SU814986A1 - Способ получени изделий из нитридов - Google Patents

Description

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ НИТРИДОВ

Изобретение относитс  к химической технологии, в частности, к способам по- лучени  изпелий из нитридов переходных металлов fa, Va подгрупп различного со става, которые могут найти применение в эпёктронной промышпенности в качест- вё катодных материалов с высокими эмис сионными свойствами, а также в лабораторной практике в качестве о азцов при изучении физико-химических и термодинамических свойств чистых нитриде различ ного состава. Известно получение изделий из тугоплавких материалов метопом порошковой металлургии, который состоит из несколь ких операций, а именно, синтеза тугоплав кого соединени , гомогенизадии, помола, сушки, смешени  со св зкой, формовани  изделий прессованием или питьем, выжи- гани  св зи, обжига изделий с целью получени  спеченного беспористого черепка, окончательной механической обработки си и 27. Недостаток способа трудоемкость - от-сутствие возможности получени  тонкостенных плотных изделий сложной формы из нитридов высокой чистоты переменного состава. Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  способ получени  изделий из ннтртдов путем реакпионного спекани ,, г.е. совмещение операций синтеза тугоплавкого материала, его гомогенизаци  н спекание готового издели . Исходныеметаллнческие порошки титана, ниоби , ванади  уплотн ют поо давлением 5ОО кг/мм, получешоле заготовки помешают в печь и азотируют в интервале 10ОО-2ООО С при давлении азота 1 атм в течение 5 9ОО мин f3. Однако поскольку порошки металлов в особенности переходных fVa подгруппы, обладают легкой окнсл емостью, материал изделий содержит относительно большое количество примесного кислорода, что существенно измен ет физико-химические свойства нитридов, особенно температуру плавлени . Кроме того, дл  получени  плотных изделий из нёстехиометрических нитридов требуютс  высокие температуры обжига, что нарушает их гомогенность высокого равновесного давлени  азота. А также невозможно получить плотные издели  из нитридов высокой чистоты с содержанием кислорода менее 0,5 вес.%. Цель изобретени  - получение плотных бескислородных изделий из гомогенных нитридов переменного состава. Поставленна  цель достигаетс  за счет того, что в способе получени  изделий из нитридов металлов, преимущественно tct, /Ct подгрупп, путем формовани  заготовок с последующим азотированием, заготовки формуют из бескислородной жести соответ ствующего металла, а после азотировани  до требуемого состава провод т гомо генизацию в услови х равновеси  газ-поверхность твердой фазы. Предлагаемый способ осуществл етс  путем использовани  цилиндрического контейнера, закрытого крышкой на ходовой посадке. Конструкци  контейнера не исключает принудительного потока азота (fe печного пространства в контейнер при поглощении газа металлической заготовкой , но предотвращает конвективные и диффузионные потоки кислорода и азота между контейнером и печным пространством , в котором происходит неконтролируемые процессы поглощени  или выделени  этих газов с экранов, нагревателей и сте нок. Гомогенизаци  производитс  в инер ном газе. При этом в контейнере устанав ливаетс  давление азота, равновесное с нитридом, за счет его незначительной диазотации , и состав нитрида существенно не измен етс ... П р и м е р. Заготовки из титановой и ванадиевой жести толщиной О,2 мм в виде пластин (ЗО X 60 мм2) и цилиндров , длиной 20 мм), сваренных точечной сваркой, помещают в вольфрамовый (или молибденовый) контейнер, который закрывают крышкой на ходовой посадке. Азотирование производитс  в печи ТВВ-4 в среде азота высокой частоты (99,999% при давлении 1,2 атм. Параметры азотировани  (температуру, давление, врем  выдержки) выбирают с целью получени  определенной степени насьицени  материала азотом. Кинетика изотировани  титана а вана- ди  исследована соответственно при , ITOOC, 1900С и и , и , давлении азота 1,2 атм после получасового подъема температуры до . Гомогени зацию проводили в течение 3 ч. при в среде гели  высокой чистоты (99,999%). Полученные таким способом пластины и цилиндры из нитридов титана и ванади  не имели трещин и короблений. Дл  анализа гомогенности нитридов и определени  содержани  в нем кислорода используют пластины. Образцы подвергают воздействию смеси азотной и плавиковой кислот до тех пор, пока их толщина не уменьшилась вдвое. Затем методом газовой хроматографии определ ют количество азота в образцах . Совпадение результатов анализа пластин до и после растворени  в пределах точности анализа (0,2 вес.%) свидетельствуют об их гомогенности. Содержание азота и кислорода в образцах (Tt и ) до и после их обработки в кислотах приведено в табл. 1. Таблица Измер ют плотность нитридов путем гидростатического взвешивани  заготовок в четыреххлористом углероде. Результаты измерени  представлены в табл. 2. Таблица 2

Продолжение табл. 2

Полученные издели , например, из нитридов титана, в пределах точности измерени , имеют плотность, равную теоретической .

Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает получение бескислородных, плотных гомогенных изделий, а также возможность получени  плотных изделий из гомогенных бескислородных нитридов переходных металлов IVо, Va подгрупп беспорошковым способом, мину  трудоем кие операции размола порошков и их формировани , использование обычного, ши рокораспространенного технологического оборудовани , обеспечивающего нагрев реактора не выше при величине

давлени  азота и инертного газа в пределах атмосферного.

Claims (3)

1.Самсонов Г. В. Нитриды. Киев, На укова думка , 1969.

2.Портной К. Н. Исследование азотировани  циркони , ниоби  и тантала. Сборник Хими  и физика нитридов , Киев, Наукова думка , 1968, с, 69.

3.Самсонов Г. В., Полишук В. С. ЖПХ , 1973, т. W, N. 2, с. 241-246 (прототип).