RU2655560C1 - Способ получения порошка сплава молибдена и вольфрама - Google Patents
Способ получения порошка сплава молибдена и вольфрама Download PDFInfo
- Publication number
- RU2655560C1 RU2655560C1 RU2017120630A RU2017120630A RU2655560C1 RU 2655560 C1 RU2655560 C1 RU 2655560C1 RU 2017120630 A RU2017120630 A RU 2017120630A RU 2017120630 A RU2017120630 A RU 2017120630A RU 2655560 C1 RU2655560 C1 RU 2655560C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- powder
- molybdenum
- alloy
- tungsten
- reaction mass
- Prior art date
Links
- 239000000843 powder Substances 0.000 title claims abstract description 81
- 229910001080 W alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 24
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 23
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 title claims abstract description 23
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 229910001182 Mo alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 18
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 38
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 38
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 32
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 31
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims abstract description 31
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims abstract description 24
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 24
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 24
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims abstract description 23
- 150000002927 oxygen compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 21
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims abstract description 18
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 239000001307 helium Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims abstract description 4
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 13
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 238000010306 acid treatment Methods 0.000 claims description 6
- 239000012300 argon atmosphere Substances 0.000 claims description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 12
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 abstract description 8
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 abstract description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- JKQOBWVOAYFWKG-UHFFFAOYSA-N molybdenum trioxide Chemical compound O=[Mo](=O)=O JKQOBWVOAYFWKG-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 20
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 18
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 11
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 7
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 7
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 6
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 6
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 6
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 6
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 6
- MGRWKWACZDFZJT-UHFFFAOYSA-N molybdenum tungsten Chemical compound [Mo].[W] MGRWKWACZDFZJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 6
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 6
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 235000012255 calcium oxide Nutrition 0.000 description 5
- 235000012245 magnesium oxide Nutrition 0.000 description 5
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 5
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical class [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 description 4
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 4
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 235000009120 camo Nutrition 0.000 description 2
- 244000213578 camo Species 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 2
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000000320 mechanical mixture Substances 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 229910000476 molybdenum oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- QGLKJKCYBOYXKC-UHFFFAOYSA-N nonaoxidotritungsten Chemical compound O=[W]1(=O)O[W](=O)(=O)O[W](=O)(=O)O1 QGLKJKCYBOYXKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PQQKPALAQIIWST-UHFFFAOYSA-N oxomolybdenum Chemical compound [Mo]=O PQQKPALAQIIWST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 2
- BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L potassium carbonate Substances [K+].[K+].[O-]C([O-])=O BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 238000004663 powder metallurgy Methods 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 229910001930 tungsten oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 150000003841 chloride salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000010908 decantation Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000001095 inductively coupled plasma mass spectrometry Methods 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000010416 ion conductor Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 235000011181 potassium carbonates Nutrition 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000011946 reduction process Methods 0.000 description 1
- 239000003870 refractory metal Substances 0.000 description 1
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L sodium carbonate Substances [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 235000011182 sodium carbonates Nutrition 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 150000003658 tungsten compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000004876 x-ray fluorescence Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C27/00—Alloys based on rhenium or a refractory metal not mentioned in groups C22C14/00 or C22C16/00
- C22C27/04—Alloys based on tungsten or molybdenum
-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
Abstract
Изобретение относится к получению порошка сплава молибдена и вольфрама. Способ включает металлотермическое восстановление их кислородных соединений с образованием реакционной массы, содержащей порошок сплава молибдена и вольфрама, выделение порошка сплава из реакционной массы и водную промывку порошка. В качестве кислородных соединений молибдена и вольфрама используют MeMoxW1-xO4 или MeMoO4 и WO3, или MeWO4 и MoO3, где Me - Mg или Са, 0<х<1, причем металлотермическое восстановление ведут парами магния и/или кальция в атмосфере аргона и/или гелия при давлении 1-30 кПа и температуре 700-870°С, а выделение порошка сплава из реакционной массы осуществляют путем ее кислотной обработки. Обеспечивается увеличение удельной поверхности получаемого порошка сплава при одновременном повышении его чистоты. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 5 пр.
Description
Изобретение относится к порошковой металлургии тугоплавких металлов, а именно к способам получения порошков сплавов молибдена и вольфрама, и может быть использовано для создания конструкционных материалов, работающих в присутствии агрессивных химических сред при высоких температурах, в частности, в авиационных и ракетных двигателях и ядерных реакторах.
В настоящее время при получении сплавов молибдена и вольфрама широко используется технология вакуумно-дугового плавления. Однако ввиду использования высоких температуры и вакуума для плавления металлов данная технология является очень энергоемкой. Кроме того, из-за большого различия в температурах плавления молибдена (Тпл.=2610°С) и вольфрама (Тпл.=3410°С) сплавляемые компоненты плохо перемешиваются, что приводит к их частичной сегрегации. Поэтому для получения слитка однородного сплава необходимо проведение многократных операций дробления и плавления. Полученный вакуумно-дуговым плавлением слиток сплава может быть легко превращен в различные изделия простой формы. Однако для изделий, имеющих сложную форму, требуется использование порошковой металлургии. При этом для улучшения спекаемости порошка желательно использовать чистые порошки с высокой удельной поверхностью. Это требует, наряду с использованием чистых исходных реагентов, снижения температуры процесса, поскольку при высоких температурах в результате взаимодействия реагентов и образующегося сплава с материалом аппаратуры происходит загрязнение порошка.
Известен способ получения порошка сплава молибдена и вольфрама (см. пат. 4216009 США, МПК С22С 29/00 (2006.01), 1980), включающий смешивание различных, в том числе кислородных, соединений молибдена и вольфрама с крупностью частиц не более 1 мкм и восстановление полученной смеси при температуре 1000-1500°С водородом или аммиаком с образованием порошка сплава молибдена и вольфрама с размером частиц до 20 мкм.
Данный способ характеризуется высокой температурой процесса и пониженной величиной удельной поверхности получаемого порошка. К недостаткам способа следует также отнести высокую коррозионную активность рабочей среды, что снижет чистоту порошка.
Известен также принятый в качестве прототипа способ получения порошка сплава молибдена и вольфрама (см. пат. 2285586 РФ, МПК B22F 9/18, С22В 34/30, С22С 1/10 (2006.01), 2006), включающий расплавление солей хлоридов и/или карбонатов натрия и калия, введение в расплав кислородных соединений молибдена и вольфрама и термическое восстановление последних до металлов с отделением металлической фазы от реакционной массы. Восстановление кислородных соединений молибдена и вольфрама ведут магнием при температуре 770-890°С с образованием порошка композиционного материала молибдена и вольфрама, который осаждается в нижней части расплава. Расплав выдерживают 15-20 минут до полного осаждения порошка, отделяют его от расплава и отмывают водой от остатка солей. В зависимости от содержания молибдена полученный порошок сплава имеет размер частиц 5-15 мкм (0,06-0,11 м2/г).
Известный способ характеризуется недостаточно высокой величиной удельной поверхности получаемых порошков и высоким содержанием примесей, в частности железа и меди, содержание которых в порошках сплава молибдена с вольфрамом достигает 0,3-0,6 мас. %.
Настоящее изобретение направлено на достижение технического результата, заключающегося в увеличении удельной поверхности получаемого порошка сплава молибдена и вольфрама при одновременном повышении его чистоты.
Технический результат достигается тем, что в способе получения порошка сплава молибдена и вольфрама, включающем металлотермическое восстановление их кислородных соединений с образованием реакционной массы, содержащей порошок сплава молибдена и вольфрама, выделение порошка сплава из реакционной массы и водную промывку порошка, согласно изобретению, в качестве кислородных соединений молибдена и вольфрама используют MeMoxW1-xO4 или МеМоО4 и WO3, или MeWO4 и MoO3, где Me - Mg или Са, 0<х<1, причем металлотермическое восстановление ведут парами магния и/или кальция в атмосфере аргона и/или гелия при давлении 1-30 кПа и температуре 700-870°С, а выделение порошка сплава из реакционной массы осуществляют путем ее кислотной обработки.
Технический результат достигается также тем, что кислотную обработку реакционной массы осуществляют 10-15% раствором соляной или серной кислоты.
Существенные признаки заявленного изобретения, определяющие объем правовой охраны и достаточные для получения вышеуказанного технического результата, выполняют функции и соотносятся с результатом следующим образом.
Использование в качестве кислородных соединений молибдена и вольфрама MeMoxW1-xO4 или MeMoO4 и WO3, MeWO4 и MoO3, где Me - Mg, Са, 0<х<1, позволяет увеличить удельную поверхность получаемых порошков и снизить температуру сплавообразования в системе молибден-вольфрам и тем самым снизить температуру восстановления кислородных соединений. Увеличение удельной поверхности обусловлено тем, что при восстановлении соединений, содержащих в своем составе магний или кальций, образуются более мелкие частицы сплава, являющиеся фрагментами округлых пористых частиц порошка. Кроме того, в продуктах восстановления помимо оксидов магния или кальция, образующихся в ходе восстановления, дополнительно присутствуют оксиды магния или кальция, входящие в состав кислородных соединений MeMoxW1-xO4, MeMoO4 и MeWO4. Большее число оксидных прослоек препятствует коагуляции частиц, что также способствует увеличению количества пор и уменьшению их размера в частицах порошка. Это обусловливает увеличение его удельной поверхности. Снижение температуры сплавообразования в системе молибден-вольфрам при использовании моносоединения MeMoxW1-xO4 происходит за счет более плотной упаковки компонентов сплава в соединении и тем самым уменьшения диффузионного пути компонентов при образовании сплава. Снижение температуры сплавообразования в системе молибден-вольфрам при использовании комплементарных пар соединений MeMoO4 и WO3 или MeWO4 и МоО3 происходит также за счет более плотной упаковки компонентов сплава в процессе восстановления. Такая упаковка обусловлена тем, что при температуре Т≥700°С на межфазной границе MeMoO4 и WO3 или MeWO4 и MoO3 образуется поверхностная фаза, включающая молибден и вольфрам. Восстановление механической смеси оксида молибдена и оксида вольфрама парами магния или кальция такого эффекта не дает, так как приведенные выше процессы происходят на уровне кристаллической решетки восстанавливаемого кислородного соединения, а поверхностная фаза на межфазной границе кислородных соединений образуется только при использовании комплементарных пар, а именно смешанного электронно-ионного проводника (MeMoO4, MeWO4) и полупроводника n-типа (WO3, MoO3).
Восстановление парами магния и/или кальция позволяет увеличить удельную поверхность получаемых порошков сплава. Пары магния и/или кальция проникают внутрь частицы восстанавливаемого кислородного соединения и восстановление происходит в объеме частицы без разрушения ее каркаса. При этом реакционная масса представляет собой чередование частиц сплава и оксидных прослоек MgO и/или СаО, препятствующих коагуляции и спеканию частиц сплава.
Восстановление кислородных соединений молибдена и вольфрама в атмосфере аргона и/или гелия при давлении 1-30 кПа и температуре 700-870°С позволяет получить количество паров магния или кальция, достаточное для полного восстановления этих соединений в заданных температурных и временных интервалах.
Восстановление в атмосфере аргона и/или гелия при давлении ниже 1кПа приводит к локальному перегреву в реакционной зоне, что ведет к спеканию порошка и уменьшению его удельной поверхности, а восстановление при давлении выше 30 кПа нежелательно по причине снижения скорости испарения металла-восстановителя и увеличению длительности восстановления.
Восстановление кислородных соединений молибдена и вольфрама при температуре ниже 700°С будет недостаточно эффективным вследствие низкой упругости паров металла-восстановителя. Кроме того, при использовании для восстановления комплементарных пар на их межфазных границах MeMoO4 и WO3 или MeWO4 и MoO3 не образуется поверхностная фаза и продуктом восстановления будет механическая смесь порошков молибдена и вольфрама. Температура выше 870°С нежелательна по причине спекания частиц порошка, что приводит к уменьшению его удельной поверхности.
Выделение порошка сплава из реакционной массы путем ее кислотной обработки обеспечивает выщелачивание оксидов магния и/или кальция из реакционной массы. В то же время при кислотной обработке не происходит взаимодействия соответствующей кислоты с частицами сплава, что обеспечивает сохранение чистоты и высокой удельной поверхности порошка.
Совокупность вышеуказанных признаков необходима и достаточна для достижения технического результата изобретения, заключающегося в увеличении удельной поверхности получаемого порошка сплава молибдена и вольфрама при одновременном повышении его чистоты, а также в снижении температуры восстановления кислородных соединений молибдена и вольфрама.
В частных случаях осуществления изобретения предпочтительны следующие режимные параметры.
Обработка реакционной массы 10-15% раствором соляной или серной кислоты способствует более полному выщелачиванию оксидов магния и/или кальция, обеспечивая сохранение чистоты и высокой удельной поверхности порошка. Обработка раствором кислоты с концентрацией менее 10% увеличивает время отмывки, а при концентрации более 15% будет иметь место избыточный расход кислоты без существенного улучшения качества порошка сплава.
Вышеуказанные частные признаки изобретения позволяют осуществить способ в оптимальном режиме с точки зрения увеличения удельной поверхности получаемого порошка сплава молибдена и вольфрама при одновременном повышении его чистоты.
В общем случае способ получения порошка сплава молибдена и вольфрама согласно изобретению осуществляют следующим образом.
Порошок кислородного соединения в виде моносоединения MeMoxW1-xO4 или комплементарных пар соединений MeMoO4 и WO3, MeWO4 и MoO3, где Me - Mg, Са, 0<х<1, загружают в металлический контейнер, который размещают в реакционном сосуде над емкостью с восстановителем - металлическим магнием и/или кальцием. Реакционный сосуд, оборудованный плотно закрывающейся крышкой, устанавливают в реактор, представляющий собой реторту из нержавеющей стали. Реактор вакуумируют и нагревают до температуры 700-870°С. Восстановление кислородных соединений молибдена и вольфрама проводят парами магния и/или кальция в атмосфере инертного газа (аргона и/или гелия) при давлении 1-30 кПа в течение 4-7 часов с образованием реакционной массы, содержащей порошок сплава молибдена и вольфрама. После этого реактор охлаждают до комнатной температуры, осуществляют дозируемую подачу воздуха до достижения атмосферного давления, извлекают реакционную массу и обрабатывают 10-15% раствором соляной или серной кислоты с отделением порошка сплава. Порошок отмывают деионизированной водой до нейтрального состояния и высушивают. Содержание металлических примесей в порошках определяют масс-спектрометрией с индуктивно связанной плазмой на квадрупольном масс-спектрометре ELAN 9000. Содержание молибдена и вольфрама в сплаве определяют рентгенофлуоресцентным анализом на рентгеновском спектрометре VRA2. Рентгенофазовый анализ (РФА) проводят на рентгеновском дифрактометре Shimadzu XRD-6000 (Cu Kα-излучение). Удельную поверхность порошков измеряют адсорбционным статическим методом БЭТ с помощью анализатора поверхности FlowSorb II 2300 с точностью 3%.
Сущность и преимущества предлагаемого изобретения могут быть пояснены следующими примерами конкретного выполнения изобретения.
Пример 1. Восстанавливают моносоединение CaMo0,9W0,1O4 массой 100 г со средним размером частиц 0,5 мкм парами магния в атмосфере аргона при температуре 700°С и давлении 1 кПа в течение 4 часов с образованием реакционной массы, содержащей порошок сплава молибдена и вольфрама Mo-W. Затем реакционную массу обрабатывают 1,3 л 10% раствора соляной кислоты при непрерывном перемешивании в течение 1,5 часов с отделением порошка сплава. Порошок промывают деионизированной водой до нейтрального состояния и сушат. Полученный порошок сплава содержит 82,4% Мо, является гомогенным, имеет объемно-центрированную кубическую (ОЦК) структуру с параметром кристаллической решетки α=0,3151 нм и величину удельной поверхности 18,1 м2/г. Содержание контролируемых металлических примесей, мас. %: Fe 0,0005, Cu 0,0002.
Пример 2. Восстанавливают моносоединение MgMo0,7W0,3O4 массой 100 г со средним размером частиц 0,5 мкм парами кальция в атмосфере гелия при температуре 870°С и давлении 3 кПа в течение 7 часов с образованием реакционной массы, содержащей порошок сплава Mo-W. Затем реакционную массу обрабатывают 1,5 л 12% раствора соляной кислоты при непрерывном перемешивании в течение 1,5 часов с отделением порошка сплава. Порошок промывают деионизированной водой до нейтрального состояния и сушат. Полученный порошок сплава содержит 55% Мо, является гомогенным, имеет ОЦК-структуру с параметром кристаллической решетки α=0,3156 нм. Остальные характеристики полученного порошка приведены в Таблице.
Пример 3. Восстанавливают моносоединение CaMo0,1W0,9O4 массой 100 г со средним размером частиц 0,5 мкм парами кальция в атмосфере гелия при температуре 860°С и давлении 2 кПа в течение 7 часов с образованием реакционной массы, содержащей порошок сплава Mo-W. Затем реакционную массу обрабатывают 1,5 л 15% раствора соляной кислоты при непрерывном перемешивании в течение 1,5 часов с отделением порошка сплава. Порошок промывают деионизированной водой до нейтрального состояния и сушат. Полученный порошок сплава содержит 5,5% Мо, является гомогенным, имеет ОЦК-структуру с параметром кристаллической решетки α=0,3165 нм. Остальные характеристики полученного порошка приведены в Таблице.
Пример 4. Восстанавливают комплементарную пару соединений MgMoO4 массой 18 г и WO3 массой 116 г со средним размером частиц 0,2 мкм парами магния в атмосфере аргона и гелия при температуре 750°С и давлении 30 кПа в течение 6 часов с образованием реакционной массы, содержащей порошок сплава Mo-W. Затем реакционную массу обрабатывают 2 л 10% раствора серной кислоты при непрерывном перемешивании в течение 1,5 часов с отделением порошка сплава. Порошок промывают деионизированной водой до нейтрального состояния и сушат. Полученный порошок сплава содержит 9,5% Мо, является гомогенным, имеет ОЦК-структуру с параметром кристаллической решетки α=0,3165 нм. Остальные характеристики полученного порошка приведены в Таблице.
Пример 5. Восстанавливают комплементарную пару соединений CaWO4 массой 72 г и MoO3 массой 28 г со средним размером частиц 0,2 мкм парами магния и кальция в атмосфере аргона при температуре 820°С и давлении 10 кПа в течение 5 часов с образованием реакционной массы, содержащей порошок сплава Mo-W. Затем реакционную массу обрабатывают 1,4 л 15% раствора серной кислоты при непрерывном перемешивании в течение 1,5 часов с отделением порошка сплава. Порошок промывают деионизированной водой до нейтрального состояния и сушат. Полученный порошок сплава содержит 30% Мо, является гомогенным, имеет ОЦК-структуру с параметром кристаллической решетки α=0,3160 нм. Остальные характеристики полученного порошка приведены в Таблице.
Пример 6 (по прототипу). 100 г Na2CO3 расплавляют и вносят в расплав 10 г смеси оксида молибдена с оксидом вольфрама, взятых в соотношении 1:0,2. В расплав вносят порошок магния в количестве 5 г. Восстановление кислородных соединений молибдена и вольфрама ведут магнием при температуре 890°С. При этом образующийся порошок сплава молибдена и вольфрама осаждается на дно реактора. После прохождения реакции восстановления реакционную массу выдерживают 20 минут до полного осаждения порошка сплава, который отделяют от расплава декантированием. Осадок порошка отмывают водой от остатков солей. Характеристики полученного порошка приведены в Таблице.
Из вышеприведенных Примеров и Таблицы видно, что способ согласно изобретению позволяет повысить удельную поверхность получаемого порошка сплава молибдена и вольфрама до 18,1 м2/г, что существенно выше, чем в прототипе. Содержание примесей железа и меди в сплаве составляет не более 0,0063 мас. % и 0,001 мас. % соответственно. Кроме того, нижний и верхний пределы температуры восстановления кислородных соединений молибдена и вольфрама по предлагаемому способу ниже, чем в прототипе. Заявляемый способ относительно прост и может быть реализован в промышленных условиях.
Claims (2)
1. Способ получения порошка сплава молибдена и вольфрама, включающий металлотермическое восстановление их кислородных соединений с образованием реакционной массы, содержащей порошок сплава молибдена и вольфрама, выделение порошка сплава из реакционной массы и водную промывку порошка, отличающийся тем, что в качестве кислородных соединений молибдена и вольфрама используют MeMoxW1-xO4 или MeMoO4 и WO3, или MeWO4 и MoO3, где Me - Mg или Са, 0<х<1, причем металлотермическое восстановление ведут парами магния и/или кальция в атмосфере аргона и/или гелия при давлении 1-30 кПа и температуре 700-870°С, а выделение порошка сплава из реакционной массы осуществляют путем ее кислотной обработки.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что кислотную обработку реакционной массы осуществляют 10-15% раствором соляной или серной кислоты.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017120630A RU2655560C1 (ru) | 2017-06-13 | 2017-06-13 | Способ получения порошка сплава молибдена и вольфрама |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017120630A RU2655560C1 (ru) | 2017-06-13 | 2017-06-13 | Способ получения порошка сплава молибдена и вольфрама |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2655560C1 true RU2655560C1 (ru) | 2018-05-28 |
Family
ID=62560108
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017120630A RU2655560C1 (ru) | 2017-06-13 | 2017-06-13 | Способ получения порошка сплава молибдена и вольфрама |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2655560C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2764276C1 (ru) * | 2021-07-13 | 2022-01-17 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр "Кольский научный центр Российской академии наук" (ФИЦ КНЦ РАН) | Способ получения порошка бинарного композита из металлов подгруппы хрома |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2230629C2 (ru) * | 1998-05-06 | 2004-06-20 | Х.Ц. Штарк, Инк. | Металлические порошки, полученные восстановлением оксидов газообразным магнием |
RU2285586C1 (ru) * | 2005-03-21 | 2006-10-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Хабаровский государственный технический университет" | Способ получения порошка молибдена или его композитов с вольфрамом |
RU2302928C2 (ru) * | 2001-05-04 | 2007-07-20 | Х.Ц. Штарк, Инк. | Металлотермическое восстановление окислов тугоплавких металлов |
RU2397843C2 (ru) * | 2004-04-23 | 2010-08-27 | Х.К. Штарк Гмбх унд Ко. КГ | Способ получения ниобиевых и танталовых порошков |
RU2558691C1 (ru) * | 2014-03-12 | 2015-08-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева Кольского научного центра Российской академии наук (ИХТРЭМС КНЦ РАН) | Способ получения порошка вольфрама |
HK1212950A1 (zh) * | 1998-05-06 | 2016-06-24 | Starck H C Inc | 用氣態鎂還原有關氧化物製備的金屬粉末 |
-
2017
- 2017-06-13 RU RU2017120630A patent/RU2655560C1/ru active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2230629C2 (ru) * | 1998-05-06 | 2004-06-20 | Х.Ц. Штарк, Инк. | Металлические порошки, полученные восстановлением оксидов газообразным магнием |
HK1212950A1 (zh) * | 1998-05-06 | 2016-06-24 | Starck H C Inc | 用氣態鎂還原有關氧化物製備的金屬粉末 |
RU2302928C2 (ru) * | 2001-05-04 | 2007-07-20 | Х.Ц. Штарк, Инк. | Металлотермическое восстановление окислов тугоплавких металлов |
RU2397843C2 (ru) * | 2004-04-23 | 2010-08-27 | Х.К. Штарк Гмбх унд Ко. КГ | Способ получения ниобиевых и танталовых порошков |
RU2285586C1 (ru) * | 2005-03-21 | 2006-10-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Хабаровский государственный технический университет" | Способ получения порошка молибдена или его композитов с вольфрамом |
RU2558691C1 (ru) * | 2014-03-12 | 2015-08-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева Кольского научного центра Российской академии наук (ИХТРЭМС КНЦ РАН) | Способ получения порошка вольфрама |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2764276C1 (ru) * | 2021-07-13 | 2022-01-17 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр "Кольский научный центр Российской академии наук" (ФИЦ КНЦ РАН) | Способ получения порошка бинарного композита из металлов подгруппы хрома |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6397426B2 (ja) | 電解還元による金属を製造するための方法及び装置 | |
EP3414035B1 (en) | Method of deoxygenating titanium or titanium alloy having oxygen dissolved therein in a solid solution | |
US20070092434A1 (en) | Production of high-purity niobium monoxide and capacitor production therefrom | |
WO1999061670A1 (en) | Tantalum sputtering target and method of manufacture | |
US20100064852A1 (en) | Method for purification of metal based alloy and intermetallic powders | |
AU2012318023A1 (en) | High-purity lanthanum, method for producing same, sputtering target comprising high-purity lanthanum, and metal gate film comprising high-purity lanthanum as main component | |
Miyauchi et al. | Production of metallic vanadium by preform reduction process | |
JPH05504997A (ja) | 超硬合金の脱酸素 | |
Mimura et al. | Removal of alloying elements from zirconium alloys by hydrogen plasma-arc melting | |
Kayanuma et al. | New recovery process for rhodium using metal vapor | |
US6024847A (en) | Apparatus for producing titanium crystal and titanium | |
JP5094031B2 (ja) | スカンジウム含有合金の製造方法 | |
KR101435481B1 (ko) | Ti―Mo 합금 스크랩을 이용한 3원계 티타늄 합금 분말의 제조방법 | |
RU2655560C1 (ru) | Способ получения порошка сплава молибдена и вольфрама | |
Suzuki et al. | Recycling of rare earth magnet scraps: Part II Oxygen removal by calcium | |
GB2527266A (en) | Method of producing metal | |
RU2089350C1 (ru) | Способ получения танталового порошка | |
Kuznetsov | Electrodeposition of niobium coatings on long conductors from a copper alloy | |
Okabe et al. | Production of tantalum powder by magnesiothermic reduction of feed preform | |
Harata et al. | Production of scandium and Al–Sc alloy by metallothermic reduction | |
JP2015189996A (ja) | 高純度ストロンチウム及びその製造方法 | |
Keoll et al. | Ductile chromium | |
Lee et al. | Chemical dissolution of iridium powder using alkali fusion followed by high-temperature leaching | |
RU2764276C1 (ru) | Способ получения порошка бинарного композита из металлов подгруппы хрома | |
CN114749655A (zh) | 高纯钽粉及其制备方法 |