Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Машиностроение -> Краснокутский Ю.И. -> "Получение тугоплавких соединений в плазме" -> 55

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 .. 49 50 51 52 53 54 < 55 > 56 57 58 59 60 61 .. 70 >> Следующая

КАРБИДЫ ВАНАДИЯ, НИОБИЯ И ТАНТАЛА
Карбид ванадия. Соединения ванадия с углеродом реют широкую область гомогенности (15,01—19,08 %), нижний предел которой соответствует составу V4C3, верхний — VC Этот карбид представляет интерес для промышленного использования; ввиду его высокой твердости, износо- и коррозионной стойкости.
Одним из основных способов получения карбида ванадия является карботермическое восстановление оксидов в условиях высоких температур и вакуума [115]. Плазмохимические методы позволяют создать непрерывный технологический процесс с получением веществ в виде ультрадисперсных порошков. Процесс осуществлен в цилиндрическом водоохлаждаемом реакторе с внутренним диаметром 46 мм, снабженном тремя электродуговыми подогревателями, которые установлены в его верхней части под углом 120° друг к другу [134]. Реактор футерован графитом толщиной 3 мм, между графитовой футеровкой и стенкой располагается слой асбестовой теплоизоляции. Восстановление проводили в потоке азота. Порошок оксида, увлекаемый из питателя потоком транспортирующего газа (азот), и газообразный восстановитель (пропан-бутановая смесь) вводились в зону соударения истекающих из электродуговых подогревателей высокотемпературных газовых струй. Закалка осуществлялась холодным азотом, вводимым через специальное, кольцо, установленное на выходе из реактора. Конденсированные продукты восстановления улавливались на
л^тРе из неРжавеющей стали.
Максимальные значения степеней восстановления ок-но&а ^ ~ 96 %) отвечают следующим условиям: началь-скорости ввода частичек 1 м/с, размеру частичек
~~80 мкм, температуре 2450—5650 К. Полученный сР°Дукт представлял собой высокодисперсный порошок агреРЄДНИМ РазмеР0М частичек 0,2 мкм [135]. Наряду с Нем Гатами Достаточно больших размеров (до 1 мкм) в Мичр0Д,еРЖатся частички размером не более 0,1 мкм. Хи-
% ский состав порошка, % (мас): V — 79,3; Cc8 — 15;
163
CcBofi — 0,8; N — 3,5;0 — 1,3. Температура начала его окисления на воздухе на 320—370 К ниже, чем у крупнозернистого с размерами частичек 1—100 мкм. При 970 К карбид ванадия начинает взаимодействовать с азотом, образуя ¦- ?ллп Aim гд карбонитрид. В среде во-
0 2000 3000 Ши /,л доНода ^ пз5]
Рис. 71. Равновесный состав систе- наблюдается ИНТЄНСИВ-
Nb T- сїОТН = T2 Т-П50ЄНТОВ ное разуглероживание ' ' карбонитрида с образо-
ванием низшего по содержанию углерода карбида V2C Карбиды ниобия и тантала. В системе ниобий — углерод существуют два карбида — гексагональный с областью гомогенности NbCo,48 — NbCo.s и кубический NbC070 — NbCo,99- В системе тантал — углерод обнаружены a-, ?- и'-р-фазы; а-фаза кубическая, выражается составом TaC0-ТаСо.оз, ?-фаза гексагональная с областью гомогенности ТаСо,43 — ТаС0,5, Y-фаза кубическая, гране-центрированная с областью гомогенности ТаСо,72—ТаСо.эб. Эти карбиды обладают очень высокими температурами плавления, большой твердостью, устойчивостью в агрессивных средах и используются в химической промышленности, электровакуумной технике, атомной энергетике, в составе твердых сплавов и т. д. Получение изделий из них методом прессования затруднено из-за весьма высокой температуры спекания заготовок (2270 К), поэтому использование для этих целей высокодисперсных плазмохимических порошков представляет значительный интерес.
Из методов плазмохимического получения наиболее подробно изучен процесс взаимодействия хлоридов металлов с углеводородом в среде водорода. На рис. 71 приведен равновесный состав системы Nb—С—Cl— Н, иллюстрирующий возможности этого процесса [1361. Равновесный состав системы Та—Cl—H-C весьма близок к данным рис. 65 [136]. Карбиды ниобия и тантала легко ™4^уЮТСЯ при высоких температурах и устойчивы соответственно до 3600 К (NbC) и 4200 К (TaQ. Выше 2500 К ооп^йТ^ еДкнственными компонентами конденсированной фазы, а степень переработки хлорида в этом
164
близка к 100%i При температурах, меньших случае. возможно образование конденсированного угле-2 поэтому процесс желательно проводить выше ука-р0Аяого температурного предела с последующей закаляй продукта реакции до T < 1100 К, когда в связи с витием реакции метанообразования в конденсированной фазе углерод отсутствует.
Экспериментально карбиды ниобия и титана получали на установке, снабженной одним электродуговым плазмотроном [137, 138]. Сырье подавали в камеру смешения, футерованную графитом. Реактор диаметром 50 и длиной 300 мм был изготовлен из графита и теплоизолирован от водоохлаждаемых стенок корпуса графитовым волокном. Среднемассовые температуры газового потока на выходе из плазмотрона составляли от 2900 К (для чистого водорода) и до 3600 К (для аргоноводород-гой смеси) с 3 % (мае.) водорода.
Поток газа, содержащий дисперсную фазу, попадал в систему улавливания, где продукционный порошок собирался на матерчатом фильтре. Отходящие газы подвергались очистке от хлороводорода. При температуре плазмы 3400—3500 К степень переработки хлорида была близка к 100 %s Выход ультрадисперсной фазы составлял 85 — 90 %. Соотношение H : Cl > 20. Соотношения С: Me ~ 1 недостаточно для образования состава карбидов, близкого к M?G(o. В этом случае необходим 3— 6-кратный избыток метана. Карбиды Me2C образуются при соотношениях CH4 : MeCl5^ 1,5; изменяя это соотношение, можно управлять составом порошков.
Предыдущая << 1 .. 49 50 51 52 53 54 < 55 > 56 57 58 59 60 61 .. 70 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed