Способ получения гидридонитридов элементов подгруппы титана
1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГИДРИДОНИТРИДОВ ЭЛЕМЕНТОВ ПОДГРУППЫ ТИТАНА со структурой гексагональной.плотноупакованной кристаллической решетки обработкой металлов водородом и азотом при нагревании, отличающийся тем, что, с целью ПОВЕАЮния содержания водорода в продукте, обработку ведут путем мгновенного локального воспламенения металлов в смеси газов при соотно1-1ении их парциальных Давлений . 2. 2. Способ по П.1, о т л и ч а и и с я тем, что процесс ведут для титана при давлении выше 45 атм, для циркония - выое 30 атм, для гаф- - ния - выше 27 атм.§§
СОЮЗ СОВЕТСКИХ И Л
РЕСПИБЛИК {у) С 01 В 6/02 ъъь;
fi ф
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ . Н *ВТОРСНСМ\(СВЩИЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ
{21) 3340738/23-26 (22) 23.07.81 (46) 23.08.83. Бюл.931 (72) С.К. Долуханян, Г.Б. Сейранян, A.Б. Налбандян и A.Ã. Мержанов (74.) Институт химической физики
AH АССР (53) 546182 11 171.1(088.8
7 (56) 1.И. Garetzki, Е. Gang 1gberger, H. Nowot ny, Н. B i t tner. Mh. Chem. Я,5, 1964, 1965.
2. Андриевский Р А..Бойко E.S., и Калинин В.ll. Гидридонитриды циркония. -"Кристаллография", 1967, 12>45,SU„„10 A
) (54) (57) 1. СПОСОБ ПОЛуЧЕНИя ГИДРИДО-НИТРИДОВ ЭЛЕМЕНТОВ ПОДГРУППЫ ТИТАНА со структурой гексагональной.плотноупакованной кристаллической решетки обработкой металлов водородом и азотом при нагревании, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повыаения содерхания водорода в продукте, обработку ведут путем мгновенного локального воспламенения металлов в смеси газов при соотношении их парциальных )цавлений 0,5 Pg 2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что процесс ведут для титана при давлении выл 45 атм, для циркония - выае 30 атм,.для гафния — выме 27 атм. В 1036678 Составитель В. Дубровская Редактор О. Юрковецкая Техред M.Tåïåð Корректор Г. Orap Заказ 5925/22 Тираж 471 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", r, Ужгород, ул. Проектная,4 Изобретение относится к получению гидридонитридов элементов подгруппы титана и может найти применение при . производстве высокотемпературных носителей водорода. Известен способ получения гидридонитридов циркония гидрированием предварительно полученных нитридов., Время синтеза, включая получение нитридов, 15 ч. Продукт представляет собой кубический гидридонитрид с со- 10 держанием водорода от 0,5 до 0,7Ъ, либо смесь кубического и плотноупакованного гидридонитрида f1 ). Таким образом, недостаткогл способа является невозможность получения гексагонального продукта, Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ получения гидридонитридов элементов погруппы титана со структурой гексагональной плотноупакованной кристаллической решетки азотированием металла с последующей обработкой сме« си металла и нитрида металла водородом при нагревании. Содержание азота и водорода в продукте соответствует составу 2. г. М о,>е Н1;г (1, 2 вес. Ъ водорода и 5,7 вес. Ъ азота)12J. Недостатком способа является низкое содержание водорода. Кроме того, способ длителен (не менее 15 ч). Цель изобретения — повышение содержания водорода в продукте. Поставленная цель достигается тем,35 чтО согласно способу получения гидридонитридов элементов подгруппы титана со структурой гексагональной плотноупакованной кристаллической решетки обработкуметалла ведутпутем 4р мгновенного локальноговоспламенения в смеси газов при соотношении их парциальных давлений 0,5 Р jр„ » 2 ° 3,25 вес. Ъ). Кроме того, процесс ведут для ти 45 тана при давлении выше 45 атм, для циркония - выше 30 атм, для гафйия выше 27 атм. Пример 1. Порошки циркония прессуют в виде таблетки д =20 ммг п=30 мм и устанавливают в бомбу, снабженную трубками для ввода и сброса газов и системой поджига. Бомбу вакуумируют, затем заполняют реагирующими газами водородом и азотом при соотношении 0,7 (Pg )5 )61,5. 55 На вольфрамовую спираль подается ток. После прохождения реакции и охлаждения образца его извлекают из бомбы..Весь процесс горения длится 1-3 с. Эмпирическая формула полученного продукта Zv Йб бй д. Абсолютное значенйе давления азота выше 30 атм 0,7 Р Г РН 1,5. Вне укаэанных значений в продуктах горения обнаруживается кубическая нитридная фаза 7г-Н 0,5-1. Следовательно, снижается процент водорода. В указанных условиях содержание водорода достигает 1,6 вес.Ъ и остается неизменным во всем диапазоне давлений. Содержание водорода в продукте выше. Пример 2. В условиях примера 1 проводят синтез гидридонитрида титана при соотношении смеси реагирующих газов 0,9 (Рд Рц ) 1 5 ° Вне указанннх пределов гидридонитрид не однофазен; фазовый состав продуктов горения — смесь ГПУ и кубической решетки. Абсолютное значение давления азота выше 45 атм 0,9 Ц 6,5. Вне указанных пределов, и при меньших давлениях азота в продуктах горения появляется кубическая нитридная фаза Т1 Н 0,6-:1,которая поглодает меньше водорода, чем гексагональная. Поэтому суммарное значение содержания водорода в продуктах горения при нарушении указанных условий заниженное(2,67 вес.Ъ вместо 3,25 вес.Ъ) Пример 3. В условиях примера 1 проводят синтез гидридонитрида гафния при соотношении смеси реагирующих газов 0,6-(Рд Щ,.) 2. Абсолютное значение давления азота выше 27 атм. 0,6 PN ) g 2. Вне указанных пределов соотношения и при меньших давлениях азота в продуктах горения наблюдается кубическая нитридная фаз а Н р Мг, б, < которая поглощает . о6-: г1 меньшее количество водорода по сравнению с гексагональной, что занижает содержание водорода от О, 55 до 0,47 вес.Ъ. Технико-экономический эффект изоб. ретения состоит в том, что благодаря значительному повышению содержания водорода в продуктах (1,6Ъ вместо 1,2Ъ ), гидридонитриды титана, циркония и гафния глогут быть использованы для получения высокоте пературных носителей водорода. Кроме того, способ осуществляется быстро и не требует энергозатрат.
