Главная страница сайта О веществе TiO2
Виды диоксида титана Статьи о диоксиде титана


изводительно вследствие сильного газовыделения в процессе восстановления диоксида титана.

Низкое парциальное давление пара СО можно создать, используя поток инертного газа, например аргона, при общем давлении 105 Па. Карбид титана с содержанием связанного углерода 2L),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].

В твердосплавной промышленности используются порошки карбида титана с размером частиц 1—5 мкм. Для получения таких частиц спек TiC, 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 TiC [14].

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.

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].

Снижение температуры за счет увеличения дисперсности исходных компонентов оценивается по следующей формуле [17]:

—- AGTic + ll^L • ДСнзб = (1 -х) AGTi X 1 - х0 1 - х0

X (1--—) +XAGC(1--^—) + RT[x\nx + (1 -х) X

тп тс

Xln(l-x)]+x(l-x)AL, (2)

где AGjic - свободная энергия образования TiC; ДСть AGq, AGH35 -избыточная свободная энергия титана, углерода и карбида титана; AL — параметр взаимодействия в жидком растворе; х — атомная доля углерода в TiC; Тл hTq — температуры плавления титана и углерода.

Таблица 2. Размер частиц порошка карбида титана

Источник получения TiO 2

'УД

м'/г

ТЮ,

г, мкм

'УД!

TiC

м /г г, мкм

Температура -вакуумного восстановления, °С

Н,ТЮ3 Н.ТЮ, ТЮ *

85

0,2-0,3

8

0,1-0,2

30

0,5-0,7

3,3

0,3-0,5

0,5-1

2-3

1

1-1,5

1180-1230 1260-1300 1620-1640

* Конденсаторный.

Конечный размер частиц карбида титана, полученного из высокодисперсного диоксида титана, составляет ~ 1/2 размера частиц исходного ТЮ2 (табл.2).

Определяющее влияние на состав получаемого по этому методу карбида титана оказывает равномерность смещения исходных компонентов. Равномерное смещение компонентов и высокая дисперсность диоксида титана и углерода достигаются с помощью растворного метода, который заключается в осаждении из солянокислого раствора трех-хлористого титана раствором аммиака гидрооксида титана. Гидрооксид титана после смешивания с водным раствором углеводов упаривают в потоке инертного газа. Полученный карбид титана имеет следующий состав, %: Tio6uI 79,6-79,8; Собщ 19,6-19,7; Ссвоб 0,1; О - 0,2; примеси 0,3-0,4 (5уД 1-3,5 м2/г). Однако усложнение технологии подготовки шихты для карбидизации сказывается на стоимости порошка TiC.

Карбид титана состава TiC0>9 9 0o,oi получен в процессе пропитки углеграфитового образца жидким диоксидом титана в две стадии. На первой стадии происходит образование двухфазной системы, состоящей из карбида титана нестехиометрического состава и непрореагировавшей двуокиси титана. Карбидная фаза образует каркас, поры которого заполнены избыточным диоксидом титана. На второй стадии происходит образование карбида титана с содержанием связанного углерода 20 %. Полное восстановление титана происходит при температуре, на 100-200 °С превышающей температуру плавления ТЮ2,и продолжительности выдержки при этой температуре 2-3 ч [18]. Повышению качества карбида титана способствует использование катализаторов.

Были предприняты попытки получить порошок карбида титана из диоксида плазмохимическим синтезом в дуговой плазме в среде аргона и водорода [13]. Изменяя условия синтеза, можно получить карбид титана с содержанием связанного углерода 10-20 %.

Несмотря на высокую степень превращения Ti02 и TiC, значительное


 

 

Вернуться в меню книги

 

На правах рекламы

Место свободно

 

Copyright © 2008-2012 TitanDioxide.Ru

Использование материалов сайта возможно при условии указания активной ссылки
Диоксид титана TiO2