книги / Нанодисперсные и гранулированные материалы, полученные в импульсной плазме
..pdfS • 10\ м2/г
Рис. 3.S9. Изменение удельной поверхности порошка М0 О3 в процессе восстановления в импульсной плазме при различной температуре термостатировання реактора, °С: 1—700; 2 —600; 3 —350; 4 - 2 0
При металлографическом исследовании внутренней структуры частиц вос станавливаемого оксида установлено, что у некоторых частиц наблюдалось ло кальное появление металлической фазы (рис. 3.60, а). Это указывает на некий локальный нагрев частиц, который они испытывали в процессе восстановления в импульсной плазме. Кроме того, часть восстановленного металлического по рошка имела пористую внутреннюю структуру (рис. 3.60, б). По-видимому, по ры или пустоты возникли в результате усадки в процессе восстановления, так как оксид по плотности отличается от металлической фазы.
При изучении внутренней структуры установили, что частицы не полностью восстановленного продукта имели неодинаковую внутреннюю структуру В на чальные моменты, когда продукт представлял собой частицы оксидной фазы с незначительными включениями металла, в нем уже встречались полностью восстановленные сферические частицы металла с плотной тонкозернистой внутренней структурой (рис. 3.60, в). По-видимому, такая неоднородность про
Рис. 3.61. Функция распределения гранулометрического состава порошка молибдена, полученного двухстадийным способом восстановления при различных температурах термостатнровання, °С: 1 - 700; 2 - 500; 3 - 350; 4 - 2 0
можностью образования в процессе восстановления легкоплавкой эвтектики М о03—М о02 при температуре около 600 °С.
Однородный по гранулометрическому составу порошок молибдена получа ли при использовании так называемого двухстадийного способа восстановле
ния триоксида молибдена в импульсном конденсаторном разряде. Сущность процесса состояла в том, что исходный М о03 восстанавливали в реакторе при температуре 550...600 °С до состава, отвечающего степени восстановления 12.. .15 %. После этого полупродукт восстанавливали импульсами водородной плазмы конденсаторного разряда.
Как установлено ранее, предварительное восстановление триоксида молиб дена способствовало образованию на поверхности частиц исходного триоксида молибдена промежуточного диоксида молибдена. Оболочка из более тугоплав кого диоксида молибдена на частицах триоксида препятствовала активному аг регированию и слипанию оксидных частиц в процессе дальнейшего плазмен ного восстановления. По такой схеме восстановления получали более тонко дисперсный и однородный по гранулометрическому составу порошок металли ческого молибдена.
На рис. 3.61,б и 3.62 показаны функции распределения гранулометрическо го состава и кинетические кривые для двухстадийного способа получения мо либдена. Кинетические кривые представляют зависимость степени восстанов ления оксида от продолжительности процесса. Эти данные аналогичны для ус ловий процесса, представленных на рис. 3.22. Как видно на рис. 3.62, затрачен ное на восстановление одной и той же навески триоксида молибдена время при одинаковых условиях восстановления (энергия электрического импульса, тем пература термостатирования) при двухстадийном способе получения металла снижалось. Прежде всего это связано с отсутствием образования крупных конг ломератов оксидных частиц, появление которых могло замедлять процесс вос становления. Следует отметить, что при восстановлении двухстадийным спосо бом в получаемом продукте большинство частиц порошка имело правильную сферическую форму (рис. 3.63, а, б, в).
Необходимо отметить следующий экспериментальный факт. Скорость про цесса восстановления на второй стадии зависела от степени восстановления триоксида молибдена водородом (30...35 %), полученной на первой стадии про цесса при температуре 550...600 °С в кипящем слое. Это соответствовало полу чению практически чистого диоксида молибдена и приводило к снижению ско рости на второй стадии при плазменной обработке (рис. 3.62, кривые Г ,2') по сравнению со случаем, когда обработке подвергался полученный на первой ста дии восстановления продукт со степенью восстановления 12... 15 %.
Проводили металлографический анализ различных продуктов восстановле ния триоксида молибдена в кипящем слое водородом при температуре 550.. .600 °С. На рис. 3.64 приведен поперечный разрез частицы порошка со сте пенью восстановления 30...35 %; видно, что получающаяся фаза диоксида мо либдена компактна и не имеет пор. Когда получили продукт со степенью вос становления 12... 15 %, обнаружили, что на поверхности исходных частиц обра-
а , %
Рис. 3.62. Зависимость степени восстановления (а) от продолжительности эксперимента при двух стадийном способе восстановления М о03 в импульсной плазме: 1-3 - предварительное восстановле ние М о0 3 до а = 15%; 2,2' - то же, до а = 32%; температура термостатирования, °С: 1, Г - 700; 2,2' - 500; 3 - 350
17В