NO321008B1 - Sfaeriske koboltmetallagglomerater, samt fremgangsmate for fremstilling og anvendelse derav - Google Patents
Sfaeriske koboltmetallagglomerater, samt fremgangsmate for fremstilling og anvendelse derav Download PDFInfo
- Publication number
- NO321008B1 NO321008B1 NO19975413A NO975413A NO321008B1 NO 321008 B1 NO321008 B1 NO 321008B1 NO 19975413 A NO19975413 A NO 19975413A NO 975413 A NO975413 A NO 975413A NO 321008 B1 NO321008 B1 NO 321008B1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- cobalt metal
- cobalt
- agglomerate
- agglomerates
- production
- Prior art date
Links
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 62
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 47
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 title claims abstract description 47
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 41
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 41
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 15
- 239000011164 primary particle Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000010432 diamond Substances 0.000 claims description 8
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 7
- OBWXQDHWLMJOOD-UHFFFAOYSA-H cobalt(2+);dicarbonate;dihydroxide;hydrate Chemical compound O.[OH-].[OH-].[Co+2].[Co+2].[Co+2].[O-]C([O-])=O.[O-]C([O-])=O OBWXQDHWLMJOOD-UHFFFAOYSA-H 0.000 claims description 5
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 5
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims description 4
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims description 4
- 229910018920 CoO(OH) Inorganic materials 0.000 claims description 3
- OJIJEKBXJYRIBZ-UHFFFAOYSA-N cadmium nickel Chemical compound [Ni].[Cd] OJIJEKBXJYRIBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims description 3
- 229910052987 metal hydride Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 claims description 3
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 235000012538 ammonium bicarbonate Nutrition 0.000 claims description 2
- PRKQVKDSMLBJBJ-UHFFFAOYSA-N ammonium carbonate Chemical class N.N.OC(O)=O PRKQVKDSMLBJBJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000001099 ammonium carbonate Substances 0.000 claims description 2
- 235000011162 ammonium carbonates Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 2
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 claims description 2
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N carbonic acid Chemical class OC(O)=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 claims 1
- 150000001868 cobalt Chemical class 0.000 claims 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 16
- 235000019589 hardness Nutrition 0.000 description 9
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M sodium hydroxide Inorganic materials [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- BFDHFSHZJLFAMC-UHFFFAOYSA-L nickel(ii) hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ni+2] BFDHFSHZJLFAMC-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 3
- -1 such as WC Substances 0.000 description 3
- GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N Nitrous Oxide Chemical compound [O-][N+]#N GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021503 Cobalt(II) hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 102100027456 Cytochrome c oxidase subunit 2 Human genes 0.000 description 1
- 101000725401 Homo sapiens Cytochrome c oxidase subunit 2 Proteins 0.000 description 1
- 101000605127 Homo sapiens Prostaglandin G/H synthase 2 Proteins 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 229910021446 cobalt carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- XLJKHNWPARRRJB-UHFFFAOYSA-N cobalt(2+) Chemical class [Co+2] XLJKHNWPARRRJB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOTKGJBKKKVBJZ-UHFFFAOYSA-L cobalt(2+);carbonate Chemical class [Co+2].[O-]C([O-])=O ZOTKGJBKKKVBJZ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000001 cobalt(II) carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- PKSIZOUDEUREFF-UHFFFAOYSA-N cobalt;dihydrate Chemical compound O.O.[Co] PKSIZOUDEUREFF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 239000012065 filter cake Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- WQYVRQLZKVEZGA-UHFFFAOYSA-N hypochlorite Chemical class Cl[O-] WQYVRQLZKVEZGA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000001272 nitrous oxide Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 150000002978 peroxides Chemical class 0.000 description 1
- 125000005385 peroxodisulfate group Chemical group 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
- B22F9/16—Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes
- B22F9/18—Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes with reduction of metal compounds
- B22F9/20—Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes with reduction of metal compounds starting from solid metal compounds
- B22F9/22—Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes with reduction of metal compounds starting from solid metal compounds using gaseous reductors
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
- B22F9/16—Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes
- B22F9/18—Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes with reduction of metal compounds
- B22F9/20—Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes with reduction of metal compounds starting from solid metal compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G51/00—Compounds of cobalt
- C01G51/04—Oxides
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
- H01M4/52—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of nickel, cobalt or iron
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/01—Particle morphology depicted by an image
- C01P2004/03—Particle morphology depicted by an image obtained by SEM
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/30—Particle morphology extending in three dimensions
- C01P2004/32—Spheres
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/50—Agglomerated particles
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/60—Particles characterised by their size
- C01P2004/61—Micrometer sized, i.e. from 1-100 micrometer
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/60—Particles characterised by their size
- C01P2004/62—Submicrometer sized, i.e. from 0.1-1 micrometer
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
- C01P2006/12—Surface area
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
- C01P2006/80—Compositional purity
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
- Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Description
Foreliggende oppfinnelse vedrører sfæriske koboltmetallagglomerater bestående av peanøttformede primærpartikler, fremgangsmåte for fremstilling og anvendelse derav.
Finfordelt koboltmetall blir hovedsakelig anvendt som bindemiddel ved fremstilling av hardmetall- og skjæreverktøy på grunnlag av forskjellige harde materialer, som for eksempel WC, diamant, SiC og CBN. De må for eksempel oppfylle spesielle krav når det gjelder koboltmetaller anvendt for diamantverktøy fremstilling. Dette skyldes at forurensninger som Al, Ca, Mg, S og Si skal unngås, i det disse elementene lett danner stabile oksider med restoksygenet til koboltmetallpulveret og dermed forårsaker en uønsket porøsitet i segmentene.
For det andre er det ønskelig å anvende meget sinteraktivt koboltmetallpulver spesielt ved fremstilling av segmenter med syntetiske diamanter og det er nødvendig med minste tettheter på 8,5 g/cm^. Disse tetthetene bør spesielt oppnås i et temperaturområde
<900°C, i det det ved høyere temperaturer foregår en omdanning av diamantene til grafitt. Dersom koboltmetallet ikke inneholder tilstrekkelig sinteraktivitet oppnås ikke den nødvendige hardheten. Dette fører ved det ekstreme kravet til borkroner eller skjæreverktøy gjennom den abrasive virkningen til mineralstøvet til dype utkullinger og som fører til uønskede uttak av diamanter eller andre harde materialer og medfører dermed tap av skjæreytelse.
Ifølge teknikkens stand blir koboltmetaller i form av blandinger av dysebehandlede koboltmetallpulvere tilsatt med vannstoffreduserende pulvere, som beskrevet i DE-A 4 343 594, og også som koboltmetallpulver med kvalitet ultrafin og ekstrafm.
US 4 093 450 beskriver en fremgangsmåte for å fremstille ultrafint koboltpulver.
Ultrafint pulver skiller seg på grunn av deres FSSS-verdier på < 1,0 um fra ekstra fint pulver som har FSSS-verdier mellom 1,2-1,4 um.
På grunn av de små partikkelstørrelsene og den dermed resulterende store overflaten blir i det beskrevne koboltmetallpulveret opptak av luftoksygen og fuktighet begunstiget, og dette fører til en omfattende dårligere flytdyktighet til pulveret.
Gjenstand for foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe et sinteraktivt koboltmetall som ikke oppviser de ovennevnte ulempene, men som muliggjør fremstilling av segmenter med høyere tetthet og hardhet.
Det kan nå bli tilveiebrakt et koboltmetallpulver som oppviser disse ønskede egenskapene.
Foreliggende oppfinnelse angår således koboltmetallagglomerat, kjennetegnet ved at det oppviser en sfærisk sekundærstruktur med midlere agglomeratdiametre på 3 til 50 um bestående av peanøttformede primærpartikler med en midlere partikkelstørrelse på 0,1 til 0,7 nm. Den sfæriske sekundære struktur har en midlere agglomerat diametre på fortrinnsvis 5 til 20 nm. På grunn av deres sfæriske sekundærstruktur fremhever de seg med et godt flytforhold.
Primærpartiklene formet med forskjellige lengder viser fortrinnsvis en midlere partikkellengde på 0,5 til 1 um og generelt en diameter på < 0,5 um. Figur 3 viser rasterelektronmikroskopiske opptak av koboltmetallpulveragglomeratene ifølge oppfinnelsen, fremstilt ifølge eksempel 3 i 5000- og 15000- ganger forstørrelse. Figur 4 viser rasterelektronmikroskopiske opptak av koboltmetallpulveragglomeratene ifølge oppfinnelsen i en forstørrelse på 500 og 5000.
De spesifikke overflatene til koboltmetallagglomeratene ifølge oppfinnelsen (bestemt ifølge nitrogen-1-punkt-metoden ifølge DIN 66 131) utgjør fortrinnsvis 2 til 6 m^/g. Disse overflatene og de små partikkelstørrelsene til primærdelene er ansvarlig for den høye sinteraktiviteten til koboltmetallagglomeratene ifølge oppfinnelsen og som kan bli oppnådd ved temperaturer på 700°C sinterlegemer med tettheter på 8,5 g/cm-<*>.
Figur 2 og tabell 2 viser tetthetene til et sinterlegeme, fremstilt fra koboltmetallpulveragglomerat ifølge oppfinnelsen ifølge eksempel 3, sammenlignet med sinterlegemer fremstilt fra kommersielt oppnåelige ultra- og ekstrafine koboltmetallpulvere, i forhold til sintertemperaturen.
Allerede ved bare opp til 620°C varmepressede segmenter er det mulig å oppnå hardheter ("Harten") på 110 HRg. Disse hardhetene utgjør de frem til nå høyest oppnådde verdiene. Med koboltmetallpulverne ifølge teknikkens stand er det nødvendig med sintertemperaturer på ca 780°C for å oppnå HR3-verdier på 110. Figur 1 og tabell 1 viser hardheten til et sinterlegeme, fremstilt av koboltmetallpulveragglomeratet ifølge oppfinnelsen, sammenlignet med sinterlegemer, fremstilt av kommersielt oppnåelige ultra- og ekstrafine koboltmetallpulvere, avhengig av sintertemperaturen. Det fremkommer klart at man oppnår høye hardheter med koboltmetallpulveragglomerat ifølge foreliggende oppfinnelse allerede ved sintertemperaturer på 620°C og som forblir konstante over hele temperaturområdet til 900°C. Dette muliggjør at fremstilleren av hardmateiralforbundede-sinterskjære- og boreverktøyer har stort spillerom for produksjonen, uten å frykte endring av kvaliteten ved endrede hardheter til koboltbinderne.
Gjenstand ifølge oppfinnelsen er også en fremgangsmåte for fremstilling av koboltmetallagglomeratene ifølge foreliggende oppfinnelse.
Fremgangsmåten er kjennetegnet ved at i et første trinn, fortrinnsvis i en kontinuerlig drevet gjennomstrømningsrørereaktor under sterk omrøring, blir en vandig kobolt(II)-saltoppløsning med generell formel C0X2, hvor X" = Cl", NO3", og/eller 1/2 SO^~, blir omsatt med vandige oppløsninger eller suspensjoner av alkali- og/eller ammoniumkarbonater og/eller -hydrogenkarbonater. Temperaturområdet for omsetningen ligger fortrinnsvis mellom 60 og 90°C. Her oppstår i forhold til de vanlige fremgangsmåtene ingen stavformede krystalliserte koboltkarbonater, men et sfærisk basisk koboltkarbonat. Disse blir filtrert og nøytralsaltfritt vasket. Det på denne måten oppnådde basiske koboltkarbonatet blir i et ytterligere fremgangsmåte trinn under oppnåelse av sekundær morfologien gjennom tilførsel av alkalilut overført til sfærisk kobolt(II)hydroksid og deretter oksidert med egnede oksidasjonsmidler til kobolt(m)oksidhydroksid, heterogenitt, CoO(OH). Som oksidasjonsmiddel egner det seg hypokloritter, peroksodisulfater, peroksider o.a. Det ble nå overraskende oppdaget at oksidasjon av kobolt(H)hydroksider til heterogenitet foregår med en reduksjon av primærpartikkelstørrelsen under fullstendig bibeholdelse av sekundær morfologien. Disse fine primærpartikkelstørrelsene på 0,1 til 0,7 um blir oppnådd ved tilhørende reduksjon av heterogeniteten til koboltmetallet over store temperaturområder på 300 til 800°C. Fortrinnsvis anvendes gassformige reduksjonsmidler som hydrogen, metan, dinitrogenoksid eller karbonmonoksid ved ovnstemperaturer fra 350 til 650°C.
I forhold til de vanlige kjente ekstrafine og ultrafine koboltpulvere oppviser koboltmetallagglomeratene ifølge foreliggende oppfinnelse på grunn av deres sfæriske sekundære struktur et meget godt flytforhold.
På grunn av de beskrevne egenskapene egner de oppfinneriske koboltmetallpulverne seg spesielt som bindemidler ved fremstilling av hardmetall- og/eller diamantverktøy. Det er å bemerke at koboltmetallpulveragglomeratene ifølge foreliggende oppfinnelse anvendes her fortrinnsvis både alene og også i kombinasjon med andre bindemetaller.
Gjenstand ifølge oppfinnelsen er dermed anvendelse av koboltmetallagglomeratene ifølge foreliggende oppfinnelse for fremstilling av kobolt-sinterlegemer samt for fremstilling av forbindelsessinterlegemer på grunnlag av koboltmetall og hardmaterialer fra gruppen diamant, CBN, WC, SiC og AI2O3.
På grunn av de gode flytegenskapene og den fine primærstrukturen til koboltmetallpulveragglomeratene ifølge foreliggende oppfinnelse egner de seg også spesielt for innarbeidning i den positive nikkelhydroksidholdige elektrodemassen til oppladbare batterier, basert på nikkel-kadmium- henholdsvis nikkel-metallhydrid teknologien.
I de såkalte dannelsessykluser blir koboltmetall i forhold til deres potensiale først oksidert til kobolt(H). Disse danner løselige koboltat(H) i alkaliske elektrolytter (30% HOK-oppløsning) og blir fordelt jevnt i elektrodemassen. Ved videre ladning blir det til slutt utfelt som elektrisk ledningsdyktig CoO(OH)-sjikt på nikkelhydroksid-partiklene og bevirker deretter først den ønskede høye masseutnyttelsen av nikkelhydroksidene i akkumulatoren. De beskrevne anodiske oppløsningene av koboltmetallpulverene foregår naturligvis hurtigere og mer effektivt jo finere primærstrukturen henholdsvis jo større overflaten til metallpulveret er.
Gjenstand ifølge oppfinnelsen er dermed også anvendelse av koboltmetallagglomeratene ifølge oppfinnelsen som komponenter for fremstilling av positive elektroder i alkaliske sekundærbatterier ved nikkel-kadmium- eller nikkel-metallhydird-teknologier.
I det følgende blir oppfinnelsen beskrevet ved eksempler.
EKSEMPLER
EKSEMPEL 1
I en gjennomstrømningsrørereaktor ble det tilsatt 201 vann og oppvarmet til 80°C. Hertil ble det kontinuerlig tilsatt under kraftig omrøring 5 l/h av en 1,7 molar C0CI2-oppløsning samt 19 l/h av en 0,9 molar NaHC03-oppløsning. Etter oppnåelse av den stasjonære tilstanden ble det fra overløpet til reaktoren tatt ut det oppståtte produktet, filtrert og vasket fritt for nøytrale salter med vann. Deretter ble det tørket ved T = 80°C helt til vektkonstanthet.
Det på denne måten oppnådde basiske koboltkarbonatet oppviser i den kjemiske analysen et Co-innhold på 54,3% og innholdet av karbonatene ble bestemt med 23,3%.
EKSEMPEL 2
500 g basisk koboltkarbonat, fremstilt ifølge eksempel 1, ble suspendert i 21 vann. Denne suspensjonen ble omsatt under kraftig omrøring med 200 g NaOH oppløst i 1,5 1 vann, oppvarmet til 60°C og omrørt i 1 time. Dette ble filtrert og vasket med 3 1 varmt vann. Den enda fuktige filterkaken ble på ny suspendert i 21 vann og i løpet av 1,5 timer oksidert med 700 ml H2O2 (30%) ved en temperatur på 45°C. Etter endt tilførsel ble det ytterligere omrørt i 1,5 timer, deretter filtrert, ettervasket med 21 varmt vann og tørket ved 80°C til konstant vekt. Man oppnår 420 g sfærisk agglomerert heterogenitet med en D50-verdi på agglomeratet på 10,5 um. Koboltinnholdet ble analysert til 63,9%.
EKSEMPEL 3
200 g sfærisk agglomerert heterogenitet, fremstilt ifølge eksempel 2, ble innveid i et kvartsskip og redusert i 3 timer ved T = 450°C i hydrogenstrøm. Man oppnår 131 g sfærisk agglomerert koboltmetallpulver agglomerat. Fig. 3 viser rasterelektronisk opptak i 5.000- og 15.000-ganger forstørrelse. D5Q-verdien til koboltmetallpulveret utgjør 10,5 um. FSSS-verdien utgjorde 0,62 um.
EKSEMPEL 4
Sintertest
De ifølge eksempel 3 oppnådde koboltmetallagglomeratene ble under følgende betingelser utsatt for varmpresstester:
Tabell 1 og figur 1 viser hardheten til et sinterlegeme, fremstilt fra koboltmetallpulveragglomeratene ifølge oppfinnelsen fra eksempel 3, sammenlignet med sinterlegemer fremstilt av kommersielt oppnåelig ultra- og ekstrafine koboltmetallpulvere, i forhold til sintertemperaturene. Det fremgår tydelig at det med koboltmetallpulver ifølge foreliggende oppfinnelse oppnås allerede ved sintertemperaturer på 620°C høy hardhet som til og med holdes konstante over det totale temperaturområdet til 980°C.
Tabell 2 og figur 2 viser tetthetene til et sinterlegeme, fremstilt fra koboltmetallpulveragglomeratet ifølge oppfinnelsen fra eksempel 3, sammenlignet med sinterlegemer, fremstilt fra kommersielt oppnåelig ultra- og ekstrafine koboltmetallpulvere, i forhold til sintertemperaturene.
I tabell 3 angis partikkelstørrelser og spesifikke BET-overflater til koboltmetallagglomerater (bestemt ifølge nitrogen-1-punkt-metoden ifølge DIN 66 131) fra eksempel 3 i forhold til kommersielt oppnåelig ultra- og ekstrafine koboltpulvere.
Claims (9)
1.
Koboltmetallagglomerat, karakterisert ved at det oppviser en sfærisk sekundærstruktur med midlere agglomeratdiametere på 3 til 50 um bestående av peanøttformede primærpartikler med en midlere partikkelstørrelse på 0,1 til 0,7 um.
2.
Koboltmetallagglomerat ifølge krav 1, karakterisert v e d at agglomeratdiameteren utgjør 5 til 20 um.
3.
Koboltmetallagglomerat ifølge et eller flere av kravene 1 eller 2, karakterisert ved at de oppviser en spesifikk overflate i området 2 til 6 m^/g.
4.
Fremgangsmåte for fremstilling av koboltmetallagglomerat ifølge ett eller flere av kravene 1 til 3, karakterisert ved at koboltsalt med generell formel C0X2, hvor X'=C1", NO3" og/eller 1/2 SO4<2->, kontinuerlig omsettes med vandige oppløsninger eller suspensjoner av alkali- og/eller ammoniumkarbonater og/eller -hydrogenkarbonater ved temperaturer mellom 40 og 100°C, fortrinnsvis 60 og 90°C under dannelse av basisk kobolt karbonat, atskiller dette og vasker dette nøytral saltfritt, deretter omsettes dette med alkali- og/eller ammoniumlut, oksiderer dette ved hjelp av oksidasjonsmiddel til treverdig heterogenitt CoO(OH) og reduserer dette med reduksjonsmidler til koboltmetallagglomerater.
5.
Fremgangsmåte ifølge krav 4, karakterisert ved at det fortrinnsvis anvendes H2O2 som oksidasjonsmiddel.
6.
Fremgangsmåte ifølge ett av kravene 3 til 5, karakterisert ved at omsetningen gjennomføres med gassformige reduksjonsmidler ved temperaturer mellom 300 og 800°C, fortrinnsvis 350 til 650°C.
7.
Anvendelse av koboltmetallagglomerater ifølge ett eller flere av kravene 1 til 6 for fremstilling av kobolt-sinterlegemer.
8.
Anvendelse av koboltmetallagglomerat ifølge ett eller flere av kravene 1 til 6 for fremstilling av forbindelsessinterlegemer på grunnlag av koboltmetall og hardmaterialer fra gruppen diamant, CBN, WC, SiC og AI2O3.
9.
Anvendelse av koboltmetallagglomerater ifølge ett eller flere av kravene 1 til 6 som komponenter for fremstilling av positive elektroder i alkaliske sekundærbatterier, basert på nikkel-kadmium eller nikkel-metallhydrid-teknologier.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19519331A DE19519331C1 (de) | 1995-05-26 | 1995-05-26 | Kobaltmetallagglomerate, Verfahren zu ihrer Herstellung sowie deren Verwendung |
| PCT/EP1996/002049 WO1996037324A1 (de) | 1995-05-26 | 1996-05-14 | Kobaltmetallagglomerate, verfahren zu ihrer herstellung sowie deren verwendung |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO975413D0 NO975413D0 (no) | 1997-11-25 |
| NO975413L NO975413L (no) | 1997-11-25 |
| NO321008B1 true NO321008B1 (no) | 2006-02-27 |
Family
ID=7762917
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO19975413A NO321008B1 (no) | 1995-05-26 | 1997-11-25 | Sfaeriske koboltmetallagglomerater, samt fremgangsmate for fremstilling og anvendelse derav |
Country Status (14)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6015447A (no) |
| EP (1) | EP0828578B1 (no) |
| JP (1) | JP4257683B2 (no) |
| KR (1) | KR100411998B1 (no) |
| CN (1) | CN1085953C (no) |
| AT (1) | ATE199338T1 (no) |
| AU (1) | AU700716B2 (no) |
| DE (2) | DE19519331C1 (no) |
| NO (1) | NO321008B1 (no) |
| PT (1) | PT828578E (no) |
| RU (1) | RU2158657C2 (no) |
| TW (1) | TW402640B (no) |
| WO (1) | WO1996037324A1 (no) |
| ZA (1) | ZA964186B (no) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19540076C1 (de) * | 1995-10-27 | 1997-05-22 | Starck H C Gmbh Co Kg | Ultrafeines Kobaltmetallpulver, Verfahren zu seiner Herstellung sowie Verwendung des Kobaltmetallpulvers und des Kobaltcarbonates |
| SE9703204L (sv) * | 1997-09-05 | 1999-03-06 | Sandvik Ab | Verktyg för borrning/fräsning av kretskortsmaterial |
| US6737035B1 (en) | 2000-08-31 | 2004-05-18 | Osram Sylvania Inc. | Heterogenite material for making submicron cobalt powders |
| US7316862B2 (en) * | 2002-11-21 | 2008-01-08 | Hitachi Maxell, Ltd. | Active material for electrode and non-aqueous secondary battery using the same |
| CN101798627B (zh) * | 2009-02-09 | 2013-07-03 | 有研稀土新材料股份有限公司 | 一种沉淀稀土的方法 |
| RU2428494C1 (ru) * | 2009-12-28 | 2011-09-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кемеровский государственный университет" (КемГУ) | Наноструктурированный агломерат металлического кобальта и способ его получения |
| RU2483841C1 (ru) * | 2012-06-04 | 2013-06-10 | Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" | Способ получения наноразмерного порошка кобальта |
| CN110669931B (zh) * | 2019-09-25 | 2021-04-27 | 宁波弗镁瑞环保科技有限公司 | 一种硫酸镍溶液氧化除钴的方法 |
| CN113371764B (zh) * | 2020-03-10 | 2023-11-07 | 荆门市格林美新材料有限公司 | 一种花棒状碳酸钴的制备方法 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SE400856C (sv) * | 1975-12-08 | 1982-02-22 | Svenska Utvecklings Ab | Poros elektrod for en kemoelektrisk cell, forfarande for framstellning av densamma samt kemoelektrisk cell med sadan elektrod |
| CA1089654A (en) * | 1977-03-07 | 1980-11-18 | Barry N. Doyle | Production of ultrafine cobalt powder from dilute solution |
| US4469505A (en) * | 1980-11-19 | 1984-09-04 | Gte Products Corporation | Method for producing cobalt metal powder |
| FR2537898A1 (fr) * | 1982-12-21 | 1984-06-22 | Univ Paris | Procede de reduction de composes metalliques par les polyols, et poudres metalliques obtenues par ce procede |
| US4452633A (en) * | 1983-10-31 | 1984-06-05 | Gte Products Corporation | Method for producing cobalt metal powder |
| US4588572A (en) * | 1984-10-12 | 1986-05-13 | Mooney Chemicals, Inc. | Process for preparing aqueous cobalt (II) carbonate slurries, and slurries so produced |
| US4798623A (en) * | 1988-02-19 | 1989-01-17 | Gte Products Corporation | Method for producing fine cobalt metal powder |
| DE4343594C1 (de) * | 1993-12-21 | 1995-02-02 | Starck H C Gmbh Co Kg | Kobaltmetallpulver sowie daraus hergestellte Verbundsinterkörper |
| SE502931C2 (sv) * | 1994-06-10 | 1996-02-26 | Sandvik Ab | Metod för tillverkning av pulver för WC-hårdmaterial |
-
1995
- 1995-05-26 DE DE19519331A patent/DE19519331C1/de not_active Expired - Fee Related
-
1996
- 1996-04-30 TW TW085105111A patent/TW402640B/zh not_active IP Right Cessation
- 1996-05-14 WO PCT/EP1996/002049 patent/WO1996037324A1/de not_active Ceased
- 1996-05-14 US US08/952,551 patent/US6015447A/en not_active Expired - Lifetime
- 1996-05-14 JP JP53533096A patent/JP4257683B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1996-05-14 KR KR1019970708462A patent/KR100411998B1/ko not_active Expired - Fee Related
- 1996-05-14 RU RU97122088/02A patent/RU2158657C2/ru active
- 1996-05-14 EP EP96919774A patent/EP0828578B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1996-05-14 AT AT96919774T patent/ATE199338T1/de active
- 1996-05-14 DE DE59606517T patent/DE59606517D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1996-05-14 PT PT96919774T patent/PT828578E/pt unknown
- 1996-05-14 AU AU58186/96A patent/AU700716B2/en not_active Ceased
- 1996-05-14 CN CN96194197A patent/CN1085953C/zh not_active Expired - Fee Related
- 1996-05-24 ZA ZA964186A patent/ZA964186B/xx unknown
-
1997
- 1997-11-25 NO NO19975413A patent/NO321008B1/no unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TW402640B (en) | 2000-08-21 |
| US6015447A (en) | 2000-01-18 |
| WO1996037324A1 (de) | 1996-11-28 |
| CN1085953C (zh) | 2002-06-05 |
| NO975413D0 (no) | 1997-11-25 |
| NO975413L (no) | 1997-11-25 |
| DE19519331C1 (de) | 1996-11-28 |
| AU700716B2 (en) | 1999-01-14 |
| KR19990021987A (ko) | 1999-03-25 |
| ZA964186B (en) | 1996-12-04 |
| EP0828578A1 (de) | 1998-03-18 |
| RU2158657C2 (ru) | 2000-11-10 |
| AU5818696A (en) | 1996-12-11 |
| JP4257683B2 (ja) | 2009-04-22 |
| EP0828578B1 (de) | 2001-02-28 |
| PT828578E (pt) | 2001-06-29 |
| JPH11505883A (ja) | 1999-05-25 |
| DE59606517D1 (de) | 2001-04-05 |
| CN1185763A (zh) | 1998-06-24 |
| KR100411998B1 (ko) | 2004-04-21 |
| ATE199338T1 (de) | 2001-03-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4063151B2 (ja) | 多孔質の球状ニッケル粉末とその製造方法 | |
| TW318155B (no) | ||
| Shen et al. | The influence on the structural and redox property of CuO by using different precursors and precipitants for catalytic soot combustion | |
| CA2377152C (en) | Process for making high density and large particle size cobalt hydroxide or cobalt mixed hydroxides and a product made by this process | |
| NO321008B1 (no) | Sfaeriske koboltmetallagglomerater, samt fremgangsmate for fremstilling og anvendelse derav | |
| NO319737B1 (no) | Koboltmetallagglomerater, samt fremgangsmater for fremstilling og anvendelse derav | |
| US4414021A (en) | Process for the synthesis of iron powder | |
| CN100509220C (zh) | 一种制备亚微米级球形镍粉的方法 | |
| JP2004315273A (ja) | 高比表面積で焼結性に優れる酸化ニッケル粉末及びその製造方法 | |
| JP2026504822A (ja) | 電池用の正極活物質を調製するための一つ以上の金属元素の水酸化物またはオキシ水酸化物の粉末材料 | |
| CA2221963C (en) | Cobalt metal agglomerates, a method of producing them and their use | |
| JP4667937B2 (ja) | 水素発生媒体およびその製造方法 | |
| CA2221773C (en) | Cobalt metal agglomerates, process for producing the same and their use | |
| JP4652791B2 (ja) | Ｍｇ固溶オキシ水酸化コバルト粒子及びその製造方法 | |
| Valendar et al. | Isothermal kinetics of reduction and carburization of WO3–NiO nanocomposite powder by CO/CO2 | |
| Zhao et al. | Water-assisted clean electro-preparation of Co 3 Fe 7 in molten salts: its enhanced ferromagnetic properties and hydrogen evolution rate | |
| CA2353201C (en) | Heterogenite material for making submicron cobalt powders | |
| JP2017057115A (ja) | マンガン酸化物及びその製造方法 | |
| JP2006256936A (ja) | 金属酸化物の製造方法、金属酸化物及び焼結体 |