RU2058852C1 - Copper and zinc intermetal compound production method - Google Patents
Copper and zinc intermetal compound production method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2058852C1 RU2058852C1 RU93048750A RU93048750A RU2058852C1 RU 2058852 C1 RU2058852 C1 RU 2058852C1 RU 93048750 A RU93048750 A RU 93048750A RU 93048750 A RU93048750 A RU 93048750A RU 2058852 C1 RU2058852 C1 RU 2058852C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- copper
- zinc
- compound
- pulses
- sound
- Prior art date
Links
Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению интерметаллических соединений на основе высокодисперсных (ВДП) и ультрадисперсных (УДП) металлических порошков. The invention relates to powder metallurgy, in particular to the production of intermetallic compounds based on highly dispersed (VDP) and ultrafine (UDP) metal powders.
Известно получение интерметаллического соединения меди и цинка, химический состав которого соответствует соединению CuZn5 в условиях интенсивной экзоэмиссии при наложении тонкой пленки меди на пленку цинка [1]
Недостатком данного способа является то, что он осуществляется в условиях интенсивного локального выделения тепла на межфазной границе, что значительно усложняет и удорожает данный технологический процесс, так как для его осуществления требуется наличие специального оборудования, создание особых условий и значительные энергозатраты. Кроме того данный способ позволяет получить интерметаллическое соединение меди и цинка только в виде тонкой пленки, что усложняет дальнейшую технологическую переработку этого соединения.It is known to obtain an intermetallic compound of copper and zinc, the chemical composition of which corresponds to the compound CuZn 5 under conditions of intense exoemission when a thin film of copper is applied to a zinc film [1]
The disadvantage of this method is that it is carried out in conditions of intense local heat generation at the interface, which greatly complicates and increases the cost of this process, since its implementation requires special equipment, the creation of special conditions and significant energy consumption. In addition, this method allows to obtain an intermetallic compound of copper and zinc only in the form of a thin film, which complicates the further technological processing of this compound.
Цель изобретения создание способа, позволяющего надежно и эффективно получать в объеме интерметаллическое соединение меди и цинка с высокой коррозионной стойкостью. The purpose of the invention is the creation of a method that allows you to reliably and effectively receive in the volume of the intermetallic compound of copper and zinc with high corrosion resistance.
Цель достигается тем, что в способе получения интерметаллического соединения меди и цинка на их порошковую смесь, помещенную в рабочую камеру, воздействуют звуковыми колебаниями низкой частоты при соотношении амплитуды и частоты импульсов 0,0781-0,0880, плотности звуковой энергии (2,65-3,6) · 106 Дж/м3 и ускорении движущейся части возбудителя импульсов 205-300 м/с2, затем осуществляют термообработку порошковой смеси при 220оС до полного окристаллизования соединения.The goal is achieved in that in the method for producing an intermetallic compound of copper and zinc, their powder mixture placed in the working chamber is affected by low-frequency sound vibrations with a ratio of amplitude and pulse frequency of 0.0781-0.0880, sound energy density (2.65- 3.6) × 10 6 J / m 3 and the acceleration of the movable part exciter pulses 205-300 m / s 2, then heat treated powder mixture is carried out at 220 ° C until the compound of crystallization.
Рентгенофазовый анализ смеси порошков меди и цинка после низкочастотной звуковой обработки показал, что в ней без нагревания протекает твердофазное взаимодействие. О появлении интерметаллической фазы судят по дифрактограмме смеси. Химический состав полученного соединения соответствует соединению CuZn5. Микроскопический анализ показал, что после звуковой обработки порошки становятся сильно агломерированными. При этом из-за разной диспресности частиц в смеси порошков множество мелких частиц меди адсорбируется на более крупных частицах цинка.X-ray phase analysis of a mixture of copper and zinc powders after low-frequency sound processing showed that solid-phase interaction proceeds in it without heating. The appearance of the intermetallic phase is judged by the diffraction pattern of the mixture. The chemical composition of the obtained compound corresponds to the compound CuZn 5 . Microscopic analysis showed that after sound processing, the powders become highly agglomerated. Moreover, due to the different dispersity of the particles in the powder mixture, many small particles of copper are adsorbed on larger particles of zinc.
Очевидно, звуковое воздействие на металлические порошки действует как знакопеременное волновое сжатие и растяжение и генерирует в частицах порошка объемные искажения решетки, выходящие затем на их поверхность. Такое активирование поверхности вызывает сращивание частиц в твердом состоянии. Образование CuZn5 связано с тем, что при звуковом воздействии уменьшается работа выхода электрона в атоме меди, и на его внешних орбиталях могут появляться дополнительные валентные электроны. Поэтому один атом меди становится способным к взаимодействию с 5 атомами цинка.Obviously, the sound effect on metal powders acts as alternating wave compression and tension and generates volumetric distortions of the lattice in the powder particles, which then come to their surface. Such surface activation causes coalescence of particles in the solid state. The formation of CuZn 5 is due to the fact that, upon sound exposure, the electron work function in the copper atom decreases, and additional valence electrons may appear on its outer orbitals. Therefore, one copper atom becomes capable of interacting with 5 zinc atoms.
Порошковая смесь меди и цинка, подвергающаяся звуковой обработке, обладает определенными физико-химическими свойствами, а именно: насыпная плотность, сыпучесть, поверхностное натяжение, дискретность смешиваемых порошков и т. д. Поэтому для обеспечения эффективности и надежности получения интерметаллического соединения из порошковой смеси меди и цинка необходимо обеспечить максимальное влияние на данные свойства порошковой смеси. The powder mixture of copper and zinc, subjected to sound processing, has certain physicochemical properties, namely: bulk density, flowability, surface tension, discreteness of the mixed powders, etc. Therefore, to ensure the efficiency and reliability of the preparation of the intermetallic compound from the powder mixture of copper and zinc it is necessary to ensure maximum effect on these properties of the powder mixture.
Таким образом, выбор параметров звуковой обработки (соотношение амплитуды и частоты импульсов, плотность звуковой энергии и ускорение движущейся части возбудителя импульсов) обусловлен обеспечением максимального влияния на физико-химические свойства порошковой смеси. При этом достигается максимальная активация поверхности порошковой смеси и, следовательно, обеспечивается смешивание и значительная интенсификация всего процесса получения интерметаллического соединения. Thus, the choice of sound processing parameters (the ratio of the amplitude and frequency of the pulses, the density of sound energy and the acceleration of the moving part of the pathogen of pulses) is due to the maximum effect on the physicochemical properties of the powder mixture. In this case, maximum activation of the surface of the powder mixture is achieved and, therefore, mixing and significant intensification of the entire process for producing an intermetallic compound is ensured.
Установлено, что для эффективного образования интерметаллического соединения, химический состав которого соответствует CuZn5, необходимыми и достаточными являются следующие параметры звукового воздействия: соотношение амплитуды и частоты импульсов 0,0781-0,0880; плотность звуковой энергии (2,65-3,6) · 106 Дж/м3; ускорение движущейся части возбудителя импульсов 205-300 м/с2.It is established that for the effective formation of an intermetallic compound, the chemical composition of which corresponds to CuZn 5 , the following parameters of sound exposure are necessary and sufficient: the ratio of the amplitude and frequency of the pulses is 0.0781-0.0880; density of sound energy (2.65-3.6) · 10 6 J / m 3 ; acceleration of the moving part of the pulse pathogen 205-300 m / s 2 .
Выход за нижний предел любого из указанных параметров ведет к снижению эффективности процесса получения интерметаллического соединения меди и цинка или же вообще к невозможности его образования. Выход за верхний предел любого из указанных параметров, не улучшая получаемый технический результат, ведет к неоправданному повышению энергозатрат. Going beyond the lower limit of any of these parameters leads to a decrease in the efficiency of the process for producing an intermetallic compound of copper and zinc or, in general, to the impossibility of its formation. Going beyond the upper limit of any of these parameters, without improving the technical result obtained, leads to an unjustified increase in energy consumption.
Образующаяся в результате твердофазного взаимодействия порошков меди и цинка интерметаллическая фаза сначала рентгеноаморфна. После термообработки при 220оС наблюдается заметный рост интенсивности интерметаллической фазы. Термообработку ведут до полного окристаллизования соединения, в результате получают интерметаллическое соединение меди и цинка в объеме, а не в виде тонкой пленки.The intermetallic phase formed as a result of the solid-phase interaction of copper and zinc powders is initially X-ray amorphous. After heat treatment at 220 ° C there is a marked increase in the intensity of intermetallic phase. Heat treatment is carried out until the crystallization of the compound is complete, as a result, an intermetallic compound of copper and zinc is obtained in the volume, and not in the form of a thin film.
Таким образом предлагаемый способ получения интерметаллического соединения меди и цинка более эффективен и надежен по сравнению с известными, так как выбор звукового воздействия обеспечивает его максимальное влияние на физико-химические свойства порошковой смеси; звуковое воздействие на порошковую смесь обеспечивает твердофазное взаимодействие ее компонентов без нагревания, при комнатной температуре, что позволяет упростить процесс получения интерметаллического соединения меди и цинка и снизить материальные и энергетические затраты на его осуществление. Thus, the proposed method for producing intermetallic compounds of copper and zinc is more efficient and reliable compared to the known ones, since the choice of sound exposure provides its maximum effect on the physicochemical properties of the powder mixture; the sound effect on the powder mixture provides solid-phase interaction of its components without heating, at room temperature, which simplifies the process of obtaining the intermetallic compounds of copper and zinc and reduces material and energy costs for its implementation.
Получаемое интерметаллическое соединение обладает высокой коррозионной стойкостью, что позволяет использовать его как идеальное планирующее покрытие. Возможность использования металлических порошков меди и цинка в качестве исходных продуктов для получения их интерметаллического соединения позволяет получать последний в объеме, а не в виде пленки, что делает более удобной его дальнейшую технологическую переработку. The resulting intermetallic compound has high corrosion resistance, which allows it to be used as an ideal planning coating. The possibility of using metallic powders of copper and zinc as initial products to obtain their intermetallic compounds allows us to obtain the latter in volume, and not in the form of a film, which makes it more convenient for its further technological processing.
Способ осуществляют следующим образом. The method is as follows.
Полученные методом испарения-конденсации порошки меди и цинка соответственно марок ПМВД-2 и ПЦВД помещают в герметичную рабочую камеру (масса порошковой смеси 50 г), при этом в камере размещена движущаяся часть возбудителя импульсов, представляющая собой механический, гидравлический или электромагнитный генератор. Copper and zinc powders obtained by evaporation-condensation, respectively, of the PMVD-2 and PCVD grades are placed in a sealed working chamber (the mass of the powder mixture is 50 g), while the moving part of the pulse exciter, which is a mechanical, hydraulic, or electromagnetic generator, is placed in the chamber.
Дальнейшую звуковую обработку порошковой смеси в течение 5 мин ведут при соотношении амплитуды и частоты импульсов 0,0880 (А 4,0 мм; ω= 50 Гц), плотности звуковой энергии 3,6 · 106 Дж/м3 и ускорении движущейся части ускорителя импульсов 300 м/с2.Further sound processing of the powder mixture for 5 minutes is carried out with a ratio of amplitude and pulse frequency of 0.0880 (A 4.0 mm; ω = 50 Hz), sound energy density of 3.6 · 10 6 J / m 3 and acceleration of the moving part of the accelerator pulses 300 m / s 2 .
По окончании звукового воздействия порошковую смесь выгружают из рабочей камеры и осуществляют ее термообработку при 220оС. Термообработку ведут до полного окристаллизования полученного интерметаллического соединения (СuZn5), состав которого подтверждается данными химического анализа. После трехмесячной воздержки на воздухе полученного соединения при комнатной температуре в нем вообще не было обнаружено оксидов меди.At the end of the sound effects powder mixture discharged from the working chamber, and its heat treatment is carried out at 220 ° C. The heat treatment is carried out until complete crystallinity obtained intermetallic compound (SuZn 5), which structure is confirmed by chemical analysis. After a three-month exposure to air of the obtained compound at room temperature, no copper oxides were detected in it at all.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU93048750A RU2058852C1 (en) | 1993-10-21 | 1993-10-21 | Copper and zinc intermetal compound production method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU93048750A RU2058852C1 (en) | 1993-10-21 | 1993-10-21 | Copper and zinc intermetal compound production method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU93048750A RU93048750A (en) | 1996-01-27 |
| RU2058852C1 true RU2058852C1 (en) | 1996-04-27 |
Family
ID=20148479
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU93048750A RU2058852C1 (en) | 1993-10-21 | 1993-10-21 | Copper and zinc intermetal compound production method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2058852C1 (en) |
-
1993
- 1993-10-21 RU RU93048750A patent/RU2058852C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Simic V. Marinkovic - S. Less - Common Met. 1980, v 01, 72, p.133. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Lepoint et al. | What exactly is cavitation chemistry? | |
| Li et al. | Sonochemical synthesis of silver, copper and lead selenides | |
| US5069868A (en) | Method for producing thermoelectric elements | |
| ATE200236T1 (en) | METHOD FOR PRODUCING ULTRA FINE PARTICLES | |
| Chatakondu et al. | The enhancement of intercalation reactions by ultrasound | |
| Abbas et al. | Size controlled sonochemical synthesis of highly crystalline superparamagnetic Mn–Zn ferrite nanoparticles in aqueous medium | |
| RU2058852C1 (en) | Copper and zinc intermetal compound production method | |
| Shen et al. | Investigation of Ni–P–B ultrafine amorphous alloy particles produced by chemical reduction | |
| CN108034345A (en) | A kind of coating of efficient absorption power frequency electromagnetic field | |
| Asra et al. | Effect of microwave irradiation on the synthesis of carbonated hydroxyapatite (CHA) from chicken eggshell | |
| JP2000103608A (en) | Production of titanium nitride | |
| Xu et al. | Optical properties of Zn fine particles coated with ZnO and/or ZnS | |
| Suslick | The mechanochemical effects of ultrasound | |
| Enomoto et al. | Effect of ultrasound on the dissolution-precipitation process in the aluminum hydroxide-water system | |
| JP2955985B2 (en) | Method for producing high-purity ultrafine metal powder | |
| Lu et al. | A safe sonochemical route to iron, cobalt and nickel monoarsenides | |
| JPS6237396A (en) | Production of body coated by electrodeposition | |
| Florence et al. | Green approach to synthesis and strain studies of ZnO nanoparticles | |
| Lee et al. | Size tailored nanoparticles of ZrN prepared by single-step exothermic chemical route | |
| Shahzad et al. | Study and development of NiAl intermetallic coating on hypo-eutectoid steel using highly activated composite granules of the Ni–Al system | |
| JP3427078B2 (en) | Manufacturing method of ceramic-based composite spray material | |
| Choi et al. | Effect of ultrasonic treatment on ripening of titanium oxalate salt from solution | |
| Kulikov et al. | Microwave synthesis of γ-Fe 2 O 3 | |
| RU2063841C1 (en) | Method of powder or powder mixture treatment | |
| RU2078149C1 (en) | Method of treating objects of metals and their alloys |