Электрохимический способ получения борида молибдена Российский патент 2017 года по МПК C25B1/00 C01B35/04 C01G39/00 

Описание патента на изобретение RU2629188C2

Изобретение относится к электрохимическому способу получения борида молибдена и может быть использовано для получения мелкодисперсного порошка борида молибдена.

В настоящее время применение боридов переходных металлов развивается в двух направлениях, одним из которых является их использование в качестве покрытий (химико-термическая обработка), а другое относится к получению композиционных материалов методами порошковой металлургии.

Известен борокарбидный способ получения боридов молибдена. Проводится восстановление смеси окислов MoO3 и В2О3 углеродом или MoO3 - смесью карбида бора и сажи по реакциям:

MoO32О3+6С=МоВ2+6СО,

2MoO34С+5С=2МоВ2+6СО.

Смеси MoO3 с ВС4 и сажей нагревают в вакууме или атмосфере водорода при 1200-1300°С. Реакция протекает быстро за 0,5-1 час. В вакууме получают более чистые бориды. Для повышения производительности шихту брикетируют под давление 0,5-1 Т/см2.

Борокарбидный метод имеет недостатки, так как B2O3, содержащийся в шихте, частично летит, что затрудняет получение борида заданного состава и приводит к повышенному содержанию углерода в бориде [1].

Известен и другой способ синтеза боридов молибдена [2], заключающийся в восстановлении молибденового ангидрида или двуокиси MoO2 углеродом и карбидом бора по реакциям:

8MoO3+5В4С+19С=4Мо2В5+24СО,

8MoO3+5В4С+11С=4Мо2В5+16СО.

Процесс осуществляется в вакууме 10-1-10-2 мм рт.ст. при 1200-1500°С. Установлено, что высокая летучесть молибденового ангидрида подавляется высокой скоростью образования термодинамически прочного борида. Повышение температуры получения борида молибдена ведет к увеличению содержания углерода в продуктах реакции.

Наиболее близким является способ получения боридов молибдена элекролизом расплава NaCl - Na3AlF6 (1:1 мас.) - 0,5 мас.%, Na2MoO4 - 20 мас.%, B2O3 при температуре 900°С [3], отличающийся тем, что процесс получения целевого продукта в отличие от аналогов проводят электрохимическим синтезом и при более низкой температуре.

Недостатком прототипа является высокая температура процесса и возможность загрязнения целевого продукта другими металлами (алюминием).

Электрохимический синтез борида молибдена осуществляется в электролите состава KCl-NaCl-NaF-Na2MoO4-B2O3. Электролит готовят в аллундовом тигле объемом 100 мл в электропечи, нагретой до 750°С. Сначала расплавляется смесь хлоридов натрия и калия, затем добавляют NaF, Na2MoO4 и В2О3. После достижения температуры 750°С в расплав погружают молибденовый катод и графитовый анод. Продолжительность электролиза 1 час. Борид молибдена оседает в виде "груши" на катоде. После остывания осадок отмывают горячей водой.

Задачи изобретения - повышение чистоты продукта, в частности снижение загрязнения целевого продукта другими металлами (алюминием), и снижение температуры процесса.

Задача решается следующим образом.

Предлагается расплав для электрохимического синтеза борида молибдена, содержащий хлорид натрия, хлорид калия, фторид натрия, молибдат натрия и оксид бора со следующим соотношением компонентов, мас.%:

хлорид калия 15,60 фторид натрия 7,84 молибдат натрия 1,00 оксид бора от 1,00 % до 3,00 хлорид натрия остальное

Электрохимический синтез борида молибдена при температуре 750°С проводился на основе расплава NaCl-KCl-NaF, содержащего в качестве источников молибдена Na2MoO4, источника бора - В2О3.

Для проведения электрохимического синтеза использовали в качестве контейнера аллундовый тигель, в качестве анода использовался графитовый стержень, в качестве катода - молибденовая пластина.

Электролит готовили расплавлением в электропечи смеси хлоридов натрия и калия, фторида натрия, молибдата натрия и оксида бора в графитовом тигле. По достижении 750°С в расплав погружают электроды. Электролиз осуществляется в открытых ваннах в потенциостатическом режиме при напряжении на ванне U=2,8 В при температуре 750°С.

После окончания электролиза катод с осажденным продуктом в виде «груши» тщательно отмывается горячей дистиллированной водой многократной декантацией для избавления от солевой фазы. Затем катодный осадок высушивается в сушильном шкафу.

Пример 1. Электрохимический синтез борида молибдена осуществляется в электролите состава, мас.%:

хлорид калия 15,60 фторид натрия 7,84 молибдат натрия 1,00 оксид бора 1,00 хлорид натрия остальное

Электролит готовят в аллундовом тигле объемом 100 мл в электропечи, нагретой до 750°C. Сначала расплавляется смесь хлоридов натрия и калия, затем добавляют NaF, Na2MoO4 и В2О3. После достижения температуры 750°С в расплав погружают молибденовый катод и графитовый анод. Напряжение на ванне U=2,8 В. Продолжительность электролиза 1 час. Борид молибдена оседает в виде "груши" на катоде. После остывания осадок отмывают горячей водой.

Пример 2. Электрохимический синтез борида молибдена осуществляется в электролите состава, мас.%:

хлорид калия 15,60 фторид натрия 7,84 молибдат натрия 1,00 оксид бора 2,00 хлорид натрия остальное

Электролит готовят в аллундовом тигле объемом 100 мл в электропечи, нагретой до 750°С. Сначала расплавляется смесь хлоридов натрия и калия, затем добавляют NaF, Na2MoO4 и В2Оз. После достижения температуры 750°С в расплав погружают молибденовый катод и графитовый анод. Напряжение на ванне U=2,8 В. Продолжительность электролиза 1 час. Борид молибдена оседает в виде "груши" на катоде. После остывания осадок отмывают горячей водой.

Пример 3. Электрохимический синтез борида молибдена осуществляется в электролите состава, мас.%:

хлорид калия 15,60 фторид натрия 7,84 молибдат натрия 1,00 оксид бора 3,00 хлорид натрия остальное

Электролит готовят в аллундовом тигле объемом 100 мл в электропечи, нагретой до 750°С. Сначала расплавляется смесь хлоридов натрия и калия, затем добавляют NaF, Na2MoO4 и В2О3. После достижения температуры 750°С в расплав погружают молибденовый катод и графитовый анод. Напряжение на ванне U=2,8 В. Продолжительность электролиза 1 час. Борид молибдена оседает в виде "груши" на катоде. После остывания осадок отмывают горячей водой.

Литература

1. Beck W. Metal industry, 1955, v. 86, p.43.

2. L. Andrieux. Chim. et ind., 25, 1053.

3. Малышев В.В. Теоретические основы и практическая реализация технологий ВЭС силицидов и боридов хрома, молибдена и вольфрама в ионных расплавах // Теоретические основы химических технологий. - 2002. - Т. 36, №1. - С. 75-88.

Похожие патенты RU2629188C2

название год авторы номер документа
Способ получения нанодисперсного изотопно-модифицированного борида молибдена 2023
  • Корнев Антон Романович
  • Корнев Роман Алексеевич
RU2811828C1
ЭЛЕКТРОЛИТ ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЙ НА ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩИЕ И НЕЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩИЕ МАТЕРИАЛЫ 2010
  • Кушхов Хасби Билялович
  • Адамокова Марина Нургалиевна
  • Кучмезова Фатимат Юсуповна
  • Мамхегова Рузана Мухамедовна
RU2458189C1
Электролитический способ получения ультрадисперсного порошка двойного борида церия и кобальта 2018
  • Кушхов Хасби Билялович
  • Мукожева Радина Аслановна
  • Виндижева Мадзера Кадировна
  • Абазова Азида Хасановна
  • Маржохова Марьяна Хажмусовна
RU2695346C1
СПОСОБ ЭЛЕКТРОЛИЗА КРИОЛИТОГЛИНОЗЕМНЫХ РАСПЛАВОВ С ПРИМЕНЕНИЕМ ТВЕРДЫХ КАТОДОВ 2019
  • Горланов Евгений Сергеевич
RU2716569C1
ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКИЙ СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НАНОРАЗМЕРНОГО ПОРОШКА ГЕКСАБОРИДА ЦЕРИЯ 2013
  • Кушхов Хасби Билялович
  • Мукожева Радина Аслановна
  • Виндижева Мадзера Кадировна
  • Абазова Азида Хасановна
RU2540277C1
Электрохимический способ получения порошков гексаборидов стронция и бария 2017
  • Филатов Евгений Сергеевич
  • Чернов Яков Борисович
  • Шуров Николай Иванович
RU2658835C1
ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКИЙ СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГЕКСАБОРИДА ПРАЗЕОДИМА 2008
  • Кушхов Хасби Билялович
  • Жаникаева Залина Ахматовна
  • Адамокова Марина Нургалиевна
  • Чуксин Станислав Иванович
RU2393115C2
Электрохимический способ получения микродисперсных порошков гексаборидов металлов лантаноидной группы 2019
  • Филатов Евгений Сергеевич
  • Чернов Яков Борисович
  • Шуров Николай Иванович
  • Чухванцев Денис Олегович
  • Роженцев Данил Александрович
RU2722753C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НАНОДИСПЕРСНЫХ ПОРОШКОВ ДВОЙНЫХ КАРБИДОВ ВОЛЬФРАМА И МОЛИБДЕНА 2010
  • Кушхов Хасби Билялович
  • Карданов Анзор Лионович
  • Квашин Виталий Анатольевич
  • Адамокова Марина Нургалиевна
RU2459015C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЛИГАТУРНОГО СПЛАВА АЛЮМИНИЙ-БОР 2015
  • Зайков Юрий Павлович
  • Ткачева Ольга Юрьевна
  • Катаев Александр Александрович
  • Микрюков Михаил Юрьевич
  • Суздальцев Андрей Викторович
  • Штефанюк Юрий Михайлович
  • Манн Виктор Христьянович
RU2610182C2

Реферат патента 2017 года Электрохимический способ получения борида молибдена

Изобретение относится к электрохимическому синтезу борида молибдена, включающему электролиз расплава, содержащего хлорид калия, молибдат натрия и оксид бора, хлорид натрия. Способ характеризуется тем, что дополнительно вводят фторид натрия, а также для повышения чистоты и снижения температуры электролиз ведут при следующем соотношении компонентов, мас.%: хлорид калия 15,60, фторид натрия 7,84, молибдат натрия 1,00, оксид бора от 1,00 до 3,0, хлорид натрия - остальное, при температуре 750°С и напряжении на ванне U=2,8 В. Использование предлагаемого способа позволяет повысить чистоту продукта, в частности снизить загрязнение целевого продукта другими металлами (алюминием), и снизить температуру процесса. 3 пр.

Формула изобретения RU 2 629 188 C2

Способ электрохимического синтеза борида молибдена, включающий электролиз расплава, содержащего хлорид калия, молибдат натрия и оксид бора, хлорид натрия, отличающийся тем, что дополнительно вводят фторид натрия, а также для повышения чистоты и снижения температуры электролиз ведут при следующем соотношении компонентов, мас.%:

хлорид калия 15,60 фторид натрия 7,84 молибдат натрия 1,00 оксид бора от 1,00 до 3,0 хлорид натрия остальное,

при температуре 750°С и напряжении на ванне U=2,8 В.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2017 года RU2629188C2

Малышев В.В., Теоретические основы и практическая реализация технологий ВЭС силицидов и боридов хрома, молибдена и вольфрама в ионных расплавах, Теоретические основы химических технологий, 2002, т
Коридорная многокамерная вагонеточная углевыжигательная печь 1921
  • Поварнин Г.Г.
  • Циллиакус А.П.
SU36A1
Фальцовая черепица 0
  • Белавенец М.И.
SU75A1
CN 102530974 A, 04.07.2012
УСТРОЙСТВО для УПАКОВКИ ПРЕДМЕТОВ В КАРТОННЫЕКОРОБКИ 0
  • Изобрете Ят. Н. Слепов И. А. Бахерт
SU206380A1

RU 2 629 188 C2

Авторы

Кушхов Хасби Билялович

Адамокова Марина Нургалиевна

Тлимахова Мадина Аслановна

Даты

2017-08-25Публикация

2015-09-07Подача