Способ получения ультрадисперсного порошка карбонитрида титана

 

Изобретение относится к технологии производства тугоплавких соединений, а именно ультрадисперсного порошка карбонитрида титана, пригодного для использования в различных областях техники. Цель изобретения повышение окислительной устойчивости порошка карбонитрида титана на воздухе. Изобретение представляет собой получения ультрадисперсного порошка карбонитрида титана путем воздействия электрического разряда при энтальпии плазменной струи 1,8-3,1 кBт.ч/кг на парогазовую реакционную систему, содержащую тетрахлорид титана, водород, углеводород, азот и кислород при атомном отношении 0<[0]/[C]<1 и 0<[C]-[O]/[Ti]<1, в течение 10-3-10-2c. Получают порошок карбонитрида титана дисперсностью 30 40 нм с выходом 95 99% Исходное содержание кислорода в продукте 1,5 0,2%, которое после 103ч хранения на воздухе изменяется до величины 2 0,2%, т.е. окислительная способность возрастает лишь в 2 раза, в то время как по прототипу за то же время хранения содержание кислорода в продукте увеличивается почти в 3 раза. 1 ил.

Изобретение относится к технологии производства тугоплавких соединений, а именно ультрадисперсного порошка карбонитрида титана, пригодного для использования в различных областях техники. Целью изобретения является повышение окислительной устойчивости порошка карбонитрида титана на воздухе. П р и м е р 1. На газовую реакционную систему, содержащую пары TiCl4, N2, CH4 и О2 с соответствующими расходами, м3/ч: 0,10, 1,71, 0,97 и 0,46 при атомных отношениях [0]/[C] 0,95 и ([С] [0])/[Ti] 0,50, воздействуют электродуговым разрядом. При энтальпии плазменной струи 2,8 кВт.ч/кг реакционной смеси и времени воздействия разряда 6 10-3 с в конце реакции выделяют порошок карбонитрида титана состава TiC 0,15 N 0,85 дисперсностью 30-40 нм с массовым содержанием кислорода в исходном состоянии 1,5 0,2% (т.е. в состоянии выгрузки порошка из реактора) и после хранения на воздухе в течение 103 ч 2 0,2% Выход продукта составляет 99% П р и м е р 2. На газовую реакционную систему, содержащую пары TiCl4, N2, C5H8 и О2 с соответствующими расходами, м3/ч: 0,08, 0,37, 0,34 и 0,10 при атомных отношениях [0]/[C]0,19 и ([C]/[Ti] 0,97 воздействуют электродуговым разрядом. При энтальпии плазменной струи 2,1 кВт.ч/кг и времени воздействия разряда 7 10-3 в конце технологического процесса выделяют порошок карбонитрида титана состава TiC0,6N0,4 дисперсностью 30-40 нм с массовым содержанием кислорода в исходном состоянии 1,5 0,2% и после 103 ч хранения на воздухе 2 0,2% Выход продукта составляет 95% П р и м е р 3. На реакционную газовую систему, содержащую пары TiCl4, N2, C3H8, C6H14 и О2 с соответствующими расходами, м2/ч: 0,10, 0,04, 0,95, 0,16 и 1,43, при атомных отношениях [O]/[C] 0,97 и ([C] [O])/[Ti] 0,85 воздействуют электродуговым разрядом. При энтальпии плазменной струи 1,8 кВт. ч/кг и времени воздействия разряда 4 10-3 с в конце процесса выделяют порошок карбонитрида титана состава TiC0,9N0,03 дисперсностью 30-40 нм с массовым содержанием кислорода в исходном состоянии 1,5 0,2% и после 103 ч хранения на воздухе -2 0,2% Выход продукта составляет предельно допустимую величину 90% П р и м е р 4. На реакционную газовую систему, содержащую пары TiCl4, N2, C3H6, C6H12, H2O и О2 с соответствующими расходами, м3/ч: 0,15, 0,08, 0,94, 0,025, 2,9 и 0,02, при атомных отношениях [O]/[C] 0,99 и ([C]-[O]/[Ti] 0,20 воздействуют электродуговым разрядом. При энтальпии плазменной струи 3,1 кВт. ч/кг и времени воздействия разряда 5 10-3 с в конце реакции выделяют порошок карбонитрида титана состава TiC0,9N0,05 дисперсностью 30-40 нм с массовым содержанием кислорода в исходном состоянии 1,5 0,2% и после 10-3 ч хранения на воздухе 2 0,2% Выход продукта составляет 99% На чертеже графически представлены зависимости массового содержания кислорода в ультрадисперсных порошках карбонитрида титана по изобретению (1) и прототипу (2) от длительности их хранения на воздухе. Окислительная устойчивость порошка карбонитрида титана по изобретению, как следует из графика, после 103 ч хранения уменьшается в 1,5 раза.

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ УЛЬТРАДИСПЕРСНОГО ПОРОШКА КАРБОНИТРИДА ТИТАНА путем воздействия электрического разряда на парогазовую реакционную смесь, содержащую тетрахлорид титана, водород, углеводород и азот, в течение 10-3 10-2 с, отличающийся тем, что, с целью повышения окислительной устойчивости порошка карбонитрида титана на воздухе, в реакционную парогазовую смесь дополнительно вводят кислород в количестве, обеспечивающем атомные отношения 0 < [О] / [С] < 1 и 0 < [С] [О] / [Ti] < 1 и процесс ведут при энтальпии плазменной струи 1,8 3,1 кВт ч/кг.

РИСУНКИ

Рисунок 1



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к порошковой металлургии
Изобретение относится к области порошковой металлургии и касается способа получения порошков тугоплавких соединений на основе карбидных или нитридных соединений титана, которые могут быть использованы для производства режущего инструмента, металлической арматуры и т.п

Изобретение относится к области металлургии производства тугоплавких материалов - карбонитридов, а именно к созданию способа получения карбонитрида титана, позволяющего создать однородный продукт заданного состава с минимальным содержанием свободного углерода

Изобретение относится к области создания перспективных материалов для эксплуатации в экстремальных условиях (высокие или низкие температуры, давление, скорости, напряжения и т.д.)
Изобретение относится к производству порошков тугоплавких материалов и может быть использовано в твердосплавной, керамической, химико-металлургической и других отраслях промышленности для синтеза порошков нитридов металлов, высокой степени чистоты; применяемых для изготовления изделий, обладающих высокой жаростойкостью, износостойкостью, эрозионной стойкостью, стойкостью в агрессивных средах и используемых в различных областях техники
Изобретение относится к области порошковой технологии, а именно к получению материалов, содержащих нитриды металлов, и может найти применение при изготовлении керамических и композиционных материалов и дисперсно-упрочненных изделий

Изобретение относится к металлургии тугоплавких соединений редких и переходных металлов, в частности, к металлургии титана

Изобретение относится к технологии получения нитридов, в частности нитрида титана, который представляет собой твердый, тугоплавкий и химически инертный материал, который применяют в качестве покрытий для режущих и обрабатывающих инструментов, для шлифовки, при изготовлении жаропрочных материалов, износостойких и декоративных покрытий
Изобретение относится к области получения порошков тугоплавких соединений, которые могут быть использованы для получения высокотвердой керамики и защитных износостойких покрытий. Способ получения нитрида циркония заключается в проведении самораспространяющегося высокотемпературного синтеза экзотермической смеси, состоящей из оксида циркония и энергетической составляющей, в присутствии азотирующего агента, при этом производится закалка промежуточных продуктов прерыванием процесса горения через 20-90 секунд после инициирования, в экзотермическую смесь дополнительно вводят активирующую добавку нанопорошка оксида иттрия, в качестве энергетической составляющей используют нанопорошок циркония, при этом размер частиц оксида циркония в 500-1000 раз меньше размера частиц циркония, при следующем соотношении компонентов, мас.%: энергетическая составляющая - 60-100, оксид циркония - 0-40, активирующая добавка (вводится сверх 100%) - 1-3. Технический результат изобретения заключается в повышении выхода нитрида циркония при простоте его получения. 1 табл., 1 пр.
Наверх