УДК 669.018.45:669.046.464
Восстановление фторидов тугоплавких металлов водородом. Королев Ю.М.,
Столяров В.И. М., "Металлургия", 1981. 184с.
В книге обобщены и систематизированы данные советских и зарубежных ученых по теории и практическому применению процессов восстановления фторидов тугоплавких металлов водородом. Показаны возможности восстановления фторидов тугоплавких металлов водородом при получении порошкообразных и компактных металлов высокой чистоты. Описаны способы изготовления изделий разнообразной формы и размеров (стержней, капилляров, труб, тиглей), а также нанесения плотных покрытий различного назначения. Приведены основные физико-механические свойства получаемых материалов.
Предназначена для научных и инженерно-технических работников, занятых в области получения чистых металлов и формирования изделий на их основе, а также для преподавателей, аспирантов и студентов старших курсов металлургических специальностей. Ил. 150. Табл. 36. Библиогр. список: 208 назв.
ОГЛАВЛЕНИЕ Предисловие......................................... 5
Раздел первый. Физико-химические основы процессов восстановления летучих фторидов водородом
Глава I. Вольфрам ................................ 7
1. Равновеснее системе и температура начала реакции ....... 7
2. Кинетика процесса............................. 8
3. Механизм процесса........................"- 1^
4. Уравнение химической кинетики................... 22
5. Влияние примесей на скорость осаждения.............. 26
6. Кристаллизация.............................. 27
7. Морфология, структура и текстура.................. 29
8. Размер зерна................................ 34
9. Содержание примесей.......................... 42
10. Плотность................................. 47
11. Твердость.................................. 47
12. Внутренние напряжения.......................... 49
13. Температура хрупко-пластичного перехода.............. 50
14. Прочность................................. 51
15. Ползучесть................................. 57
16. Размерная стабильность......................... ®*
17. Упругие и теплофизические свойства................. 60
Глава II. Молибден......................61
1. Рановесие в системе и температура начала реакции........ 61
2. Кинетика процесса............................ 61
3. Механизм процесса............................ "3
4. Уравнение химической кинетики...................
5. Морфология и структура........................ 68
6. Размер зерна................................
7. Содержание примесей........................
• 8. Плотность................................. 74
9. Микротвердость ............................. 74
Глава |||. Тантал................................... 75
1. Равновесие в системе и температура начала реакции....... 75
2. Кинетика процесса............................. 76
3. Механизм процесса............................ 77
4. Уравнение химической кинетики................... 79
5. Морфология и структура........................ од
6. Размер зерна................................ go
7. Содержание фтора............................ П1
8. Плотность................................. *'
Глава IV. Ниобий................................... 81
1. Равновеснее системе и'температура начала реакции.......'81
2. Кинетика процесса............................ 32
3- Механизм процесса............................ 84
• Уравнение химической кинетики................... 35
5. Морфология и структура............... . . Я7
6- Размер зерна..............................' . . . ™
'• Содержание фтора............................ 88
°- Плотность ............................. 88
Глава и МикротвеРД<*ть • • • •......................... 88
Г л а „ еНИЙ................................... яя
" а в а VI м
Vl- Иридий.................................. 89
Глава VII. Сплавы вольфрама с молибденом ................. 90
1. Кинетика процесса и структура осадков .......... 90
2. Состав осадков ................... 91
3. Плотность осадков .....................
4. Микротвердость осадков ..................
5. Прочность осадков ............... 93
Глава VIII. Сплавы вольфрама с рением ......... 94
1. Кинетика процесса ......... 94
2. Состав осадков .............. 97
3. Фазовый состав и структура осадков . . 99
4. Твердость осадков ............... . . 102
5. Прочностные характеристики осадков ........ 102
Глава IX. Сплавы вольфрама с молибденом и рением ......... 106
Глава X. Соединения ............... 107
1 . Карбид вольфрама ........................ 107
2. Нитрид ниобия . ^_ .............. 108
Раздел второй. Практическое использование водородного восстанов-
ления фторидов
Глава I. Аппаратура .... ...... 109
1. Установка для газофазного осаждения ............... 109
2. Конструкции реакционных камер ............. 112
3. Расчет аппаратов для гетерогенного осаждения .......... 116
Глава II. Получение изделий из вольфрама ................ 122
1. Прутки и капилляры ...................... 122
2. Трубы ....................... 124
3. Изделия переменного сечения ................. 132
4. Тигли ....................... 135
5. Листы и плоский прокат ................. 135
Глава III. Нанесение покрытий ......................... 140
1. Эмиссионные покрытия ............ 141
2. Защитные покрытия ............... 147
3. Покрытия в микроэлектронике .............. 151
4. Светопоглощающие покрытия ..... 153
Глава IV. Порошкообразные материалы .................... 153
1. Гранулированные материалы ..................... 153
2. Комбинированные материалы ......... . ......... 162
3. Тонкодисперсные порошки ..................... 166
Глава V. Соединение ..................... 171
1. Сварка и пайка . . ............... '. . 171
2. Соединение газофазным осаждением ................. 171.
Библиографический список ................... ^ . . ,-,-,
ПРЕДИСЛОВИЕ
Восстановление газообразного гексафторида вольфрама водородом впервые осуществлено в 1959 г. [1, 2]. Процесс привлек внимание многих исследователей благодаря открывшейся перспективе получения плотных слоев вольфрама высокой чистоты и практически неограниченной толщины.
Относительно низкая температура восстановления гексафторида вольфрама водородом ( > 300°С), а также возможность работы при атмосферном давлении (на проток) с использованием металлических конструкционных материалов значительно упростила аппаратурное оформление процессов, которые интенсивно разрабатываются в следующих основных направлениях: 1) получение вольфрама высокой чистоты; 2) формирование заготовок и изделий разнообразной формы, которые трудно, а подчас невозможно изготовить существующими методами; 3) нанесение покрытий различного назначения; 4) получение порошков с уникальными свойствами и т.д.
Аналогичными преимуществами в значительной степени обладают процессы водородного восстановления гексафторидов молибдена и рения.
Прогрессивность рассматриваемых процессов становится очевидной в связи с созданием замкнутых технологических схем, в которых металлические отходы подвергаются фторированию элементарным фтором, образующиеся фториды восстанавливаются водородом с получением полуфабриката или изделия, а выделяющийся фтористый водород подвергается электролизу в расплаве бифторида калия с получением фтора и водорода [ 3].
Применительно к переработке металлических отходов ниобия и тантала технологическая цепочка сокращается до двух операций, так как они эффективно фторируются фтористым водородом, образующимся в процессе водородного восстановления пентафторидов указанных металлов.
Информация по водородному восстановлению газообразных фторидов тугоплавких металлов содержится в многочисленных публикациях, которые, как правило, имеют узкую направленность. Постоянно возрастающий интерес к фторидным процессам в технологии тугоплавких металлов не может быть удовлетворен разрозненными публикациями. Монографии [4, 5], частично затрагивающие обсуждаемые вопросы, и обзор [6] в значительной степени устарели и не отражают современное состояние проблемы.
При написании этой книги авторы ставили перед собой задачу путем анализа имеющихся сведений и систематизированного изложения материала познакомить широкий круг специалистов различных отраслей техники с возможностями и особенностями газофазного получения вольфрама, молибдена, рения, ниобия, тантала, их сплавов и соединений из смеси их газообразных фторидов с водородом. В связи с этим в книге подробно рассмотрены физико-химические основы соответствующих процессов, их аппаратурное оформление и практическое использование для решения конкретных задач. Одновременно приводятся необходимые
Цена: 300руб.
