Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Машиностроение -> Краснокутский Ю.И. -> "Получение тугоплавких соединений в плазме" -> 40

Получение тугоплавких соединений в плазме - Краснокутский Ю.И.

Краснокутский Ю.И., Верещак В.Г. Получение тугоплавких соединений в плазме — К.: Вища школа, 1987. — 200 c.
Скачать (прямая ссылка): poltugsoedvplazme1987.djvu
Предыдущая << 1 .. 34 35 36 37 38 39 < 40 > 41 42 43 44 45 46 .. 70 >> Следующая

Синтез нитрида бора из порошка бора, взвешенного в потоке азотной плазмы, был осуществлен на электродуговой установке мощностью 9 кВт, подача бора составляла 0,8 г/мин, среднемассовая температура плазмы — 5600 К. Полученный продукт содержал 70 % нитрида бора и 30 % бора. Предполагают, что времени пребывания бора в зоне высоких температур было недостаточно Для полного его испарения и образования нитрида [1511.
Метод получения нитрида бора при действии плазмы на слой конденсированных веществ использован для кар-ботермического восстановительного нитрования борного ангидрида. Этому процессу отвечают системы В — О — С -N и В — О — С— N-Н.
Система В — О — С — N отвечает процессу получения нитрИДа из борного ангидрида с использованием в качестве восстановителя сажи. Пример Равн0В!С"°пГ°ние <;ава приведен на рис. 40 [146]. Как видно іяакшление н«тРида идет только в конденсированной фазе^при тем пературе 1200 к в интервале температур »5^JJJ* ^ржание нитрида в продукте практически не завим ^ температуры; выше 2450 К начинается разложение н
115
JOOD т,к
1000 1500 2000 2500 6
Рис. 40. Равновесный состав системы В — О — С — N при р = = 10* Па и соотношении С : В = = 1,5; N : В = 1:
о. б — газовые фазы; в — конденсированная фаза;
W — массовые доли.
Ф — объемные доли;
Газовая фаза состоит в основном из оксида углерода (II) и молеку. лярного азота; примеси CO2, ОН, CH, ВО H6 превышают 0,26 % (об.). Циан и Вгаз образуются при температурах выше 2500 К за счет разложения оксида углерода (II) и нитрида бора. Мольные доли остальных веществ не превышают Ю-4. Массовая доля карбида бора в конденсированной фазе не
превышает Ю-4, и следы его наблюдаются в газовой фазе при 3500 К.
Образование нитрида бора эффективно только в конденсированной фазе. В этой системе процесс может протекать без подвода теплоты извне, а минимальные содержания примеси борного ангидрида и исходного углерода в продукте достигаются при следующих параметрах процесса: температуре 1700—2400 К, давлении Ю4— 105 Па, соотношении С : В = 1,2—1,5; N : В = I-"2, Степень конверсии бора при этом равна 100 %.
Система В — О — С — N — H образуется тогда, когда исходным сырьем являются борная кислота и борный ангидрид, восстановителем — углерод или углеводороды» азотирующим веществом — азот или аммиак. Если используются борная кислота и углерод, то соотношения элементов в исходных веществах составляют: С : В * 3; N : В = 1; H : В = 3; О : В = 3. Газовая фаза системы содержит до 65 % оксида углерода (II) и около O.3 /о водорода. Азот при T > 1600 К полностью рас*° SSS На обРазование нитрида бора. Нитрид бора оо разуется только в конденсированной фазе, выше 240OJ не Еадя на 60P и азот- ВодороІ в данной систем* Йваїд°статочными восстановительными свой РичІо Т1°Й ВОССТановитель - углерод. СтехиоМ^ V ческого соотношения С: В = 1,5 недостаточно Дл*
Восстановитель
Метан
Этан
Пропан
Этилен
Ацетилен
Ксилол
Смесь угле-Еодородов
Pe жим Показатель
Температура. К Соотношение H : С Выход нитрида, г/кг смеси Степень конверсии, % Энергозатраты, МДж/кг
2000 1900 2000 2000 2000 1900 4,0 3,0 2,66 2,0 1,0 1,25 152,04 262,40 348,60 265,90 268,90 242,40 34,85 63,12 99,47 65,42 67,10 99,71 —40,64 —20,31 —6,01 — 19,44 — 17,47 —8,70
2000 0,5 365,80 99,68 —5,31
получения высокого выхода нитрида, поскольку часть, углерода связывается кислородом водяных паров. Оптимальным соотношением является С : В = 3.
Если в качестве сырья используется борный ангидрид, в качестве восстановителя — углеводороды, а в качестве азотирующего агента — азот, то для каждого углеводорода необходимо подбирать оптимальный режим — температуру и соотношение H : С. Результаты расчета таких режимов приведены в табл. 13. Из данных таблицы видно, что лучшие результаты могут быть получены при использовании пропана, ксилола и смеси углеводородов с соотношением H : С = 0,5.
Кинетические особенности изучены применительно к процессу получения нитрида бора из борного ангидрида,, когда в качестве восстановителя используется сажа, а азотирующим веществом является плазма азота [125J. Шихту для получения нитрида бора приготовляли путем чекання смеси, состоящей из 85 % (мае.) борной кислоты *15 % сажи, при 920—970 К. Во время спекания избыток ЭДрной кислоты испаряется, и соотношение между исходными веществами приближается к стехиометриче-
°МУ, отвечающему реакции
B2O3 + ЗС + N2 = 2BN + ЗСО.
Спеченный образец представлял собой таблетку-мас-вГ8 Г ««метром 25-30 мм. Образец исследовался
Плачи Установка состоит из трех осНО°™\ источ. Генного реактора с пультом управления и исто
117
выхлоп
"Рис. 41. Схема установки для- исследования реакиий гравиметрическим методом.
ником питания, измерительного блока и пирометрического устройства. Реактор представляет собой металлический корпус 1, к нижней части которого присоединена коническая водоохлаждаемая крышка 18, сверху реактор закрывается крышкой 4. Внутри реактора установлен олок 2 из тугоплавкого материала, окруженный слоем теплоизоляции 3. На нижней крышке установлены тр* электродуговых нагревателя газа 17. По оси располага ^отмеНТраЛЬная тРУба 14> изготовленная из огнеупоР їелитїпГиРИаЛа* В нижней час™ трубы имеется pacng Делительная решетка 15. Навеску исходных вешестВ
Предыдущая << 1 .. 34 35 36 37 38 39 < 40 > 41 42 43 44 45 46 .. 70 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed