ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Получение волокон н нитевидных кристаллов из карбида титана из "Карбид титана Получение, свойства, применение " Более 80 % карбида титана в производственных условиях получают из диоксида титана (в основном в связи со сравнительно низкой стоимостью и доступностью до последнего времени ТЮз). [c.7] В течении 30 последних лет углетермический метод сохраняет доминирующее положение в производстве карбида титана. Отработанная технология, стандартное и недорогое оборудование, сравнительно дешевое сырье - главные причины этого. [c.7] Процесс образования карбида титана из диоксида титана и твердых науглероживающих материалов, а также факторы, влияющие на состав продукта, подробно исследованы и представлены в многочисленных работах [1 4 6—11], позтому кратко остановимся только на основных моментах. [c.7] При вакуумной карбидизации реакция образования Ti начинается уже при 800 °С и быстро протекает при 1200-1400 °С. Окончательная выдержка продолжительностью 0,5 ч проводится при 1900-1950 °С. Карбид титана после измельчения и просева содержит 19,5—20,3 % общего и 0,1-0,8 % свободного углерода. [c.7] На одном из заводов внедрена в производство серия печей, позволившая полностью механизировать и автоматизировать процесс получения карбида титана (рис. 2) [12]. Использование при карбидизации электровибратора дает возможность сочетать технологические процессы с непрерьшным перемещением шихты в рабочей камере. Для улучшения подвижности и сыпучести шихты проводится ее агломерация в таблетки диаметром 12-13 мм и высотой 5 мм или шарики диаметром 15 мм. [c.7] Насыпная плотность исходного диоксида титана состадляет 0,64 г/см , а пористость таблеток лосле агломерации 44,3 %. Продукты реакции имеют следующие характеристики пористость таблеток 75,5 % насыпная плотность таблеток 0,65 г/см содержание связанного углерода в Ti 19,4-20% свободного углерода 0-0,3 % гитана 79,5-80,3 %. [c.8] Получить карбид титана со степенью превращения исходного титана в карбид титана, близкой к единице, можно уже при 1900 °С, а при температуре вьпие 3070 °С, т.е. выше температуры плавления Ti , наблюдается заметное давление паров титана. Энергозатраты на образование карбида титана при ] 200-3070 °С возрастают линейно (Qt = 2500 + + Т кДж/кг). [c.9] В табл. 1 представлены равновесные составы твердой фазы Ti—О—С, рассчитанные на основе зкспериментальных данных [9]. [c.9] Снижая давление СО, можно значительно уменьшить температуру полного удаления кислорода из Ti . Например, при давлении СО до 1,5 10 Па. удается практически полностью удалить кислород из твердой фазы уже при 1300 С, в то время как при атмосферном давлении СО зто достигается только при температуре выше 2000 °С. [c.9] В случае проведения карбидизации в атмосфере СО наблюдается то. же явление, что и в атмосфере водорода максимальное насыщение карбида титана углеродом при достижении температуры карбидизации и последующее разуглероживание по мере выдержки при этой темпе-ipaType. [c.11] В производственных условиях содержание связанного углерода в I карбиде титана может уменьшаться и вследствие малой теплопроводности смеси диоксида титана с сажей, что приводит к возникновению разницы в скорости прогрева наружных и внутренних частей брикета. Наружные слои уже успевают достигнуть максимального насыщения углеродом, в то время как карбидизация внутренних слоев еще не закончена. Когда насыщение внутренних слоев углеродом достигнет максимумов наружных слоях начнется разуглероживание. [c.11] Меерсоном и Я.М. Липкесом проведены термодинамические расчеты, с которыми хорошо согласуются экспериментальные данные. Основной вывод из этих расчетов для получения карбида титана со стабильно высоким содержанием связанного углерода (19 %) процесс необходимо проводить в вакууме. [c.11] Низкое парциальное давление пара СО можно создать, используя поток инертного газа, например аргона, при общем давлении 10 Па. Карбид титана с содержанием связанного углерода 2U,02 % и свободного углерода 0,3 % образуется при следующих условиях температура 1750 С продолжительность выдержки 10-15 мин скорость тока аргона 1,6 м/мин избыток углерода в шихте против стехиометрического соотношения 3 %. С увеличением скорости потока аргона уменьшается парциальное давление образующейся окиси углерода и карбид титана с высоким содержанием связанного углерода образуется при более низких температурах [10]. [c.12] В твердосплавной промышленности используются порошки карбида титана с размером частиц 1—5 мкм. Для получения таких частиц спек Ti , полученный по углетермическому методу, подвергается длительному разлому (до 48 ч), но и после него порошки карбида титана имеют широкий фракционный состав и загрязнены материалами размольных агрегатов. Использование в качестве размольных агрегатов аттриторов позволяет снизить продолжительность размола до 2 ч, однако в этом случае наблюдается рост содержания кислорода и железа в Ti [14]. [c.12] Для производства дисперсных порошков, практически не требующих размола, и снижения температуры вакуумной карбидизации предлагается использовать в качестве исходных материалов высокодисперсный ТЮ2 [15—18]. В этом случае реализуется диаграмма метаста-бильного состояния, что приводит к смещению линии межфазных равновесий в сторону низких температур. [c.12] Например, температура карбидизации снижается примерно на 400 °С при замене обычного конденсаторного диоксида титана (средний размер частиц 2-3 мкм) на высокодисперсную ТЮ2 со средним размером частиц 0,1-0,2 мкм [16]. [c.12] Конечный размер частиц карбида титана, полученного из высокодисперсного диоксида титана, составляет 1/2 размера частиц исходного ТЮ2 (табл. 2). [c.13] Вернуться к основной статье