СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАРБИДОВ Советский патент 1973 года по МПК B22F9/16 

1

Изобретение относится к области получения тугоплавких и жаростойких карбидов, используемых в высокотемпературной технике.

Известен способ получения карбидов тугоплавких металлов, заключающийся в том, что предварительно перемешанную шихту окисла металла с углеродом загружают в графитовый тигель и нагревают его токами высокой частоты до 1400-1800°С в течение, например, 30 мин. Процесс карбидизацяи осуш,ествляют непрерывно при непрерывном перемешении материала от места загрузки до места выгрузки. Реакционная смесь нагревается за счет тепла, передаваемого от графитового тигля.

Однако нагрев исходной шихты от нагретого графитового тигля приводит к неравномерному распределению температуры в объеме шихты и неполноте реакции графитизацви в ее центре.

Предлагаемый способ отличается от известного тем, что с целью повышения равномерности нагрева смеси по всему объему и интенсификации процесса карбидизации смесь нагревают энергией электромагнитного поля токов высокой частоты в 0,5-30 Мгц.

Способ осуществляют следующим образом.

Составляют реакционную смесь из углерода и кислородсодержащего соединения компонента карбида, например окисла или кислоты.

Полученную смесь загружают в вертикально расположенный тигель, выполненный из материала диэлектрика, например прозрачного кварца или окисла алюминия. Тигель с шихтой продувают аргоном для удаления воздуха, который может образовать с окисью углерода взрывоопасную смесь. Далее на высокочастотном генераторе устанавливают частоту 0,5- 30 Мгц и подключают его к индуктору, охватывающему тигель. Токи высокой частоты нагревают всю шихту по сечению в радиальном направлении. Благодаря тому, что энергия электромагнитного поля выделяется во всем объеме смеси, нагрев ее осуществляется в

100-1000 раз быстрее по сравнению с нагревом теплопроводностью от графитового тигля. Внешняя поверхность реакционного материала охлаждается за счет теплопроводности или излучения так, чтобы температура в слое

1-5 мм находилась в пределах 1000-1400°С. Этот слой состоит из полупрореагировавшего материала и не имеет абразивных элементов; он обладает значительным удельным сопротивлением, и в нем практически не наводятся

токи высокой частоты. Толщина слоя зависит от степени прозрачности диэлектрика и интенсивности его охлаждения и составляет около 10 см.

В случае использования материала тигля из

трозрачнюго кварца, когда охлаждение внешней поверхности осуществляется за счет излучения, достаточно естественного охлаждения.

При использовании окиси алюминия необходимо принудительное воздушное или водяное охлаждение тигля.

Загрузку проводят механически. Непрерывность движения ШИХТЫ осуш,ествляют с помощью толкателя, установленного сверху тигля. Готовый продукт - карбид - выходит из зоны индуктора, а разогретая отходяш,ими газами вновь загруженная в тигель шихта постепенно продвигается в реакционное пространство и карбидизируется.

При использовании предлагаемого способа получают карбиды таких элементов как Si,

V, Zr, Al, В, Ti, Sc, Ca, Co, Sn, Pb, Bi, Th, Hf и редкоземельных металлов.

Предмет изобретения

Способ получения карбидов, включающий высокотемпературный нагрев смеси кислородсодержащего соединения элемента с углеродом при непрерывном перемещении материала в зоне нагрева, отличающийся тем, что, с целью повышения равномерности нагрева смеси по всему объему и интенсификации процесса карбидизации, нагрев смеси осуществляют энергией электромагнитного поля токов высокой частоты в 0,5-30 Мгц.