RU2466929C1 - Method of titanium hydride processing - Google Patents
Method of titanium hydride processing Download PDFInfo
- Publication number
- RU2466929C1 RU2466929C1 RU2011111262/05A RU2011111262A RU2466929C1 RU 2466929 C1 RU2466929 C1 RU 2466929C1 RU 2011111262/05 A RU2011111262/05 A RU 2011111262/05A RU 2011111262 A RU2011111262 A RU 2011111262A RU 2466929 C1 RU2466929 C1 RU 2466929C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- hydride
- hydrogen
- heating
- titanium
- titanium hydride
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технологии получения гидридов металлов и направлено на повышение термической стойкости гидрида титана, который используется в водородных технологиях, например, в качестве пенообразователя при приготовлении пенометаллов.The invention relates to a technology for producing metal hydrides and is aimed at increasing the thermal stability of titanium hydride, which is used in hydrogen technologies, for example, as a foaming agent in the preparation of foam metals.
Хотя гидрид титана широко используют в качестве пенообразователя при приготовлении пеноалюминия, но для приближения температуры выделения из него газа к температуре плавления алюминия термическую стойкость гидрида титана желательно повысить.Although titanium hydride is widely used as a foaming agent in the preparation of foam aluminum, it is desirable to increase the thermal stability of titanium hydride to approximate the temperature of gas evolution from it to the melting temperature of aluminum.
Известен способ обработки гидрида титана, заключающийся в нанесении на его поверхность пленки из другого металла, например никеля /P.M.Proa-Flores, R.A.L.Drew. Production of Aluminum Foams with Ni-coated TiH2 Powder. Porous Metals and Metallic Foams, edited by Louis Philippe Lefebvre, John Banhart and David Dunand. Proceedings of the Fifth International Conference on Porous Metals and Metallic Foams, September 5-7, 2007, Montreal, Canada, MetFoam 2007, DE-Stech Publications, Inc., 439 North Duke Street, Lancaster, Pennsylvania 17602 U.S.A./ Поверхностный слой никеля на гидрид титана наносится электролитическим способом, что существенно усложняет технологию приготовления гидрида титана. Нанесенная пленка непрочна и склонна к растрескиванию при дальнейшем использовании гидрида, например его прессовании. Кроме того, нанесение на гидрид титана пленки из чужеродного и не содержащего водород материала служит источником загрязнения гидрида и снижения удельного содержания газа в нем.A known method of processing titanium hydride, which consists in applying to its surface a film of another metal, for example nickel / PMProa-Flores, RALDrew. Production of Aluminum Foams with Ni-coated TiH 2 Powder. Porous Metals and Metallic Foams, edited by Louis Philippe Lefebvre, John Banhart and David Dunand. Proceedings of the Fifth International Conference on Porous Metals and Metallic Foams, September 5-7, 2007, Montreal, Canada, MetFoam 2007, DE-Stech Publications, Inc., 439 North Duke Street, Lancaster, PA 17602 USA / Nickel Surface titanium hydride is applied by electrolytic method, which significantly complicates the technology of preparation of titanium hydride. The applied film is fragile and prone to cracking with the subsequent use of hydride, for example pressing it. In addition, the deposition of a film from a foreign and hydrogen-free material on titanium hydride serves as a source of hydride contamination and a decrease in the specific gas content in it.
Наиболее близким к предлагаемому является способ обработки гидрида титана, заключающийся в его прогреве в атмосфере воздуха для образования на поверхности гидрида оксидной пленки /A.R.Kennedy, V.H.Lopez. Decomposition behaviour of as-received and oxidized TiH2 foaming-agent powder. Materials Science and Engineering A357 (2003) 258-263. Этот способ выбран в качестве прототипа.Closest to the proposed is a method of processing titanium hydride, which consists in heating it in an atmosphere of air to form an oxide film on the surface of the hydride / ARKennedy, VHLopez. Decomposition behavior of as-received and oxidized TiH 2 foaming-agent powder. Materials Science and Engineering A357 (2003) 258-263. This method is selected as a prototype.
Согласно этому способу прогрев гидрида титана на воздухе рекомендуется проводить при температуре 530÷630°C. В результате прогрева в указанном температурном диапазоне определенная методами термического анализа температура пика, соответствующего максимальной скорости выделения водорода из гидрида (Тmax) при его нагреве с постоянной скоростью, выросла на 30÷120°C.According to this method, it is recommended to heat titanium hydride in air at a temperature of 530 ÷ 630 ° C. As a result of heating in the indicated temperature range, the peak temperature determined by thermal analysis methods corresponding to the maximum rate of hydrogen evolution from hydride (T max ) when it is heated at a constant speed increased by 30 ÷ 120 ° C.
Недостатком этого способа обработки гидрида титана является то, что одновременно с повышением стойкости гидрида титана происходит снижение в нем содержания водорода, и эти процессы взаимосвязаны. После прогрева при 530°C не наблюдалось заметного снижения содержания газа, но увеличение Тmax составило лишь 30°C. После прогрева при 630°C увеличение Тmax составило ~120°C, но образец потерял ~25% содержащегося в нем газа. За счет этого дигидрид титана состава TiH1,96 в исходном образце превратился в δ фазу состава TiH1,5. Выделение газа при разложении дигидрида титана в исходном образце согласно прототипу регистрируется в виде двух последовательных пиков. В виде первого с Тmax ~500°C выделяется водород при разложении дигидридной фазы титана, а при последующем нагреве происходит разложение оставшейся фазы состава TiH1,5 в виде пика с Тmax ~620 С. Как видно из термограмм, приведенных в прототипе, положение пика выделения водорода, соответствующее разложению фазы состава TiH1,5, существенно не меняется после выдержки образца при повышенных температурах на воздухе. Таким образом, повышение термической стойкости гидрида титана на 120°C (увеличения Тmax с 500 до 620°C) достигается, в основном, только за счет снижения содержания газа в гидриде до состава TiH1,5.The disadvantage of this method of processing titanium hydride is that at the same time as the resistance of titanium hydride increases, the hydrogen content in it decreases, and these processes are interconnected. After heating at 530 ° C, there was no noticeable decrease in gas content, but the increase in T max was only 30 ° C. After heating at 630 ° C, the increase in T max was ~ 120 ° C, but the sample lost ~ 25% of the gas contained in it. Due to this, titanium dihydride of the composition TiH 1.96 in the initial sample turned into the δ phase of the composition TiH 1.5 . The gas evolution during the decomposition of titanium dihydride in the initial sample according to the prototype is recorded in the form of two consecutive peaks. In the form of the first with T max ~ 500 ° C, hydrogen is released during the decomposition of the titanium dihydride phase, and upon subsequent heating, the remaining phase of the composition TiH 1.5 decomposes in the form of a peak with T max ~ 620 C. As can be seen from the thermograms given in the prototype, the position of the peak of hydrogen evolution, corresponding to the decomposition of the phase of the composition TiH 1.5 , does not change significantly after the sample is held at elevated temperatures in air. Thus, an increase in the thermal stability of titanium hydride by 120 ° C (an increase in T max from 500 to 620 ° C) is achieved mainly by reducing the gas content in the hydride to a composition of TiH 1.5 .
Повышение термической стойкости гидрида за счет снижения содержания в нем водорода - неэффективный путь при использовании гидрида в качестве пенообразователя. Использование гидрида с пониженным содержанием водорода требует увеличения его закладки в расплав алюминия и, как следствие, увеличения плотности пеноалюминия.Increasing the thermal stability of a hydride by reducing its hydrogen content is an ineffective way when using hydride as a foaming agent. The use of hydride with a low hydrogen content requires an increase in its incorporation into the aluminum melt and, as a result, an increase in the density of foam aluminum.
Другим недостатком прогрева гидрида титана на воздухе является образование продуктов его взаимодействия с входящими в состав воздуха газами, в основном, оксидов и нитрида титана. Это еще больше снижает удельное газосодержание в гидриде и приводит к загрязнению гидрида посторонними химическими элементами.Another disadvantage of heating titanium hydride in air is the formation of products of its interaction with the gases included in the air, mainly oxides and titanium nitride. This further reduces the specific gas content in the hydride and leads to contamination of the hydride with extraneous chemical elements.
Задачей, которую решает настоящее изобретение, является повышение термической стойкости гидрида титана при сохранении удельного содержания водорода в нем и чистоты гидрида.The problem that the present invention solves is to increase the thermal stability of titanium hydride while maintaining the specific hydrogen content in it and the purity of the hydride.
Технический результат, достигаемый при использовании настоящего изобретения, заключается в следующем:The technical result achieved using the present invention is as follows:
- температура пика, соответствующего максимальной скорости выделения газа из гидрида при его нагреве, увеличивается на 9÷111°C без снижения удельного содержания водорода в гидриде;- the temperature of the peak corresponding to the maximum rate of gas evolution from the hydride when it is heated increases by 9 ÷ 111 ° C without reducing the specific hydrogen content in the hydride;
- если количество водорода, содержащееся в гидриде, было меньше возможного, в результате обработки по предлагаемой в настоящем изобретении технологии, количество водорода в гидриде увеличивается;- if the amount of hydrogen contained in the hydride was less than possible, as a result of processing according to the technology proposed in the present invention, the amount of hydrogen in the hydride increases;
- исключается загрязнение гидрида примесями;- excludes contamination of hydride impurities;
- упрощается технология повышения термической стойкости гидрида, т.к. она может быть применена непосредственно после приготовления гидрида, без выемки его из установки, в которой производился синтез гидрида, и без удаления из реакционного сосуда водорода, которым насыщался гидрид.- simplified technology to increase the thermal stability of hydride, because it can be used immediately after hydride preparation, without removing it from the installation in which the hydride was synthesized, and without removing hydrogen from the reaction vessel with which the hydride was saturated.
Для решения указанной задачи и достижения указанного технического результата в способе обработки гидрида титана, заключающемся в прогреве гидрида в среде газа, согласно настоящему изобретению прогрев гидрида производится в среде водорода. Прогрев производится в температурном диапазоне 250÷600°C в течение 1÷480 часов. Давление газа в процессе прогрева составляет 1,5÷48 атм.To solve this problem and achieve the technical result in a method for processing titanium hydride, which consists in heating the hydride in a gas medium, according to the present invention, the hydride is heated in a hydrogen medium. Warming up is carried out in the temperature range of 250 ÷ 600 ° C for 1 ÷ 480 hours. The gas pressure during heating is 1.5 ÷ 48 atm.
В результате такой обработки температура пика, соответствующего максимальной скорости выделения водорода из образца при его нагреве с постоянной скоростью, смещается в сторону более высоких температур на 9÷111°C, что свидетельствует о повышении термической стойкости гидрида титана. Повышение термической стойкости гидрида происходит, по мнению авторов, из-за отжига дефектов кристаллической решетки, появляющихся на стадии приготовления исходного металла и синтеза из него гидрида.As a result of this treatment, the peak temperature corresponding to the maximum rate of hydrogen evolution from the sample when it is heated at a constant speed shifts toward higher temperatures by 9–111 ° C, which indicates an increase in the thermal stability of titanium hydride. The increase in the thermal stability of hydride occurs, according to the authors, due to annealing of crystal lattice defects that appear at the stage of preparation of the starting metal and synthesis of hydride from it.
В процессе прогрева гидрида титана в водороде при повышенном давлении содержание газа в гидриде может даже повыситься по сравнению с необработанным образцом. Повышение содержания водорода в гидриде титана в процессе его прогрева при указанных параметрах может происходить в случае, если часть титана в исходном гидриде была не связана или связана не полностью с водородом. Повышение также возможно за счет восстановления при прогреве в среде водорода оксидов титана, если они присутствовали в гидриде.During heating of titanium hydride in hydrogen at elevated pressure, the gas content in the hydride can even increase compared to the untreated sample. An increase in the hydrogen content in titanium hydride during its heating at the indicated parameters can occur if some of the titanium in the initial hydride was not bound or was not completely bound to hydrogen. An increase is also possible due to the reduction of titanium oxides when they are present in hydride during heating in a hydrogen medium.
Так как прогрев гидрида титана производится в атмосфере водорода под повышенным давлением, гидрид титана не загрязняется посторонними примесями.Since titanium hydride is heated in an atmosphere of hydrogen under increased pressure, titanium hydride is not contaminated with impurities.
Данный способ повышения термической стойкости гидрида титана поясняется графическими материалами. На фиг.1 приведена термограмма при скорости нагрева 2°C/мин исходного гидрида титана, полученного из порошка магниетермического губчатого титана марки ТПП-8 с размером частиц ≤160 мкм, производства ОАО "Ависма".This method of increasing the thermal stability of titanium hydride is illustrated by graphic materials. Figure 1 shows a thermogram at a heating rate of 2 ° C / min of the initial titanium hydride obtained from TPP-8 grade magnesium thermal sponge titanium powder with a particle size of ≤160 μm, manufactured by Avisma OJSC.
На фиг.2 приведена термограмма при скорости нагрева 2°С/мин гидрида титана, полученного из порошка титана марки ТПП-8 с размером частиц ≤160 мкм, после его прогрева в среде водорода с давлением 4,7 атм при температуре 500°C в течение 24 часов.Figure 2 shows a thermogram at a heating rate of 2 ° C / min titanium hydride obtained from titanium powder TPP-8 with a particle size of ≤160 μm, after heating in a medium of hydrogen with a pressure of 4.7 atm at a temperature of 500 ° C within 24 hours.
На фиг.3 приведена термограмма при скорости нагрева 4°C/мин исходного гидрида титана, полученного из порошка кальциетермического титана марки ПТОМ с размером частиц ≤45 мкм, производства ОАО "Полема".Figure 3 shows a thermogram at a heating rate of 4 ° C / min of the initial titanium hydride obtained from PTOM grade calcium thermothermal powder with a particle size of ≤45 μm, manufactured by Polema OJSC.
На фиг.4 приведена термограмма при скорости нагрева 4°C/мин гидрида титана, полученного из порошка титана марки ПТОМ с размером частиц ≤45 мкм, после его прогрева в среде водорода с давлением 1,5 атм при 250°C в течение 480 часов.Figure 4 shows a thermogram at a heating rate of 4 ° C / min titanium hydride obtained from PTOM grade titanium powder with a particle size of ≤45 μm, after heating in a hydrogen atmosphere with a pressure of 1.5 atm at 250 ° C for 480 hours .
Для экспериментального подтверждения настоящего изобретения использовались порошки йодидного, кальциетермического и магниетермического губчатого титана. Синтез гидрида производился в установке типа Сивертса после активации образца путем прогрева титана в условиях динамического вакуума (давление остаточных газов в установке ~0,003 мбар) в течение 4 часов при температуре 300°C. После этого образец охлаждался до комнатной температуры, помещался в ампулу, выдерживающую избыточное давление газа, и к нему подавался водород. После прекращения поглощения водорода проводился анализ полученного гидрида титана или операция по повышению его термической стойкости.For experimental confirmation of the present invention, powders of iodide, calcium thermal and magnetothermic sponge titanium were used. The hydride was synthesized in a Siverts-type apparatus after sample activation by heating titanium under dynamic vacuum (residual gas pressure in the apparatus ~ 0.003 mbar) for 4 hours at a temperature of 300 ° C. After that, the sample was cooled to room temperature, placed in an ampoule that withstands excess gas pressure, and hydrogen was supplied to it. After the cessation of hydrogen absorption, the obtained titanium hydride was analyzed or an operation was performed to increase its thermal stability.
В случае если после получения гидрида титана производился его термический анализ, образец извлекался из ампулы для анализа. После этого образец вновь помещался в ампулу, ампула откачивалась, в ней создавалось избыточное давление водорода, производился нагрев образца до необходимой температуры и выдержка его в течение необходимого времени.If, after receiving titanium hydride, its thermal analysis was performed, the sample was removed from the ampoule for analysis. After this, the sample was again placed in the ampoule, the ampoule was pumped out, an excess hydrogen pressure was created in it, the sample was heated to the required temperature and held for the required time.
В случае если операция по повышению термической стойкости гидрида титана производилась непосредственно после его синтеза, ампула с образцом не разбиралась, и оставшийся после синтеза гидрида газ не удалялся. В ампуле создавалось необходимое избыточное давление водорода. После этого производился нагрев образца до температур от 250 до 600°C и выдержка при этой температуре в течение от 1 до 480 часов. Проведение операции по повышению термической стойкости гидрида титана непосредственно после его синтеза является более рациональным способом, т.к. упрощает технологический процесс за счет отсутствия дополнительных операций "выгрузка - загрузка" образца в ампулу и "удаление - подача" в ампулу водорода. Отсутствие последних операций позволяет более полно использовать оставшийся в ампуле после синтеза гидрида титана газ.If the operation to increase the thermal stability of titanium hydride was carried out immediately after its synthesis, the ampoule with the sample was not disassembled, and the gas remaining after the hydride synthesis was not removed. The required excess hydrogen pressure was created in the ampoule. After that, the sample was heated to temperatures from 250 to 600 ° C and held at this temperature for 1 to 480 hours. The operation to increase the thermal stability of titanium hydride immediately after its synthesis is a more rational method, because simplifies the process due to the lack of additional operations "unloading - loading" of the sample into the ampoule and "removal - feeding" into the ampoule of hydrogen. The absence of recent operations allows more complete use of the gas remaining in the ampoule after the synthesis of titanium hydride.
Давление подаваемого в ампулу с гидридом титана водорода подбиралось таким образом, чтобы после выдержки гидрида при повышенных температурах и его охлаждения давление в ампуле превосходило атмосферное. Избыточное давление в ампуле создавалось для контроля ее герметичности и предотвращения попадания воздуха и образования гремучего газа.The pressure of the hydrogen supplied to the ampoule with titanium hydride was selected so that after the hydride was kept at elevated temperatures and cooled, the pressure in the ampoule exceeded atmospheric. Excess pressure in the ampoule was created to control its tightness and prevent air from entering and the formation of detonating gas.
В случае если содержание газа в исходном гидриде было меньше предельно возможного, прогрев в среде водорода под избыточным давлением способствовал повышению содержания газа в гидриде титана.If the gas content in the starting hydride was less than the maximum possible, heating in a hydrogen medium under excessive pressure contributed to an increase in the gas content in titanium hydride.
После заполнения ампулы водородом ампула с гидридом нагревалась до температур от 250 до 600°C и выдерживалась в течение от 1 до 480 часов. После этого ампула охлаждалась, и гидрид извлекался для анализа.After filling the ampoule with hydrogen, the hydride ampoule was heated to temperatures from 250 to 600 ° C and held for 1 to 480 hours. After this, the ampoule was cooled, and the hydride was removed for analysis.
Контроль термической стойкости гидрида титана осуществлялся методами термического анализа по температуре Тmax, как это делалось и в прототипе. Измерение величины Тmax проводилось на термоанализаторе марки TG-DSC-111 фирмы "Setaram" при нагреве образца со скоростью 2 или 4°C/мин. Погрешность измерения температуры этого прибора составляет ±0,1°C. При анализе в зависимости от температуры образца регистрировались его масса (кривая ТГ) и скорость изменения массы (кривая ДТГ). Анализ проводился в вакууме (остаточное давление газов в термоанализаторе перед началом проведения анализа ~0,05 мбар). Навески составов массой 15÷58 мг в насыпном виде помещались в открытый тигель из плавленого кварца с внутренним диаметром 3 мм.The control of thermal stability of titanium hydride was carried out by methods of thermal analysis at temperature T max , as was done in the prototype. The T max value was measured on a Setaram TG-DSC-111 thermal analyzer with heating of the sample at a rate of 2 or 4 ° C / min. The temperature measurement accuracy of this device is ± 0.1 ° C. In the analysis, depending on the temperature of the sample, its mass (TG curve) and the rate of change of mass (DTG curve) were recorded. The analysis was carried out in vacuum (the residual pressure of the gases in the thermal analyzer before the start of the analysis was ~ 0.05 mbar). Samples of compositions weighing 15–58 mg in bulk were placed in an open crucible of fused silica with an inner diameter of 3 mm.
Все работы по извлечению образцов из реакционной ампулы, их взвешиванию и помещению в тигель термоанализатора производились в атмосфере Ar с содержанием О2 и Н2О менее 0,1 ppm. После этого образцы извлекались из бокса, переносились в термоанализатор, и прибор вакуумировался. Время контакта образцов с воздухом в промежутке между извлечением из бокса и переносом в термоанализатор не превышало 15 с. В специальных опытах после синтеза гидрида непосредственно в термоанализаторе было найдено, что непродолжительный контакт образцов с воздухом не оказывает заметного влияния на их термическую стойкость.All work on the extraction of samples from the reaction ampoule, their weighing and placement in a crucible of a thermal analyzer was carried out in an Ar atmosphere with an O 2 and H 2 O content of less than 0.1 ppm. After that, the samples were removed from the box, transferred to a thermal analyzer, and the device was evacuated. The contact time of the samples with air in the interval between removal from the box and transfer to the thermal analyzer did not exceed 15 s. In special experiments after the synthesis of hydride directly in the thermal analyzer, it was found that the short contact of the samples with air does not significantly affect their thermal stability.
На фиг.1 приведена термограмма нагрева в вакууме при скорости нагрева 2°C/мин исходного гидрида титана, полученного из порошка магниетермического титана марки ТПП-8 с размером частиц ≤160 мкм, производства ОАО "Ависма". Исходная масса образца составляла 56,2 мг. Из фиг.1 по кривой ДТГ видно, что разложение исходного гидрида титана происходит в виде 
На фиг.2 приведена термограмма нагрева в вакууме при скорости нагрева 2°C/мин гидрида титана, полученного из порошка титана марки ТПП-8 с размером частиц ≤160 мкм, после его прогрева в среде водорода с давлением 4,7 атм при температуре 500°C в течение 24 часов. Из фиг.2 видно, что после прогрева гидрида в среде водорода его разложение происходит в виде одного пика с Тmax 505°C. По изменению массы найдено, что количество выделившегося при нагреве образца водорода составило 414,2 см3/Ti.Figure 2 shows a thermogram of heating in vacuum at a heating rate of 2 ° C / min titanium hydride obtained from TPP-8 titanium powder with a particle size of ≤160 μm, after heating in a hydrogen atmosphere with a pressure of 4.7 atm at a temperature of 500 ° C for 24 hours. From figure 2 it is seen that after hydride heating in a hydrogen medium, its decomposition occurs in the form of a single peak with
Из сравнения приведенных на фиг.1 и 2 термограмм видно, что в результате прогрева гидрида титана в среде водорода его термическая стойкость, оцененная по величине Тmax, выросла на 43°C (с 462 до 505°C), а содержание выделяющегося в ходе нагрева газа увеличилось с 394,3 до 414,2 см3/Ti. Последнее обстоятельство показывает, что в исходном образце содержалось некоторое количество гидрида титана с отличным от максимально возможного содержанием газа, что было устранено в процессе прогрева гидрида в среде водорода.A comparison of the thermograms shown in Figs. 1 and 2 shows that, as a result of heating of titanium hydride in a hydrogen medium, its thermal stability, estimated by the value of T max , increased by 43 ° C (from 462 to 505 ° C), and the content released during gas heating increased from 394.3 to 414.2 cm 3 / Ti. The latter circumstance shows that the initial sample contained a certain amount of titanium hydride with a different gas content, which was eliminated during the hydride heating in a hydrogen medium.
На фиг.3 представлена термограмма образца массой 31,7 мг исходного гидрида титана, полученного из порошка кальциетермического титана марки ПТОМ с размером частиц ≤45 мкм, производства ОАО "Полема", а на фиг.4 - этого же гидрида титана (масса образца 15 мг) после его прогрева в среде водорода с давлением 1,6 атм при температуре 250°C в течение 480 часов. В обоих случаях термический анализ проводился в вакууме со скорость нагрева 4°C/мин.Figure 3 presents a thermogram of a sample weighing 31.7 mg of the initial titanium hydride obtained from PTOM grade calcium thermothermal powder with a particle size of ≤45 μm manufactured by Polema, and figure 4 shows the same titanium hydride (sample weight 15 mg) after its heating in a hydrogen medium with a pressure of 1.6 atm at a temperature of 250 ° C for 480 hours. In both cases, thermal analysis was carried out in vacuum with a heating rate of 4 ° C / min.
Из фиг.3 по кривой ДТГ видно, что разложение исходного гидрида титана происходит в виде 
Из фиг.4 видно, что после прогрева гидрида в среде водорода его разложение происходит в виде двух пиков с Тmax 463 и 482°С. По изменению массы найдено, что количество выделившегося при нагреве образца водорода составило 403,1 см3/Ti.From figure 4 it is seen that after heating the hydride in a hydrogen medium, its decomposition occurs in the form of two peaks with T max 463 and 482 ° C. From the change in mass, it was found that the amount of hydrogen sample released during heating was 403.1 cm 3 / Ti.
Из сравнения этих двух термограмм видно, что в результате прогрева гидрида титана при давлении 1,5 атм его термическая стойкость выросла на 94°C (с 369 до 463°C), если считать исходя из изменения Тmax, а удельное содержание газа в гидриде не снизилось.A comparison of these two thermograms shows that, as a result of heating of titanium hydride at a pressure of 1.5 atm, its thermal stability increased by 94 ° C (from 369 to 463 ° C), if we take into account the change in T max , and the specific gas content in the hydride not decreased.
За счет повышения температуры прогрева его время можно значительно сократить. В таблице представлены некоторые из имеющихся экспериментальных данных, иллюстрирующих применимость заявляемого способа обработки гидрида титана для повышения его стойкости при изменении времени и температуры прогрева, а также применяемых в процессе прогрева давления водорода.By increasing the heating temperature, its time can be significantly reduced. The table shows some of the available experimental data illustrating the applicability of the proposed method for processing titanium hydride to increase its resistance to changes in the time and temperature of heating, as well as used in the process of heating the pressure of hydrogen.
Как видно из приведенных на фиг.2 и 4 и в таблице примеров, экспериментальная проверка применимости предлагаемого способа обработки гидрида титана, заключающегося в прогреве гидрида титана в среде водорода, проводилась в диапазоне температур от 250 (п.№5 в табл.) до 600°С (п.№3 в табл.). Прогрев гидрида производился в течение от 1 (п.№11 в табл.) до 480 часов (п.№5 в табл.). В процессе прогрева давление водорода менялось от 1,5 (п.№10 в табл.) до 48 атм (п.№2 в табл.). Во всём диапазоне изменения указанных параметров получен положительный эффект. Повышение температуры, соответствующей максимальной скорости выделения газа, составило от 9 (пп.№7 и 8 в табл.) до 111°С (пп.№4 и 6 в табл.). В результате прогрева гидрида титана в водороде не наблюдалось ни одного случая снижения в нём содержания газа, а в большинстве случаев - увеличения (см. пп.1-3, 4-6, 7-11 таблицы). Так как прогрев гидрида титана производится в водороде, исключается загрязнение гидрида примесями. В качестве исходного сырья для синтеза гидрида титана использовались магниетермический, кальциетермический и йодидный титан.As can be seen from the examples in Figs. 2 and 4 and in the table, an experimental verification of the applicability of the proposed method for processing titanium hydride, which consists in heating titanium hydride in a hydrogen medium, was carried out in the temperature range from 250 (item 5 in the table) to 600 ° С (item No. 3 in the table). The hydride was heated for 1 (p. 11 in the table) to 480 hours (p. 5 in the table). During heating, the hydrogen pressure varied from 1.5 (item No. 10 in the table) to 48 atm (item No. 2 in the table). Throughout the entire range of changes in these parameters, a positive effect was obtained. The temperature increase corresponding to the maximum gas evolution rate was from 9 (pp. 7 and 8 in the table) to 111 ° C (pp. 4 and 6 in the table). As a result of heating of titanium hydride in hydrogen, there was not a single case of a decrease in the gas content in it, and in most cases an increase (see paragraphs 1-3, 4-6, 7-11 of the table). Since titanium hydride is heated in hydrogen, contamination of the hydride with impurities is excluded. Magnetothermic, calcium thermal and iodide titanium were used as the starting material for the synthesis of titanium hydride.
Использование предлагаемого способа обработки гидрида титана обеспечивает по сравнению с существующим способом следующие преимущества:Using the proposed method for processing titanium hydride provides the following advantages compared to the existing method:
- температура пика, соответствующего максимальной скорости выделения газа из гидрида при его нагреве, увеличивается на 9÷111°С без снижения удельного содержания водорода в гидриде;- the temperature of the peak corresponding to the maximum rate of gas evolution from hydride when it is heated increases by 9 ÷ 111 ° C without reducing the specific hydrogen content in the hydride;
- если количество водорода, содержащееся в гидриде, было меньше возможного, в результате обработки по предлагаемой в настоящем изобретении технологии количество водорода в гидриде увеличивается;- if the amount of hydrogen contained in the hydride was less than possible, as a result of processing according to the technology proposed in the present invention, the amount of hydrogen in the hydride increases;
- исключается загрязнение гидрида примесями;- excludes contamination of hydride impurities;
- упрощается технология повышения термической стойкости гидрида, т.к. она может быть применена непосредственно после приготовления гидрида, без выемки его из установки, в которой производился синтез гидрида, и без удаления из реакционного сосуда водорода.- simplified technology to increase the thermal stability of hydride, because it can be used immediately after hydride preparation, without removing it from the installation in which the hydride was synthesized, and without removing hydrogen from the reaction vessel.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011111262/05A RU2466929C1 (en) | 2011-03-24 | 2011-03-24 | Method of titanium hydride processing |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011111262/05A RU2466929C1 (en) | 2011-03-24 | 2011-03-24 | Method of titanium hydride processing |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2011111262A RU2011111262A (en) | 2012-09-27 |
| RU2466929C1 true RU2466929C1 (en) | 2012-11-20 |
Family
ID=47078179
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011111262/05A RU2466929C1 (en) | 2011-03-24 | 2011-03-24 | Method of titanium hydride processing |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2466929C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2572271C1 (en) * | 2014-07-28 | 2016-01-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова", г. Белгород | Method for application of borosilicate coating on titanium hydride particles |
| RU2624913C1 (en) * | 2016-06-03 | 2017-07-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова" (ФГУП "ВНИИА") | Method of manufacturing titanium-tritium target of neutron tube |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU552293A1 (en) * | 1975-01-17 | 1977-03-30 | Лаборатория Химической Физики Ан Армянской Сср | The method of producing transition metal hydrides |
| RU2208573C1 (en) * | 2002-01-23 | 2003-07-20 | Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения РАН | Titanium hydride production process |
| WO2004041717A1 (en) * | 2002-11-01 | 2004-05-21 | Westinghouse Savannah River Company, Llc | Complex hydrides for hydrogen storage |
-
2011
- 2011-03-24 RU RU2011111262/05A patent/RU2466929C1/en active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU552293A1 (en) * | 1975-01-17 | 1977-03-30 | Лаборатория Химической Физики Ан Армянской Сср | The method of producing transition metal hydrides |
| RU2208573C1 (en) * | 2002-01-23 | 2003-07-20 | Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения РАН | Titanium hydride production process |
| WO2004041717A1 (en) * | 2002-11-01 | 2004-05-21 | Westinghouse Savannah River Company, Llc | Complex hydrides for hydrogen storage |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| A.R.KENNEDY, V.H.LOPEZ, The decomposition behavior of as-received and oxidized TiH 2 foaming-agent powder, Materials Science and Engineering A357, 2003, p.258-263. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2572271C1 (en) * | 2014-07-28 | 2016-01-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова", г. Белгород | Method for application of borosilicate coating on titanium hydride particles |
| RU2624913C1 (en) * | 2016-06-03 | 2017-07-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова" (ФГУП "ВНИИА") | Method of manufacturing titanium-tritium target of neutron tube |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2011111262A (en) | 2012-09-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Safarian et al. | Thermodynamic and kinetic behavior of B and Na through the contact of B-doped silicon with Na 2 O-SiO 2 slags | |
| Sangghaleh et al. | Effect of magnesium addition on the wetting of alumina by aluminium | |
| RU2466929C1 (en) | Method of titanium hydride processing | |
| JP6491304B2 (en) | Rare earth metal melting degassing method | |
| US20110061587A1 (en) | Method of producing pretreated metal fluorides and fluoride crystals | |
| CN114990690A (en) | Crucible device for preparing silicon carbide single crystal by vapor phase sublimation method | |
| Babakhani et al. | Fabrication of Fe/Al2O3 composite foam via combination of combustion synthesis and spark plasma sintering techniques | |
| US4676968A (en) | Melt consolidation of silicon powder | |
| CA1251920A (en) | Process for the production of porous products made from boron or boron compounds | |
| Rasooli et al. | Kinetics and mechanism of titanium hydride powder and aluminum melt reaction | |
| Yoshikawa et al. | Fabrication of low temperature foaming glass materials using hydrothermal treatment | |
| RU2507150C1 (en) | Method of obtaining powder-like titanium hydride | |
| Matijasevic et al. | Zirconium hydride-a possible blowing agent for making aluminium alloy foams | |
| RU2234396C2 (en) | Transition metal powder obtaining method | |
| RU2010119522A (en) | POROUS REFRACTORY MATERIAL FOR PRODUCING GLASS, METHOD FOR ITS PRODUCTION AND APPLICATION | |
| Li et al. | Wetting behavior of Al alloys on a TiH2 substrate | |
| Aarnæs | Removal of Aluminium Carbide from Liquid Aluminium | |
| RU2640121C2 (en) | Method for producing carboborides of rare-earth metals | |
| KR900004489B1 (en) | Process for producing aluminium nitride powder | |
| Fang et al. | The coating process of silica film on TiH2 particles and gas release characteristic | |
| Asavavisithchai et al. | Non-isothermal decomposition of as-received and oxidised TiH2 powders | |
| JP5191153B2 (en) | Regeneration method of heat insulating material used for heating and melting furnace for metal fluoride | |
| Yang et al. | Mg Alloy Foam Fabrication via Powder Metallurgy and its Compressive Behavior | |
| Grinchuk et al. | Formation of Oxides Upon Thermal Debinding and Their Role in Obtaining Reaction-Bonded Silicon Carbide | |
| CN115259108B (en) | Preparation method of ultra-high purity gallium telluride |