Способ получения карбида железа

 

(51) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено21.10.74 (2() 2069016/26 с присоединейием заявки № (23) Приоритет(5j) М. Кл.

С 01 J 49/00

С 01 В 31/80

ГОцдерстнекиьй K03QT87

Якаете Цекеетрщ PQP пе делен иеееретенеа и ет ц.ьткй

Д) УДК 661 872 (088,8) {43) Опублмковано28,08.77.Ьюллетень ¹ 31 (4б) Дата опубликования описании 14.09.77

Л, 4. Верещагин, Л, Е. Штеренберг, Л. В. Белоусова, Л. 3. Понизовский н В. Н, Слесарев (72) Авторы изобретении

Ордена Трудового Красного Знамени Институт физики высоких давлений AH СССР (71) За явнтель (54) СПОСОБ ПОЛ ЧИНИЯ КАРБИДЛ жрдГЗА! изобретение относится к области получения ферромагнитных материалов, используемых в радиотехнике, которые могут быть применены, например, для изготовления сердечников катушек индуктивности, работакмцих иа высокой частоте.

Известен способ получения карбида же» леза путем восстановления окиси железа

TgO< водородом и r.ocëeäóêíïåé карбидизации газом СО, при температуре 315 С и !О давлении 20 атм (1).

Этот способ получения карбида железа. имеет два недостатка: во-первых, продолжите:1ьпость процесса велика и карбид гЕ С

7 Э получают в ничтожных количествах, что И определяется проведением процесса в облас:и термодннамической неустойчивостиУе С и, во-вторых, карбид железа оказывается агрязненным ферромагнитными примесями карбидом железке C (20%) и железом (5%)др

Поскольку железо является сильным ферромагнетиком, использование магнитных свойств карбидаУе С, полученного известным способом, не представляется возмож ным, 25

11елью изобретения является ускорение процесса и повышение частоты конечного продук та.

Это достигается тем, что карбид железа полу. чают в области его термодинамической стабильности — при давлении 65-90 кбар и температуре 1000-1500 С, а в качесто ве исходного железосодержащего материала используют цементит. При этом полностью исключается возможность загрязнения образующегося карбидаГе С свободным железом.

73

В качестве углеродсодержащего материала берут, например, графит, сажу, алмаз, а также различные соединения углерода, в которых при условиях процесса углерод становится свободным.

Цементит может быть расположен внутре углеродсодержащего материала или снаружи последнего, но предпочтительно его расположение в виде слоев, чередующихся с углеродсодержащим материалом.

Пример 1. 49 мг цементита в виде предварительно запрессованной таблетки, высотой 1,5 мм, диаметром 5 мм, располагают между двумя таблетками из

569542

С ос гяви тель Л. Белоусова

Редактор Д. Пинчук Техред М. Левицкая ((оррекгор ((Зякяэ 2923/14 ° Тираж 658 Подписное

ЦИИИПИ Государсгвенного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035,. Москва, Ж-35, Ряущскяя няб., д. 4/5 (>илиял ППП "IIRTc>нт", г. Ужгopoii, ул, Проектная, 4 предвари тельно запрессованной сажи такого же диаметра и высотой 1 мм (по 30 мг каждая) и все это подвергают воздействию о давления, 70 кбар и температуры 1300 С в течение 1 мин. После окончания процесса карбид механически отделяют or сажи. По данным рентгенографического исследования выход карбида 90%; в полученном материале, кроме него,црисугствуют цеменгит (Йо) и окись железа 780 (57 ).

1О

Пример 2. Загрузка реакционной зоны такая же, кяк в примере 1. Давление о

65 кбар, температура 1000 С, время

4 мин. Выход карбида железаУВгС 70%. техническая примесь-цементит. (5

Пример 3. Загрузка реакционной зоны такая же, кяк в примере 1. В квчестBE углеродсодержяшего материала взят алмазный порошок с размером часгиц 3 мк. о, Давление 90 кбар, гелтерагура 1500 С, 2о врел я 1 мин. Выход карбида железа

80%, гехпологические примеси — графит

55 Х,, и окись железа — остальное.

Г(р и м е р 4. Предварительно запрессованную смесь 100 мгле Си 10 лт графита 25 подверганл воздействию давления 90 кбар и температуры 1500 C в течение 2 мин.

Выход карбида железа7е7С 80%, технологическая примесь — i рафиг.

I! p и м е р 5„32 мг цементита, пред- ЗО вари гелыю запрессованного и таблетку высогоп(2 >AIM и диаметром 35 мм, помешак)т в трубку из кярбонигрида бора и IioIIaepi"a«>i воэдейс гви ю давления 80 кбя р и температурыы 1400 С в течение 1 мин. Выход кар- З5 о бидо железа 78 С 60%>, технологические т примеси - карбид боря, нитрид. бора, графит, цемент.

Во всех приведенных примерах получен карбид железа Ге С обладающий следующими магии гными свойcтвами: с готическая магнитная восприимчивость карбидаУв С х = 0,216; величина 7 для карбида Ге г С слабо зависит от величины внешнего магнитного 45 поля до Н 10 р„, 9 величина активной части магнитной. проницаелюсги практически не зависит от частоты в интервале 45-200 мГц; величина мнимой части магнитной восчрн> имчивости Х, Определяющая по>. лОшение электромагнитной энергии в вешса >ве„сла— бо зависит or частоты в интервале 45

200 мГц.

Предлагаемый способ позволив-;..- простым приемом получать в любых количествах карбид железаТ е С, не имеющий в качестве технологической примеси свободного железа и минимально загрязненный другими ферромагнитными примесями. Используется стандартная аппаратура для создан я высокого давления и высокой темг„„-:(ят ры,, рименяемая для синтеза cBepxrkeðä:.,:,. матери-алов.

Таким образом, промышленное: эго го." к ние карбида железа Ге С може . б:,-."гь;.р .пыг 3 зовано на любом из заводов, III>I, л. сверхтвердые материалы.

Магнитные свойства карбид: .:калева Ре

3 делают его перспективным материалом для применения в некоторых областях радио".ехники. Так, наприл ер, продукт, получаемый по предлагаемому способу, может быт даже беэ предварительной oчисгкя использован для изготовлении магнитодивлектриков, работающих в широком ди .::. -BI . частоты (до 200 мГц).

Формула изобретения

1. Способ получения карбида железо путем взаимодействия желеэосодержашего материала и углеродсодержашего материала при повышенной температуре и давлении, о т л и ч в ю ш и и с я тем, что, с целью ускорения процесса и повышения чистоты конечнот о продукта„в качестве исходного железосодержащего мягериялв используют о цемент, а процесс ведут при 1000-1500 С и давлении 65-90 кбар.

2. Способ по и. 1, о т л и ч в ю ш и йс я тем, что, цемент и углеродсодержаший материал располагают чередующимися слоями, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе . 1.3of ciaer!caII С!7ет са8 Soc(e)у, 1957, voP 79, I o 22, Р 5899.