Способ производства танталовых сплавов - заявка 2015119548 на патент на изобретение в РФ

1. Способ производства танталового сплава, включающий следующие стадии:
стадию, в которой получают смесь реагентов, которая содержит:
порошок пентаоксида тантала;
порошок оксида железа (III);
порошок оксида меди (II);
порошок пероксида бария;
порошок металлического алюминия; и
порошок металлического вольфрама;
стадию, в которой помещают слой порошка оксида магния на по меньшей мере донную поверхность графитовой реакционной емкости;
стадию, в которой помещают смесь реагентов в графитовую реакционную емкость сверху на слой порошка оксида магния;
стадию, в которой запальной провод из тантала или танталового сплава приводят в контакт с реакционной смесью;
стадию, в которой герметизируют реакционную емкость внутри реакционной камеры;
стадию, в которой создают вакуум внутри реакционной камеры;
стадию, в которой запитывают запальной провод для инициации алюминотермических реакций между компонентами реакционной смеси, посредством которых получают продукты реакций, содержащими:
монолитный, полностью консолидированный королек сплава, содержащего тантал и вольфрам; и
отдельную шлаковую фазу, содержащую оксид алюминия и оксид бария;
стадию, в которой охлаждают продукты реакции до комнатной температуры;
стадию, в которой удаляют продукты реакции из реакционной емкости; и
стадию, в которой разделяют шлак и королек.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что выход тантала в королек составляет по меньшей мере 90% относительно веса металла от исходного тантала, поставляемого реагентом пентаоксидом тантала.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что выход тантала в королек составляет по меньшей мере 93% относительно веса металла от исходного тантала, поставляемого реагентом пентаоксидом тантала.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что королек содержит по меньшей мере 1,0% вольфрама относительно общего веса королька.
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что королек содержит по меньшей мере 80% тантала относительно общего веса королька.
6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что реакционная смесь содержит, относительно общего веса реакционной смеси:
от 55,1 до 57,1% порошка пентаоксида тантала;
от 0 до 3,5% порошка оксида железа (III);
от 0 до 3,2% порошка оксида меди (II);
от 21,5 до 23,5% порошка пероксида бария;
от 14,7 до 16,7% порошка металлического алюминия; и
от 0,5 до 15% порошка металлического вольфрама.
7. Способ по п. 1, дополнительно включающий электронно-лучевое плавление королька.
8. Способ производства танталового сплава, включающий следующие стадии:
стадию, в которой смесь реагентов помещают в реакционную емкость, причем смесь реагентов содержит:
порошок пентаоксида тантала;
по меньшей мере один из реагентов оксид железа (III) и оксид меди (II);
порошок пероксида бария;
порошок металлического алюминия; и
по меньшей мере один из таких реагентов как: порошок пентаоксида ниобия, порошок металлического вольфрама и порошок триоксида вольфрама; и
стадию, в которой инициируют алюминотермические реакции между компонентами смеси реагентов.
9. Способ по п. 8, отличающийся тем, что смесь реагентов содержит:
порошок пентаоксида тантала;
порошок оксида железа (III);
порошок оксида меди (II);
порошок пероксида бария;
порошок металлического алюминия; и
порошок металлического вольфрама.
10. Способ по п. 9, отличающийся тем, что реакционная смесь содержит, относительно общего веса реакционной смеси:
от 55,1 до 57,1% порошка пентаоксида тантала;
от 0 до 3,5% порошка оксида железа (III);
от 0 до 3,2% порошка оксида меди (II);
от 21,5 до 23,5% порошка пероксида бария;
от 14,7 до 16,7% порошка металлического алюминия; и
от 0,5 до 15% порошка металлического вольфрама.
11. Способ по п. 8, отличающийся тем, что смесь реагентов содержит:
порошок пентаоксида тантала;
порошок пентаоксида ниобия;
порошок оксида железа (III);
порошок оксида меди (II);
порошок пероксида бария; и
порошок металлического алюминия.
12. Способ по п. 8, отличающийся тем, что реакционная емкость включает графитовую поверхность дна.
13. Способ по п. 8, отличающийся тем, что реакционная емкость включает графитовые боковые стенки.
14. Способ по п. 8, отличающийся тем, что слой оксида магния помещен на донную поверхность реакционной емкости.
15. Способ по п. 14, отличающийся тем, что слой оксида магния относится по меньшей мере к одному из видов:
слой порошка оксида магния;
термически напыленный слой покрытия из оксида магния;
слой покрытия из оксида магния, нанесенный окрашиванием; или
лист или обшивочная пластина из оксида магния, непосредственно прилегающая к донной поверхности реакционной емкости.
16. Способ по п. 8, отличающийся тем, что инициирование алюминотермических реакций между компонентами реакционной смеси включает запитывание запального провода, находящегося в контакте с реакционной смесью.
17. Способ по п. 16, отличающийся тем, что контакт запального провода обеспечивают одним из способов:
погружают в реакционную смесь в реакционной емкости; или
располагают внутри стартового пакета, помещенного сверху на реакционную смесь в реакционной емкости, причем дополнительно стартовый пакет содержит порошок металлического алюминия и любой из или любую комбинацию из таких реагентов как порошок пентаоксида тантала, порошок пентаоксида ниобия, порошок оксида железа (III), порошок оксида меди (II) и/или порошок пероксида бария.
18. Способ по п. 16, отличающийся тем, что запитывание запального провода включает пропускание тока по меньшей мере 60 А через запальный провод в течение по меньшей мере 1 секунды.
19. Способ по п. 8, который перед инициацией алюминотермических реакций дополнительно включает герметизацию реакционной емкости внутри реакционной камеры и создание вакуума внутри реакционной камеры.
20. Способ по п. 8, отличающийся тем, что алюминотермические реакции производят продукты, содержащие:
монолитный, полностью консолидированный королек сплава, который содержит тантал и один из металлов таких как вольфрам или ниобий; и
отдельную шлаковую фазу, содержащую оксид алюминия и оксид бария.
21. Способ по п. 20, дополнительно включающий охлаждение продуктов реакции до комнатной температуры; удаление продуктов реакции из реакционной емкости; и разделение шлака и королька.
22. Способ по п. 20, отличающийся тем, что выход тантала в королек составляет по меньшей мере 90% относительно веса металла от исходного тантала, поставляемого реагентом пентаоксидом тантала.
23. Способ по п. 20, отличающийся тем, что выход тантала в королек составляет по меньшей мере 93% относительно веса металла от исходного тантала, поставляемого реагентом пентаоксидом тантала.
24. Способ по п. 20, отличающийся тем, что королек содержит по меньшей мере 1,0% вольфрама относительно общего веса королька.
25. Способ по п. 20, отличающийся тем, что королек содержит по меньшей мере 80% тантала относительно общего веса королька.
26. Способ по п. 20, дополнительно включающий электронно-лучевое плавление королька.
27. Способ производства танталового сплава, включающий следующие стадии:
стадию, в которой проводят алюминотермические реакции с использованием смеси реагентов, содержащей:
порошок пентаоксида тантала;
по меньшей мере один из реагентов оксид железа (III) и оксид меди (II);
порошок пероксида бария;
порошок металлического алюминия; и
по меньшей мере один из таких реагентов как: порошок пентаоксида ниобия, порошок металлического вольфрама и порошок триоксида вольфрама.
28. Способ по п. 27, отличающийся тем, что реакционная смесь содержит:
порошок пентаоксида тантала;
порошок оксида железа (III);
порошок оксида меди (II);
порошок пероксида бария;
порошок металлического алюминия; и
порошок металлического вольфрама.
29. Способ по п. 27, отличающийся тем, что реакционная смесь содержит, относительно общего веса реакционной смеси:
от 55,1 до 57,1% порошка пентаоксида тантала;
от 0 до 3,5% порошка оксида железа (III);
от 0 до 3,2% порошка оксида меди (II);
от 21,5 до 23,5% порошка пероксида бария;
от 14,7 до 16,7% порошка металлического алюминия; и
от 0,5 до 15% порошка металлического вольфрама.
30. Способ по п. 27, отличающийся тем, что реакционная смесь содержит:
порошок пентаоксида тантала;
порошок пентаоксида ниобия;
порошок оксида железа (III);
порошок оксида меди (II);
порошок пероксида бария; и
порошок металлического алюминия.
Наверх