RU2627142C1 - Способ получения порошка карбида титана - Google Patents
Способ получения порошка карбида титана Download PDFInfo
- Publication number
- RU2627142C1 RU2627142C1 RU2016118202A RU2016118202A RU2627142C1 RU 2627142 C1 RU2627142 C1 RU 2627142C1 RU 2016118202 A RU2016118202 A RU 2016118202A RU 2016118202 A RU2016118202 A RU 2016118202A RU 2627142 C1 RU2627142 C1 RU 2627142C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- titanium
- titanium carbide
- furnace
- carbide powder
- argon
- Prior art date
Links
Images
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
- 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
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G23/00—Compounds of titanium
Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
Изобретение относится к получению порошка карбида титана. Металлический титан помещают в печь, разогревают печь до 700÷850°C и подают на поверхность металлического титана углеводородный компонент в газообразном виде совместно с аргоном в течение 90÷180 минут. Обеспечивается получение порошка карбида титана игольчатой формы с диаметром частиц 50÷200 нм. 1 табл., 5 ил.
Description
Изобретение относится к порошковой металлургии, а именно к способам получения порошка карбида титана наноразмеров игольчатой формы из металлического титана.
Известен способ получения порошка карбида титана (Патент РФ на изобретение №2038296, Способ получения карбида титана и устройство для его осуществления, МПК C01B 31/30, от 27.06.1990), в котором смесь из порошка титана и сажи помещают в герметичный реактор и нагревают до 1000-1050°C.
Недостатком указанного аналога являются ограниченные технологические возможности, а именно он не позволяет получить порошки карбида титана наноразмеров игольчатой формы.
Известен способ получения порошка карбида титана, в котором на гидрид титана действуют углеводородным компонентом (Авторское свидетельство СССР на изобретение №394166, Способ получения порошка карбида титана, МПК B22F 9/00, от 02.04.1971). В качестве углеводородного компонента на гидрид титана действуют пропан-бутановой газовой смесью. Гидрид титана помещают в печь с разрежением до 10-2-10-3 мм рт.ст., нагревают печь до 900-1100°C и затем подают в печь пропан-бутановую газовую смесь.
Недостатками этого аналога являются сложность процесса получения карбида титана и ограниченные технологические возможности. Сложность способа обусловлена высокими значениями температур нагрева, использованием дорогостоящего титаносодержащего компонента - гидрида титана, необходимость применения пониженных давлений при осуществлении способа, что к тому же усложняет конструкцию установки для получения карбида титана. Ограниченные технологические возможности связаны с ограничением размера частиц получаемого порошка и их формой.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту предлагаемому является способ получения карбида титана, в котором металлический титан в виде таблетки помещают в трубчатую печь, разогревают ее до 700÷900°C и подают на титан углеводородный компонент - метан в течение 24 часов (Kim Y.J., Chang Н., Kang S.J.L. In situ formation of titanium carbide in titanium powder compacts by gas-solid reaction// Composites. Part A. V 32.2001. P. 731-738). Давление в печи равно атмосферному давлению. Титан нагревают в печи от комнатной температуры до рабочей в атмосфере метана. Размер получаемых этим способом частиц составляет несколько десятков микрометров.
Недостатками наиболее близкого аналога являются ограниченные технологические возможности и низкая производительность. Ограниченные технологические возможности связаны с ограничением размера частиц получаемого порошка и их формой. Способ не позволяет получать частицы наноразмеров игольчатой формы. Длительность процесса (24 часа) снижает его производительность.
Задачей предлагаемого решения является устранение этих недостатков, а именно расширение технологических возможностей путем получения наноразмерных частиц порошка карбида титана игольчатой формы, а также повышение производительности.
Поставленная задача решается тем, что в способе получения порошка карбида титана, в котором металлический титан помещают в печь, разогревают печь до 700÷850°C и подают на поверхность металлического титана углеводородный компонент в газообразном виде, согласно предлагаемому решению углеводородный компонент подают совместно с аргоном на поверхность металлического титана в течение 90÷180 минут при следующем соотношении компонентов в смеси, об. %: углеводородный компонент 10÷50; аргон 50÷90.
Подача углеводорода в смеси с аргоном на металлический титан при заявленных температурах позволит снизить парциальное давление углеводорода, снижая количество зародышей новой фазы на поверхности титана, таким образом, давая возможность расти частицам в форме волокон, а не образовывать сплошной слой на поверхности титана. Это позволит получать карбид титана игольчатой формы. Помимо этого пониженное парциальное давление углеводорода дает возможность контролировать процесс роста частиц карбида титана, не позволяя им достигать избыточных размеров.
Использование металлического титана в качестве титаносодержащего материала при температурах 700÷850°C позволит осуществить реакцию .
Нагрев печи менее 700°C практически не позволит осуществить указанную выше реакцию, а нагрев более 850°C приведет к интенсивному спеканию наночастиц, т.е. не позволит получить нанопорошок.
При содержании углеводорода ниже 10 об. %, как и при содержании аргона более 90 об. % существенно замедляется процесс получения порошка карбида титана, а при содержании углеводорода более 50 об. % и при содержании аргона менее 50 об. % эффект разбавления отсутствует и образуются крупные частицы.
Время подачи смеси углеводорода с аргоном менее 90 минут не обеспечивает достаточного выхода продукта, увеличение этого времени более 180 минут ведет к срастанию частиц продукта в сплошной слой.
Способ получения карбида титана осуществляется следующим образом.
В печь помещают металлический титан, например порошок титана. Печь нагревают до 700°÷850°C в бескислородной атмосфере и затем в печь подают смесь углеводорода с аргоном в течение 90÷180 минут. Смесь подают на металлический титан при следующем соотношении компонентов, об. %: углеводородный компонент 10÷50; аргон 50÷90. Давление в печи равно атмосферному давлению. После этого осуществляют выгрузку полученного наноразмерного порошка титана игольчатой формы. В дальнейшем при необходимости непрореагирующий титан удаляют обработкой раствором соляной кислоты при температуре 70÷80°C в течение 15÷30 минут.
Предлагаемый способ опробован в лабораторных условиях. В качестве металлического титана использовали титановую губку и различные сплавы на основе титана. Результаты лабораторных испытаний приведены в таблице.
Форму и размеры полученных частиц порошка карбида титана определяли при помощи растрового электронного микроскопа. Электронно-микроскопические снимки полученных образцов при увеличении в 50000 и в 10000 раз приведены на фиг. 1-5. Нумерация снимков соответствует номерам испытаний в таблице.
Предлагаемый способ найдет свое применение в металлургии при производстве композиционных материалов инструментального и конструкционного назначения, в области порошковой металлургии и нанесения на узлы трения износостойких покрытий.
Claims (1)
- Способ получения порошка карбида титана, включающий размещение металлического титана в печи, разогрев печи до 700÷850°C и подачу на металлический титан углеводородного компонента в газообразном виде, отличающийся тем, что углеводородный компонент подают на поверхность металлического титана совместно с аргоном в течение 90÷180 минут при следующем соотношении компонентов в смеси, об. %: углеводородный компонент 10÷50, аргон 50÷90.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016118202A RU2627142C1 (ru) | 2016-05-10 | 2016-05-10 | Способ получения порошка карбида титана |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016118202A RU2627142C1 (ru) | 2016-05-10 | 2016-05-10 | Способ получения порошка карбида титана |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2627142C1 true RU2627142C1 (ru) | 2017-08-03 |
Family
ID=59632718
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016118202A RU2627142C1 (ru) | 2016-05-10 | 2016-05-10 | Способ получения порошка карбида титана |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2627142C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2707596C2 (ru) * | 2018-03-30 | 2019-11-28 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семенова Российской академии наук (ФИЦ ХФ РАН) | Способ получения нанопорошка карбида титана |
RU2732842C1 (ru) * | 2019-07-05 | 2020-09-23 | Евгений Сергеевич Вавилов | Установка для синтеза углеродсодержащих наноматериалов |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU394166A1 (ru) * | 1971-04-02 | 1973-08-22 | Р. К. Огнев, А. И. Перев зко, В. Е. Воронкмн, В. Г. Брындин | Способ получения порошка карбида титана |
US4008090A (en) * | 1971-09-09 | 1977-02-15 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Process for the production of tungsten carbide or mixed metal carbides |
JPS5782110A (en) * | 1980-11-12 | 1982-05-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Preparation of titanium nitride and titanium carbide |
RU2038296C1 (ru) * | 1990-06-05 | 1995-06-27 | Институт структурной макрокинетики РАН | Способ получения карбида титана и устройство для его осуществления |
-
2016
- 2016-05-10 RU RU2016118202A patent/RU2627142C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU394166A1 (ru) * | 1971-04-02 | 1973-08-22 | Р. К. Огнев, А. И. Перев зко, В. Е. Воронкмн, В. Г. Брындин | Способ получения порошка карбида титана |
US4008090A (en) * | 1971-09-09 | 1977-02-15 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Process for the production of tungsten carbide or mixed metal carbides |
JPS5782110A (en) * | 1980-11-12 | 1982-05-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Preparation of titanium nitride and titanium carbide |
RU2038296C1 (ru) * | 1990-06-05 | 1995-06-27 | Институт структурной макрокинетики РАН | Способ получения карбида титана и устройство для его осуществления |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
KIM Y.J. и др. In situ firmation of titanium powder compacts by gas-solid reaction. Composites part A: Applied science and manufacturing, Elsevier Science Publishing, том.32, N5, 2001, c.731-738. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2707596C2 (ru) * | 2018-03-30 | 2019-11-28 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семенова Российской академии наук (ФИЦ ХФ РАН) | Способ получения нанопорошка карбида титана |
RU2732842C1 (ru) * | 2019-07-05 | 2020-09-23 | Евгений Сергеевич Вавилов | Установка для синтеза углеродсодержащих наноматериалов |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Teber et al. | Effect of SPS process sintering on the microstructure and mechanical properties of nanocrystalline TiC for tools application | |
Tang et al. | In situ formation of Ti alloy/TiC porous composites by rapid microwave sintering of Ti6Al4V/MWCNTs powder | |
Inam et al. | Structural and chemical stability of multiwall carbon nanotubes in sintered ceramic nanocomposite | |
Wei et al. | In-situ synthesis of WC–Co composite powder and densification by sinter-HIP | |
Yang et al. | Preparation of spherical titanium powders from polygonal titanium hydride powders by radio frequency plasma treatment | |
Zgalat-Lozynskyy et al. | Spark plasma sintering of TiCN nanopowders in non-linear heating and loading regimes | |
CN107824786B (zh) | 核壳结构碳包覆钛及钛合金复合粉体及其制备方法 | |
KR20190032472A (ko) | 텅스텐 모노카바이드(wc) 구형 분말의 제조 | |
RU2627142C1 (ru) | Способ получения порошка карбида титана | |
Rudinsky et al. | Spark plasma sintering of an Al-based powder blend | |
CN108840681B (zh) | 一种纳米碳化硼及其制备方法 | |
JP2015151323A (ja) | 炭化ホウ素/ホウ化チタンコンポジットセラミックス及びその作製法 | |
Li et al. | The sintering behavior of quasi-spherical tungsten nanopowders | |
Qin et al. | Fabrication of tungsten nanopowder by combustion-based method | |
Pramono et al. | The aluminum based composite produced by self propagating high temperature synthesis | |
Wang et al. | Ti (C, N)-based cermets sintered under high pressure | |
Pan et al. | Synthesis of WC-Co composite powders with two-step carbonization and sintering performance study | |
Yang et al. | Suppression of abnormal grain growth in WC–Co via pre-sintering treatment | |
CN109468619B (zh) | 碳纳米管表面镀覆方法 | |
Alymov et al. | Synthesis of titanium carbide nanopowders and production of porous materials on their basis | |
Partizan et al. | Synthesis of carbon nanostructures on iron nanopowders obtained by electrical explosion of wires | |
Meng et al. | Defects, microstructures and mechanical properties of a box-shaped Ti–6Al–4V alloy part fabricated by laser powder bed fusion | |
RU2228238C1 (ru) | Способ получения композита на основе боридов, карбидов металлов iv-vi и viii групп | |
Marych et al. | Features of structure, phase composition and properties of hotforged high-entropy alloys of Ti-Cr-Fe-Ni-C system | |
Partizan et al. | Synthesis of carbon nanofibers on copper nanopowders by low-temperature CVD |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190511 |