×
10.05.2015
216.013.48f3

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАРБИДА ТИТАНА

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение может быть использовано в области порошковой металлургии. Способ получения карбида титана включает нагрев шихты, состоящей из диоксида титана и порошка нановолокнистого углерода с удельной поверхностью 138…160 м/г, взятых в массовом соотношении диоксида титана к порошку нановолокнистого углерода 68,5:31,5, при температуре 2250°C. Изобретение позволяет снизить содержание свободного углерода в карбиде титана до величины ниже 1,5%. 3 пр.
Основные результаты: Способ получения карбида титана, состоящий в нагреве шихты из диоксида титана и высокодисперсного углеродного материала, взятых в массовом соотношении диоксида титана к высокодисперсному углеродному материалу 68,5:31,5, при температуре 2250°C, отличающийся тем, что в качестве высокодисперсного углеродного материала применяют порошок нановолокнистого углерода с удельной поверхностью 138…160 м/г.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению карбида титана, и может быть использовано при приготовлении безвольфрамовых твердых сплавов, для нанесения защитных покрытий на инструментальные и конструкционные изделия, при изготовлении абразивных материалов и керамики.

Известен способ получения карбида титана путем взаимодействия титанового порошка с сажистым углеродом, при этом исходную смесь предварительно выдерживают в вакууме при температуре 200…300°C в течение 60…120 мин. После этого шихту непрерывно подают в реакционную зону аппарата при температуре 885…1000°C. (Александровский С.В., Ли Д.В. Способ получения карбида титана. Патент РФ №2175988. C22B 34/12, C01B 31/30, C22C 1/05).

Однако указанный способ имеет следующие недостатки. Порошок титана значительно дороже порошка диоксида титана, тоже используемого в получении карбида титана. Например, в феврале 2013 г. цена порошка титана составляла 1700 руб/кг, а порошка диоксида титана 112 руб./кг (http://www.pulscen.ru). Кроме того, предварительная выдержка исходной смеси в вакууме при температуре 200…300°C в течение 60…120 мин усложняет процесс получения карбида титана.

Кроме того, известен способ получения карбида титана (Киффер Р., Бенезовский Ф. Твердые материалы. М.: Металлургия, 1968. - 384 с.), являющийся прототипом изобретения и заключающийся в нагреве в угольно-трубчатой печи сопротивления в атмосфере водорода при температуре 2250°C шихты из 68,5% диоксида титана и 31,5% высокодисперсного углеродного материала (обычно ламповой сажи). Водород создает в печи восстановительную, т.е. защитную газовую среду. Кроме того, считается, что водород реагирует с высокодисперсным углеродным материалом с образованием ацетилена, интенсифицирующего процесс карбидообразования. Содержание свободного углерода в полученном карбиде титана составляет 1,5…2,0%.

Однако указанный способ имеет ряд недостатков. Во-первых, это проведение процесса в атмосфере водорода - дорогого газа, что приводит к удорожанию процесса. Во-вторых, это значительное содержание нежелательной примеси (свободного углерода) в карбиде титана.

Задачей изобретения является удешевление процесса, а также снижение содержания свободного углерода в карбиде титана.

Поставленная задача достигается тем, что в известном способе получения карбида титана, состоящем в нагреве шихты из диоксида титана и высокодисперсного углеродного материала, взятых в массовом соотношении диоксида титана к высокодисперсному углеродному материалу 68,5:31,5 при температуре 2250°C, в качестве высокодисперсного углеродного материала используют порошок нановолокнистого углерода с удельной поверхностью 138…160 м2/г. Порошок нановолокнистого углерода получается растиранием в ступке его гранул размером 4-8 мм, изготовленных каталитическим разложением газообразных предельных углеводородов на никелевом катализаторе при температуре 550°C. Гранулы образованы плотно переплетенными нитями нановолокнистого углерода длиной до 4 мкм и диаметром 10-100 нм (средний диаметр 73 нм).

Способ осуществляется следующим образом. Порошки диоксида титана и высокодисперсного углеродного материала - нановолокнистого углерода взвешиваются в массовом соотношении диоксида титана к нановолокнистому углероду 68,5:31,5 (масса навески 200 г), после чего шихта просеивается через сито с размером ячейки 100 мкм. При просеивании происходит хорошее перемешивание диоксида титана с нановолокнистым углеродом. Далее полученная шихта массой 200 г загружается в графитовый тигель. Внутренний диаметр тигля 50 мм, высота внутреннего пространства 40 мм. Тигель помещается в углеродный трубчатый нагреватель печи сопротивления. Затем нагреватель закрывается крышкой и на печь подается напряжение. При разогреве нагревателя в печном пространстве происходит следующее. Поскольку в печное пространство не подается защитный газ, в нем первоначально находится воздух. От разогретого нагревателя тепло передается тиглю, а от него - шихте. Естественно, кислородом воздуха окисляется углерод более нагретого нагревателя. Поэтому в печном пространстве образуется газовая смесь оставшегося азота и получившегося монооксида углерода СО. Измерение температуры в печном пространстве осуществляется оптическим пирометром. Поддержание заданной температуры (2250°C) проводится изменением токовой нагрузки. Во время проведения процесса печь находится под напряжением 3 часа (1 час затрачивается на нагрев и 2 часа - на синтез). После проведения процесса подача электроэнергии прекращается и печь охлаждается. Затем из охлажденной печи извлекается тигель с продуктом реакции - порошкообразным карбидом титана. Поскольку в качестве высокодисперсного углеродного материала в процессе применяется нановолокнистый углерод, обладающий вследствие высокой удельной поверхности (138…160 м2/г) повышенной реакционной способностью, реакция образования карбида титана протекает более полно и содержание непрореагировавшего (свободного) углерода в карбиде титана уменьшается до величины ниже 1,5%, что определяется термогравиметрическим анализом. Уменьшение величины удельной поверхности порошка нановолокнистого углерода ниже 138 м2/г приводит к значительному увеличению содержания свободного углерода в карбиде титана (выше 1,5%). Увеличение значения удельной поверхности порошка нановолокнистого углерода выше 160 м2/г невозможно при любом времени измельчения.

Удешевление процесса достигается за счет того, что в процессе использование водорода не требуется.

Примеры реализации способа.

Пример 1. Порошки диоксида титана и нановолокнистого углерода (удельная поверхность 145 м2/г), взятые в массовом соотношении диоксида титана к нановолокнистому углероду 68,5:31,5 (суммарная масса навески 200 г), совместно просеиваются через сито с размером ячейки 100 мкм. Далее готовая шихта засыпается в графитовый тигель. Тигель помещается в углеродный трубчатый нагреватель печи сопротивления. Затем нагреватель закрывается крышкой и на печь подается напряжение. Температура в печи поддерживается на уровне 2250°C. Содержание свободного углерода в продукте реакции, определенное термогравиметрическим методом, 0,82%.

Пример 2. Порошки диоксида титана и нановолокнистого углерода (удельная поверхность 151 м2/г), взятые в массовом соотношении диоксида титана к нановолокнистому углероду 68,5:31,5 (суммарная масса навески 200 г), совместно просеиваются через сито с размером ячейки 100 мкм. Далее готовая шихта засыпается в графитовый тигель. Тигель помещается в углеродный трубчатый нагреватель печи сопротивления. Затем нагреватель закрывается крышкой и на печь подается напряжение. Температура в печи поддерживается на уровне 2250°C. Содержание свободного углерода в продукте реакции, определенное термогравиметрическим методом, 0,91%.

Пример 3. Порошки диоксида титана и нановолокнистого углерода (удельная поверхность 156 м2/г), взятые в массовом соотношении диоксида титана к нановолокнистому углероду 68,5:31,5 (суммарная масса навески 200 г), совместно просеиваются через сито с размером ячейки 100 мкм. Далее готовая шихта засыпается в графитовый тигель. Тигель помещается в углеродный трубчатый нагреватель печи сопротивления. Затем нагреватель закрывается крышкой и на печь подается напряжение. Температура в печи поддерживается на уровне 2250°C. Содержание свободного углерода в продукте реакции, определенное термогравиметрическим методом, 0,77%.

Таким образом, предложенный способ является более дешевым и снижает содержание свободного углерода в карбиде титана.

Способ получения карбида титана, состоящий в нагреве шихты из диоксида титана и высокодисперсного углеродного материала, взятых в массовом соотношении диоксида титана к высокодисперсному углеродному материалу 68,5:31,5, при температуре 2250°C, отличающийся тем, что в качестве высокодисперсного углеродного материала применяют порошок нановолокнистого углерода с удельной поверхностью 138…160 м/г.
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 71.
10.04.2013
№216.012.34f7

Регулятор переменного напряжения

Изобретение относится к области полупроводниковой преобразовательной техники и может быть использовано для получения регулируемого и стабилизированного трехфазного переменного напряжения, причем качество выходного тока остается высоким. Такой регулятор может быть использован как стабилизатор...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002479102
Дата охранного документа: 10.04.2013
27.06.2013
№216.012.519c

Способ измерения дисперсии внутрирезонаторных оптических элементов в спектральной области генерации фемтосекундного лазера

Способ может быть использован для контроля дисперсии внутрирезонаторных оптических элементов в спектральной области генерации фемтосекундного лазера. Для измерения дисперсии внутрирезонаторных оптических элементов используют излучение фемтосекундного лазера, которое пропускают через...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486485
Дата охранного документа: 27.06.2013
27.06.2013
№216.012.5247

Способ управления двухкатушечным электромагнитным двигателем возвратно-поступательного движения

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в устройствах ударного действия с линейным электромагнитным двигателем, в котором возвратно-поступательное движение бойка осуществляется за счет катушек рабочего и холостого хода, питающихся от однофазного источника....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486656
Дата охранного документа: 27.06.2013
20.07.2013
№216.012.56de

Смесь для изготовления керамической плитки

Изобретение относится к области производства строительных материалов и может быть использовано для создания смеси, предназначенной для изготовления керамических плит. Технический результат изобретения заключается в повышении прочности керамической плитки. Смесь для изготовления керамической...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487846
Дата охранного документа: 20.07.2013
27.08.2013
№216.012.65d0

Синхронный электромагнитный ударный механизм

Изобретение относится к области электротехники, в частности к электромагнитным ударным машинам для импульсных устройств с поступательным движением рабочих органов, применяемых в электроинструменте ударного действия, и направлено на повышение энергии единичного удара. Предлагаемый синхронный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002491701
Дата охранного документа: 27.08.2013
20.10.2013
№216.012.775a

Синхронный электромагнитный двигатель возвратно-поступательного движения

Изобретение относится к электротехнике, к электромагнитным машинам возвратно-поступательного или ударного действия для различных технологических операций, например ударное вибропрессование, клеймение, разрушение строительных материалов при выполнении строительных и монтажных работ. Технический...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002496214
Дата охранного документа: 20.10.2013
20.10.2013
№216.012.775b

Электромагнитный двигатель возвратно-поступательного движения

Изобретение относится к электротехнике, к электромагнитным ударным машинам с возвратно-поступательным движением рабочих органов для выполнения различных технологических операций при импульсной обработке материалов. Технический результат состоит в повышении производительности при одновременном...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002496215
Дата охранного документа: 20.10.2013
27.10.2013
№216.012.7af2

Фазометр с гетеродинным преобразованием частоты

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться в радиотехнике, метрологии и других отраслях промышленности для прецизионного измерения разности фаз пары сигналов и ее изменения во времени. Фазометр содержит первый вход для первого сигнала, снабженный первым...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002497136
Дата охранного документа: 27.10.2013
27.10.2013
№216.012.7b6a

Устройство дифференциальной защиты силового трансформатора

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам для релейной защиты трансформаторов от коротких замыканий (КЗ), и может быть использовано для защиты двухобмоточных и трехобмоточных силовых трансформаторов. Технический результат заключается в повышении быстродействия при внешних...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002497256
Дата охранного документа: 27.10.2013
27.11.2013
№216.012.864f

Способ контроля запасов устойчивости режима синхронных электрических машин, включенных в электрическую сеть

Изобретение относится к области электроэнергетики и может быть использовано в электроэнергетических системах, системах электроснабжения, электрических сетях при управлении режимами работы синхронных электрических машин (генераторов, двигателей), включенных в электрическую сеть, для контроля...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002500061
Дата охранного документа: 27.11.2013
Показаны записи 1-10 из 72.
10.04.2013
№216.012.34f7

Регулятор переменного напряжения

Изобретение относится к области полупроводниковой преобразовательной техники и может быть использовано для получения регулируемого и стабилизированного трехфазного переменного напряжения, причем качество выходного тока остается высоким. Такой регулятор может быть использован как стабилизатор...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002479102
Дата охранного документа: 10.04.2013
27.06.2013
№216.012.519c

Способ измерения дисперсии внутрирезонаторных оптических элементов в спектральной области генерации фемтосекундного лазера

Способ может быть использован для контроля дисперсии внутрирезонаторных оптических элементов в спектральной области генерации фемтосекундного лазера. Для измерения дисперсии внутрирезонаторных оптических элементов используют излучение фемтосекундного лазера, которое пропускают через...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486485
Дата охранного документа: 27.06.2013
27.06.2013
№216.012.5247

Способ управления двухкатушечным электромагнитным двигателем возвратно-поступательного движения

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в устройствах ударного действия с линейным электромагнитным двигателем, в котором возвратно-поступательное движение бойка осуществляется за счет катушек рабочего и холостого хода, питающихся от однофазного источника....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486656
Дата охранного документа: 27.06.2013
20.07.2013
№216.012.56de

Смесь для изготовления керамической плитки

Изобретение относится к области производства строительных материалов и может быть использовано для создания смеси, предназначенной для изготовления керамических плит. Технический результат изобретения заключается в повышении прочности керамической плитки. Смесь для изготовления керамической...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487846
Дата охранного документа: 20.07.2013
27.08.2013
№216.012.64bb

Способ проветривания систем горных выработок

Изобретение относится к области горного дела и может быть использовано при проветривании ортов или штреков на погрузочно-доставочных горизонтах рудных шахт. Техническим результатом является повышение эффективности проветривания систем горных выработок за счет разработки алгоритма расчета...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002491424
Дата охранного документа: 27.08.2013
27.08.2013
№216.012.65d0

Синхронный электромагнитный ударный механизм

Изобретение относится к области электротехники, в частности к электромагнитным ударным машинам для импульсных устройств с поступательным движением рабочих органов, применяемых в электроинструменте ударного действия, и направлено на повышение энергии единичного удара. Предлагаемый синхронный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002491701
Дата охранного документа: 27.08.2013
20.10.2013
№216.012.775a

Синхронный электромагнитный двигатель возвратно-поступательного движения

Изобретение относится к электротехнике, к электромагнитным машинам возвратно-поступательного или ударного действия для различных технологических операций, например ударное вибропрессование, клеймение, разрушение строительных материалов при выполнении строительных и монтажных работ. Технический...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002496214
Дата охранного документа: 20.10.2013
20.10.2013
№216.012.775b

Электромагнитный двигатель возвратно-поступательного движения

Изобретение относится к электротехнике, к электромагнитным ударным машинам с возвратно-поступательным движением рабочих органов для выполнения различных технологических операций при импульсной обработке материалов. Технический результат состоит в повышении производительности при одновременном...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002496215
Дата охранного документа: 20.10.2013
27.10.2013
№216.012.7af2

Фазометр с гетеродинным преобразованием частоты

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться в радиотехнике, метрологии и других отраслях промышленности для прецизионного измерения разности фаз пары сигналов и ее изменения во времени. Фазометр содержит первый вход для первого сигнала, снабженный первым...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002497136
Дата охранного документа: 27.10.2013
27.10.2013
№216.012.7b6a

Устройство дифференциальной защиты силового трансформатора

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам для релейной защиты трансформаторов от коротких замыканий (КЗ), и может быть использовано для защиты двухобмоточных и трехобмоточных силовых трансформаторов. Технический результат заключается в повышении быстродействия при внешних...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002497256
Дата охранного документа: 27.10.2013
+ добавить свой РИД