RU2006510C1 - Process of production of inorganic materials under condition of self-propagating high-temperature synthesis - Google Patents
Process of production of inorganic materials under condition of self-propagating high-temperature synthesis Download PDFInfo
- Publication number
- RU2006510C1 RU2006510C1 SU5017409A RU2006510C1 RU 2006510 C1 RU2006510 C1 RU 2006510C1 SU 5017409 A SU5017409 A SU 5017409A RU 2006510 C1 RU2006510 C1 RU 2006510C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mixture
- reaction
- synthesis
- gases
- components
- Prior art date
Links
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 title claims abstract description 29
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 title claims abstract description 24
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 5
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 title claims description 7
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 title claims description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 74
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 36
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 35
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 238000005474 detonation Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 5
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000003541 multi-stage reaction Methods 0.000 claims description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims 1
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 7
- 239000002131 composite material Substances 0.000 abstract description 3
- 238000011049 filling Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 17
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 11
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 8
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 7
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 5
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 4
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 4
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002775 capsule Substances 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 3
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 3
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QYEXBYZXHDUPRC-UHFFFAOYSA-N B#[Ti]#B Chemical compound B#[Ti]#B QYEXBYZXHDUPRC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 101100110007 Neurospora crassa (strain ATCC 24698 / 74-OR23-1A / CBS 708.71 / DSM 1257 / FGSC 987) asd-1 gene Proteins 0.000 description 2
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N Trioxochromium Chemical compound O=[Cr](=O)=O WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 2
- -1 carbides Chemical class 0.000 description 2
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 2
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 2
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 2
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 2
- 150000002484 inorganic compounds Chemical class 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 2
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical group O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- ZNOKGRXACCSDPY-UHFFFAOYSA-N tungsten trioxide Chemical compound O=[W](=O)=O ZNOKGRXACCSDPY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910033181 TiB2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- CREMABGTGYGIQB-UHFFFAOYSA-N carbon carbon Chemical compound C.C CREMABGTGYGIQB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011203 carbon fibre reinforced carbon Substances 0.000 description 1
- 229910002090 carbon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000428 cobalt oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- IVMYJDGYRUAWML-UHFFFAOYSA-N cobalt(ii) oxide Chemical compound [Co]=O IVMYJDGYRUAWML-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 238000010892 electric spark Methods 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000035876 healing Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 238000004663 powder metallurgy Methods 0.000 description 1
- 239000001294 propane Substances 0.000 description 1
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 230000002277 temperature effect Effects 0.000 description 1
- MTPVUVINMAGMJL-UHFFFAOYSA-N trimethyl(1,1,2,2,2-pentafluoroethyl)silane Chemical compound C[Si](C)(C)C(F)(F)C(F)(F)F MTPVUVINMAGMJL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению неорганических материалов, преимущественно тугоплавких, например, карбидов, оксикарбидов, карбонитридов, боридов, нитридов, карбоборидов и др. различных металлов и твердых сплавов на их основе в режиме самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС). The invention relates to powder metallurgy, in particular to the production of inorganic materials, mainly refractory, for example, carbides, oxycarbides, carbonitrides, borides, nitrides, carboborides and other various metals and hard alloys based on them in the mode of self-propagating high temperature synthesis (SHS).
Известен способ получения тугоплавких неорганических соединений, преимущественно карбидов, из элементов в режиме СВС под давлением газообразной среды, согласно которому воспламенение смеси исходных компонентов, а при необходимости - поджигающего состава, производят с помощью электрической дуги, образуемой запальным устройством. A known method of producing refractory inorganic compounds, mainly carbides, from elements in the SHS mode under the pressure of a gaseous medium, according to which the ignition of a mixture of the starting components, and, if necessary, the ignition composition, is carried out using an electric arc formed by a firing device.
Недостатком такого способа является низкий срок службы запального устройства, обусловленный необходимостью расположения электродов запального устройства в непосредственной близости от реакционной смеси. В результате реакции СВС электроды подвергаются высокотемпературному воздействию со стороны газообразных и конденсированных продуктов синтеза. Кроме того, фиксированное положение электродов не позволяет использовать для синтеза заготовки разных размеров, что снижает технологические возможности способа.
Известен способ синтеза неорганических соединений путем локального воспламенения смеси исходных компонентов под давлением газообразной среды с применением поджигающего состава. В качестве поджигающего состава применяют твердофазную смесь типа термической, горение которой инициируют тепловым импульсом, выдаваемым нагретой вольфрамовой спиралью.The disadvantage of this method is the low service life of the ignition device, due to the need for the location of the electrodes of the ignition device in the immediate vicinity of the reaction mixture. As a result of the SHS reaction, the electrodes are exposed to high temperature effects from gaseous and condensed synthesis products. In addition, the fixed position of the electrodes does not allow the use of billets of different sizes for the synthesis, which reduces the technological capabilities of the method.
A known method of synthesis of inorganic compounds by local ignition of a mixture of the starting components under the pressure of a gaseous medium using an ignition composition. A solid-phase mixture of the thermal type is used as the ignition composition, the combustion of which is initiated by a thermal pulse emitted by a heated tungsten spiral.
Этот способ не обеспечивает высокой производительности, поскольку перед каждым циклом синтеза необходимо на заготовке размещать поджигающий состав, заглублять в него инициирующую спираль, закреплять на концах спирали и на клеммах реакционной камеры электродпровода. Причем в каждом цикле используют новые спираль и электропровода. This method does not provide high performance, because before each synthesis cycle it is necessary to place the ignition composition on the workpiece, immerse the initiating spiral into it, fix it on the ends of the spiral and on the terminals of the reaction chamber of the electric wire. Moreover, in each cycle they use a new spiral and electric wires.
Известен способ инициирования реакции СВС с помощью лазера. A known method of initiating a SHS reaction using a laser.
Однако в этом случае требуется сложное оборудование, в частности, наличие источника лазерного излучения, а также усложнение конструкции реакционной камеры, которая должна оптически обеспечивать подвод излучения к заготовке в условиях высокого давления газа. However, in this case, complex equipment is required, in particular, the presence of a laser radiation source, as well as the complication of the design of the reaction chamber, which should optically provide radiation to the workpiece under high gas pressure.
Известен также способ синтеза керамических материалов, при котором тепло, выделяющееся при ударе, инициирует экзотермическую самоподдерживающуюся реакцию между компонентами исходной порошковой смеси. There is also a known method for the synthesis of ceramic materials, in which the heat released upon impact initiates an exothermic self-sustaining reaction between the components of the initial powder mixture.
Недостатком этого способа является низкая производительность из-за необходимости размещения в камере взрывчатого вещества. Ухудшаются условия работы в отношении безопасности производства работ и хранения взрывчатого вещества. The disadvantage of this method is the low productivity due to the need to place explosives in the chamber. Working conditions are deteriorating with respect to the safety of work and the storage of explosives.
Кроме того, во всех перечисленных способах при использовании твердофазных поджигающих смесей продукты реакции синтеза загрязняются продуктами сгорания поджигающих смесей, что ухудшает качество получаемых материалов. In addition, in all of the above methods, when using solid-phase ignition mixtures, the synthesis reaction products are contaminated by the combustion products of the ignition mixtures, which impairs the quality of the materials obtained.
Наиболее близким по технической сути и достигаемому результату к предлагаемому способу является способ получения материалов на основе диборида титана, заключающийся в размещении стеклянной капсулы с исходными компонентами в графитовом тигле с порошковой экзотермической смесью. Затем графитовый тигель с капсулой помещают в сосуд высокого давления, где поднимают температуру и давление аргона и поджигают экзотермическую смесь. Тепло, выделяющееся в этой реакции, инициирует горение компонентов шихты. The closest in technical essence and the achieved result to the proposed method is a method for producing materials based on titanium diboride, which consists in placing a glass capsule with the starting components in a graphite crucible with an exothermic powder mixture. Then a graphite crucible with a capsule is placed in a pressure vessel, where the temperature and pressure of argon are raised and the exothermic mixture is ignited. The heat released in this reaction initiates the combustion of the charge components.
Недостатком способа является необходимость ручных операций по засыпке экзотермической смеси и смене инициирующего устройства для заживания этой смеси. При этом не исключается возможность загрязнения продуктов синтеза материалами капсулы и продуктами сгорания экзотермической смеси. The disadvantage of this method is the need for manual operations for filling the exothermic mixture and changing the initiating device for healing this mixture. At the same time, the possibility of contamination of the synthesis products with capsule materials and the products of combustion of the exothermic mixture is not ruled out.
Сущность предлагаемого способа заключается в том, что реакционную форму со смесью исходных компонентов помещают в реакционную камеру, нагревают в последнюю газовую среду, инициируют реакцию синтеза поджигающим составом, причем в качестве поджигающего состава используют горючую смесь газов, компоненты которой вводят в состав газовой среды, нагнетаемой в камеру, после продукты реакции охлаждают и извлекают из реакционной камеры.
Горючую смесь газов используют при соотношениях компонентов смеси, соответствующих условию газовой детонации.The essence of the proposed method lies in the fact that the reaction form with the mixture of the starting components is placed in the reaction chamber, heated in the last gas medium, the synthesis reaction is initiated by the ignition composition, and a combustible mixture of gases is used as the ignition composition, the components of which are introduced into the gas medium injected into the chamber, after the reaction products are cooled and removed from the reaction chamber.
A combustible mixture of gases is used at ratios of the components of the mixture corresponding to the gas detonation condition.
Для выполнения условия газовой детонации можно, например, использовать смесь, состоящую из кислорода и водорода при их соотношениях по объему от 0,77: 0,23 до 0,15: 0,85 при давлениях от 1 до 125 кг/см2.To fulfill the conditions of gas detonation, you can, for example, use a mixture consisting of oxygen and hydrogen with their volume ratios from 0.77: 0.23 to 0.15: 0.85 at pressures from 1 to 125 kg / cm 2 .
Для получения композиционного материала, например, материала с покрытием из продуктов синтеза, используют составную реакционную форму, по крайней мере одна из частей которой является заготовкой под покрытие. To obtain a composite material, for example, a material coated from synthesis products, a composite reaction form is used, at least one of the parts of which is a blank for coating.
Предлагаемый способ отличается от прототипа тем, что в качестве поджигающего состава используют горючую смесь газов, компоненты которой вводят в состав газовой среды, нагнетаемой в камеру. The proposed method differs from the prototype in that a combustible mixture of gases, the components of which are introduced into the composition of the gaseous medium injected into the chamber, is used as the ignition composition.
Это позволяет, по сравнению со способом-прототипом, механизировать и автоматизировать процесс получения неорганических материалов в режиме СВС, поскольку иключаются ручные операции по размещению в камере инициирующей твердофазной экзотермической смеси и устройства для поджигания этой смеси, а также позволяет исключить возможность загрязнения продуктов синтеза продуктами горения экзотермической смеси. Кроме того, снижаются энергозатраты на создание в камере высокого давления газовой среды, поскольку сгорание горючей смеси газов сопровождается существенным повышением давления на фронте горения, а также на нагрев газовой среды для снижения теплопотерь в стенке реакционной формы, что определяет толщину дефектного слоя синтезируемого материала. This allows, in comparison with the prototype method, to mechanize and automate the process of obtaining inorganic materials in SHS mode, since manual operations to place an initiating solid-phase exothermic mixture and a device for igniting this mixture in the chamber are turned off, and also eliminates the possibility of contamination of synthesis products with combustion products exothermic mixture. In addition, energy costs are reduced for creating a high pressure gas medium in the chamber, since the combustion of a combustible gas mixture is accompanied by a significant increase in pressure at the combustion front, as well as for heating the gas medium to reduce heat loss in the wall of the reaction form, which determines the thickness of the defective layer of the synthesized material.
Способ получения неорганических материалов осуществляют следующим образом. A method of obtaining inorganic materials is as follows.
Смесь исходных порошкообразных компонентов засыпают в реакционную форму, которую помещают в реакционную камеру. Камеру герметично закрывают крышкой, после чего в реакционную камеру нагнетают по заполняющей магистрали горючую смесь газов с соотношением составляющих смесь газов в концентрационных пределах детонации. A mixture of the starting powder components is poured into the reaction form, which is placed in the reaction chamber. The chamber is hermetically sealed with a lid, after which a combustible mixture of gases is injected into the reaction chamber through the filling line with a ratio of the gases constituting the mixture within the concentration limits of detonation.
В состав горючей смеси газов входят: газ-окислитель (кислород, воздух), газ-горючее (водород, пропан, природный газ и пр. ) и, при необходимости, газ-флегматизатор (азот, аргон, и пр. ). Процесс детонации горючей смеси газов инициируют с помощью запального устройства, например электрической свечи зажигания, дугового разряда или разогретой спирали. Запальное устройство может быть расположено за пределами реакционной камеры, что исключает его повреждение от теплового воздействия реакции синтеза или продуктов реакции. The composition of the combustible gas mixture includes: an oxidizing gas (oxygen, air), a combustible gas (hydrogen, propane, natural gas, etc.) and, if necessary, a phlegmatizer gas (nitrogen, argon, etc.). The process of detonation of a combustible mixture of gases is initiated using a firing device, such as an electric spark plug, an arc discharge or a heated spiral. The ignition device can be located outside the reaction chamber, which eliminates its damage from the thermal effects of the synthesis reaction or reaction products.
Инициирование реакции СВС осуществляется за счет тепла, выделяющегося при воздействии ударной волны на смесь исходных компонентов. Для выполнения этого условия в реакционную камеру нагнетают, например, кислород и водород или природный газ в соотношении 0,5: 0,5 по объему до давления 5-35 кг/см2.The SHS reaction is initiated due to the heat released by the shock wave on the mixture of the starting components. To fulfill this condition, for example, oxygen and hydrogen or natural gas are injected into the reaction chamber in a ratio of 0.5: 0.5 by volume to a pressure of 5-35 kg / cm 2 .
Для получения материала с покрытием из продуктов реакции СВС реакционную форму выполняют составной, дном является заготовка под покрытие. To obtain a material with a coating from the SHS reaction products, the reaction form is composite, the bottom is a blank for coating.
П р и м е р 1. Стехиометрическую смесь порошка Ti с углеродом, где Ti-марка ПТС, углерод - сажа ПМ 15 TC, смешивают в смесителе барабанного типа и в количестве 5,0х10-2 кг помещают в реакционную форму, представляющую собой кварцевый стакан с толщиной стенки 2,0х10-3м, помещенный в стальной цилиндр с толщиной стенки 3,0х10-3 м. Температура зажигания такой смеси Тз= 1200оС.PRI me R 1. A stoichiometric mixture of Ti powder with carbon, where the Ti-grade PTS, carbon - carbon black PM 15 TC, mixed in a drum type mixer and in the amount of 5.0x10 -2 kg is placed in a reaction form, which is a quartz glass with a wall thickness 2,0h10 -3 m, placed in a steel cylinder having a wall thickness 3,0h10 -3 m. The temperature of the ignition of this mixture of T = 1200 ° c
Реакционную форму со смесью помещают в реакционную камеру объемом около 8 л. Камеру герметично замыкают крышкой и заполняют горючей смесью газов, состоящей из кислорода и природного газа в соотношении 0,5: 0,5. Давление газовой смеси в камере устанавливают 1,5 МПа. Воспламенение газовой смеси осуществляется тепловым импульсом искры электрического тока силой около 1 А. Происходит сгорание газовой смеси с температурой Тг= 3000оС. В результате инициируется реакция синтеза, которая проходит в течение 3 с. После выдержки в 1,5-2 мин давление в реакционной камере сбрасывают до атмосферного, снимают крышку с реакционной камеры и извлекают из нее реакционную форму с синтезированным продуктом.The reaction form with the mixture is placed in a reaction chamber of about 8 L. The chamber is sealed with a lid and filled with a combustible mixture of gases consisting of oxygen and natural gas in a ratio of 0.5: 0.5. The pressure of the gas mixture in the chamber is set to 1.5 MPa. Ignition of the gas mixture is carried out by thermal impulse spark current power of about 1 A. Occurs combustion gas mixture having a temperature of T g = 3000 C. As a result of the fusion reaction is initiated, which runs for 3 seconds. After holding for 1.5-2 minutes, the pressure in the reaction chamber is vented to atmospheric pressure, the lid is removed from the reaction chamber and the reaction form with the synthesized product is removed from it.
Продукт синтеза представляет собой спек, состоящий из карбида титана, незначительного количества свободного углерода и окиси титана. The synthesis product is a cake consisting of titanium carbide, a small amount of free carbon and titanium oxide.
П р и м е р 2. Смесь, состоящая из вольфрама триоксида, оксида (11) кобальта, оксиды марки "Ч", алюминиевого порошка марки АСД-1, углерода в виде порошка графита МПГ, приготавливают в весовых долях WO3: CoO: Al: C= 0,660: 0,124: 0,182: 0,034. Температура зажигания такой смеси Тз= 650-700оС, cмесь в количестве 2,0х10-2 кг помещают в реакционную форму. Последующие операции выполняют по примеру 1.PRI me R 2. A mixture consisting of tungsten trioxide, cobalt oxide (11), grade "CH" oxides, aluminum powder grade ASD-1, carbon in the form of graphite powder MPG, prepared in weight fractions of WO 3 : CoO: Al: C = 0.660: 0.124: 0.182: 0.034. Ignition temperature of such mixture of T = 650-700 C. The mixture in an amount 2,0h10 -2 kg was placed in a reaction form. Subsequent operations are performed as in example 1.
Горение смеси сопровождается выбросом незначительной части продукта. Целевой продукт представляет собой слиток из двух слоев: верхний слой - окись алюминия с незначительным количеством углерода, нижний слой - твердый сплав типа ВК-15. Combustion of the mixture is accompanied by the release of a small portion of the product. The target product is an ingot of two layers: the upper layer is aluminum oxide with a small amount of carbon, the lower layer is a VK-15 type hard alloy.
П р и м е р 3. Смесь по примеру 2, в количестве 5,0х10-2 кг помещают в реакционную форму, на дно которой кладется металлическая пластина из СтЗ толщиной 5,0х10-3 м, покрытая слоем стехиометрической смеси хромового ангидрида и алюминиевого порошка в количестве 1,2х10-2кг.PRI me R 3. The mixture according to example 2, in the amount of 5.0x10 -2 kg is placed in the reaction form, on the bottom of which is placed a metal plate of STZ with a thickness of 5.0x10 -3 m, coated with a layer of a stoichiometric mixture of chromic anhydride and aluminum powder in an amount of 1.2x10 -2 kg.
Последующие операции по примеру 1. Subsequent operations as in example 1.
Полученный образец представляет собой наплавку литого твердого сплава типа ВК-15 на стальной пластине. The resulting sample is a deposition of cast carbide type VK-15 on a steel plate.
П р и м е р 4. Стехиометрическую смесь оксида (11) железа марки "И", алюминиевого порошка марки АСД-1, смешанную по примеру 1, помещают в цилиндрическую реакционную форму, стальную, футерованную графитом, в количестве 0,12 кг. На дне реакционной формы размещен стальной цилиндр толщиной 4х10-3 м.PRI me R 4. A stoichiometric mixture of iron oxide (11) grade "I", aluminum powder grade ASD-1, mixed according to example 1, is placed in a cylindrical reaction form, steel, lined with graphite, in the amount of 0.12 kg At the bottom of the reaction form, a steel cylinder 4x10 -3 m thick is placed.
Последующие операции выполняют по примеру 1. Subsequent operations are performed as in example 1.
Горючая газовая смесь состоит из кислорода и водорода в соотношении 0,67: 0,33. Давление газовой смеси в реакционной камере устанавливают 3,0 МПа. The combustible gas mixture consists of oxygen and hydrogen in a ratio of 0.67: 0.33. The pressure of the gas mixture in the reaction chamber is set to 3.0 MPa.
Горение порошковой смеси сопровождается незначительным выбросом части продукта из реакционной формы. Продукт представляет собой двухслойную наплавку из железа и окиси алюминия на стальном цилиндре, нижний слой наплавки - железо. Combustion of the powder mixture is accompanied by a slight ejection of part of the product from the reaction form. The product is a two-layer surfacing of iron and aluminum oxide on a steel cylinder, the lower layer of surfacing is iron.
П р и м е р 5. Стехиометрическую смесь порошка титана марки ПТС с порошком аморфного бора (ТУ 6-02-923-74), смешанную в барабанном смесителе, помещают в цилиндрическую стальную форму, футерованную графитом в количестве 5,0х10-2 кг. Последующие операции выполняют по примеру 1. Горючая газовая смесь состоит из водорода и кислорода в соотношении 0,5: 0,5. Давление газовой смеси в реакционной камере устанавливают 0,2 МПа (избыточное).PRI me R 5. A stoichiometric mixture of PTS grade titanium powder with amorphous boron powder (TU 6-02-923-74), mixed in a drum mixer, is placed in a cylindrical steel mold lined with graphite in the amount of 5.0x10 -2 kg . Subsequent operations are carried out as in example 1. The combustible gas mixture consists of hydrogen and oxygen in a ratio of 0.5: 0.5. The pressure of the gas mixture in the reaction chamber is set to 0.2 MPa (excess).
Горение порошковой смеси не сопровождается выбросом продукта. Продукт синтеза представляет собой спек, состоящий из борида титана с незначительным количеством окиси титана в верхней части спека. The burning of the powder mixture is not accompanied by the release of the product. The synthesis product is a cake consisting of titanium boride with a small amount of titanium oxide in the upper part of the cake.
П р и м е р 6. Смесь порошков титана марки ПТС, аморфного бора (ТУ 6-02-923-74) и порошка никеля ПНК-2К10, приготовленная в весовых долях Ti: B: Ni= 0,72: 0,18: 0,1, смешивают в барабанном смесителе и помещают в цилиндрическую стальную форму, футерованную графитом в количестве 5,0х10-2 кг Последующие операции выполняют по примеру 1. Горючая газовая смесь состоит из кислорода и водорода в соотношении 0,5: 0,5. Давление газовой смеси устанавливают равным 0,2 МПа (избыточное).PRI me R 6. A mixture of powders of titanium grade PTS, amorphous boron (TU 6-02-923-74) and nickel powder PNK-2K10, prepared in weight fractions of Ti: B: Ni = 0.72: 0.18 : 0.1, mixed in a drum mixer and placed in a cylindrical steel mold lined with graphite in the amount of 5.0x10 -2 kg. The following operations are carried out as in example 1. The combustible gas mixture consists of oxygen and hydrogen in a ratio of 0.5: 0.5 . The pressure of the gas mixture is set equal to 0.2 MPa (excess).
Горение порошковой смеси не сопровождается некоторым выбросом продукта. Продукт синтеза представляет собой спек, состоящий из борида титана, никеля и незначительного количества окиси титана. (56) 1. Pressure Combustion Sintering of TiB2-Based Composities-3-rd Inter. Confer on Ceramic Materials and Components for Ergines. Las Vegas, 1988, p. 1-21. (Самораспространяющийся высокотемпературный синтез. Сб. аннотаций, N 3. МНТК Термосинтез, ИСМ АН СССР, Чергоголовка, 1989, с. 22). Combustion of the powder mixture is not accompanied by some discharge of the product. The synthesis product is a cake consisting of titanium boride, nickel and a small amount of titanium oxide. (56) 1. Pressure Combustion Sintering of TiB2-Based Composities-3-rd Inter. Confer on Ceramic Materials and Components for Ergines. Las Vegas 1988, p. 1-21. (Self-propagating high-temperature synthesis. Collection of abstracts, N 3. МНТК Thermosynthesis, ISM USSR Academy of Sciences, Chergogolovka, 1989, p. 22).
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5017409 RU2006510C1 (en) | 1991-12-13 | 1991-12-13 | Process of production of inorganic materials under condition of self-propagating high-temperature synthesis |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5017409 RU2006510C1 (en) | 1991-12-13 | 1991-12-13 | Process of production of inorganic materials under condition of self-propagating high-temperature synthesis |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2006510C1 true RU2006510C1 (en) | 1994-01-30 |
Family
ID=21591996
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU5017409 RU2006510C1 (en) | 1991-12-13 | 1991-12-13 | Process of production of inorganic materials under condition of self-propagating high-temperature synthesis |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2006510C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2200128C2 (en) * | 2001-03-12 | 2003-03-10 | Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения РАН | Method of preparing tungsten carbide and tungsten carbide prepared by this method |
| RU2218242C2 (en) * | 1999-02-11 | 2003-12-10 | Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН | Method for making medical implants from biologically compatible materials |
| RU2419895C2 (en) * | 2009-01-15 | 2011-05-27 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Государственный технологический университет "Московский государственный институт стали и сплавов" (МИСиС) | Method to initiate process of self-propagating high-temperature synthesis |
-
1991
- 1991-12-13 RU SU5017409 patent/RU2006510C1/en active
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2218242C2 (en) * | 1999-02-11 | 2003-12-10 | Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН | Method for making medical implants from biologically compatible materials |
| RU2200128C2 (en) * | 2001-03-12 | 2003-03-10 | Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения РАН | Method of preparing tungsten carbide and tungsten carbide prepared by this method |
| RU2419895C2 (en) * | 2009-01-15 | 2011-05-27 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Государственный технологический университет "Московский государственный институт стали и сплавов" (МИСиС) | Method to initiate process of self-propagating high-temperature synthesis |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9279617B2 (en) | Phlegmatized metal or alloy powder and method and/or reaction vessel for its manufacture | |
| Merzhanov | Combustion and explosion processes in physical chemistry and technology of inorganic materials | |
| Barzykin | Initiation of SHS processes | |
| CA1058841A (en) | Method of obtaining cast refractory inorganic materials | |
| RU2006510C1 (en) | Process of production of inorganic materials under condition of self-propagating high-temperature synthesis | |
| US4933241A (en) | Processes for forming exoergic structures with the use of a plasma and for producing dense refractory bodies of arbitrary shape therefrom | |
| US2764109A (en) | Method for combustion of metals | |
| CN108672978A (en) | A kind of aluminothermy welding powder and its preparation process and its application method | |
| RU2406767C1 (en) | Procedure for metal-thermal metal and alloy melting | |
| Puszynski | Thermochemistry and kinetics | |
| CA1075475A (en) | Aluminothermic process | |
| KR950005295B1 (en) | Method for preparing titanium compound | |
| RU2112058C1 (en) | Apparatus for metallothermic reduction of metal halides | |
| RU2062403C1 (en) | Igniting device | |
| CN115927889B (en) | Preparation method of self-propagating combustion synthetic fusion casting high-entropy alloy | |
| US4992237A (en) | Ignition of sustained high temperature synthesis reactions | |
| Kobyakov et al. | Combustion of a Fe2O3-TiO2-Al-C powder mixture in the SHS regime and the structure of the combustion products | |
| US3668292A (en) | Apparatus for vapor free melting of uranium carbide or plutonium carbide | |
| RU2181785C1 (en) | Method for aluminothermic production of master alloys | |
| RU2706402C1 (en) | Method of producing a refractory article during aluminothermite reduction of a metal | |
| RU2184170C2 (en) | Method of preparing nitrogenized ferroalloys | |
| Tarasov et al. | Effect of hydrogen content in titanium on the structure of the front and the specific features of the combustion of a Ti+ 0.5 C granular mixture in a cocurrent nitrogen flow | |
| RU2009019C1 (en) | Charge for cast oxide material producing | |
| RU1770428C (en) | Method of refractory materials production | |
| Karpov et al. | Si-filled ceramic composite by thermal explosion in the Al–SiO2 system |