RU2561614C1 - Method of producing ultra-dispersed titanium carbide powder - Google Patents
Method of producing ultra-dispersed titanium carbide powder Download PDFInfo
- Publication number
- RU2561614C1 RU2561614C1 RU2014110818/02A RU2014110818A RU2561614C1 RU 2561614 C1 RU2561614 C1 RU 2561614C1 RU 2014110818/02 A RU2014110818/02 A RU 2014110818/02A RU 2014110818 A RU2014110818 A RU 2014110818A RU 2561614 C1 RU2561614 C1 RU 2561614C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- titanium carbide
- powder
- speed
- carbide powder
- rate
- Prior art date
Links
- 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 title claims abstract description 23
- 239000000843 powder Substances 0.000 title claims abstract description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 13
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000004071 soot Substances 0.000 claims abstract description 5
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract 6
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract 4
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims abstract 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 claims description 7
- 229910000349 titanium oxysulfate Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 6
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 5
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 150000003609 titanium compounds Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 abstract description 12
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 abstract 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract 1
- 229910021653 sulphate ion Inorganic materials 0.000 abstract 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 16
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 12
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- ZDNBCKZJXCUXCR-UHFFFAOYSA-L dihydroxy(oxo)titanium Chemical compound O[Ti](O)=O ZDNBCKZJXCUXCR-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 8
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 7
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 6
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 6
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 6
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 6
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 5
- 239000000047 product Substances 0.000 description 4
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 3
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000006230 acetylene black Substances 0.000 description 2
- 239000000908 ammonium hydroxide Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- RKTYLMNFRDHKIL-UHFFFAOYSA-N copper;5,10,15,20-tetraphenylporphyrin-22,24-diide Chemical compound [Cu+2].C1=CC(C(=C2C=CC([N-]2)=C(C=2C=CC=CC=2)C=2C=CC(N=2)=C(C=2C=CC=CC=2)C2=CC=C3[N-]2)C=2C=CC=CC=2)=NC1=C3C1=CC=CC=C1 RKTYLMNFRDHKIL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010908 decantation Methods 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 239000013067 intermediate product Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000000320 mechanical mixture Substances 0.000 description 2
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- 238000004438 BET method Methods 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 241000872198 Serjania polyphylla Species 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000001493 electron microscopy Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000004663 powder metallurgy Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- NIWMEUWZZDPUEQ-UHFFFAOYSA-M sodium;azane;hydroxide Chemical compound N.[OH-].[Na+] NIWMEUWZZDPUEQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 239000012798 spherical particle Substances 0.000 description 1
- 238000001149 thermolysis Methods 0.000 description 1
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 1
- ZSDSQXJSNMTJDA-UHFFFAOYSA-N trifluralin Chemical compound CCCN(CCC)C1=C([N+]([O-])=O)C=C(C(F)(F)F)C=C1[N+]([O-])=O ZSDSQXJSNMTJDA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к способам получения ультрадисперсных порошковых материалов на основе карбида титана, которые широко используются при изготовлении твердых сплавов и режущего инструмента. Карбид титана является одним из самых эффективных материалов, используемых в качестве износостойкого покрытия, это связано, прежде всего, с его высокими износостойкостью, твердостью при высоких и низких температурах, хорошей химической стабильностью и способностью не разрушаться под воздействием механических и тепловых нагрузок.The invention relates to the field of powder metallurgy, in particular to methods for producing ultrafine powder materials based on titanium carbide, which are widely used in the manufacture of hard alloys and cutting tools. Titanium carbide is one of the most effective materials used as a wear-resistant coating, this is due primarily to its high wear resistance, hardness at high and low temperatures, good chemical stability and the ability to not collapse under the influence of mechanical and thermal loads.
Известен способ получения карбида титана путем пропускания порошка оксида титана и химически активного газа в качестве источника углерода через пламя плазмы, в котором, меняя количество подаваемого газа, можно менять качество получаемого порошка карбида титана (Заявка WO 2014002695, МПК C01B 31/30, 2014 г.).A known method of producing titanium carbide by passing titanium oxide powder and a reactive gas as a carbon source through a plasma flame, in which, by changing the amount of gas supplied, it is possible to change the quality of the obtained titanium carbide powder (Application WO 2014002695, IPC C01B 31/30, 2014 .).
Недостатком известного способа является дорогостоящее оборудование и большие потери в процессе получения конечного продукта.The disadvantage of this method is the expensive equipment and large losses in the process of obtaining the final product.
Наиболее близким к предлагаемому способу является способ получения нанодисперсного карбида титана, в котором используют шаровые мельницы для помола диоксида титана с углеродом Shwinigan в среде этилового спирта и микроволновую печь для обжига в защитной среде аргона (Патент CN 100484872, МПК C01B 31/30, 2006 г., прототип).Closest to the proposed method is a method for producing nanodispersed titanium carbide, in which ball mills are used to grind titanium dioxide with Shwinigan carbon in ethanol and a microwave oven for firing in argon protective medium (Patent CN 100484872, IPC C01B 31/30, 2006 ., prototype).
Недостатком известного способа является длительная и энергоемкая стадия смешения исходных реагентов (от 12 до 18 часов).The disadvantage of this method is the long and energy-intensive stage of mixing the starting reagents (from 12 to 18 hours).
Перед авторами стояла задача разработать простой и надежный способ получения ультрадисперсного порошка карбида титана с размером частиц менее 300 нм, который является прекурсором для изготовления твердых сплавов, режущего инструмента и для износостойких покрытий.The authors were faced with the task of developing a simple and reliable method for producing ultrafine titanium carbide powder with a particle size of less than 300 nm, which is a precursor for the manufacture of hard alloys, cutting tools and wear-resistant coatings.
Поставленная задача решена в предлагаемом способе получения ультрадисперсного порошка карбида титана, включающем смешение кислородсодержащего соединения титана с источником углерода, прессование полученного порошка и последующую обработку микроволновым излучением в среде аргона, в котором осуществляют нейтрализацию до pH 10-12 водного раствора сульфата титанила раствором гидроксида аммиака (натрия) в присутствии сажи, с последующей обработкой микроволновым излучением с частотой 2450-3000 МГц при мощности 700-1200 Вт в токе аргона со скоростью 7-8 л/час в три стадии: со скоростью 15°C/мин до 500°C; со скоростью 10°C/мин до 700°C и со скоростью 5°C/мин до 1300°C с выдержкой на конечной стадии в течение 60-70 мин.The problem is solved in the proposed method for producing ultrafine titanium carbide powder, including mixing an oxygen-containing titanium compound with a carbon source, compressing the obtained powder and subsequent microwave treatment in argon medium, in which an aqueous solution of titanyl sulfate is neutralized to pH 10-12 with ammonia hydroxide solution ( sodium) in the presence of soot, followed by microwave irradiation with a frequency of 2450-3000 MHz at a power of 700-1200 W in an argon current at a speed 7-8 liters / hour in three steps: at 15 ° C / min to 500 ° C; at a rate of 10 ° C / min up to 700 ° C and at a speed of 5 ° C / min up to 1300 ° C with holding at the final stage for 60-70 min.
При этом содержание сажи соответствует TiO2:C=1:3 (в пересчете на оксид).Moreover, the carbon black content corresponds to TiO 2 : C = 1: 3 (in terms of oxide).
В настоящее время из патентной и научно-технической литературы не известен способ получения карбида титана с получением промежуточного продукта (прекурсора) жидкофазным осаждением из водного раствора сульфата титанила с последующей обработкой микроволновым излучением при соблюдении предлагаемых параметров проведения процесса.Currently, from the patent and scientific literature there is no known method for producing titanium carbide with obtaining an intermediate product (precursor) by liquid-phase precipitation from an aqueous solution of titanyl sulfate, followed by microwave irradiation, subject to the proposed process parameters.
В ходе исследований, проводимых авторами предлагаемого технического решения, рентгенофазовым анализом установлено, что прекурсор, состоящий из гидроксида титанила и ацетиленовой сажи, является рентгеноаморфным. Согласно данным электронной микроскопии морфология полученного прекурсора TiO(OH)2||3C представляет собой механическую смесь частиц шарообразной формы гидроксида титанила и ацетиленовой сажи (Фиг.1). По результатам удельной площади поверхности, которую определяли по методу БЭТ в автоматическом режиме на автоматизированной сорбционной установке TriStar 3020 производства Micromeritics (США), установлено, что прекурсор имеет высокую поверхностную активность (Табл. 1). Удельная площадь поверхности прекурсора составила 285,17 м2/г, из которых на 107,29 м2/г увеличивается за счет высокой микропористости гидроксида титанила. Высокая поверхностная активность прекурсора обеспечивает при дальнейшем проведении карбидизации получение ульрадисперсного однофазного карбида титана.In the course of studies conducted by the authors of the proposed technical solution, X-ray phase analysis revealed that the precursor, consisting of titanyl hydroxide and acetylene black, is X-ray amorphous. According to electron microscopy, the morphology of the obtained TiO (OH) 2 || 3C precursor is a mechanical mixture of spherical particles of titanyl hydroxide and acetylene black (Figure 1). According to the results of the specific surface area, which was determined by the BET method in automatic mode on an automated sorption installation TriStar 3020 manufactured by Micromeritics (USA), it was found that the precursor has a high surface activity (Table 1). The specific surface area of the precursor was 285.17 m 2 / g, of which it increased by 107.29 m 2 / g due to the high microporosity of titanyl hydroxide. The high surface activity of the precursor ensures the subsequent carbidization to obtain ultrafine single-phase titanium carbide.
В результате исследований процесса термообработки были зафиксированы все промежуточные фазы от прекурсора TiO(OH)2||3C до карбида титана. Во время термолиза свежеосажденного гидроксида титанила происходит испарение свободной и гидратированной влаги с формированием оксидной фазы тетрагональной модификации структуры анатаз (Фиг.2). При повышении температуры выше 850-900°C было зафиксировано начало формирования оксидной фазы титана тоже тетрагональной модификации структуры рутил (Фиг.2). На конечной стадии карбидизации при температуре 1300°C был получен однофазный карбид титана кубической модификации (Фиг.2).As a result of studies of the heat treatment process, all intermediate phases from the TiO (OH) 2 || 3C precursor to titanium carbide were recorded. During the thermolysis of freshly precipitated titanyl hydroxide, evaporation of free and hydrated moisture occurs with the formation of the oxide phase of the tetragonal modification of the anatase structure (Figure 2). With increasing temperature above 850-900 ° C, the beginning of the formation of the titanium oxide phase of the tetragonal modification of the rutile structure was also recorded (Figure 2). At the final stage of carbidization at a temperature of 1300 ° C, single-phase cubic modification titanium carbide was obtained (Figure 2).
Морфология частиц полученного продукта, карбида титана (TiC) кубической модификации, приведена на фиг.3. Как видно, получен продукт со средним размером частиц ~250 нм и наблюдается на некоторых частицах остаточная микропористость, что подтверждается результатами удельной площади поверхности (Табл. 1, обр. 3). Параметры решетки для карбида титана равны а=4,3213(7) Å. Использование микроволнового излучения для карбидизации прекурсора способствует значительному снижению среднего размера частиц карбида титана на 500 нм без их частичного оплавления и спекания, более глубокому науглераживанию карбида.The particle morphology of the obtained product, cubic modification of titanium carbide (TiC), is shown in FIG. As can be seen, a product with an average particle size of ~ 250 nm was obtained and residual microporosity was observed on some particles, which is confirmed by the results of the specific surface area (Table 1, Sample 3). The lattice parameters for titanium carbide are a = 4.3213 (7) Å. The use of microwave radiation for carbidization of the precursor contributes to a significant decrease in the average particle size of titanium carbide by 500 nm without partial melting and sintering, and to a deeper carbonization of the carbide.
Таким образом, предлагаемый способ позволяет получать ультрадисперсные порошки карбида титана со средним размером частиц ~250 нм, с удельной площадью поверхности ~10 м2/г, которые могут широко использоваться в получении твердых сплавов, режущего инструмента и износостойких покрытий.Thus, the proposed method allows to obtain ultrafine powders of titanium carbide with an average particle size of ~ 250 nm, with a specific surface area of ~ 10 m 2 / g, which can be widely used in the preparation of hard alloys, cutting tools and wear-resistant coatings.
Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.The proposed method is as follows.
Для получения промежуточного продукта (прекурсора) смеси свежеосажденного осадка гидроксида титанила и углеродного носителя (ацетиленовой сажи) используют кислый водный раствор сульфата титанила и раствор гидроксида аммиака (натрия). Осаждение проводят при постоянном перемешивании до pH 10-12. Рассчитанное количество углерода вводят в исходный раствор сульфата титанила до стадии осаждения. Полученные осадки промывают от примесей, фильтруют и сушат в сушильном шкафу при Т=120°C. Далее полученный прекурсор подвергают термообработке в микроволновой муфельной печи в токе инертной среды (Ar). Нагрев выполняют в три стадии со скоростью разогрева 15°C/мин до 500°C, 10°C/мин до 700°C и 5°C/мин до 1300°C с выдержкой на конечной стадии в течение 60-70 мин. Термообработку прекурсора проводят в микроволновой муфельной печи "СВЧ-лаборант" фирмы ООО "НПО "Урал-Гефест" (мощность 0,70-1,20 кВт и рабочая частота 2450-3000 МГц) в токе инертной газовой среды, в основном используют аргон. Перед проведением термообработки высушенные прекурсоры прессуют в таблетки (⌀10 мм, h=10 мм), помещают в кварцевый тигель, закрывают кварцевой крышкой и устанавливают в рабочую часть муфеля микроволновой печи. Конечный продукт аттестуют.To obtain an intermediate product (precursor) of a mixture of a freshly precipitated precipitate of titanyl hydroxide and a carbon carrier (acetylene carbon black), an acidic aqueous solution of titanyl sulfate and a solution of ammonia hydroxide (sodium) are used. Precipitation is carried out with constant stirring to a pH of 10-12. The calculated amount of carbon is introduced into the initial solution of titanyl sulfate before the precipitation stage. The resulting precipitates are washed from impurities, filtered and dried in an oven at T = 120 ° C. Next, the obtained precursor is subjected to heat treatment in a microwave muffle furnace in a stream of inert medium (Ar). The heating is carried out in three stages with a heating rate of 15 ° C / min to 500 ° C, 10 ° C / min to 700 ° C and 5 ° C / min to 1300 ° C with holding at the final stage for 60-70 min. Heat treatment of the precursor is carried out in a microwave muffle furnace "Microwave lab assistant" of the company "NPO" Ural-Hephaestus "(power 0.70-1.20 kW and operating frequency 2450-3000 MHz) in an inert gas medium, mainly using argon. Before the heat treatment, the dried precursors are pressed into tablets (⌀10 mm, h = 10 mm), placed in a quartz crucible, closed with a quartz lid and installed in the working part of the microwave oven muffle.
Пример 1Example 1
Берут 175 мл кислого водного раствора сульфата титанила (TiOSO4) с содержанием титана 17 г/л. Далее в него вводят сажу, рассчитанную на оксид титана, в соотношении TiO2:C=1÷3 в количестве 2,25 г и проводят осаждение гидроксидом аммония (NH4OH, 12%) при постоянном перемешивании до pH среды 10. В результате получают осадок гидроксида титанила на саже. Далее осадок промывают методом декантации до нейтральной среды pH 6, фильтруют и сушат в сушильном шкафу при температуре 120°C.Take 175 ml of an acidic aqueous solution of titanyl sulfate (TiOSO 4 ) with a titanium content of 17 g / l. Next, carbon black calculated on titanium oxide is introduced into it in a ratio of TiO 2 : C = 1 ÷ 3 in the amount of 2.25 g and precipitation is carried out with ammonium hydroxide (NH 4 OH, 12%) with constant stirring to a pH of 10. As a result get a precipitate of titanyl hydroxide on soot. Next, the precipitate is washed by decantation to a neutral medium of pH 6, filtered and dried in an oven at a temperature of 120 ° C.
Полученный прекурсор, TiO(OH)2/3C, представляет собой механическую смесь частиц гидроксида титанила и сажи со средним размером частиц ~150 нм и удельной площадью поверхности 285,17 м2/г, из которых 107,29 м2/г составляет микропористость (Табл. 1, обр. 2).The resulting precursor, TiO (OH) 2 / 3C, is a mechanical mixture of particles of titanyl hydroxide and carbon black with an average particle size of ~ 150 nm and a specific surface area of 285.17 m 2 / g, of which 107.29 m 2 / g is microporosity (Table 1, Sample 2).
Полученный прекурсор прессуют в виде таблетки ⌀10 мм и помещают в кварцевый тигель, который в свою очередь помещают в муфель микроволновой печи. Далее проводят термообработку в токе аргона со скоростью 7 л/ч. Нагрев выполняют в три стадии со скоростью разогрева 15°C/мин до 500°C, 10°C/мин до 700°C и 5°C/мин до 1300°C с выдержкой при температуре 1300°C в течение 70 мин.The resulting precursor is pressed into a ⌀10 mm tablet and placed in a quartz crucible, which in turn is placed in a muffle of a microwave oven. Next, heat treatment is carried out in an argon stream at a speed of 7 l / h. The heating is carried out in three stages with a heating rate of 15 ° C / min to 500 ° C, 10 ° C / min to 700 ° C and 5 ° C / min to 1300 ° C with holding at a temperature of 1300 ° C for 70 min.
В результате получают ~3,75 г продукта - ультрадисперсного порошка карбида титана кубической модификации (Фиг.3а) со средним размером частиц ~250 нм и параметром решетки а=4,3213(7) Å. Площадь удельной поверхности образца составила 9,50 м2/г (Табл. 1, обр. 3).The result is ~ 3.75 g of the product, an ultrafine cubic modification titanium carbide powder (Fig. 3a) with an average particle size of ~ 250 nm and a lattice parameter of a = 4.3213 (7) Å. The specific surface area of the sample was 9.50 m 2 / g (Table 1, Sample 3).
Пример 2Example 2
Берут 200 мл кислого водного раствора сульфата титанила (TiOSO4) с содержанием титана 15 г/л. Далее в него вводят сажу, рассчитанную на оксид титана, в соотношении TiO2:C=1÷3 в количестве 2,25 г и проводят осаждение гидроксидом аммония (NH4OH, 12%) при постоянном перемешивании до pH среды 12. В результате получают осадок гидроксида титанила на саже. Далее осадок промывают методом декантации до нейтральной среды pH 6, фильтруют и сушат в сушильном шкафу при температуре 110°C.Take 200 ml of an acidic aqueous solution of titanyl sulfate (TiOSO 4 ) with a titanium content of 15 g / l. Next, carbon black calculated on titanium oxide is introduced into it in the ratio of TiO 2 : C = 1 ÷ 3 in the amount of 2.25 g and precipitation is carried out with ammonium hydroxide (NH 4 OH, 12%) with constant stirring to a pH of 12. As a result get a precipitate of titanyl hydroxide on soot. Next, the precipitate is washed by decantation to a neutral medium of pH 6, filtered and dried in an oven at a temperature of 110 ° C.
Полученный прекурсор прессуют в виде таблетки ⌀10 мм и помещают в кварцевый тигель, который в свою очередь помещают в муфель микроволновой печи. Далее проводят термообработку в токе аргона со скоростью 8 л/ч при температуре 1300°C. Нагрев выполняют в три стадии со скоростью разогрева 15°C/мин до 500°C, 10°C/мин до 700°C и 5°C/мин до 1300°C с выдержкой при температуре 1300°C в течение 60 мин.The resulting precursor is pressed into a ⌀10 mm tablet and placed in a quartz crucible, which in turn is placed in a muffle of a microwave oven. Next, heat treatment is carried out in an argon stream at a speed of 8 l / h at a temperature of 1300 ° C. Heating is carried out in three stages with a heating rate of 15 ° C / min to 500 ° C, 10 ° C / min to 700 ° C and 5 ° C / min to 1300 ° C with holding at a temperature of 1300 ° C for 60 minutes.
В результате получают ~3,75 г продукта - ультрадисперсного порошка карбида титана кубической модификации со средним размером частиц ~250 нм. Площадь удельной поверхности образца составила 9,50 м2/г.The result is ~ 3.75 g of the product — an ultrafine cubic modification titanium carbide powder with an average particle size of ~ 250 nm. The specific surface area of the sample was 9.50 m 2 / g.
Таким образом, авторами предлагается простой и надежный способ получения ультрадисперсного порошка карбида титана с размером частиц ~250 нм с высокоразвитой поверхностной активностью.Thus, the authors propose a simple and reliable method for producing ultrafine titanium carbide powder with a particle size of ~ 250 nm with a highly developed surface activity.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014110818/02A RU2561614C1 (en) | 2014-03-20 | 2014-03-20 | Method of producing ultra-dispersed titanium carbide powder |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014110818/02A RU2561614C1 (en) | 2014-03-20 | 2014-03-20 | Method of producing ultra-dispersed titanium carbide powder |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2561614C1 true RU2561614C1 (en) | 2015-08-27 |
Family
ID=54015721
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014110818/02A RU2561614C1 (en) | 2014-03-20 | 2014-03-20 | Method of producing ultra-dispersed titanium carbide powder |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2561614C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115231572A (en) * | 2022-07-20 | 2022-10-25 | 郑州航空工业管理学院 | Preparation method of nano titanium carbide powder |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998019965A1 (en) * | 1996-11-04 | 1998-05-14 | Materials Modification, Inc. | Microwave plasma chemical synthesis of ultrafine powders |
| RU2149076C1 (en) * | 1998-09-25 | 2000-05-20 | Институт химии твердого тела Уральского Отделения РАН | Method for making powders of refractory titanium base compounds |
| CN1834009A (en) * | 2006-03-31 | 2006-09-20 | 华南理工大学 | Method of continuous microwave synthetizing nano-class Titanium carbide and microwave synthetizer |
| WO2014002695A1 (en) * | 2012-06-28 | 2014-01-03 | 日清エンジニアリング株式会社 | Method for production of titanium carbide microparticles |
-
2014
- 2014-03-20 RU RU2014110818/02A patent/RU2561614C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998019965A1 (en) * | 1996-11-04 | 1998-05-14 | Materials Modification, Inc. | Microwave plasma chemical synthesis of ultrafine powders |
| RU2149076C1 (en) * | 1998-09-25 | 2000-05-20 | Институт химии твердого тела Уральского Отделения РАН | Method for making powders of refractory titanium base compounds |
| CN1834009A (en) * | 2006-03-31 | 2006-09-20 | 华南理工大学 | Method of continuous microwave synthetizing nano-class Titanium carbide and microwave synthetizer |
| WO2014002695A1 (en) * | 2012-06-28 | 2014-01-03 | 日清エンジニアリング株式会社 | Method for production of titanium carbide microparticles |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115231572A (en) * | 2022-07-20 | 2022-10-25 | 郑州航空工业管理学院 | Preparation method of nano titanium carbide powder |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Hirano et al. | Synthesis of highly crystalline hexagonal cesium tungsten bronze nanoparticles by flame-assisted spray pyrolysis | |
| Rasoulnezhad et al. | Combined sonochemical/CVD method for preparation of nanostructured carbon-doped TiO2 thin film | |
| Torres-Luna et al. | Powders of iron (III)-doped titanium dioxide obtained by direct way from a natural ilmenite | |
| CN109879311B (en) | A kind of method for preparing titanium oxide by reducing titanium-containing complex at room temperature | |
| JP5907169B2 (en) | Nickel oxide fine powder and method for producing the same | |
| CN110436508B (en) | A kind of preparation method of sheet-like nanometer copper oxide and its application | |
| KR20130054177A (en) | Mesoporous titanium dioxide nanoparticles and process for their production | |
| JP5862919B2 (en) | Nickel oxide fine powder and method for producing the same | |
| JP5168070B2 (en) | Nickel oxide powder and method for producing the same | |
| Shveikin et al. | Products of carbothermal reduction of tungsten oxides in argon flow | |
| RU2561614C1 (en) | Method of producing ultra-dispersed titanium carbide powder | |
| Balek et al. | Characterization of nitrogen and fluorine co-doped titania photocatalyst: effect of temperature on microstructure and surface activity properties | |
| Nikolaenko et al. | Synthesis of ultrafine powder (W, Ti) C by microwave heating in a stream of argon | |
| Wu et al. | Preparation of C/Ho co-doped TiO 2 for enhancing the photocatalytic degradation efficiency of tetracycline hydrochloride | |
| Prusov et al. | SnO2@ MCC and SnO2@ C Composites: Synthesis and Properties | |
| Wang et al. | Synergistic effect of single-electron-trapped oxygen vacancies and carbon species on the visible light photocatalytic activity of carbon-modified TiO2 | |
| RU2418742C2 (en) | Method of producing ultra-nano-dispersed powder of carbide | |
| RU2660549C2 (en) | Method of production of ultrafine powder of cobalt metal | |
| RU2562296C1 (en) | Method of obtaining of ultradispersed powder of complex tungsten and titanium carbide | |
| RU2400428C2 (en) | Procedure for production of ultra-nano-disperse powder of transition metal oxide or mixture of oxides of transition metals | |
| KR100404449B1 (en) | The manufacturing method of titanium oxide powder by dropping precipitant | |
| RU2674526C1 (en) | Method for producing chromium carbide powder | |
| Pouretedal et al. | Preparation, characterization and catalytic activity of tin dioxide and zero-valent tin nanoparticles | |
| JP7106770B2 (en) | Highly heat-resistant anatase-type titanium oxide and method for producing the same | |
| Silvestri et al. | Synthesis of biomorphic paper-derived anatase |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180321 |