ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Получение, свойства и применение карбонильных порошков вольфрама и молибдена из "Химия и технология карбонильных материалов" Производство порошков вольфрама и молибдена основано на термическом разложении паров соответствующих карбонилов при атмосферном давлении и температуре порядка 350—1000 °С [61 157, 161, 162]. Обычно процесс проводится, как это будет показано ниже, в токе несущих газов (водорода, азота и Др.), хотя принцип пиально возможно непосредственное разложение кристаллического карбонила [162] или ведение процесса в слабом вакууме без применения несущего газа 343]. [c.167] В качестве несущего газа используется водород. Очистка технического водорода производится в колонке 13 в присутствии хромоникелевого катализатора при 20 °С, после чего водород осушают в осушителе 11. [c.168] В сублиматоре 2 карбонил нагревают до 80—135 °С с помощью водяного пара, пропускаемого через теплообменную рубашку. В подогревателе водорода 1 и теплообменнике 3 также поддерживается температура около 100°С. [c.168] Горячий водород, захватывая пары карбонила вольфрама (или молибдена), выносит их в аппарат разложения 4, оборудованный электрообогревом. В свободном объеме аппарата при 350— 400 °С происходит термораспад карбонилов с образованием высокодисперсных металлических порошков и выделением окиси углерода. [c.168] Порошок вольфрама в количестве 72%) собирается в приемнике 6, 12% порошка оседает на фильтре 5. Таким образом, выход порошка вольфрама равен 94%. Соответственно 61% порошка молибдена собирается в приемнике 6 и 25% —в фильтре 5, т. е. выход молибденового порошка равен 86%. Такое распределение выхода порошка закономерно, если учесть резкую разницу в величинах плотности вольфрама (19,2 см ) и молибдена (10,3 zj M ). [c.168] От 60 до 70% порошка имеет относительно шарообразную форму частиц с неровными и острыми выступами на поверхности. Средний диаметр частиц равен 2—4 мкм. Остальной порошок состоит из тонких чешуйчатых частиц нешарообразной формы. Порошки вольфрама содержат 1,4—2,2% С и до 2% О порошки молибдена содержат 3,4—3,9% С и до 5,8% О. [c.168] С целью удаления углерода и кислорода полученные порошки вольфрама и молибдена подвергают дополнительному отжигу в токе водорода в печах трубчатого или муфельного типа. На рис. 63, а представлено снижение содержания углерода в порошке вольфрама при отжиге его в точке очищенного и осушенного водорода (20 л/ч). Водород очищают при 20 °С с помощью хромоникелевого катализатора. Для осушки служит осушительная батарея, состоящая из пяти колонок, две из них заполнены по ходу газа хлористым кальцием, остальные — щелочью, фосфорным ангидридом и стекловатой. [c.168] С 1958 г. начали также публиковаться исследования в области получения молибденовых порошков, проведенные Н. А. Белозерским и О. Д. Кричевской [19, 157—161]. Эти работы и более поздние исследования [162, 279, 345—348] позволили создать опытную установку, оборудованную кварцевым аппаратом диаметром 100 и высотой 1000 мм. В кварцевом аппарате разложение карбонила можно вести при температурах 400—1400 °С [161]. [c.169] На рис. 64 показано влияние примесей различных газов в процессе термораспада карбонилов вольфрама и молибдена на содержание углерода в получаемых металлических порошках [348]. [c.169] Насыпная плотность получаемого молибденового порошка сни-жается при повышении температуры разложения от 400 до 1000 °С от 1,73 до 0,16 г см . С уменьшением концентрации паров гексакарбонила молибдена в испарителе от 0,96 до 0,31 г/л насыпная плотность падает с 2,3 до 1,2 г/сл . Изменение скорости инертного газа-носителя в различных температурных условиях не сказывается на изменении насыпной плотности порошка [347]. [c.170] Удельная поверхность молибденовых порошков в несколько раз превышает поверхность карбонильных никелевых порощков аналогичной плотности [285]. В табл. 43 приведена удельная поверхность карбонильных молибденовых порошков [345]. [c.170] Очистка полученных порошков от углерода осуществляется путем осторожной его термообработки в среде окисляющих агентов (СОг, Н2О и О2 в инертных газах) при температурах 800—1250 °С. В табл. 44 приводятся некоторые способы обезуглероживания молибдена [348]. [c.171] Наиболее простым и надежным способом является обезуглероживание термообработкой в токе влажного водорода [161]. Для удаления кислорода из обезуглероженного порошка его восстанавливают чистым сухим водородом при 1100°С. [c.171] Из порошка карбонильного вольфрама можно изготавливать высококачественные прессованные контакты для отключения тока на мощных линиях электропередач. Для этой цели поры между ча стицами порошка заполняют расплавленной медью или серебром, которые целиком насыщают вольфрамовый образец. Такие коЯ такты хорошо работают и не плавятся даже при токе в несколько тысяч ампер и напряжении в сотни тысяч вольт. Для сравнения моЖно отметить, что лучшие из обычно применяемых медных контактов при таком режиме эксплуатации немедленно испаряются и выходят из строя [61]. [c.171] Порошки карбонильных вольфрама и молибдена могут примем няться, с одной стороны, для изготовления пористых либо компактных деталей методами порошковой металлургии, и, с другой сторо йы, для получения из них литых и кованых изделий, обладающий высокой пластичностью вследствие малого содержания примесещ а также листового материала [349]. [c.171] Союзе были проведены специальные исследования с целью уста новления технологических характеристик карбонильных молибденовых порошков для использования их в порошковой металлургии [345]. [c.172] прессуемость первичных порошков молибдена значительно хуже прессуемости термообработанных порошков при 1000°С в токе водорода. Хотя авторы считают, что это явление обусловлено присутствием в первичных порошках газов и окислов, по нашему мнению, плохую прессуемость следует объяснить наличием химических примесей — связанного и свободного углерода и связанного кислорода. Уплотняемость термообработанных порошков возрастает с уменьшением их удельной поверхности от 1,8 до 0,6 м г. Применение пластификатора (12%-ного раствора поливинилового спирта в воде) приводит к более четкой аналогичной закономерности. Лучшие результаты получены при прессовании предварительно термообработанных порошков. Однако в любом случае давление прессования более 3 г / лi достаточно для изготовления прочных металлокерамических изделий [345]. [c.172] Спекание карбонильных молибденовых порошков при 1400 °С в водороде протекает интенсивно. При этом предварительная термообработка порошка способствует получению спеков достаточно высокой плотности при относительно меньших усадках, чем введение в порошок пластификатора. При давлении прессования 5— 7 тс/см и температуре 1200 °С получают спеки плотностью от 7,5 до 8,1 г/см , а при 1400 °С плотность возрастает до 8,9—9,3 г/см . Соответственно объемная усадка увеличивается от 27—25 до 44— 36%. Следует отметить, что применение порошка, имеющего меньшую удельную плотность (0,6 м /г вместо 1,1—1,8 м г), при указанных условиях спекания снижает плотность спека на 10—15%. Повышение температуры спекания с 1200 до 1400 °С увеличивает прочность спека от 40 до 90 кгс[мм . Само получение спеченных образцов с пористостью от 0,1 при 1400 °С говорит о чрезвычайной активности процесса спекания и несомненной перспективности применения порошков карбонильного молибдена для этой цели [345]. [c.172] Спеченные образцы из порошков карбонильного молибдена и вольфрама (так называемые штабики) с целью повышения прочности можно подвергнуть дополнительному процессу сварки. Для этого штабик зажимается между контактами, охлаждаемыми водой. Затем в атмосфере сухого водорода через него в течение нескольких минут пропускается ток, и образец нагревается почти до температуры плавления [350]. [c.172] Вернуться к основной статье