Получение тугоплавких соединений в плазме - Краснокутский Ю.И.
Скачать (прямая ссылка):
турах, что приводит к возрастанию энергозатрат. Увеличение количества окислите-
удельная поверхность порошков MoU3, полученных иэ различных соединении;
в ВЧ-плазме
Удельная поверхность,
Исходное сырье
Фазовый состав
MoCI5 MoO2Cl2 Mo (CO)6 Mo
MoOg орторомб
М0О3 орторомб MoO3 орторомб
MoOg орторомб
128 140 164
ВТ
учения оксидов молибдена конверсией MoCl5, Mo (Cw лучении сжиганием металлического молибпГ)в
Г J АноГпТазме ВЧ-разряда. В реакционну?^ плазмохимического реактора газообразное сырье П0ДавНаУ ліь газом-носителем (азотом), а металлический порощ* молибдена - питателем псевдоожиженного слоя. Пол к ченные окислением металлического молибдена пороші имели обычный для оксида молибдена (VI) желто-зеленый цвет тогда как порошки, полученные из хлорида и кар. бонила, имели синий цвет. Появление синего цвета автору 192] объясняют наличием небольшого количества центров окраски, образованных ионами пятивалентного молиб-дена, но, как указывают авторы, характерного для MoH сигнала ЭПР не обнаружено. Некоторые свойства полу-•ченных порошков приведены в табл. 5.
ОКСИДЫ ЖЕЛЕЗА И НИКЕЛЯ
Получение оксидов железа и никеля в низкотемператур. ной плазме возможно термическим разложением руд и минералов, сжиганием чистых металлов в окислительной плазме, конверсией летучих соединений или термолизом водных растворов солей. Выбор того или иного метода в каждом случае зависит от предъявляемых потребителями требований к конечному продукту. Для получения высокочистых ультрадисперсных порошков оксида железа для радиоэлектронной техники предпочтительно применять конверсию легколетучих соединений или термолиз водных растворов солей.
Оксиды железа. Подробные исследования получения магнитного у-оксида железа конверсией его пентакарбо нила в воздушной плазме дугового разряда были прове-и-" аЛ°Рами 197I- В работе [98] выполнен термодинамический анализ систем Fe-O-C-N-H и Fe-Co-O-C-бон~ил'а ж^?ТЫ\ При к°нверсии чистого пентакар-в BosnvnSn С добавлением растворов солей кобальта ISZfnoT^ ^четные равновесные составы кон; А-НРГинТерВалЛГ0браЗН0Й Фаз системы Fe-C-O-ном ДавлениГпоказаГР3^15 300^OO К при нормаЛЬ' Данных показал 1 "V0' 30- А*ализ получен^
ствукгг только ГазообпРИ ? > 3000 * в системе прис^ ? 0.. N, Ni NO й iff""6 веЩества Fe, FeO, Со, COv T < 3000 К и являетоаНДЄНСаЦИЯ Fe*°* наблюдается пр ** в интервалатемnZ 0СН0ов«°й конденсированной 4* температур 2900-1300 К. Образован**8
r-fofic
Равновесный состав продуктов взаимодействия Fe(CO)5 с воздухом в зависимости от температуры.
„ругих оксидов в этом интервале температур не наблюдается. Конденсация углерода в чистом виде отсутствует во всем интервале исследуемых температур. При температуре ниже 1300 К Fe3O4 в равновесном составе отсутствует, а появляется Fe2O3. Газовая фаза состоит из CO2 и N2. Таким образом, при высокотемпературном окислении пентакарбонила железа образуются конденсированные фазы Fe3O4 и Fe2O3, разграниченные различными температурными интервалами существования.
При анализе системы Fe—Со—С—О—N-Н, кроме указанных выше компонентов в конденсированной фазе, наблюдается образование оксида кобальта (II), который ffif°TByeT в интеРвале температур 1000—2100 К. Ниже 'ТОО К в системе образуется Co3O4. При этом Fe2O3 и CoO существуют в одной температурной области, что указывает на возможность получения твердых растворов или соединении в системе Fe3O4-CoO. В этой системе углерод и двухвалентное железо в конденсированной фазе не обнаружены. Экспериментальными исследованиями [97, 99], проведенными на электродуговой установке мощностью 45 кВт при среднем расходе исходного сырья Fe (CO)5 ~ 0,6 кг/ч, установлено, что в интервале температур (определен термодинамическими расчетами) в целевых продуктах содержатся магнитная и немагнитная-модификации оксида железа (III) (рис. 31). Магнитная Y-Fe2O3 фаза
89-
става ' ^ависимость фазового со-Тов к0цо„"ДенсиР°ванных продук-*^А"И Fe (С°)о °т средне-'«япературы в реакторе.
T-fSo + 2 % CoO
T-FeK+4% CoO
7-FeA +6% CoO
4-Fe>03 + 7 % CoO
17 490 0,20
23 8.? 0,30
28 620 0,35
39 750 0,38
43 725 0,39
0,50 0,60 0,70 0,80 0,86
существует в широком интервале температур и дости-гает максимальной концентрации ~ 97 % (мае.) при T — 1000 К- Количество немагнитной фазы Gc-Fe2O3 с пошл иением температуры уменьшается с 30 до 2,7 % (мае), .а наличие FeO в твердой фазе продуктов термолиза пентакарбонила железа, являющегося составной частью магнетита, колеблется от 0,3 до 38,1 % (мае).
В целевых продуктах, полученных при оптимальных температурах (1000 ± 200 К), содержание примесей оксидов составляет, % (мае): FeO — 0,3, Ot-Fe2O3-3,5.
Магнитные параметры порошков оксида железа в значительной степени определяются их гранулометрическим составом. Получаемые конверсией Fe (CO)5 порошки 7-Fe2O3 представляют собой сферические частички, иногда слегка ограненные. Средний диаметр частичек зависит от условий реализации процесса и может находиться в пределах 50—500 нм. На степень монодисперсности порошков влияют также газодинамические условия в реакторе. Отклонение величины частичек от среднего размера уменьшается в том случае, когда работа реактора приближается к режиму идеального вытеснения.
