Способ получения высокодисперсного порошка сплава рения и молибдена

 

Изобретение относится к способу получения высокодисперсного порошка (3 - 5 m) сплава рения и молибдена в соотношении 1 : 1. Сущность: процесс ведут при помощи двухстадийной термообработки биметаллического алкоксокомплекса состава ReOMoO(OCH₃)₇. Первая стадия термообработки - разложение комплекса на воздухе при 250 - З00^oС течение 1 - 2 ч, вторая - восстановление полученной аморфной фазы в атмосфере водорода при 800 - 900^oС в течение 2 - 3 ч. Полученный порошок сплава идентифицирован по данным рентгенофазового анализа и электронной микроскопии.

Изобретение относится к металлургии редких металлов и может быть использовано для получения тугоплавкого сплава рения и молибдена.

Известны способы получения аналогичных сплавов; сплавление порошков чистых металлов в вакууме при температуре 2400^oC в течение 1 ч (соотношение Re:Mo=1:1) [1]. Недостатком данного способа является необходимость поддержания вакуума и высокой температуры процесса; спекание порошков чистых металлов (соотношение Re:Mo от 1:19 до 19:1), смешанных на шаровой мельнице в продолжение 72 ч при комнатной температуре [2]. Режим термообработки (вакуум 10^-3 мм рт.ст.): 2400^oC - 8 ч, либо 1850^oC - 17 ч, либо 1600^oC - 30 ч, либо 1100^oC - 100 ч. Во всех случаях по данным рентгенофазового анализа образование сплавов было полным. Недостатками данного способа являются длительность проведения процесса, высокая температура и необходимость использования высокочистых порошков металлов; восстановление водородом смеси гексафторидов металлов (MoF₆, ReF₆) в газовой фазе при температуре 1540 - 140^oC в реакторе специальной конструкции [3] . В результате были получены порошки сплавов с удельной поверхностью 1,6-14 м²/г. Побочным продуктом реакции является фтороводород. Недостатком данного метода является труднодоступность и чрезвычайно высокая химическая активность исходных гексафторидов металлов, требующая использования специальных конструкций и материалов реактора.

Наиболее близким к предлагаемому способу является метод получения порошка сплава Re и Mo, в котором в качестве исходных реагентов используются совместные водные растворы молибдата и перрената аммония [4]. В качестве первой стадии обработки проводят их упаривание досуха до образования порошка сухих солей. Второй стадией является восстановление этого порошка в атмосфере водорода (H₂) при 800-1000^oC. Третьей стадией является механический помол полученного порошка сплава до достижения размера частиц меньше 20 m . В четвертой стадии порошок, подвергнутый помолу, распыляют через высокотемпературную плазму (>2000^oC) для расплавления частиц и придания им гомогенности.

Недостатком данного метода получения порошка сплава являются неравномерность образующегося первоначально частиц сплава по составу и размеру, что требует проведения дополнительных стадий измельчения и гомогенизации при высокой температуре с использованием специального оборудования и больших энергозатрат.

Технический результат состоит в упрощении процесса (снижении температуры и уменьшении числа стадий).

Этот результат достигается тем, что в качестве соединения рения и молибдена берется биметаллический метилат рения и молибдена, ReOMoO(OCH₃)₇ [5], который перед восстановлением подвергают термической обработке на воздухе при 250-300^oC в течение 1-2 ч. При этом получают черный рентгеноаморфный порошок, который затем восстанавливают водородом при 800-900^oC в течение 2-3 ч.

Пример 1. Биметаллический метилат рения и молибдена разлагают на воздухе при температуре 250^oC в течение 2. Полученный порошок восстанавливают в атмосфере водорода при температуре 800^oC в течение 3 ч. Получают чистый интерметаллид рения и молибдена состава 1:1. Размер частиц продукта составляет 3-5 m .

Пример 2. Разложение ведут при 300^oC в течение 1 ч. Восстановление полученного рентгеноаморфного порошка в атмосфере водорода проводят при 900^oC в течение 2. Получают чистый сплав рения и молибдена состава 1:1. Размер частиц продукта 3 - 5 m .

Пример 3. Разложение комплекса рения и молибдена ведут при температуре 275^oC в течение 2,5 ч. Получают чистый интерметаллид рения и молибдена состава 1:1. Размер частиц продукта составляет 3-5 m .

Пример 4. Разложение комплекса рения и молибдена ведут при температуре 225^oC. Полученный порошок по данным РФА содержит остаточные количества исходного комплекса. При дальнейшем восстановлении его в атмосфере водорода происходит разделение компонентов и образование не сплава, а индивидуальных порошков металлов.

Пример 5. Разложение комплекса рения и молибдена ведут аналогично примеру 1. Восстановление полученного порошка ведут в атмосфере водорода при температуре 750^oC в течение 1,5 ч. Полученный продукт является смесью твердого раствора ReO₂-MoO₂ [6] и сплава рения и молибдена (1:1).

Использование более высоких температур разложения (>300^oC) исходного комплекса рения и молибдена приводит к выделению индивидуального MoO₃ (по данным РФА).

Более длительное время отжига и восстановление в атмосфере водорода при высоких температурах (>900^oC) представляется нецелесообразным, так как не оказывает влияния на характеристики получаемого продукта, но приводит к увеличению энергозатрат.

Таким образом, сопоставление известного технического решения [4] и разработанного способа получения сплава рения и молибдена доказывает, что предлагаемый способ позволяет получить высокодисперсный и практически монодисперсный (размер частиц 3-5 m) порошок сплава рения и молибдена, достичь химической гомогенности порошка сплава, снизить температуру процесса получения интерметаллида и сократить число стадий проведения процесса с 4 до 2, не используя при этом специального оборудования и высоких энергозатрат.

Источники информации 1. Mc Horgue C.G., Maynor H. J. Metals, 1953, V.5, P.1382.

2. Савицкий Е.М., Тылкина М.А., Поварова К.Б. Ж. неорган. химии, 1959, Т.4. Вып.2. С.424.

3. Smiley S.H. Патент США, US 3341320, 1967.

4. Kopatz N.E., Johnson W.A., Ritsko J.E. Патент США, US 4731111, 1988.

5. Kessler V.C., Shevelkov A.V., Khvorykh G.V., Seisenbaeva G.A. Chem. Commun., 1995, P.1779.

6. Savborg O., Mat. Res. Bull., 1976, V. 11, P. 275.

Формула изобретения

Способ получения высокодисперсного порошка сплава рения и молибдена из соединений рения и молибдена, включающий восстановление в атмосфере водорода при 800 - 900^oC, отличающийся тем, что в качестве соединения рения и молибдена используют биметаллический метилат рения и молибдена ReOMoO(OCH₃)₇, перед восстановлением его подвергают термообработке на воздухе при 250 - 300^oC в течение 1 - 2 ч, а восстановление в атмосфере водорода проводят в течение 2 - 3 ч.