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Publication number: BE463356A
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Description


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  Perfectionnements à la préparation d'alliages de métaux alcaline-terreux 
Cette invention concerne des perfectionnements aux   procèdes   chimiques de préparation d'alliages de métaux alcalino- terreux, et spécialement à la préparation d'alliages riches en baryum ou en strontium. 



   On sait que si l'on fond un halogénure de métal al- calino-terreux avec un métal alcalin, il se produit une réaction avec libération du métal   alcalino-terreux.   On a aussi proposé de préparer un alliage du métal alcalino-terreux avec un second métal qui en serait le constituant principal, en faisant réagir un composé halogéné du métal alcalino-terreux avec un alliage ou un mélange du second métal et d'un métal alcalin, la masse fondue étant mainte-   nue à un état de grande fluidité pendant la réaction ; àla fin de la   réaction la masse fondue et l'alliage forment des couches qui peu- vent être séparées.

   On a spécifié qu'en   employant   un multiple de la quantité théorique de sel halogéné nécessaire pour la réaction, par exemple deux à cinq fois cette quantité, on peut obtenir une diminution de la quantité de tout oxychlorure qui pourrait se for- mer, ce qui maintient la fluidité da la masse fondue jusqutà ce que tout le métal alcalin ait été absorbé. On a en outre spécifié que des mélanges d'halogénures du métal alcalino-terreux, par exemple des chlorures et des fluorures, peuvent être utilisés, de même que des mélanges d'un tel halogénure avec un autre composé tel qutun halogénure du métal alcalin utilisé dans la réaction. Le procédé décrit seulement la préparation d'alliages contenant de faibles quantités de l'ordre de 2 % à 3 % du métal alcalino-terreux. 



   La présente invention, d'autre part, se rapporte à la préparation d'alliages riches en baryum ou strontium. On a   constaté   

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 qu'avec de tels alliages il faut observer des conditions de ré- action particulières si on veut préparer une jjhase homogène d'un alliage métallique qui se ,3.J)u.re nettement de la lildS.:;,8 fon- due.

   Ainsi si on emplois un excès insuffisant de 11 alo, du métal alcalino-terreux une seconde phase métallique riC(18 e;i métal alcalin se   forme;   de plus,   quoiqu 1 il   soit en   général   plus satisfaisant au point de vue économique   d'employer   un chlorure 
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 de baryum ou de strontium comme.; matière initie,le, des dllid)3S riches en ces métaux ne se séparent .1.)",,';;; nette:.l'J:L1t d'une telle masse fondue, bien que cette dernière puisse avoir une fluidité satisfdiSe,ntw Ded u,11id6,;i3 ylyctr"S cette .;:'d.,,011 COi1'tiv.lW'Cl'G des quantités sensibles de chlorure. 



  On a ,ÙdL1t: '1ant trouvé qu'il .t t 1;,iulù ae .Jrê...Jct.1'dJ: un alliage métallique riche en baryum ou en ,oll'tiuAa qui !le contient pas de couche riche en métd.1 alcalin ,,t qui se sépare nettement de la masse fondue, en faisant 1d6il le métal aica-   calin,   en présence du métal   d'alliage,   avec un   mélange   en fu- sion contenant un excès suffisant du   chlorure;   du métal   alcalino-     teneux   et une petite proportion d'un fluorure d'un métal alca- 
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 lin ou d'un métal alcalino-tei.eux.

   Dtun autre côté l'emploi de quantités   importantes'   de fluorures est désavantageux, car il semble qu'ils aient un effet adverse sui l'équilibre, 
La présente invention a   poux   objet un procédé de pré- 
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 paration d'un alliage riche en l'un des métaux aicaiiiio-ter#ewi baryum ou strontium,   caractérisé   par la réaction d'un métal al- calin avec une masse fondue anhydre qui comprend un chlorure du dit métal alcalino-terreux et une proportion   moindre   d'un fluo- rure d'un métal alcalin ou   CI.

   'un     métal     alcalino-terreux,   un tel excès du chlorure étant présent que le   produit     métallique   ne 
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 contient aas de couche riche en métd.1 41caillit la dite réaction étant effectuée en chauffant 1s réactifs en présence d'une quantité appropriée du métct.1 d'alliage z, une température infà- rieure au point d'ébullition du métal alcalin et en l'absence d'une atmosphère susceptible de réagir avec le métal alcalinoterreux. De préférence la masse fondue contient entre 5   '% et   20% de fluorure. 



   Par métal d'alliage on entend ici un métal qui peut 
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 former un alliage'"avec le baryum ou le strontium, par exemple du magnésium, de l'aluminium, de   l'étain,   du cuivre, du plomb, de l'antimoine, du   cadmium   ou du   bismuth.   Le métal d'alliage sera ajouté à la masse fondue en une quantité qui donnera un alliage de la composition désirée avec le baryum ou le stron- tium formé par la réaction de la masse fondue avec le métal al- 
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 calin. Dans la plupart des cn.s, cependant, le produit nétalli- que contiendra du métal alcalin ..zl quantités due l'ordre de 1 ',; 2 -,Ifot et ce métal alcalin résiduel peut, si on le désire, être éliminé par âpres par une distillation uan", le viae. 



  Suivant un moae ,11.;iXcutioj,1 de la présente invention la réaction a lieu Clans un creuset en acier muni d'un couver- cle, d'un agitateur et ae dispositifs aestihés à maintenir une atmosphère d'un gaz inerte tel qu l'argon a.a->;es.3us ue ld sur- face d'une masse fondue de sel qui   remplit     1.-;   creuset. Des dis- 
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 positifs pour le chauffage au creuset sont cJ.us;;;i prévus; par exemple on peut employer un chauffage eÁtriL'3UJ:..1?d,r le >ai ou un chauffage électrique interne. Suivant le cas, du chlorure de baryum ou de strontium eat o,10'S mis dan.::; le creuset.

   Si on le désire, ce peut être au   sel   hydraté, qui est   alors     déshydraté   dans le creuset par   chauffage,   ou pien on   peut   prendre   d'emblée   
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 de la matière anhydre.

   Une ioyo.. tior! convenable, située entre 

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 5' po et 20 fi, (T'un. fluorure d'un métal alcalin ou d'un métal alca1inJ-te;<reuJt est ensuite ajoutée, et aussi de préférence une proportion ,l1oL16. "C 1 ...jc1r exemple 5 70 à 20 % dtun chlorure d 1un métal alcé1lin 2a 1u ti t3S telles quelles abaissent le Joint de fusion (tU ,l-:'l.'"î2,-' de fe: OlJ. 'qu t 11 soit .1;ide aux tcm- Maér.at;,'.-.. 1â'i.,s,:,.,.. o 7 1...1 x .vw. r4;i.F que cet w..oënure de ,l::. t:"ùl , .le ,.iw; ;1; ; 01,¯;.., "..,:..1 ,(c'l )6';n:r.p. du. :l)t . ';!.walyin utilise J-1( ! r '.. 1.:: n. u, -.: 1.,.; '. t t,:  .t¯. . . , ;...1 Ci4 .A.v 3 t .J.lt::'1.1.îÚ.. L.i1=.. 



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   Ou bien le mélan- ge peut être versé dans des moules pendant qu''il est encore en fusion, de préférence en iuaintenant une atmosphère inerte au-des- sus du mélange dans les moules, et on laisse le produit se sépa- ' rer en couches et se solidifier dans les moules.ou bien encore, ila séparation en couches peut se faire dans le creuset .de réac- tion et les deux couches peuvent être soutirées successivement avant de se solidifier. Dans certains cas ltalliage aura une densité supérieure au mélange en fusion, il ne sera alors pas essentiel de maintenir une atmosphère inerte au-dessus du mélange, soit lorsqu'il se trouve dans le creuset de réaction soit lors- qu'il se trouve dans les moules pendant 1.oaération de moulage. 



   Dans le procédé décrit, la réaction a lieu suivant   Inéquation   
RC12 + 2Me   #   2MeCl + R où R est le baryum ou le strontium, et Me est le métal alcalin. 



  Le baryum ou le strontium, libérés dans la réaction   s'allieront   avec le métal de   J'alliage   ajouté au mélange et formeront le pro- duit désiré. Afin d'éviter la formation d'une couche riche en métal alcalin et   dassurer   que la réaction soit complète, il est nécessaire d'utiliser un excès de chlorure de baryum ou   de.stron-   tium supérieur à la'quantité nécessaire suivant la réaction men- tionnée plus haut, et qui correspond au moins à 2,5 fois la quan- tité théorique. On peut, cependant, utiliser des excès plus con- sidérables et en général remploi de trois fois la quantité thê rique, ou plus, convient tout-à-fait bien pour la préparation d'alliages riches soit en baryum, soit en strontium à partir de sodiwu et des chlorures appropriées. 



     Les   exemples suivants illustrent l'invention, qui cepen dant n'y est pas limitée, Toutes les parties sont données en poids. 

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 EXEMPLE 1' 
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 Un mélange cie 60 parties as C.1101 ure, ue stronti1.l.l da- shydraté avec 4 parties de chlorure de potassium est C.1dUfJ.'â jus- qu'à ce qu'il devienne anhydre ddLS un creuset en acier doux muni 
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 d'un couvercle et de dispositifs qui peuvent amener de l'azote 
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 ou de l'argon à l'intérieur du creuset et cie conduites d'entrée J!our les reactifs.

   On d,j0ut" ,.tl,Y.3 au ¯:1..:Lo.i-y 4 jacLY'ti'-c,'. u.8 .îl.ùaru- re de potassium, et on LÚ3.:,e refroidie le tout suiiis...l.milt pour forcer une croûte solide à sa sU,l'l'cW0..L1a.ir dul1S le creuset, au- dessus de la croûte ect ""lors re..l.c.: aai de l'azote, on ajoute 5,7 parties de sodiaa t 'J.3 3 jar lics de .Ud6i13,,:huil et on ferrie le couvercle. Le ci user est CLiSuite Cj,1.J.U¯'';:' ..:;'SI1CLdl1t U1L neure a la teé1Jérà.t"àrc de d00  0.,11 lquclls 1:1 CV1.8tiCUCi..,t::, 0 t?',7U'vel.flt dans le creuset entrent en fusion. Penaant ce têll1J:'B, l'azote, qui s t C',Cild,ßJB lentaH1 at t. est remplace graduellement t .Ja' de l'argon de sorte qu'une atll10S.J.Cl8'e d'argon est créée au-dessus Le la masse fondue, et on agite les oonstitudnts en fusion clans le cieuset.

   On laisse alors les constituants se déposer ôt x;iloiai: pendant quel- ques neures jusqu'à ce qu'ils soient solides et froids* Le creuset est ensuite ouvert et on constate q1L le produit consiste en une' couche suaérieuie a iuii alliage en substance sans teneur en sel et nettement S,b.lld,l de la coucne iiiféA'ieu1i de sel solidifie. 



  L'alliage est sépare et 1<Vé à l'eau< On obtenait ",,1118i 11,3 par- ties d'un alliage dont lima,lyse donne ia coaosition suivante: StrontiUlii 30,2 Sodiu-1 1,4 ; Chlore 0,4 Magnés i U1.1 àafnàsiuiii (par différence) àô , 0 jl 
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 Lorsqu'on exécute ce procède sans ajouter du fluorure 
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 de potassium, 1t111abe de la yazt2 supérieure du creuset est mélangé avec environ un poids J6cl.l clu sel solidifié. 
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 EXEMPLE 2. 
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  On fait réagir un mélange de 62,5 yd... ties de cnlorure de 'baryum, Il parties de chlorure de potassium et 4 parties de fluo- rure de potassium avec 4,6 parties de sodium et 10 parties de ma- gnésium une température de 8000   C. , co,mn8 il a été décrit dans l'Eem.Qle' 1. Le produit consiste en deux couches, dont 11inf- rieure est un mélange de sels solidifié et la supérieure un allia- 
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 ge sensiblement exempt de sels.

   L'alliage se sépare facilement et l'analyse en donne la composition suivante: 
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 Baryum 37,3 % Sodium 1,4 % Chlore 0,6 '; 
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 Magnésium 
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 (.Jo,:.: aiJ.':;:';);" .;.üce ) 60, 2, Lorsqu'on exécute le t)rc:,d S ajouter du fluorure, 
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 le produit forme une couche inférieure consistant en un mélange 
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 de sels solidifié et une couche supérieure consistant cn l1alllakG et en du sel solidifié dans la 2'ox)o. ion de 2:3.

Claims

REVENDICATIONS --------------------------- 1.- Procédé de préparation d'un alliage riche en l'un des métaux alcalino-terreux baryum et strontium, caractérisé en ce qu'on fait réagir un métal alcalin avec un mélange anhydre en fusion comprenant un chlorure du dit métal alcalino-terreux et une proportion moindre d'un fluorure d'un métal alcalin ou d'un métal alcalino-terreux, en présence d'un excès tel du dit @hlorure que le produit métallique ne contient pas de couche riche en métal alcalin, la dite réaction étant effectuée par chauffage des cons- tituants ,

en présence d'une quantité appropriée du métal d'alliage à une température inférieure au point d'ébullition du métal alca- lin et en ltabsence d'une atmosphère susceptible de réagir avec le métal alcalino-terreux 2.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le mélange anhydre contient entre 5 % à 20 % de fluorure ).- Procédé suivant l'une ou l'autre des revendication.-1 et 2, caractérisé en ce que le métal alcalin qui réagit avec le mélange est du sodium. - 4. - Procédé suivant la revendication 3, caractérisé en ce qu'on fait réagir le sodium avec au moins 2,5 fois sa quantité équivalente de chlorure de baryum ou de strontium..

5.- Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications précédentes, caractérisé en ce que le mélange anhydre est composé du chlorure du métal alcalino-terreux, du dit fluorure, et d'une proportion moindre d'un chlorure d'un métal alcalin.

.6.- Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est exécuté à une températu re située entre 700 c. et 9000 Ce dans une atmosphère d'argon.

7.- Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications précédentes,' caractérisé en ce que le métal alcalin résiduel dans 1''alliage est éliminé par distillation dans le vide.

8.- Procédé de préparation d'alliages riches en baryum ou en strontium, en substance comme décrit ci-dessus avec référence aux exemples cités.

9.- Alliages riches en baryum ou en strontium, préparés par l'un ou l'autre des procédés suivant les revendications pré- cédentes.