Dies erfor
derte eine nachfolgende Trennung des Niobmetalls von der
Schlacke und eine Reinigung desselben, welche im allgemeinen
durch Elektronenstrahlschmelzen bewerkstelligt wurde (da der
Schmelzpunkt des Niobmetalls ungefähr bei 2468°C liegt,
konnte eine zufriedenstellende Trennung zwischen Metall und
Schlacke nicht erreicht werden und der Überschuß an Alumini
ummetall wurde während des Elektronenstrahlschmelzens vom
Niobmetall getrennt). Ergebnisse von Simulationen und
Arbeitserfahrungen haben gezeigt, daß Temperaturen von unge
fähr 2800°C bis 3380°C bei der Reaktion nach dem Stand der
Technik erreicht werden können (bei der Simulation herrschte
vor dem Anzünden eine Temperatur von ungefähr 200°C und der
höhere Endtemperaturbereich wurde durch bessere Isolations
bedingungen erreicht). Dann wurde das gereinigte Niobmetall
pulverisiert und mit Titanpulver vermischt. Dem wiederum
folgte das Einschmelzen der Mischung, um Barren der gewün
schten Legierung zu gießen.
Erfindungsgemäß wird das Titan in Form von Titanmetallpulver
und/oder Titandioxydpulver vor dem Anzünden der Mischung dem
Niobpentoxydpulver und Aluminiumpulver beigemischt. Im all
gemeinen wird etwa das 0,8 bis 1,1fache an Aluminium beige
mischt, was zur vollständigen Reaktion mit dem Sauerstoff in
der Mischung erforderlich ist, so daß mindestens der Großteil
des Sauerstoffs mit Aluminium zu Aluminiumoxyd reagiert.
Titan kann typischerweise auf der Basis von 33,3 bis 49,8 Ge
wichtsprozent Nb2O5 und 16,9 Gewichtsprozent Aluminium zuge
geben werden. Solch eine Mischung reagiert im Sinne der
direkten Erzeugung der Niob-Titan-Supraleiter-Legierung mit
etwa 49 Mol% Ti und mit einem Schmelzpunkt zwischen 2000°C
und 2200°C und einer Al2O3-Schlacke (möglicherweise mit
TiO2), welche aber von der geschmolzenen Legierung leicht
getrennt werden kann. Diese geschmolzene Legierung enthält -
wenn überhaupt - sehr wenig Aluminium und kann zur nach
folgenden Handhabung und zum Verkauf im allgemeinen direkt in
Barren gegossen werden.
Falls für eine bestimmte Anwendung weitere Reinigung der er
findungsgemäß hergestellten Legierung notwendig sein sollte,
so kann sie dem Elektronenstrahlschmelzen ausgesetzt werden.
Da der Titangehalt während eines solchen Schmelzvorgangs ab
nimmt, sollte der Titangehalt der Legierung aber vorher er
höht werden, um den nachfolgenden Verlust zu kompensieren.
Dabei ist zu beachten, daß Legierungen mit höherem Titange
halt niedrigere Schmelzpunkte haben und deshalb einfacher
herzustellen sind. Des weiteren ist zu bemerken, daß durch das
Elektronenstrahlschmelzen Aluminium entfernt wird, und folg
lich wird, falls Aluminium in stöchiometrischem Überschuß
verwendet wird, die Legierung im allgemeinen durch Elektro
nenstrahlschmelzen hergestellt.
Die folgenden Beispiele sind Ergebnisse aus Simulationen (mit
gleicher Vorheizung und erneut mit einem höheren Temperatur
endbereich, welcher durch bessere Isolation erreicht wird) .
In den ersten beiden Beispielen wird eine stöchiometrische
Menge Aluminium beigefügt, um mit sämtlichem Sauerstoff zu
reagieren. In den zweiten beiden Beispielen wird Überschuß
aluminium hinzugegeben, um mit sämtlichem Sauerstoff in der
Mischung zu reagieren und Aluminiumoxyd zu bilden, wodurch
eine im wesentlichen titandioxydfreie Schlacke und ein metal
lisches Produkt mit Aluminiumgehalt erzeugt wird, d. h. das
metallische Produkt wird in einem Elektronenstrahlofen zu
schmelzen sein. In den beiden letzten Beispielen wird weniger
Aluminium dazugegeben, als zur Reaktion mit sämtlichem Sauer
stoff in der Mischung notwendig ist, wodurch eine Schlacke
mit erheblichem Titandioxydanteil und ein im wesentlichen
aluminiumfreies metallisches Produkt erzeugt wird.
Die Verhältnisse der Bestandteile Titan, Aluminium, und
Niobpentoxyd in der Mischung betrug in Mol ungefähr:
11,14 Ti : 10 Al : 3 Nb2O5. Dies ergab Temperaturen von unge fähr 1760°C bis 2180°C über der Temperatur vor dem Anzünden; es ist also gute Isolation und/oder eine zusätzliche Wärme quelle (beispielsweise weitere Vorheizung) erforderlich. Bei normaler Aluminiumpulver-Isolation reicht ein zusätzliches Vorheizen auf mindestens 240°C aus, um die mindestens 2000°C zu erreichen, welche zur Verflüssigung der Mischung notwendig sind. Zu bemerken ist allerdings, daß sich sowohl die Soll temperaturen als auch die erreichten Temperaturen mit ver änderter Reaktionsausrüstung und Reaktionszusammensetzung ändern.
11,14 Ti : 10 Al : 3 Nb2O5. Dies ergab Temperaturen von unge fähr 1760°C bis 2180°C über der Temperatur vor dem Anzünden; es ist also gute Isolation und/oder eine zusätzliche Wärme quelle (beispielsweise weitere Vorheizung) erforderlich. Bei normaler Aluminiumpulver-Isolation reicht ein zusätzliches Vorheizen auf mindestens 240°C aus, um die mindestens 2000°C zu erreichen, welche zur Verflüssigung der Mischung notwendig sind. Zu bemerken ist allerdings, daß sich sowohl die Soll temperaturen als auch die erreichten Temperaturen mit ver änderter Reaktionsausrüstung und Reaktionszusammensetzung ändern.
Das Verhältnis der Bestandteile Titandioxyd, Aluminium und
Niobpentoxyd in der Mischung betrug ungefähr in Mol:
11,14 TiO2 : 24,86 Al : 3 Nb2O5. Dies ergab Temperaturen von ungefähr 2060°C bis 2320°C oberhalb der Temperatur vor dem Anzünden, und zwar mit ausreichender Isolation; zusätzliches Heizen ist im allgemeinen nicht notwendig.
11,14 TiO2 : 24,86 Al : 3 Nb2O5. Dies ergab Temperaturen von ungefähr 2060°C bis 2320°C oberhalb der Temperatur vor dem Anzünden, und zwar mit ausreichender Isolation; zusätzliches Heizen ist im allgemeinen nicht notwendig.
Das Verhältnis der Bestandteile Titan, Aluminium und Niob
pentoxyd in der Mischung betrug ungefähr in Mol:
11,14 Ti : 11 Al : 3 Nb2O5. Dies ergab Temperaturen von un gefähr 1720°C bis 2120°C oberhalb der Temperatur vor der Zündung, wobei entweder gute Isolation oder eine weitere Wärmequelle (beispielsweise weiteres Vorheizen) im allge meinen erforderlich ist.
11,14 Ti : 11 Al : 3 Nb2O5. Dies ergab Temperaturen von un gefähr 1720°C bis 2120°C oberhalb der Temperatur vor der Zündung, wobei entweder gute Isolation oder eine weitere Wärmequelle (beispielsweise weiteres Vorheizen) im allge meinen erforderlich ist.
Das Verhältnis der Bestandteile Titandioxyd, Aluminium
und Niobpentoxyd in der Mischung betrug ungefähr in Mol:
11,14 TiO2 : 25,86 Al : 3 Nb2O5. Dies ergab Temperaturen von ungefähr 2025°C bis 2310°C oberhalb der Temperatur vor dem Anzünden, wobei eine zusätzliche Isolation und/oder eine weitere Wärmequelle im allgemeinen nicht benötigt wird (allerdings kann in diesem wie in anderen Fällen durchaus zusätzlich vorgeheizt werden, um Temperaturen oberhalb unge fähr 2470°C zu erreichen, insbesondere dann, wenn Elektronen strahlschmelzen nicht angewendet wird, um dann ein homogener es Produkt und bessere Schlackenabtrennung zu erzielen).
11,14 TiO2 : 25,86 Al : 3 Nb2O5. Dies ergab Temperaturen von ungefähr 2025°C bis 2310°C oberhalb der Temperatur vor dem Anzünden, wobei eine zusätzliche Isolation und/oder eine weitere Wärmequelle im allgemeinen nicht benötigt wird (allerdings kann in diesem wie in anderen Fällen durchaus zusätzlich vorgeheizt werden, um Temperaturen oberhalb unge fähr 2470°C zu erreichen, insbesondere dann, wenn Elektronen strahlschmelzen nicht angewendet wird, um dann ein homogener es Produkt und bessere Schlackenabtrennung zu erzielen).
Das Verhältnis der Bestandteile Titan, Aluminium und Niob
pentoxyd in der Mischung war ungefähr in Mol:
11,29 Ti : 9,8 Al : 3 Nb2O5. Dies ergab Temperaturen von ungefähr 1730°C bis 2150°C oberhalb der Temperatur vor dem Anzünden, wobei gute Isolation und/oder eine zusätzliche Wärmequelle erforderlich ist.
11,29 Ti : 9,8 Al : 3 Nb2O5. Dies ergab Temperaturen von ungefähr 1730°C bis 2150°C oberhalb der Temperatur vor dem Anzünden, wobei gute Isolation und/oder eine zusätzliche Wärmequelle erforderlich ist.
Das Verhältnis der Bestandteile Titandioxyd, Aluminium und
Niobpentoxyd in der Mischung betrug ungefähr in Mol:
11,44 TiO2 : 24,85 Al : 3 Nb2O5. Dies ergab Temperaturen von ungefähr 2020°C bis 2280°C oberhalb der Temperatur vor dem Anzünden, wobei zusätzliche Isolation und/oder zusätzliche Heizung im allgemeinen nicht erforderlich ist. Diese Mischung (bei der Titandioxyd gegenüber Titan bevorzugt wird und ein kleiner Überschuß an Titanoxyd dazugegeben wird, um einiges Titandioxyd in der Schlacke zu erhalten und sicherzustellen, daß im wesentlichen kein Aluminiummetall im Endprodukt ent halten ist) wird insbesondere dann bevorzugt, wenn kein Elek tronenstrahlschmelzen der Legierung zur Anwendung kommt.
11,44 TiO2 : 24,85 Al : 3 Nb2O5. Dies ergab Temperaturen von ungefähr 2020°C bis 2280°C oberhalb der Temperatur vor dem Anzünden, wobei zusätzliche Isolation und/oder zusätzliche Heizung im allgemeinen nicht erforderlich ist. Diese Mischung (bei der Titandioxyd gegenüber Titan bevorzugt wird und ein kleiner Überschuß an Titanoxyd dazugegeben wird, um einiges Titandioxyd in der Schlacke zu erhalten und sicherzustellen, daß im wesentlichen kein Aluminiummetall im Endprodukt ent halten ist) wird insbesondere dann bevorzugt, wenn kein Elek tronenstrahlschmelzen der Legierung zur Anwendung kommt.
Hierbei ist zu bemerken, daß bei Verwendung von Titanmetall
weniger Aluminium als zur Reduktion allen Niobpentoxyds not
wendig eingesetzt werden kann, wenn nur beide Mengen an
Aluminium und Titan ausreichend dafür ist, sämtliches Nb2O5
zu reduzieren und wenn die Wärmeentwicklung zum Anheben des
Gesamtenergieniveaus auf den Punkt ausreicht, an dem sich die
Legierung bildet (ein starkes Oxidierungsmittel kann zu die
sem Zweck in geeigneter Menge beigegeben werden). Dies kommt
üblicherweise bei der Herstellung von Ferroniob zur Anwen
dung. Man kann aber auch eines der geschilderten Alternati
venverfahren benutzen.
Des weiteren sollte bemerkt werden, daß dieses Verfahren die
Pulverisierung des Niobs überflüssig macht (möglicherweise
auch die Notwendigkeit, Titan zu pulverisieren). Überdies
kann die maximale Temperatur, auf welche die Legierung nach
der Erfindung gebracht werden muß, niedriger gehalten werden
als die Temperatur, welche das Metall entsprechend des Stan
des der Technik während des Legierens annehmen muß. Daraus
folgt, daß durch dieses Verfahren eine Phasenentmischung
während des Abkühlens minimiert und eine homogenere Legierung
hergestellt werden kann.
Darüber hinaus dann das erfindungsgemäße Verfahren auf
weitere verschiedene Anwendungsbereiche übertragen werden.
Claims (16)
1. Verfahren zur Herstellung einer supraleitenden Niob-Titan-
Legierung, dadurch gekennzeichnet, daß
die Legierung während der Reduktion von Niobpentoxyd mit fol
genden Maßnahmen hergestellt wird:
Hinzugeben von entweder Titanmetallpulver oder Titandioxyd pulver oder beidem zu Niobpentoxydpulver und Aluminiumpulver,
Reagieren dieser Mischung zur Erzeugung im wesentlichen einer Niob-Titan-Legierung und einer Schlacke, die grundsätzlich Aluminiumoxyd enthält, und
Trennen der Legierung von der Schlacke.
Hinzugeben von entweder Titanmetallpulver oder Titandioxyd pulver oder beidem zu Niobpentoxydpulver und Aluminiumpulver,
Reagieren dieser Mischung zur Erzeugung im wesentlichen einer Niob-Titan-Legierung und einer Schlacke, die grundsätzlich Aluminiumoxyd enthält, und
Trennen der Legierung von der Schlacke.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
zuviel Aluminium verwendet wird, wie zur Reaktion mit
sämtlichem Sauerstoff in der Mischung zu Aluminiumoxyd
erforderlich ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die verwendete Menge Aluminium etwa das 0,8fache bis
1,1fache der Menge beträgt, die zur Reaktion mit sämtlichem
Sauerstoff in der Mischung zu Aluminiumoxyd benötigt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
mehr Aluminium verwendet wird, als zur Reaktion mit allem
Sauerstoff in der Mischung zu Aluminiumoxyd erforderlich ist,
wodurch eine im wesentlichen titandioxydfreie Schlacke und
ein metallisches Produkt mit Aluminiumgehalt erhalten wird,
wobei das metallische Produkt nachfolgend in einem Elektro
nenstrahlofen geschmolzen wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
weniger Aluminium verwendet wird, als zur Reaktion mit allem
Sauerstoff in der Mischung zu Aluminiumoxyd erforderlich ist,
wodurch eine Schlacke mit Titandioxydgehalt und ein im
wesentlichen aluminiumfreies metallisches Produkt erhalten
wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge
kennzeichnet, daß das Oxidieren durch Hinzugeben von genügend
Aluminiumpulver und Anzünden der Mischung zur Erzeugung einer
Thermitreaktion bewerkstelligt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge
kennzeichnet, daß das Oxidieren durch entsprechendes Vorhei
zen der Mischung erreicht wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge
kennzeichnet, daß das Oxidieren durch Hinzugeben eines Oxi
dierungsmittels in die Mischung erreicht wird.
9. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das
Verhältnis der Bestandteile Titan, Aluminium und Niobpentoxyd
in der Mischung in Mol ungefähr beträgt: 11,14 Ti : 10 Al :
3 Nb2O5.
10. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
das Verhältnis der Bestandteile Titandioxyd, Aluminium und
Niobpentoxyd in der Mischung ungefähr in Mol beträgt:
11,14 TiO2 : 24,86 Al : 3 Nb2O5.
11. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
das Verhältnis der Bestandteile Titan, Aluminium und Niob
pentoxyd in der Mischung ungefähr in Mol beträgt: 11,14 Ti :
11 Al : 3 Nb2O5.
12. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
das Verhältnis der Bestandteile Titandioxyd, Aluminium und
Niobpentoxyd in der Mischung ungefähr in Mol beträgt:
11,14 TiO2 : 25,86 Al : 3 Nb2O5.
13. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
das Verhältnis der Bestandteile Titan, Aluminium und Niob
pentoxyd in der Mischung ungefähr in Mol beträgt: 11,29 Ti :
9,8 Al : 3 Nb2O5.
14. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
das Verhältnis der Bestandteile Titandioxyd, Aluminium und
Niobpentoxyd in der Mischung ungefähr in Mol beträgt:
11,44 TiO2 : 24,86 Al : 3 Nb2O5.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch
gekennzeichnet, daß die Legierung von der Schlacke getrennt
und das legierte Metall in Barren gegossen wird.
16. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
ungefähr 33,3 Gewichtsprozent Titandioxydpulver, ungefähr
16,9 Gewichtsprozent Aluminiumpulver und ungefähr 49,8 Ge
wichtsprozent Niobpentoxydpulver miteinander vermischt
werden.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US07/426,840 US5013357A (en) | 1989-10-26 | 1989-10-26 | Direct production of niobium titanium alloy during niobium reduction |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4032314A1 true DE4032314A1 (de) | 1991-05-02 |
Family
ID=23692430
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4032314A Withdrawn DE4032314A1 (de) | 1989-10-26 | 1990-10-11 | Direktes herstellen einer niob-titan-legierung waehrend der niobreduktion |
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Country | Link |
---|---|
US (1) | US5013357A (de) |
DE (1) | DE4032314A1 (de) |
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