204994

Союз Советских Социалистическик РеспубликЗависим авт. сви льствал, 121, 35/О Заявлено 14,1. 6 ( 1049406/23-2 присоединением ваяв ПК С ПриоритетОпубликовано 14,Ч. Комитет по дела изобретений и открыти при Совете Министров СССР. Бюллетень19сания 19.1 Х.1968 ата опубликования о Авторыизобретен Г. А. Меереон к А. Е. Горбун СПбСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БОРИДОВ МЕТАЛЛО ато одпрокалиодъемом30 ают наемпер ату Изобретение относится к области получения стойких в агрессивных средах, паростойких, твердых и износостойких материалов, в частности боридов металлов.Известны способы получения боридов металлов по реакции окисла металла с сажей и борным ангидридом при температуре 1700 - 2000 С.Описываемый способ отличается тем, что борный ангидрид получают перед реакцией из 1 борной кислоты, как исходного сырья, путем ее прокаливания с сажей при температуре 750 - 800 С с получением спека борного ангидрида с углеродом (ВзОз+ С). Это повышает степень чистоты продукта 1 и удешевляет его, т Кроме тото, очищать полученный борид металла можно прокаливанием в вакууме при температуре от 1500 до 2000 С. Новым является и то, что реакцию можно проводить в атмосфере водорода.2Борную кислоту и сажу смешивают в шаровой мельнице для получения однородной массы. Соотношение борной кислоты и сажи должно соответствовать следующей реакции:2 ВзОз+4 С-+МеВз+ 4 СО ешанную шихту НзВОз+воздухе с постепеннымры до 750 в 8 С. Гемпературу в печи поднимают ступенч с выдержками при температуре перехода ной модификации борной кислоты в другую.Прокаленная в этих условиях шихта содержит не более 5% воды. Шихту дробят на куски размером не более 5 лл и размалывают в шаровой или другой мельнице до размера частиц не более 300 лтк и смешивают с окислом металла, например хрома, циркония, молибдена, и сажей. Окись металла добавляют из расчета получения соответствующего борида.При составлении этой тройной смеси прокаленную шихту берут в количестве, соответствующем 20%-ному избытку борного ангидрида против стехпометрического, В связи с тем, что при прокаливании Н,ВОз+ С часть углерода выгорает, в смесь добавляют сажу или другой углеродсодержащий компонент из расчета полного восстановления окисла металла и борного ангидрида, не считая его 20%-ного избытка,Собственно реакцию получения борида проводят в высокотемпературной печи с графитовой трубой в атмосфере водорода. Темпера. тура горячей зоны печи 1700 - 2000 С, Температура горячей зоны и длительность процесса различны для различных боридов.На первой стадии получают сырой борид, содержащий углерода от 0,1 до 1,0 вес. % и кислорода - от 0,1 до 0,4 вес, %,204994 Химический анализ после очистки Химический анализ до очистки Борид Ме Сумма О Сумма Собщ Собш О В Ме 70,36 70,71 70,57 77,87 77,96 77,95 80,76 80764 80,48 0,040,010,0320,0400090,0180,020,040,051 99,81100,199,92299,8499,98999,85899,9299,9499,871 29,4129,3229,3219122;0221,8919,119,219,31 0,240,0770,350,4110470,240,190,390,28 98,82 100,04 99,3 99,921 99,65 99,37 100,16 98,47 98,90,61,0040,750,180,70,571,0 27,5 20,16 26,9 18,42 21,65 13,85 20,02 17,83 19,27 70,48 78,81 71,75 80,86 76,78 85,10 79,25 79,68 78,35 не обнаружено0,060,020,02не обнаруженоне обнаружено0,040,060,03 Сг Сг Сг Мо Мо Мо Хг У,г Хг Предмет изобретения Редактор Л, М. Струве Техред А. А. Каммшникдва Корректор О, Б. 7 юрина Заказ 282319 Тираж 530 ПодписноеЦИИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий прн Совете Министров СССРМосква, Центр, пр. Серова, д. 4 Типография; пр. Сапунова, 2 3Сырой борид металла смешивают в шаровой или другой мельнице в спирте или в другой органической жидкости с окислом того же металла и бором. Окись берут в количестве, необходимом для связывания, всего остаточного углерода; при этом учитывают количество остаточного кислорода в сыром бориде. Бор берут в количестве, необходимом для получения соответствующего борида с 2%-ным избытком против стехиометрического в расчете на улетучивание этого избытка на сгадии очистки.Шихту прессуют в брикеты и нагревают в вакуумной печи до температуры 1500 - 2000 С при остаточном давлении не выше 1,10 з мм рт. ст, Брикеты выдерживают в печи при максимальной температуре до достижения равновесного давления в печи, но не менее 1 час.В результате очистки получают борид чистотой 99,8 в 10 с содержанием углерода и кислорода от сотых долей процента до следов.П р и м е р. Получение диборида хрома СгВв проходит по реакции: СгвОз+ 2 В 20 з+ 9 С-+2 СгВ, + 9 СОБерут 1392 г борной кислоты и 608 г сажи. Шихту перемешивают до получения однородной массы и прокаливают при подъеме температуры от 0 до 750 С. При этом происходит 1, Способ получения боридов металлов по реакции окисла металла с сажей и борным ангидридом при температуре 1700 - 2000 С с последующей очисткой полученного борида металла, отличающийся тем, что, с целью повышения степени чистоты продукта и его удешевления, борный ангидрид получают перед реакцией из борной кислоты, как исходного переход одной модификации борной кислоты вдругую: ортоборной НзВОз в метаборнуюНВОв и далее в тетраборную НзВ 40. Получают 1228 г прокаленной шихты, содержащей5 37,0% углерода, 59,3% борного ангидридаВвОз и 3,7% воды. Добавляют 750 г окисихрома и 56 г прокаленной ламповой сажи.Тройную смесь размалывают и прокаливают впечки с графитовой трубой при 1700 С с вы 10 держкой при максимальной температуре втечение 30 мин. Получают 720 г сырого диборида хрома СгВ, состава: бор - 28,7%, углерод - 0,6%, кислород - 0,22%, хром -70,02%. К 720 г сырого диборида добавляют15 6,9 г бора, содержащего 94% основного элемента, и 13,2 г окиси хрома СгзОз. Шихту размалывают в течение 24 час в спирте и прессуют в брикеты, которые прокаливают в вакуумной печи. Температуру поднимают до20 1500 С в течение 1 час и выдерживают приэтой температуре в течение 2 час, Остаточноедавление в конце выдержки 9.10-в мм рт. ст,Получают диборид хрома СгВ, чистотой99,9% состава: углерод - 0,06%, кислород -25 0,02%, бор - 29,4%, хром - 70,42%,Аналогично получают бориды циркония имолибдена,В таблице приведен химический состав бо.ридов хрома, молибдена и циркония до очи.30 стки и после нее. сырья, путем ее прокаливания с сажей притемпературе 750 - 800 С с получением спекаборного ангидрида с углеродом (В,Оз + С),2. Способ по и. 1, отличающийся тем, что35 очистку полученного борида металла ведутпрокаливанием в вакууме при температуре от1500 до 2000 С.3, Способ по п. 1, отличающийся тем, чтореакцию ведут в атмосфере водорода,40