Способ получения пентаалюминида молибдена

Изобретение относится к области порошковой металлургии, а именно к получению материалов, которые используют при нанесении жаростойких покрытий, а также при получении газопоглотительных составов. Способ получения пентаалюминида молибдена включает смешивание порошков алюминия и молибдена, прессование из их смеси штабиков и нагрев штабиков в неокислительной среде, при этом используют ультрадисперсные порошки алюминия и молибдена, полученные электрическим взрывом проводников, а нагрев штабиков осуществляют до начала их горения. Порошки используют в соотношении, мас.%: ультрадисперсный порошок алюминия 63-68, ультрадисперсный порошок молибдена - остальное. Результат изобретения: повышение чистоты конечного продукта пентаалюминида молибдена до 95-98%, снижение энергозатрат. 1 табл.

 

Изобретение относится к области порошковой металлургии, а именно к получению материалов, которые используют при нанесении жаростойких покрытий, а также при получении газопоглотительных составов.

В литературе описано несколько способов получения, один из которых получил в настоящее время широкое распространение (Итин В.И., Найбороденко Ю.С. Высокотемпературный синтез интерметаллических соединений. Томск: Изд-во ТГУ, 1989. С.5-8). Сущность данного способа заключается в реакционном спекании стехиометрической смеси промышленных порошков алюминия и молибдена с получением продукта заданного состава. Вместе с тем основным недостатком этого способа является невысокий практический выход целевого продукта MoAl₅, не превышающий 45-50 мас.%. Кроме того, в условиях синтеза по указанному способу образуется смесь интерметаллических соединений алюминия с молибденом различного состава (MoAl_3-12), практически не поддающаяся разделению.

Наиболее близким к предложенному нами изобретению является способ получения пентаалюминида молибдена, выбранный нами за прототип (Синельникова B.C., Подергин В.А., Речкин В.Н. Алюминиды /Под ред. Г.В.Самсонова. Киев: Наукова думка, 1965. С.111). Согласно этому способу пентаалюминид молибдена получают в вакуумной электродуговой печи в охлаждаемом водой медном тигле с расходуемым электродом, изготовленном путем прессования и спекания порошков молибдена, алюминия и угля; либо нагревом штабиков, спрессованных из промышленных порошков алюминия и молибдена, помещенных в алундовые тигли высокой чистоты, в вакуумной индукционной печи при температуре не менее 1000°С. По окончании плавильного процесса продукт получается в виде слитка или спека, который для дальнейшего использования необходимо подвергать дополнительной переработке - дроблению или переплавке. Выход конечного продукта MoAl₅ составляет 80-85 мас.%.

Недостатками указанного способа являются значительные энергозатраты, связанные с необходимостью постоянного поддержания высокой температуры, а также сравнительно невысокий выход продукта.

Одним из основных технических результатов предложенного нами изобретения является существенное повышение чистоты конечного продукта MoAl₅ до 95-98%. Кроме того, при использовании нагрева смеси порошков только на начальном этапе синтеза многократно снижаются энергозатраты на получение пентаалюминида молибдена.

Поставленная техническая задача достигается тем, что в способе получения пентаалюминида молибдена путем смешивания порошков алюминия и молибдена, прессования из их смеси штабиков и нагрева штабиков в неокислительной среде, согласно предложенному решению используют ультрадисперсные порошки (УДП) алюминия и молибдена, полученные электрическим взрывом проводников, а нагрев штабиков осуществляют до начала их горения, причем порошки используют в соотношении, мас.%: ультрадисперсный порошок алюминия 63-68, ультрадисперсный порошок молибдена - остальное.

Проведенный заявителем анализ уровня техники позволил установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностями признаков, тождественных всем признакам заявляемого способа получения пентаалюминида молибдена, отсутствуют. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условиям патентоспособности «новизна».

Результаты поиска в данной и смежных областях техники с целью выявления признаков, совпадающих с признаками заявленного изобретения, показали, что они не следуют явным образом из уровня техники. Из определенного заявителем уровня техники не выявлена известность влияния предусматриваемых соответственными признаками преобразований на достижении технического результата. Следовательно, изобретение соответствует условию патентоспособности «изобретательский уровень».

Примеры конкретного выполнения.

Для осуществления способа получения пентаалюминида молибдена смешивали УДП алюминия и молибдена, полученные методом электрического взрыва проводников в атмосфере аргона (Азаркевич Е.И., Ильин А.П., Тихонов Д.В., Яблуновский Г.В. Электровзрывной синтез ультрадисперсных порошков, сплавов и интерметаллических соединений // Физика и химия обработки материалов. 1997. №4. С.85-88). Порошки смешивали путем многократного просеивания через сита с диаметром отверстий 65 мкм. Массовые соотношения порошков, используемые в примерах конкретного выполнения, приведены в табл.1. Из смеси порошков методом прессования были приготовлены штабики размерами (мм) 80×10×5. Штабики помещали в стальную камеру с керамической подложкой. Затем в камеру подавали аргон до полного вытеснения воздуха, после чего осуществляли зажигание штабиков при помощи вольфрамовой спирали, раскаленной путем пропускания электрического тока. После инициирования процесса горения штабиков подачу электроэнергии на спираль прекращали. Дальнейшее горение происходило самопроизвольно под влиянием теплоты химического взаимодействия компонентов. После завершения горения образцу давали охладиться до комнатной температуры, не вынимая его из неокислительной атмосферы. Содержание пентаалюминида молибдена в полученном материале определяют при помощи рентгенофазового анализа (дифрактометр ДРОН-3.0) путем измерения интенсивности рефлексов MoAl₅ эталона и продукта горения спрессованных образцов, регистрируемых при одинаковых условиях.

Результаты экспериментов по определению выхода пентаалюминида молибдена в зависимости от соотношения порошков металлов представлены в таблице

№ п/п	Соотношение компонентов, мас.%	Выход MoAl5 в конечном продукте, мас.%	Примечание
1.	УДП Al - 58-62	65-70
	УДП Мо - 42-38
2.	УДП Al - 63-65	95-98	Заявляемый способ
	УДП Мо - 37-35
3.	УДП Al - 66-68	95-98
	УДП Мо - 34-32
4.	УДП Al - 69-75	85-88
	УДП Мо - 31-25

Таким образом, проведенные эксперименты показали, что наиболее высокий выход (95-98%) MoAl₅ наблюдается при соотношении УДП Al и Мо (мас.%): Al - 63-68, Мо - остальное (заявленный способ - примеры 2 и 3).

Способ получения пентаалюминида молибдена путем смешивания порошков алюминия и молибдена, прессования из их смеси штабиков и нагрева штабиков в неокислительной среде, отличающийся тем, что используют ультрадисперсные порошки алюминия и молибдена, полученные электрическим взрывом проводников, а нагрев штабиков осуществляют до начала их горения, причем порошки используют в соотношении, мас.%: ультрадисперсный порошок алюминия - 63-68, ультрадисперсный порошок молибдена - остальное.