RU2113528C1

RU2113528C1 - Method of preparing highly dispersed powder of rhenium- molybdenum alloy

Info

Publication number: RU2113528C1
Application number: RU95119021A
Authority: RU
Inventors: Г.А. Сейсенбаева; Д.В. Дробот; В.Г. Кесслер
Original assignee: Московская государственная академия тонкой химической технологии
Priority date: 1995-11-09
Filing date: 1995-11-09
Publication date: 1998-06-20

Abstract

FIELD: chemical industry. SUBSTANCE: claimed method is carried out by two stage thermal treatment of bimallic alkoxo complex composed of ReOMoO(OCH₃)₇.. First stage of thermal treatment: decomposition of complex in air at 250-300 C for 1 or 2 hours. Second stage: reduction of resulting amorphous phase in hydrogen atmosphere at 800-900 C for 2-3 hours. Resulting alloy powder is identified by roentgen phase analysis and electronic microscopy. EFFECT: more efficient preparation method.

Description

Изобретение относится к металлургии редких металлов и может быть использовано для получения тугоплавкого сплава рения и молибдена. The invention relates to the metallurgy of rare metals and can be used to obtain a refractory alloy of rhenium and molybdenum.

Известны способы получения аналогичных сплавов;
сплавление порошков чистых металлов в вакууме при температуре 2400^oC в течение 1 ч (соотношение Re:Mo=1:1) [1]. Недостатком данного способа является необходимость поддержания вакуума и высокой температуры процесса;
спекание порошков чистых металлов (соотношение Re:Mo от 1:19 до 19:1), смешанных на шаровой мельнице в продолжение 72 ч при комнатной температуре [2]. Режим термообработки (вакуум 10^-3 мм рт.ст.): 2400^oC - 8 ч, либо 1850^oC - 17 ч, либо 1600^oC - 30 ч, либо 1100^oC - 100 ч. Во всех случаях по данным рентгенофазового анализа образование сплавов было полным. Недостатками данного способа являются длительность проведения процесса, высокая температура и необходимость использования высокочистых порошков металлов;
восстановление водородом смеси гексафторидов металлов (MoF₆, ReF₆) в газовой фазе при температуре 1540 - 140^oC в реакторе специальной конструкции [3] . В результате были получены порошки сплавов с удельной поверхностью 1,6-14 м²/г. Побочным продуктом реакции является фтороводород. Недостатком данного метода является труднодоступность и чрезвычайно высокая химическая активность исходных гексафторидов металлов, требующая использования специальных конструкций и материалов реактора.Known methods for producing similar alloys;
fusion of powders of pure metals in vacuum at a temperature of 2400 ^o C for 1 h (ratio Re: Mo = 1: 1) [1]. The disadvantage of this method is the need to maintain a vacuum and a high process temperature;
sintering of pure metal powders (Re: Mo ratio from 1:19 to 19: 1) mixed in a ball mill for 72 hours at room temperature [2]. Heat treatment mode (vacuum 10 ^-3 mm Hg): 2400 ^o C - 8 hours, or 1850 ^o C - 17 hours, or 1600 ^o C - 30 hours, or 1100 ^o C - 100 hours. In all cases, according to X-ray analysis of the alloy formation was complete. The disadvantages of this method are the duration of the process, high temperature and the need to use high-purity metal powders;
hydrogen reduction of a mixture of metal hexafluorides (MoF ₆ , ReF ₆ ) in the gas phase at a temperature of 1540 - 140 ^o C in a reactor of a special design [3]. As a result, alloy powders with a specific surface of 1.6-14 m ² / g were obtained. A by-product of the reaction is hydrogen fluoride. The disadvantage of this method is the inaccessibility and extremely high chemical activity of the starting metal hexafluorides, requiring the use of special designs and materials of the reactor.

Наиболее близким к предлагаемому способу является метод получения порошка сплава Re и Mo, в котором в качестве исходных реагентов используются совместные водные растворы молибдата и перрената аммония [4]. В качестве первой стадии обработки проводят их упаривание досуха до образования порошка сухих солей. Второй стадией является восстановление этого порошка в атмосфере водорода (H₂) при 800-1000^oC. Третьей стадией является механический помол полученного порошка сплава до достижения размера частиц меньше 20 μm . В четвертой стадии порошок, подвергнутый помолу, распыляют через высокотемпературную плазму (>2000^oC) для расплавления частиц и придания им гомогенности.Closest to the proposed method is a method for producing a powder of an alloy of Re and Mo, in which joint aqueous solutions of ammonium molybdate and perrenate are used as initial reagents [4]. As the first stage of processing, they are evaporated to dryness to form a powder of dry salts. The second stage is the reduction of this powder in a hydrogen atmosphere (H ₂ ) at 800-1000 ^o C. The third stage is the mechanical grinding of the obtained alloy powder to achieve a particle size of less than 20 μm. In a fourth step, the milled powder is sprayed through a high temperature plasma (> 2000 ^° C.) to melt the particles and give them homogeneity.

Недостатком данного метода получения порошка сплава являются неравномерность образующегося первоначально частиц сплава по составу и размеру, что требует проведения дополнительных стадий измельчения и гомогенизации при высокой температуре с использованием специального оборудования и больших энергозатрат. The disadvantage of this method of producing alloy powder is the unevenness of the initially formed alloy particles in composition and size, which requires additional stages of grinding and homogenization at high temperature using special equipment and high energy costs.

Технический результат состоит в упрощении процесса (снижении температуры и уменьшении числа стадий). The technical result consists in simplifying the process (lowering the temperature and reducing the number of stages).

Этот результат достигается тем, что в качестве соединения рения и молибдена берется биметаллический метилат рения и молибдена, ReOMoO(OCH₃)₇ [5], который перед восстановлением подвергают термической обработке на воздухе при 250-300^oC в течение 1-2 ч. При этом получают черный рентгеноаморфный порошок, который затем восстанавливают водородом при 800-900^oC в течение 2-3 ч.This result is achieved in that a bimetallic rhenium and molybdenum methylate, ReOMoO (OCH ₃ ) ₇ [5], is taken as a rhenium and molybdenum compound, which is subjected to heat treatment in air at 250-300 ^° C for 1-2 hours before reduction. This gives a black X-ray amorphous powder, which is then reduced with hydrogen at 800-900 ^o C for 2-3 hours

Пример 1. Биметаллический метилат рения и молибдена разлагают на воздухе при температуре 250^oC в течение 2. Полученный порошок восстанавливают в атмосфере водорода при температуре 800^oC в течение 3 ч. Получают чистый интерметаллид рения и молибдена состава 1:1. Размер частиц продукта составляет 3-5 μm .Example 1. The bimetallic rhenium and molybdenum methylate is decomposed in air at a temperature of 250 ^° C. for 2. The resulting powder is reduced in a hydrogen atmosphere at a temperature of 800 ^° C. for 3 hours. Pure rhenium and molybdenum intermetallic compound 1: 1 is obtained. The particle size of the product is 3-5 μm.

Пример 2. Разложение ведут при 300^oC в течение 1 ч. Восстановление полученного рентгеноаморфного порошка в атмосфере водорода проводят при 900^oC в течение 2. Получают чистый сплав рения и молибдена состава 1:1. Размер частиц продукта 3 - 5 μm .Example 2. The decomposition is carried out at 300 ^o C for 1 h. The restoration of the obtained x-ray amorphous powder in a hydrogen atmosphere is carried out at 900 ^o C for 2. Get a pure alloy of rhenium and molybdenum composition 1: 1. The particle size of the product is 3 - 5 μm.

Пример 3. Разложение комплекса рения и молибдена ведут при температуре 275^oC в течение 2,5 ч. Получают чистый интерметаллид рения и молибдена состава 1:1. Размер частиц продукта составляет 3-5 μm .Example 3. The decomposition of the complex of rhenium and molybdenum is carried out at a temperature of 275 ^o C for 2.5 hours. Receive a pure intermetallic rhenium and molybdenum composition 1: 1. The particle size of the product is 3-5 μm.

Пример 4. Разложение комплекса рения и молибдена ведут при температуре 225^oC. Полученный порошок по данным РФА содержит остаточные количества исходного комплекса. При дальнейшем восстановлении его в атмосфере водорода происходит разделение компонентов и образование не сплава, а индивидуальных порошков металлов.Example 4. The decomposition of the complex of rhenium and molybdenum is carried out at a temperature of 225 ^o C. The obtained powder according to the XRD contains residual amounts of the original complex. With its further reduction in a hydrogen atmosphere, the components are separated and not alloy, but individual metal powders are formed.

Пример 5. Разложение комплекса рения и молибдена ведут аналогично примеру 1. Восстановление полученного порошка ведут в атмосфере водорода при температуре 750^oC в течение 1,5 ч. Полученный продукт является смесью твердого раствора ReO₂-MoO₂ [6] и сплава рения и молибдена (1:1).Example 5. The decomposition of the complex of rhenium and molybdenum is carried out analogously to example 1. The recovery of the obtained powder is carried out in a hydrogen atmosphere at a temperature of 750 ^o C for 1.5 hours. The resulting product is a mixture of a solid solution of ReO ₂ -MoO ₂ [6] and an alloy of rhenium and molybdenum (1: 1).

Использование более высоких температур разложения (>300^oC) исходного комплекса рения и молибдена приводит к выделению индивидуального MoO₃ (по данным РФА).The use of higher decomposition temperatures (> 300 ^o C) of the initial complex of rhenium and molybdenum leads to the release of individual MoO ₃ (according to XRD).

Более длительное время отжига и восстановление в атмосфере водорода при высоких температурах (>900^oC) представляется нецелесообразным, так как не оказывает влияния на характеристики получаемого продукта, но приводит к увеличению энергозатрат.A longer annealing time and reduction in the atmosphere of hydrogen at high temperatures (> 900 ^o C) seems to be impractical, since it does not affect the characteristics of the resulting product, but leads to an increase in energy consumption.

Таким образом, сопоставление известного технического решения [4] и разработанного способа получения сплава рения и молибдена доказывает, что предлагаемый способ позволяет получить высокодисперсный и практически монодисперсный (размер частиц 3-5 μm) порошок сплава рения и молибдена, достичь химической гомогенности порошка сплава, снизить температуру процесса получения интерметаллида и сократить число стадий проведения процесса с 4 до 2, не используя при этом специального оборудования и высоких энергозатрат. Thus, a comparison of the known technical solution [4] and the developed method for producing an rhenium – molybdenum alloy proves that the proposed method allows one to obtain highly dispersed and practically monodisperse (particle size 3-5 μm) rhenium – molybdenum alloy powder, to achieve chemical homogeneity of the alloy powder, and to reduce the temperature of the process for producing intermetallic and reduce the number of stages of the process from 4 to 2, without using special equipment and high energy costs.

Источники информации
1. Mc Horgue C.G., Maynor H. J. Metals, 1953, V.5, P.1382.Sources of information
1. Mc Horgue CG, Maynor HJ Metals, 1953, V.5, P.1382.

2. Савицкий Е.М., Тылкина М.А., Поварова К.Б. Ж. неорган. химии, 1959, Т.4. Вып.2. С.424. 2. Savitsky EM, Tylkina MA, Povarova K.B. J. Inorgan. Chemistry, 1959, T. 4. Issue 2. S.424.

3. Smiley S.H. Патент США, US 3341320, 1967. 3. Smiley S.H. U.S. Patent 3,341,320, 1967.

4. Kopatz N.E., Johnson W.A., Ritsko J.E. Патент США, US 4731111, 1988. 4. Kopatz N.E., Johnson W.A., Ritsko J.E. U.S. Patent 4,731,111, 1988.

5. Kessler V.C., Shevelkov A.V., Khvorykh G.V., Seisenbaeva G.A. Chem. Commun., 1995, P.1779. 5. Kessler V.C., Shevelkov A.V., Khvorykh G.V., Seisenbaeva G.A. Chem. Commun., 1995, P.1779.

6. Savborg O., Mat. Res. Bull., 1976, V. 11, P. 275. 6. Savborg O., Mat. Res. Bull., 1976, V. 11, P. 275.

Claims

A method of producing a finely dispersed powder of an alloy of rhenium and molybdenum from rhenium and molybdenum compounds, comprising reducing in an atmosphere of hydrogen at 800 - 900 ^° C, characterized in that bimetallic rhenium methyl molybdenum ReOMoO (OCH ₃ ) _{7 is} used as a compound of rhenium and molybdenum by reduction it is subjected to heat treatment in air at 250 - 300 ^o C for 1 - 2 hours, and recovery in a hydrogen atmosphere is carried out for 2 - 3 hours