Способ получения ультрадисперсного порошка карбонитрида титана

Способ получения ультрадисперсного порошка карбонитрида титана

Реферат

 

Изобретение относится к технологии производства тугоплавких соединений, а именно ультрадисперсного порошка карбонитрида титана, пригодного для использования в различных областях техники. Цель изобретения повышение окислительной устойчивости порошка карбонитрида титана на воздухе. Изобретение представляет собой получения ультрадисперсного порошка карбонитрида титана путем воздействия электрического разряда при энтальпии плазменной струи 1,8-3,1 кBт.ч/кг на парогазовую реакционную систему, содержащую тетрахлорид титана, водород, углеводород, азот и кислород при атомном отношении 0<[0]/[C]<1 и 0<[C]-[O]/[Ti]<1, в течение 10^-3-10^-2c. Получают порошок карбонитрида титана дисперсностью 30 40 нм с выходом 95 99% Исходное содержание кислорода в продукте 1,5 0,2%, которое после 10³ч хранения на воздухе изменяется до величины 2 0,2%, т.е. окислительная способность возрастает лишь в 2 раза, в то время как по прототипу за то же время хранения содержание кислорода в продукте увеличивается почти в 3 раза. 1 ил.

Изобретение относится к технологии производства тугоплавких соединений, а именно ультрадисперсного порошка карбонитрида титана, пригодного для использования в различных областях техники. Целью изобретения является повышение окислительной устойчивости порошка карбонитрида титана на воздухе. П р и м е р 1. На газовую реакционную систему, содержащую пары TiCl₄, N₂, CH₄ и О₂ с соответствующими расходами, м³/ч: 0,10, 1,71, 0,97 и 0,46 при атомных отношениях [0]/[C] 0,95 и ([С] [0])/[Ti] 0,50, воздействуют электродуговым разрядом. При энтальпии плазменной струи 2,8 кВт.ч/кг реакционной смеси и времени воздействия разряда 6 10^-3 с в конце реакции выделяют порошок карбонитрида титана состава TiC 0,15 N 0,85 дисперсностью 30-40 нм с массовым содержанием кислорода в исходном состоянии 1,5 0,2% (т.е. в состоянии выгрузки порошка из реактора) и после хранения на воздухе в течение 10³ ч 2 0,2% Выход продукта составляет 99% П р и м е р 2. На газовую реакционную систему, содержащую пары TiCl₄, N₂, C₅H₈ и О₂ с соответствующими расходами, м³/ч: 0,08, 0,37, 0,34 и 0,10 при атомных отношениях [0]/[C]0,19 и ([C]/[Ti] 0,97 воздействуют электродуговым разрядом. При энтальпии плазменной струи 2,1 кВт.ч/кг и времени воздействия разряда 7 10^-3 в конце технологического процесса выделяют порошок карбонитрида титана состава TiC_0,6N_0,4 дисперсностью 30-40 нм с массовым содержанием кислорода в исходном состоянии 1,5 0,2% и после 10³ ч хранения на воздухе 2 0,2% Выход продукта составляет 95% П р и м е р 3. На реакционную газовую систему, содержащую пары TiCl₄, N₂, C₃H₈, C₆H₁₄ и О₂ с соответствующими расходами, м²/ч: 0,10, 0,04, 0,95, 0,16 и 1,43, при атомных отношениях [O]/[C] 0,97 и ([C] [O])/[Ti] 0,85 воздействуют электродуговым разрядом. При энтальпии плазменной струи 1,8 кВт. ч/кг и времени воздействия разряда 4 10^-3 с в конце процесса выделяют порошок карбонитрида титана состава TiC_0,9N_0,03 дисперсностью 30-40 нм с массовым содержанием кислорода в исходном состоянии 1,5 0,2% и после 10³ ч хранения на воздухе -2 0,2% Выход продукта составляет предельно допустимую величину 90% П р и м е р 4. На реакционную газовую систему, содержащую пары TiCl₄, N₂, C₃H₆, C₆H₁₂, H₂O и О₂ с соответствующими расходами, м³/ч: 0,15, 0,08, 0,94, 0,025, 2,9 и 0,02, при атомных отношениях [O]/[C] 0,99 и ([C]-[O]/[Ti] 0,20 воздействуют электродуговым разрядом. При энтальпии плазменной струи 3,1 кВт. ч/кг и времени воздействия разряда 5 10^-3 с в конце реакции выделяют порошок карбонитрида титана состава TiC_0,9N_0,05 дисперсностью 30-40 нм с массовым содержанием кислорода в исходном состоянии 1,5 0,2% и после 10^-3 ч хранения на воздухе 2 0,2% Выход продукта составляет 99% На чертеже графически представлены зависимости массового содержания кислорода в ультрадисперсных порошках карбонитрида титана по изобретению (1) и прототипу (2) от длительности их хранения на воздухе. Окислительная устойчивость порошка карбонитрида титана по изобретению, как следует из графика, после 10³ ч хранения уменьшается в 1,5 раза.

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ УЛЬТРАДИСПЕРСНОГО ПОРОШКА КАРБОНИТРИДА ТИТАНА путем воздействия электрического разряда на парогазовую реакционную смесь, содержащую тетрахлорид титана, водород, углеводород и азот, в течение 10^-3 10^-2 с, отличающийся тем, что, с целью повышения окислительной устойчивости порошка карбонитрида титана на воздухе, в реакционную парогазовую смесь дополнительно вводят кислород в количестве, обеспечивающем атомные отношения 0 < [О] / [С] < 1 и 0 < [С] [О] / [Ti] < 1 и процесс ведут при энтальпии плазменной струи 1,8 3,1 кВт ч/кг.

РИСУНКИ

Рисунок 1