Способ нанесения медного покрытия на частицы порошка гидрида титана

Изобретение относится к порошковой металлургии и может быть использовано для повышения термической стабильности порошкообразного гидрида титана. Способ заключается в создании на поверхности порошкообразных частиц гидрида титана диффузионного барьера в виде покрытия, которое наносят из раствора, содержащего, г/л: сульфат меди 15-35, сигнетова соль 60-170, гидроксид натрия 15-50, карбонат натрия 3-35, формалин 6-16, тиосульфат натрия 0,003-0,01, хлорид никеля 2-3. Порошок гидрида титана заливается свежеприготовленным раствором, перемешивается магнитной мешалкой, фильтруется, промывается и сушится. Заявляемый способ позволяет увеличить температуру термического разложения гидрида титана на 60°С при сохранении удельного содержания водорода, при этом снижается скорость выделения водорода. 3 ил., 1 табл.

 

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способу нанесения покрытия на частицы порошка гидрида титана, и может быть использовано для повышения термической стабильности порошкообразного гидрида титана.

Аналогом служит способ нанесения металлического покрытия из никеля на гидрид циркония для удержания водорода в гидриде циркония, описанный в монографии /1/. Однако в ряде случаев происходит окисление такого покрытия на воздухе с последующим растрескиванием.

Известен способ создания на поверхности частиц гидрида титана оксидных пленок из ТiO2 /2/. Способ заключается в создании на образцах гидрида титана пленки ТiO2 толщиной в несколько сотен ангстрем путем анодного окисления гидрида титана в 15%-ном растворе серной кислоты при плотности тока 0,016 А/см2, что повышает термическую стабильность гидрида титана.

Недостатком данного способа является то, что при температуре 400-500°С кислород имеет высокую растворимость в титане, и поэтому оксидные пленки не обеспечивают создания эффективного барьера для проникновения водорода.

Задачей изобретения является снижение скорости выделения водорода из гидрида титана и увеличение температуры начала выделения водорода.

При использовании изобретения достигается следующий технический результат:

- температура термического разложения смещается в сторону более высоких температур на 60°С;

- снижается скорость выделения водорода;

- удельное содержание газа остается неизменным.

Для решения поставленной задачи и достижения технического результата предложен способ нанесения медного покрытия на частицы порошка гидрида титана за счет создания на поверхности порошкообразных частиц диффузионного барьера в виде покрытия, в котором согласно изобретению нанесение покрытия проводят из раствора, содержащего (г/л):

сульфат меди 15-35
сегнетова соль 60-170
гидроксид натрия 15-50
карбонат натрия 3-35
формалин 6-16
тиосульфат натрия 0,003-0,010
хлорид никеля 2-3

Частицы порошка гидрида титана покрывают слоем меди химическим методом. Процесс покрытия частиц гидрида титана саморегулирующийся:

при образовании сплошной пленки меди на поверхности частиц реакция осаждения меди прекращается. Наличие слоя меди на частицах порошка повышает термическую устойчивость гидрида титана. При этом наблюдается снижение скорости выделения водорода и увеличивается температура начала выделения водорода.

На фиг.1 представлены кривые TG, SDTA и спектр термодесорбции водорода из исходного гидрида титана.

На фиг.2 представлены кривые TG, SDTA и спектр термодесорбции водорода из гидрида титана с медным покрытием.

На фиг.3 приведены кинетические кривые термического разложения гидрида титана, полученного из губчатого титана (кривая 1), и гидрида титана с медным покрытием (кривая 2).

Технология процесса нанесения слоев меди на частицы гидрида титана заключается в следующем. Навеска порошка гидрида титана в количестве ≈5 г помещается в стеклянный стакан, заливается ≈50 см3 свежеприготовленного раствора, содержащего (г/л): сульфат меди 35; сегнетову соль 170; гидроксид натрия 50; карбонат натрия 35; формалин 16; тиосульфат натрия 0,003; хлорид никеля 3. С помощью магнитной мешалки производят перемешивание в течение фиксированного времени (от 5 до 60 мин). После окончания перемешивания суспензия порошка переносится на стеклянный фильтр и откачивается вместе с осадком с помощью насоса Камовского. Оставшийся на фильтре порошок гидрида титана с нанесенным слоем меди несколько раз промывается дистиллированной водой, а затем высушивается в вакуумном сушильном шкафу в течение 2 часов при температуре 105°С.

В таблице 1 приведены данные по составу раствора, используемого для нанесения слоев меди, данные по удельному содержанию газа как исходного гидрида титана, так и после нанесения слоев меди, а также толщина нанесенного на порошок гидрида титана слоя меди.

Таблица
Результаты опытов по нанесению меди на порошок гидрида титана
Состав раствора, г/л № образца Удельное содержание газа, см3 Толщина медного покрытия, мкм
Исходное После выдержки
Сульфат меди - 35 1 292,5 297,2 -
Сегнетова соль - 170
Гидроксид натрия - 50
Карбонат натрия - 35 2 425,3 421,5 0,71
Формалин - 16
Тиосульфат натрия - 0,003
Хлорид никеля - 3

Показатели качества порошка с медным покрытием показаны на фиг.1-3.

Приведенные спектры термодесорбции водорода из образцов исходного гидрида титана (фиг.1) и гидрида титана с медным покрытием (фиг.2), снятые в процессе нагрева в интервале температур от 25 до 700°С в среде аргона, свидетельствуют о различной термической устойчивости сравниваемых образцов в интервале температур от 400 до 700°С. Для образцов характерен эндотермический эффект разложения, наблюдаемый на спектрах термодесорбции, при этом:

1) начало и окончание процесса разложения исходного гидрида титана соответствует температурам 431,0 и 540,9°С соответственно, а максимальной скорости разложения отвечает температура, равная 460,5°С (фиг.1),

2) начало и окончание процесса разложения гидрида титана с медным покрытием соответствует температурам 503,3 и 585,9°С, а максимальной скорости разложения отвечает температура 526,9°С (фиг.2).

С использованием данного способа пик термодесорбции водорода из гидрида титана с медным покрытием по сравнению с пиком термодесорбции водорода из исходного гидрида титана без медного покрытия смещен на ≈60°С в сторону более высоких температур.

С использованием данного способа кинетические кривые термического разложения гидрида титана с медным покрытием (фиг.3, кривая 2) на начальном участке расположены ниже соответствующей кривой термического разложения гидрида титана без медного покрытия (фиг.3, кривая 1), что свидетельствует о снижении скорости выделения водорода из гидрида титана с медным покрытием.

С использованием данного способа удельное содержание газа в гидриде титана с медным покрытием не изменяется по сравнению с исходным гидридом титана. Так, в первом примере таблицы в исходном гидриде титана удельное содержание газа составило 292,5 см3/г, а после нанесения медного покрытия - 297,2 см3/г.Во втором примере таблицы в исходном гидриде титана удельное содержание газа составляло 425,3 см3/г, а после нанесения медного покрытия - 421,5 см3/г.

Литература

1. Гидриды металлов. Под ред. В.Мюллера. - М.:Атомиздат.1973. С.79.

2. Schoenfelder C.W., Swisher I.H. Kinetics of thermal decomposition of TiH2 // Journal of Vacuum Science and Technology. 1973. V.10. No.5. 862-870.

Способ нанесения медного покрытия на частицы порошка гидрида титана, включающий создание на поверхности порошкообразных частиц диффузионного барьера в виде покрытия, отличающийся тем, что нанесение покрытия проводят из раствора, содержащего, г/л:

сульфат меди 15-35
сегнетова соль 60-170
гидроксид натрия 15-50
карбонат натрия 3-35
формалин 6-16
тиосульфат натрия 0,003-0,010
хлорид никеля 2-3


 

Похожие патенты:
Изобретение относится к отрасли производства строительных материалов и может быть использовано при производстве железобетонных стальных конструкций, эксплуатируемых при повышенных нагрузках.
Изобретение относится к области химии и может быть использовано для металлизации стальной проволоки. .

Изобретение относится к металлообработке и может быть использовано в металлургии, машиностроении и других отраслях для обработки проволоки, ленты, труб и других изделий различного сечения.
Изобретение относится к технологии получения металлизированных тканых и нетканых материалов и может быть использовано для производства катализаторов, а также для изготовления декоративных и отделочных материалов.

Изобретение относится к способам меднения пластмасс, в частности полимерных композиционных материалов на основе углеродных волокон, и может быть использовано при производстве мебельной фурнитуры, бытовых приборов, предметов быта, в автомобильной и радиотехнической отраслях промышленности.
Изобретение относится к области нанесения металлических покрытий и может быть использовано при химическом осаждения композиционных медных покрытий на стальные детали, которые могут быть использованы в электрической, химической промышленности и машиностроении.
Изобретение относится к области нанесения металлических покрытий и может быть использовано при химическом меднении как металлических деталей, так и диэлектриков, в частности резинотехнических изделий (РТИ).

Изобретение относится к области нанесения металлических покрытий, в частности к составам растворов для контактного меднения тугоплавких металлов, например циркония и его сплавов, и может быть использовано для нанесения технологической подсмазки при волочении.

Изобретение относится к области нанесения тонкослойных металлических покрытий на металлические детали, конкретно к нанесению золота, серебра, платины, палладия, никеля, ртути, индия, висмута и сурьмы, и может быть использовано в микроэлектронике, электротехнических и светоотражающих устройствах, а также в ювелирной промышленности.
Изобретение относится к области порошковой металлургии. .
Изобретение относится к радиотехнической, атомной и медицинской промышленности и может быть использовано для получения наполнителей современных композиционных защитных материалов, поглощающих электромагнитные и радиационные излучения.
Изобретение относится к химико-термической обработке изделий, получаемых методом порошковой металлургии, а именно к азотированию. .

Изобретение относится к производству частиц полупроводниковых материалов. .

Изобретение относится к устройству для нанесения покрытий на алмазные порошки. .
Изобретение относится к области порошковой металлургии, а именно области получения магнитных гранул для электромагнитных аппаратов, и может быть использовано для получения рабочих тел, применяемых в электромагнитных аппаратах для процессов измельчения, смешивания, эмульгирования и т.п.
Изобретение относится к области порошковой металлургии, а именно области получения магнитных гранул для электромагнитных аппаратов, и может быть использовано для получения рабочих тел, применяемых в электромагнитных аппаратах для процессов измельчения, смешивания, эмульгирования и т.п.
Изобретение относится к области изготовления множества полых металлических изделий из множества первичных изделий и может быть использовано при производстве звукопоглощающих материалов.
Изобретение относится к получению порошка вентильного металла для применения его в качестве материала анода для электролитических конденсаторов. .

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению композиционных порошковых материалов с металлической матрицей, армированной тугоплавкими наполнителями методом сверхскоростного механосинтеза

Изобретение относится к порошковой металлургии и может быть использовано для повышения термической стабильности порошкообразного гидрида титана

Наверх