Способ получения карбида хрома

Авторы патента:

Руденская Наталья Александровна (BY)

Владельцы патента RU 2298526:

Государственное учреждение "Институт химии твердого тела" Уральского отделения Российской академии наук (RU)

Изобретение относится к порошковой металлургии, а именно к получению карбида хрома путем карботермического восстановления его оксида. Способ включает смешение порошков оксида хрома и углерода и последующую термическую обработку. Термическую обработку проводят в токе азота при скорости подачи азота не более 3,3 л/час при температуре 1100-1350°С. Изобретение упрощает процесс получения карбида хрома, а также позволяет получить конечный продукт с минимальным количеством примесей углерода и кислорода.

Изобретение относится к порошковой металлургии, а именно получению карбида хрома путем карботермического восстановления его оксида.

Известен способ карботермического получения карбида хрома путем смешения порошков оксида хрома крупностью не более 3 мкм и углерода при отношении средневзвешенных диаметров частиц углерода к частицам оксида хрома, равном 0,10-0,30; компактирования полученной смеси и последующей термической обработки в вакууме (патент РФ №2214472, МКл. С 22 С 33/04, 2003 год). Карботермическое восстановление осуществляют при температуре 1400-1500°С и разрежении 1,3·10^-3-1,3·10^-5 МПа.

Недостатком известного способа является его сложность, которая обусловлена необходимостью предварительного определения размера частиц для установления их соотношения и дополнительной обработкой исходных порошков для получения требуемого соотношения, наличием операций компактирования с последующей сушкой для удаления пластификатора, достаточно высокой температурой проведения процесса, при которой (1500°С) возможно появление жидкой фазы, использованием глубокого вакуума.

Известен способ получения порошков карбидов металлов, в частности карбида хрома, включающий термообработку смеси оксида и источника углерода при температуре 1000-1120°С в невосстановительной атмосфере инертного газа (в т.ч. азота) с последующим отжигом в восстановительной атмосфере, содержащей водород, при температуре 1200-1300°С (патент США 5567662, МКл. С 01 В 31/30, 1996 год).

К недостаткам известного способа относится его сложность, обусловленная двухстадийностью, поскольку на первой стадии получают только частично карбидизированную смесь, которая содержит до нескольких процентов свободного углерода и кислорода, и уже затем, на второй стадии, получают карбид с минимальным количеством примесей углерода и кислорода.

Таким образом, перед авторами стояла задача разработать способ получения карбида хрома, который бы позволил упростить процесс.

Задача решена в предлагаемом способе карботермического получения карбида хрома путем смешения порошков оксида хрома и углерода и последующей термической обработки, в котором термическую обработку проводят в токе азота при скорости подачи азота не более 3,3 л/час при температуре 1100-1350°С.

В настоящее время из научно-технической и патентной литературы не известен способ получения карбида хрома, в котором карботермическое восстановление проводят в токе азота.

Предлагаемый способ может быть осуществлен следующим образом. В качестве исходных компонентов используют оксид хрома (Cr₃O₂) и углерод, например, сажу. Исходные компоненты смешивают в стехиометрическом соотношении, тщательно перемешивают и помещают в вакуумную печь, например, в графитовых тиглях в насыпном виде. Затем нагревают до температуры 1100-1350°С в токе азота при скорости подачи азота не более 3,3 л/час. После чего проводят охлаждение. Получают однофазный продукт - карбид хрома - с содержанием С_своб.<0,12 мас.% и О₂≤0,25 мас.%.

Скорость подачи азота не должна быть больше, чем 3,3 л/час, поскольку дальнейшее увеличение скорости азота не оказывает влияния на содержание кислорода в конечном продукте, но экономически невыгодно.

Предлагаемый способ иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. Берут 11,2 г Cr₂O₃ (74,5%) и 3,8 г углерода в виде сажи (25,5%), тщательно перемешивают и помещают в вакуумную печь в графитовых тиглях в насыпном виде. Затем нагревают до температуры 1100°С в токе азота при скорости подачи азота, равной 1,6 л/час. После чего проводят охлаждение. Получают однофазный продукт - карбид хрома Cr₃С₂.

Пример 2. Берут 11,5 г Cr₂O₃ (76,7%) и 3,5 г углерода в виде сажи (23,3%), тщательно перемешивают и помещают в вакуумную печь в графитовых тиглях в насыпном виде. Затем нагревают до температуры 1300°С в токе азота при скорости подачи азота, равной 3,3 л/час. После чего проводят охлаждение. Получают однофазный продукт - карбид хрома Cr₇С₃.

Таким образом, авторами предлагается достаточно простой способ карботермического получения карбида хрома, позволяющий получать однофазный конечный продукт с минимальным количеством примесей углерода и кислорода

Способ карботермического получения карбида хрома путем смешения порошков оксида хрома и углерода и последующей термической обработки, отличающийся тем, что термическую обработку проводят в токе азота при скорости подачи азота не более 3,3 л/ч при температуре 1100-1350°С.

Изобретение относится к технологии переработки отходов, включающих соединения титана и кремния, и может быть использовано для улучшения экологической ситуации путем переработки техногенных отходов, а также расширения сырьевой базы для получения товарных продуктов - диоксида титана и карбида кремния.

Способ восстановления оксида марганца // 2247071

Способ получения порошкообразных комплексных керамических материалов на основе тугоплавких металлов // 2225837

Изобретение относится к способу получениия определенных порошкообразных комплексных керамических материалов на основе тугоплавких металлов, в соответствии с которым окисел по меньшей мере одного из таких металлов смешивают с восстанавливающим металлом и с находящимся в твердой фазе полуметаллом, который может быть как в чистом виде, так и в соединении, и полученную смесь нагревают до некоторой пороговой температуры, при которой начинается самоподдерживающаяся химическая реакция, результатом которой является получение порошкообразного керамического материала.

Способ изготовления металлсодержащих композиционных материалов // 2211182

Способ получения карбида титана, легированного никелем // 2204528

Изобретение относится к области металлургии, производства тугоплавких материалов - карбидов титана. .

Устройство для синтеза порошков нитридов, карбонитридов и композиций на их основе // 2196109

Способ получения карбида титана // 2175988

Изобретение относится к металлургии производства тугоплавких материалов-карбидов. .

Способ получения карбонитрида титана // 2175021

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.

Способ получения карбида железа // 2162820

Изобретение относится к способу получения карбида железа, пригодного в качестве сырьевого материла для производства чугуна и стали. .

Способ получения порошков тугоплавких соединений на основе титана // 2149076

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.

Способ получения высокодисперсных тугоплавких карбидов для покрытий и композитов на их основе // 2333888

Изобретение относится к получению высокодисперсных тугоплавких карбидов, в том числе смешанных, покрытий и композитов на их основе при сравнительно низких температурах

Способ производства карбида переходного металла и/или сложного карбида переходного металла // 2417949

Способ получения нанопорошков систем элемент-углерод // 2434807

Изобретение относится к порошковой металлургии и может быть использовано для получения нанопорошков систем элемент-углерод, т.е

Способ получения железоуглеродных наночастиц // 2465008

Изобретение относится к способу получения железоуглеродных наночастиц, характеризующемуся тем, что гранулы железа обрабатывают импульсными электрическими разрядами в реакторе в дисперсионной среде октана или декана

Способ получения покрытых аморфным углеродом наночастиц и способ получения карбида переходного металла в форме нанокристаллитов // 2485052

Изобретение относится к способу получения наночастиц оксида переходного металла, покрытых аморфным углеродом

Способ получения карбида титана // 2495826

Изобретение относится к металлургии тугоплавких соединений. Способ получения карбида титана включает использование в качестве исходных компонентов субхлорида алюминия, тетрахлорида титана и углерода. Углерод подают на реакцию в форме порошка или нити. Синтез карбида титана проводят в две стадии. На первой стадии получают карбид алюминия из субхлорида алюминия и углерода при температуре 1100-1250°C. На второй стадии получают карбид титана из карбида алюминия и тетрахлорида титана при температуре 800-900°C. Изобретение позволяет повысить выход карбида титана, устранить стадию улавливания продукта из газового потока. 2 ил., 3 пр.

Карбидная нанопленка или нанонить и способ их получения // 2513555

Изобретение относится к получению наноструктур. Содержащую карбид наноструктуру получают осаждением на основу нанослоя металла или неметалла, или их окислов и последующей карбидизацией путем обработки в угарном газе в присутствии угля или сажи при температуре 1400-1500°С. Обеспечивается получение карбидной нанонити или нанопленки. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 2 пр.

Полимерная композиция для получения карбидов ниобия, тантала и их твердых растворов // 2537595

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Полимерная композиция включает соединение тугоплавкого металла и углеродоноситель в виде фенолоформальдегидного связующего, взятые в стехиометрическом отношении, и смазку. В качестве соединения тугоплавкого металла содержит индивидуальный или биметаллический гидроксид ниобия и/или тантала. Предложенная композиция позволяет получать однофазные карбиды ниобия, тантала и их твердые растворы в виде порошков или пористых изделий при низкотемпературном синтезе. 5 пр., 1 табл.

Способ получения карбида хрома // 2543902

Изобретение может быть использовано при изготовлении режущего инструмента, при износостойкой наплавке, для получения композиционных электрохимических покрытий и контактного материала, обладающего повышенным сопротивлением эрозионному действию электрической дуги. Способ получения карбида хрома включает нагрев шихты из смеси оксида хрома (III) и углерода до температуры 1100-1350°С. Оксид хрома (III) и углерод берут в массовом соотношении 74,5:25,5. Процесс проводят в тигле из стеклоуглерода при атмосферном давлении. Изобретение позволяет упростить процесс и предотвратить частичное окисление углерода шихты. 1 з.п. ф-лы.

Способ получения карбида титана // 2550182

Изобретение может быть использовано в области порошковой металлургии. Способ получения карбида титана включает нагрев шихты, состоящей из диоксида титана и порошка нановолокнистого углерода с удельной поверхностью 138…160 м2/г, взятых в массовом соотношении диоксида титана к порошку нановолокнистого углерода 68,5:31,5, при температуре 2250°C. Изобретение позволяет снизить содержание свободного углерода в карбиде титана до величины ниже 1,5%. 3 пр.