способ получения дисперсно-упрочненных металлов и сплавов платиновой группы
| Классы МПК: | B22F9/24 из жидких металлических соединений, например растворов |
| Автор(ы): | Федосеев И.В. |
| Патентообладатель(и): | Калужский филиал Московского государственного технического университета им.Н.Э.Баумана |
| Приоритеты: |
подача заявки:
1996-01-19 публикация патента:
20.11.1997 |
Использование: в металлургии платиновых металлов. Сущность изобретения: в коллоидном растворе гидроксида, дающего тугоплавкий оксид, например ZrO2, распульповывают порошки карбонилов платиновых металлов, например, [Pt(Co)2] n, Pt5Pd(Co)14, Pt5Ph(Co)16. Затем осадок отделяют и сушат на воздухе, что приводит к самовозгоранию продукта и образованию соответствующего металлического порошка или губки, дисперсно-упроченных тугоплавким оксидом, например, гидроксидом циркония. 1 з. п. ф-лы, 1 табл.
Рисунок 1
Формула изобретения
1. Способ получения дисперсно-упрочненных металлов и сплавов платиновой группы, включающий образование коллоидного раствора, содержащего соединения металла-основы и металла, образующего тугоплавкий оксид, выделение твердой фазы и сушку осадка, отличающийся тем, что в качестве соединения металла-основы используют твердые карбонилы металлов. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве соединения металла, образующего тугоплавкий оксид, используют гидроксид циркония.Описание изобретения к патенту
Способ относится к области металлургии платиновых металлов. Известно несколько способов получения дисперсноупроченных металлов, в том числе и платины, а именно: путем высокоэнергетического помола компонентов [1] путем распыления компонентов в плазменном потоке [2] путем внутреннего окисления соответствующего сплава, например Pt-Zr [3, 4]Общим недостатком указанного способа является сложное аппаратурное оформление, высокие энергозатраты и большая длительность технологического цикла. Наиболее близким к предлагаемому является способ изготовления металлических сплавов, предусматривающий диспергирование частиц второй фазы в металлической матрице путем получения коллоидной суспензии, причем металлический компонент в исходном состоянии представляет собой солевой раствор, в котором замешивают частицы второй фазы, исключая химическое взаимодействие последних с металлическим компонентом сплава. В полученную суспензию вводят антикоагулятор, после чего раствор выпаривают и после удаления растворителя восстанавливают металл [5]
Недостатком известного способа являются многооперационность и высокие энергетические затраты, связанные с выпариванием раствора и последующим восстановлением осадка до металла. Кроме того, полученный порошок металла необходимо очищать от антикоагулятора и солевых компонентов. Целью предлагаемого изобретения является упрощение процесса и снижение энергозатрат. Для достижения этой цели в качестве исходного материала для получения металлической матрицы используются твердые порошкообразные карбонилы платиновых металлов. В качестве источника тугоплавких оксидов используются коллоидные растворы соответствующих гидроксидов, например Zr(OH)4. Затем соответствующее количество карбонильного соединения распульповывают в соответствующем коллоидном растворе, содержащего заданное количество тугоплавкого оксида. Пульпа выкручивается при комнатной температуре 1 2 ч, затем твердую фазу отфильтровывают, промывают водой и сушат на воздухе при t
150oC. После высыхания происходит самовозгорание карбонильных соединений с образованием металлических порошков или губчатого металла, в котором диспергированы частицы соответствующего тугоплавкого оксида, например по уравнениям:
Полученные таким образом дисперсно-упрочненные порошки и губки легко могут быть переработаны в компактные металлы методами порошковой металлургии. В качестве примера использования предлагаемого способа приводим получение дисперсно-упрочненной платины состава Pt 25 ZrO2. Для этого 20 г платины в виде [Pt(Co)2]n были распульпованы в 200 мл коллоидного раствора гидроксида циркония, содержащего 0,05 г в расчете на ZrO2. Пульпа выкручивалась 1 час при комнатной температуре. Благодаря высокой удельной поверхности порошка карбонила платины происходит практически полная адсорбция коллоидных частиц. Затем твердая фаза отфильтрована, промыта водой и высушена при t
100oC. После высыхания продукта произошло его самовозгорание с сильным разогревом и образовалась платиновая губка в соответствии с уравнением (1). Полученный материал содержал 0,25 (весовых) ZrO2, из этой губки методом порошковой металлургии была изготовлена проволока диаметром 1 мм. Твердость полученного металла по Виккерсу составляла на разных участках от 137,2 до 142,6. Результаты термомеханических испытаний проволоки приведены в таблице. Представленные в таблице результаты прочностных испытаний материала, полученного по предлагаемому способу, не уступают характеристикам аналогичного материала, полученного другими способами [6]Аналогично условиям получения губки Pt 0,25% ZrO2 были получены губки состава Pt Pd (10%) ZrO2 (0,25%) и Pt Rh (10%) - ZrO2 (0,25%) в соответствии с уравнениями (2) и (3). Приведенные примеры показывают, что технология получения дисперсно-упрочненных металлов и сплавов платиновой группы по предлагаемому способу отличаются от известных способов простотой аппаратурного оформления, высокой производительностью и низкими энергозатратами. Источники информации
1. Пат. ФРГ N 3813224, кл. B 22 F 9/04, опубл. 1988 г. 2. Пат. США N 4252588, кл. C 04 B 37/00, опубл. 1981 г. 3. Пат. США N 3893844, кл. B 22 F 9/00, опубл. 1975 г. 4. Пат. Франции N 2072998, кл. B 22 F 1/00, опубл. 1971 г. 5. Пат. ФРГ N 3715979, кл. B 22 F 1/00, опубл. 1988 г. 6. Е. В. Васильева, Р. М. Волкова и др. Платина, ее сплавы и композиционные материалы М. Металлургия, 1980 г. 296 с.
Класс B22F9/24 из жидких металлических соединений, например растворов
