JP2022037935A - 容積当たりの表面積が大きい反応性粒子を用いる方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、容積当たりの表面積が大きい反応性粒子を採用する方法に関する。本発明はまた、表面積が大きい反応性粒子を有する複合材料、および、そのような複合材料の使用にも関する。当該複合材料は、保護マトリックス中に分散した、容積当たりの表面積が大きい反応性粒子を有する。
保護マトリックス中に分散した微細化反応性粒子(RParticulate)を有する複合材料を提供すること;
微細化反応性粒子(RParticulate)を少なくとも部分的に露出させること;および
生成物を形成することを有する。
本発明のいくつかの実施形態の様々な態様をさらに明確にするために、本発明のより特有の説明が、添付の図面に示されたそれらの特定の実施形態を参照してなされるであろう。これらの図面は、本発明の典型的な実施形態を描いているのみであり、したがって、その範囲を限定するものとは考えられるべきではないことが理解されるべきである。本発明は、添付の図面を通して、さらなる特殊性および詳細とともに記載され、かつ、説明されるであろう。
以下、本明細書は、好ましい実施形態による本発明を説明するであろう。説明を本発明の好ましい実施形態に限定することは、単に本発明の説明を容易にするためのものであり、それは、添付の請求の範囲から逸脱しないと予想されることが理解されるべきである。
塩化マグネシウムと、チタン金属と、マグネシウムと、多量のチタンサブハライド(TiCl2およびTiCl3)とのマトリックスを有する、細かく研削された粒子形態で黒色の複合材料25gが、6.9gの量の三塩化クロム(CrCl3)と混合され、その後、ステンレス鋼製の容器内に配置された。容器は、ほぼ0.01kPaの圧力において真空下で配置された。アルゴンパージが、10mg/minの割合で供給された。容器は、その後、1分間に31℃の加熱率で外側から900℃の温度まで熱せられた。容器は、その後、室温まで冷却される前に1時間の間900℃の温度で放置された。
ステンレス鋼製の反応容器が、高純度のアルゴンでパージされ、かつ、外側から680℃まで熱せられた。システムが、種材料としてのチタン複合粒子500gで充填された。システムが、内部温度が675℃に到達するまで放置された。この時点で、還元される成分が導入された。
ステンレス鋼製の反応容器が、高純度のアルゴンでパージされ、かつ、外側から680℃まで熱せられた。システムが、種材料としてのチタン-アルミニウム複合粒子500gで充填された。システムが、内部温度が655℃に到達するまで放置された。この時点で、反応体供給が導入された。
塩化マグネシウムと、チタン金属と、マグネシウムと、多量のチタンサブハライド(TiCl2およびTiCl3)とのマトリックスを有する、細かく研削された粒子形態で黒色の複合材料20gが、7.4gの量の塩化銀(AgCl)と混合され、その後、ステンレス鋼製の容器内に配置された。容器は、ほぼ0.01kPaの圧力において真空下で配置された。アルゴンパージが、10mg/minの割合で供給された。容器は、その後、1分間に31℃の加熱率で外側から900℃の温度まで熱せられた。容器は、その後、室温まで冷却される前に1時間の間900℃の温度で放置された。
塩化マグネシウムと、主としてバナジウムである金属と、マグネシウムと、多量のバナジウムサブハライドとのマトリックスを有する、細かく研削された粒子形態で黒色の複合材料2gが、0.4gの量の三塩化クロム(CrCl3)とともに研削された。研削された材料50mgが、その後、アルミナカップ内に配置され、かつ、真空炉内に配置された。炉は、ほぼ0.01kPaの圧力において真空下で配置された。アルゴンパージが、2mg/minの割合で供給された。炉は、その後、1分間に10℃の加熱率で外側から900℃の温度まで熱せられた。炉は、その後、室温まで冷却される前に1時間の間900℃の温度で放置された。
塩化マグネシウムと、主としてジルコニウムである金属と、マグネシウムと、多量のジルコニウムサブハライドとのマトリックスを有する、細かく研削された粒子形態で黒色の複合材料2gが、0.4gの量の三塩化クロム(CrCl3)とともに研削された。研削された材料50mgが、その後、アルミナカップ内に配置され、かつ、真空炉内に配置された。炉は、ほぼ0.01kPaの圧力において真空下で配置された。アルゴンパージが、2mg/minの割合で供給された。炉は、その後、1分間に10℃の加熱率で900℃の温度まで熱せられた。炉は、その後、室温まで冷却される前に1時間の間900℃の温度で放置された。
Claims (56)
- 微細化反応性粒子(RParticulate)を処理して生成物を形成する方法であって、当該方法は:
保護マトリックス中に分散した微細化反応性粒子(RParticulate)を有する複合材料を提供すること;
前記微細化反応性粒子(RParticulate)を少なくとも部分的に露出させること;および
前記生成物を形成することを有する、
前記方法。 - 前記微細化反応性粒子(RParticulate)が、チタン、アルミニウム、バナジウム、クロム、ニオブ、モリブデン、ジルコニウム、ケイ素、ホウ素、錫、ハフニウム、イットリウム、鉄、銅、ニッケル、ビスマス、マンガン、パラジウム、タングステン、カドミウム、亜鉛、銀、コバルト、タンタル、スカンジウム、ルテニウムおよび希土類からなる群より選択される金属またはそれらの任意の2つ以上の組み合わせを有する、請求項1に記載の方法。
- 前記金属が、チタン、アルミニウムおよびバナジウムのうちの少なくとも1つを有する、請求項2に記載の方法。
- 前記保護マトリックスが、金属ハライド(MRX)を有する、先行する請求項のいずれか一項に記載の方法。
- 前記金属ハライド(MRX)が、MgCl2、NaCl、KCl、LiCl、BaCl2、CaCl2、BeCl2、AlCl3およびそれらの任意の組み合わせからなる群より選択される、請求項4に記載の方法。
- 前記複合材料が、(i)1以上の酸化状態にある1つ以上の金属化合物(MPCR)および(ii)還元剤(R)のうちの少なくとも1つをさらに有する、先行する請求項のいずれか一項に記載の方法。
- 前記複合材料が、前記還元剤(R)を20重量%まで有する、請求項6に記載の方法。
- 前記還元剤(R)が、Mg、Na、K、Li、Ba、Ca、Be、Alおよびそれらの任意の組み合わせからなる群より選択される、請求項6または7に記載の方法。
- 1以上の酸化状態にある前記の1つ以上の金属化合物(MPCR)が、1つ以上の金属ハライド(MPX)を有する、請求項6から8のいずれか一項に記載の方法。
- 前記複合材料が粒子形態である、先行する請求項のいずれか一項に記載の方法。
- 前記粒子が球形である、請求項10に記載の方法。
- 前記粒子が、形状において規則的または不規則である、請求項10に記載の方法。
- 前記粒子が、反応またはそれに続く処理における前記粒子径の有用性によって予測される所定の粒子径を有する、請求項10から12のいずれか一項に記載の方法。
- 前記微細化反応性粒子(RParticulate)が、約1ミクロンまでの粒子径を有する、先行する請求項のいずれか一項に記載の方法。
- 前記保護マトリックス中の前記微細化反応性粒子(RParticulate)の容積に対する表面積の比が、6m2/mLより大きい、先行する請求項のいずれか一項に記載の方法。
- 前記微細化反応性粒子(RParticulate)を少なくとも部分的に露出させる前記工程が、前記複合材料を、前記マトリックスの揮発をもたらす条件に曝すことを有する、先行する請求項のいずれか一項に記載の方法。
- 前記条件が、前記マトリックスの昇華をもたらす、請求項16に記載の方法。
- 前記保護マトリックスが、真空蒸留により前記複合材料から除去される、先行する請求項のいずれか一項に記載の方法。
- 前記真空蒸留が、アルゴンガス下のような不活性条件下で実行される、請求項18に記載の方法。
- 前記アルゴンガスが、バリアガスとして、適用される作業と真空の規模に依拠する割合で加えられる、請求項19に記載の方法。
- 前記真空蒸留が、0.01から0.015kPaの圧力で実施される、請求項18から20のいずれか一項に記載の方法。
- 前記真空蒸留が、前記保護マトリックスの昇華温度を上回る温度で実施される、請求項18から21のいずれか一項に記載の方法。
- 前記微細化反応性粒子(RParticulate)が少なくともチタンを有し、かつ、前記保護マトリックスが塩化マグネシウムを有し、かつ、前記真空蒸留が700℃から950℃の温度で実施される、請求項18から22のいずれか一項に記載の方法。
- 前記微細化反応性粒子(RParticulate)を少なくとも部分的に露出させる前記工程が、前記マトリックスを溶融することを有する、請求項1から15のいずれか一項に記載の方法。
- 前記溶融が、共晶の形成により、前記保護マトリックスの各成分の個別の溶融温度を下回る温度で実施される、請求項24に記載の方法。
- 前記微細化反応性粒子(RParticulate)を少なくとも部分的に露出させる前記工程が、前記複合材料の摩砕、研削および/または摩耗を有する、請求項1から15のいずれか一項に記載の方法。
- 前記微細化反応性粒子(RParticulate)を少なくとも部分的に露出させる前記工程が、固体-固体、固体-液体または固体-気体接触装置内における処理を有する、請求項1から15のいずれか一項に記載の方法。
- 前記接触装置が流動床である、請求項27に記載の方法。
- 前記生成物を形成することが、前記の露出させた微細化反応性粒子(RParticulate)を別の材料に曝すことを有する、先行する請求項のいずれか一項に記載の方法。
- 前記の別の材料が、チタン、アルミニウム、バナジウム、クロム、ニオブ、モリブデン、ジルコニウム、ケイ素、ホウ素、タンタル、炭素、錫、ハフニウム、イットリウム、鉄、銅、ニッケル、ビスマス、マンガン、パラジウム、タングステン、カドミウム、亜鉛、銀、コバルト、マグネシウム、ベリリウム、スカンジウム、ルテニウムおよび希土類からなる群より選択されるか、またはそれらの任意の2つ以上の組み合わせである、請求項29に記載の方法。
- 前記生成物を形成する前記工程が、酸化還元反応、非酸化還元反応、凝集、合金化および冷間圧接のうちの少なくとも1つを有する、先行する請求項のいずれか一項に記載の方法。
- 先行する請求項のいずれか一項の方法に使用するための複合材料であって、前記複合材料が、保護マトリックス中に分散した微細化反応性粒子(RParticulate)を有する、前記複合材料。
- 前記微細化反応性粒子(RParticulate)が、チタン、アルミニウム、バナジウム、クロム、ニオブ、モリブデン、ジルコニウム、ケイ素、ホウ素、錫、ハフニウム、イットリウム、鉄、銅、ニッケル、ビスマス、マンガン、パラジウム、タングステン、カドミウム、亜鉛、銀、コバルト、タンタル、スカンジウム、ルテニウムおよび希土類からなる群より選択される金属またはそれらの任意の2つ以上の組み合わせを有する、請求項32に記載の複合材料。
- 前記金属が、チタン、アルミニウムおよびバナジウムのうちの少なくとも1つを有する、請求項33に記載の複合材料。
- 前記保護マトリックスが、金属ハライド(MRX)を有する、請求項32から34のいずれか一項に記載の複合材料。
- 前記金属ハライド(MRX)が、MgCl2、NaCl、KCl、LiCl、BaCl2、CaCl2、BeCl2、AlCl3およびそれらの任意の組み合わせからなる群より選択される、請求項35に記載の複合材料。
- 前記複合材料が粒子形態である、請求項32から36のいずれか一項に記載の複合材料。
- 前記粒子が球形である、請求項37に記載の複合材料。
- 前記粒子が、形状において規則的または不規則である、請求項38に記載の複合材料。
- 前記粒子が、反応またはそれに続く処理における前記粒子径の有用性によって予測される所定の粒子径を有する、請求項37から39のいずれか一項に記載の複合材料。
- 前記微細化反応性粒子(RParticulate)が、約1ミクロンまでの粒子径を有する、請求項32から40のいずれか一項に記載の複合材料。
- 前記保護マトリックス中の前記微細化反応性粒子(RParticulate)の容積に対する表面積の比が、6m2/mLより大きい、請求項32から41のいずれか一項に記載の複合材料。
- 生成物の形成における、保護マトリックス中に分散した微細化反応性粒子(RParticulate)を有する複合材料の使用であって、前記微細化反応性粒子(RParticulate)を、前記生成物の前記形成において少なくとも部分的に露出させる、前記使用。
- 前記微細化反応性粒子(RParticulate)が、チタン、アルミニウム、バナジウム、クロム、ニオブ、モリブデン、ジルコニウム、ケイ素、ホウ素、錫、ハフニウム、イットリウム、鉄、銅、ニッケル、ビスマス、マンガン、パラジウム、タングステン、カドミウム、亜鉛、銀、コバルト、タンタル、スカンジウム、ルテニウムおよび希土類からなる群より選択される金属またはそれらの任意の2つ以上の組み合わせを有する、請求項43に記載の使用。
- 前記金属が、チタン、アルミニウムおよびバナジウムのうちの少なくとも1つを有する、請求項44に記載の使用。
- 前記保護マトリックスが、金属ハライド(MRX)を有する、請求項43から45のいずれか一項に記載の使用。
- 前記金属ハライド(MRX)が、MgCl2、NaCl、KCl、LiCl、BaCl2、CaCl2、BeCl2、AlCl3およびそれらの任意の組み合わせからなる群より選択される、請求項46に記載の使用。
- 前記複合材料が粒子形態である、請求項43から47のいずれか一項に記載の使用。
- 前記粒子が球形である、請求項48に記載の使用。
- 前記粒子が、形状において規則的または不規則である、請求項49に記載の使用。
- 前記粒子が、反応またはそれに続く処理における前記粒子径の有用性によって予測される所定の粒子径を有する、請求項48から50のいずれか一項に記載の使用。
- 前記微細化反応性粒子(RParticulate)が、約1ミクロンまでの粒子径を有する、請求項43から51のいずれか一項に記載の使用。
- 前記保護マトリックス中の前記微細化反応性粒子(RParticulate)の容積に対する表面積の比が、6m2/mLより大きい、請求項43から52のいずれか一項に記載の使用。
- 前記生成物が、酸化還元反応、非酸化還元反応、凝集、合金化および冷間圧接のうちの少なくとも1つにより形成される、請求項43から53のいずれか一項に記載の使用。
- 前記生成物が、前記の露出させた微細化反応性粒子(RParticulate)を別の材料に曝すことにより形成される、請求項43から54のいずれか一項に記載の使用。
- 前記の別の材料が、チタン、アルミニウム、バナジウム、クロム、ニオブ、モリブデン、ジルコニウム、ケイ素、ホウ素、タンタル、炭素、錫、ハフニウム、イットリウム、鉄、銅、ニッケル、ビスマス、マンガン、パラジウム、タングステン、カドミウム、亜鉛、銀、コバルト、マグネシウム、ベリリウム、スカンジウム、ルテニウムおよび希土類からなる群より選択されるか、またはそれらの任意の2つ以上の組み合わせである、請求項55に記載の使用。
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