Технологические основы металлотермического синтеза вольфрама, молибдена и их композитов с боридными и карбидными фазами из оксидных соединений в ионных расплавах

• Автор: Гостищев, Виктор Владимирович
• Шифр специальности: 05.02.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Комсомольск-на-Амуре
• Количество страниц: 138 с. : ил.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ДАННЫХ ПО ТЕХНОЛОГИЯМ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОРОШКОВ ВОЛЬФРАМА, МОЛИБДЕНА И ИХ ТУГОПЛАВКИХ СОЕДИНЕНИЙ

1.1. Механическое измельчение металлов

1.2. Физические методы получения порошков

1.3. Физико-химические методы получения порошков

1.4. Методы синтеза боридов и карбидов вольфрама, молибдена

1.5. Заключение по литературному обзору и постановка задач исследования

ГЛАВА 2. ИСХОДНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Характеристика исходных веществ

2.2. Методы исследования

2.2.1. Термографический анализ

2.2.2. Рентгенофазовый анализ

2.2.3. Элементный анализ
2.2.4. Химический анализ общего содержания бора в синтезированных боридосодержащих композитах
2.2.5. Определение гранулометрического состава порошков
2.2.6. Аналитическое определение удельной поверхности порошков
2.2.7. Определение полной удельной поверхности методом БЭТ
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ
ПОРОШКОВ ВОЛЬФРАМА, МОЛИБДЕНА ИЗ ОКСИДНЫХ ФАЗ
3.1. Термодинамическая оценка реакций получения вольфрама и молибдена
3.2. Термический анализ восстановления кислородных соединений
вольфрама и молибдена
3.3. Исследование и разработка технологии получения порошков вольфрама
и молибдена путём восстановления их оксидов в ионных расплавах
3.4. Исследование и разработка технологии получения порошков вольфрама
из шеелитового концентрата
Выводы

ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ СИНТЕЗА БОРИДО
КАРБИДОСОДЕРЖАЩИХ ПОРОШКОВЫХ КОМПОЗИТОВ ВОЛЬФРАМА,
МОЛИБДЕНА
4Л. Металлотермический синтез боридосодержащих порошков вольфрама
и молибдена
4.2. Металлотермический синтез порошков -УВ из шеелитового концентрата
4.3. Магниетермический синтез карбидов молибдена и вольфрама
Выводы
ГЛАВА 5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК
СИНТЕЗИРОВАННЫХ ПОРОШКОВ
5.1. Экспериментальное определение гранулометрического состава порошков вольфрама и молибдена
5.2. Аналитическое определение удельной поверхности порошков вольфрама
5.3. Влияние фазового состава полученных порошков на их гранулометрические характеристики
5.4. Влияние удельной поверхности восстановителей на крупность порошков вольфрама
5.5 Определение полной удельной поверхности порошков вольфрама
и его композитов методом БЭТ
Выводы
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Вольфрам и молибден относятся к категории редких металлов, мало распространенных в природе, в свободном состоянии не встречаются, образуют ряд минералов, из которых промышленное значение имеют вольфрамит, шеелит, молибденит. Вольфрам и молибден находят широкое применение в промышленности и в первую очередь используются как легирующие элементы в производстве сталей и специальных износоустойчивых, жаропрочных сплавов. Из минеральных концентратов непосредственно выплавляют ферровольфрам и ферромолибден, используемые в производстве сталей [1]. Для получения чистого вольфрама, молибдена, их тугоплавких соединений и сплавов на первом этапе из минеральных концентратов выделяют оксиды (\йЭз, Мо03) путём проведения гидрометаллургических или других операций. Металлический вольфрам и молибден получают в виде порошков химическим восстановлением их оксидов. Методы получения металлических порошков, их сплавов весьма разнообразны. В последние годы интенсивно развиваются новые и совершенствуются традиционные технологические процессы [2, 3]. Наибольшее распространение в отечественной практике получил метод химического восстановления оксидов вольфрама и молибдена водородом при 700 - 1200 °С. Вместе с тем, традиционная технология получения
металлического вольфрама и молибдена характеризуется рядом недостатков: относительно невысокой производительностью; сложностью аппаратного оформления; повышенной энергоёмкостью; большими затратами.
Применение дисперсных металлических порошков особенно эффективно для интенсификации технологических процессов в порошковой металлургии, керамическом производстве, а также для создания новых конструкционных материалов на основе вольфрама, молибдена и тугоплавких соединений [4, 5].
Растущее потребление вольфрама и молибдена в качестве легирующих элементов в металлургии, литейном производстве и порошковой металлургии,

ем. При этом в системе УОз-№С1 (1:1, 800 °С) по данным рентгенофазового анализа, образуется оксихлорид ЗДЮг СЬ, а в избытке ЫаС1 не исключено образование продукта присоединения VO2Cl2 — пЫаС1. Реакция с большей долей вероятности описывается уравнением
VO2Cl2 + 2 А1 + МеС1 = У + МеА102 + А1 С1з, (Ме-Ыа, К). (3.8)
Возможность прохождения реакции основывается на термодинамической оценке, характеристики которой представлены в табл. 3.3 и показаны на рис. 3.5, 3.6. Из полученных данных следует, что восстановление оксидов вольфрама в расплавах хлоридов сопровождается значительной убылью величины изобарного потенциала. Реакции протекают при весьма больших значениях константы равновесия Кр. Они экзотермичны и соответственно абсолютная величина Дв и Кр уменьшаются с повышением температуры.
Таблица 3
Термодинамические характеристики восстановления оксихлорида вольфрама алюминием в расплавах хлоридов натрия и калия
т, к АН, кДж/моль АО, кДж/моль 18 КР
1. VO2Cl 2 + 2А1 + №С1 = V/ +№АЮ2 + А1С1з
298 -685 -636
498 -667 -618
698 -690 -569
898 -712 -532
1098 -786 -484
1273 -808 —435
2. VO2Cl2 + 2А1 + 2КС1 = V/ + КАЮ2 + А1С13
298 -574 —551
498 -579 -547
698 -594 -538
898 -597 -524
1098 -603 -507
1273 -605 -489