PL229127B1 - Sposób wytwarzania proszku ren‑nikiel z zastosowaniem renianu (VII) tetraaminaniklu (II) - Google Patents

Sposób wytwarzania proszku ren‑nikiel z zastosowaniem renianu (VII) tetraaminaniklu (II)

Info

Publication number
PL229127B1
PL229127B1 PL411663A PL41166315A PL229127B1 PL 229127 B1 PL229127 B1 PL 229127B1 PL 411663 A PL411663 A PL 411663A PL 41166315 A PL41166315 A PL 41166315A PL 229127 B1 PL229127 B1 PL 229127B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
rhenium
vii
tetraaminanikel
powder
atmosphere
Prior art date
Application number
PL411663A
Other languages
English (en)
Other versions
PL411663A1 (pl
Inventor
Tomasz Majewski
Jerzy Michałowski
Jan Piętaszewski
Katarzyna Leszczyńska-Sejda
Katarzyna Leszczyńska‑Sejda
Grzegorz Benke
Marek Dubrawski
Andrzej Chmielarz
Dorota Kopyto
Original Assignee
Inst Metali Niezelaznych W Gliwicach
Wojskowa Akad Tech
Zakl Dzialalnosci Innowacyjnej Innovator Spolka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Inst Metali Niezelaznych W Gliwicach, Wojskowa Akad Tech, Zakl Dzialalnosci Innowacyjnej Innovator Spolka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia filed Critical Inst Metali Niezelaznych W Gliwicach
Priority to PL411663A priority Critical patent/PL229127B1/pl
Publication of PL411663A1 publication Critical patent/PL411663A1/pl
Publication of PL229127B1 publication Critical patent/PL229127B1/pl

Links

Landscapes

  • Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)

Abstract

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania proszku stopowego ren-nikiel z renianu(VII) tetraaminaniklu (II). Sposób polega na wyżarzaniu renianu(VII) tetraaminaniklu (II) w atmosferze czystego wodoru - H2 lub w atmosferze zdysocjowanego amoniaku czyli w mieszaninie H2 + N2, o podstawowym składzie 75% obj. H2 + 25% obj. N2. Podczas wyżarzania w temperaturach od 700 do 1000°C następuje redukcja renianu(VII) tetraaminaniklu(II) wodorem.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania proszku ren-nikiel z renianu (VII) tetraaminaniklu (II). Zgłaszany wynalazek wchodzi w zakres inżynierii materiałowej, w tym techniki wytwórczej czyli metalurgii proszków.
Związek chemiczny renu i niklu o nazwie renian (VII) tetraaminaniklu (II) i wzorze [Ni(NH3)4](ReO4)2 jest całkowicie nową, oryginalną drobnokrystaliczną solą obu metali, opracowaną przez Instytut Metali Nieżelaznych w Gliwicach. W marcu 2014 r. został on zgłoszony do ochrony jako wynalazek i otrzymał nr P. 403205. Do tej pory nie jest znany żaden inny sposób wytwarzania proszku metalicznego rennikiel z tego związku chemicznego.
W prezentowanych w literaturze metodach wytwarzania spieków wolframu z renem oraz wolframu z renem, niklem i innymi pierwiastkami, materiałami wyjściowymi są głównie proszki metaliczne tych pierwiastków.
W znanych i prezentowanych w literaturze przedmiotu stopach zawierających wolfram i ren, wytwarzanych techniką metalurgii proszków, źródłem renu jest najczęściej proszek renu uzyskiwany z renianu (VII) amonu lub renianu (VII) potasu w wyniku procesów termoredukcji.
Istnieją również wzmianki literaturowe o możliwości zastosowania w procesie technologicznym wytwarzania spieków ciężkich zawierających ren, proszku renianu (VII) amonu, niepoddanego wcześniej procesowi termoredukcji.
Również dodatek niklu zawsze był stosowany w postaci proszku metalicznego, najczęściej karbonylkowego.
Zastosowanie proszku stopowego Re-Ni w procesach wytwarzania spieków ciężkich z osnową wolframową powinno umożliwić:
- poprawę warunków BHP (elementarny proszek niklu jest kancerogenny),
- uzyskanie lepszego ujednorodnienia składu mieszanki proszków, co powoduje obniżenie kosztów procesu spiekania (krótszy czas spiekania, ewentualnie niższa temperatura),
- przyspieszenie procesów dyfuzyjnych podczas spiekania,
- zmniejszenie stopnia utlenienia poszczególnych proszków,
- uzyskanie (w większym stopniu niż przy mieszance proszków elementarnych) jednorodnych spieków, wyrównywanie składu chemicznego.
Proszek stopowy Re-Ni może również znaleźć zastosowanie w produkcji nadstopów.
Oprócz przedstawionego poniżej wykazu literatury będącej stanem techniki niniejszego wynalazku a mianowicie:
A. Bose, G. Jerman, R. M. German, Rhenium Alloying of Tungsten Heavy Alloys, Powder Metallurgy International, vol. 21,3, 1989, s. 9-13,
Europejskie zgłoszenie patentowe numer EP0323628A1, Fine grain tungsten heavy alloys containg additives,
Amerykańskie zgłoszenie patentowe numer US3638293, High-density tungsten-rhenium-nickel alloys and articles,
K. Wojtasik, S. Stolarz, E. Walczuk, Badania struktury i właściwości materiałów wolfram-miedź-ren, materiały konferencyjne VII Konferencji Metalurgii Proszków w Polsce, Kraków 5-7.10.1988. t. II., s. 63-72,
K. Wojtasik, Oddziaływanie dodatku renu na właściwości technologiczne materiałów wolfram-srebro, Metalurgia Proszków 1992, t. 25, 4, s. 153-159,
A. A. Nijazmatow, A. M. Bogomołow, Ł. G. Kobakowa, Wlijanije rienija na swojstwa małoliegirowannych spławow systemy wolfram-rienij, Cwietnyje Mietałły, 2002, nr. 8, s. 73-77,
T. Majewski, J. Michałowski, J. Piętaszewski, Metody wytwarzania i właściwości metali ciężkich W-Ni-Fe-Re, Inżynieria Materiałowa Nr 2, 2008, s. 89-93,
W. Rutkowski, Projektowanie właściwości wyrobów spiekanych z proszków i włókien, PWN, Warszawa 1977,
W. Missol, Spiekane części maszyn, Wydawnictwo „Śląsk”, Katowice, 1978,
Wrona A. i in., Własności stopów wstępnych wytwarzanych technologiami metalurgii proszków i przeznaczonych do produkcji superstopów z udziałem renu, 2 Międzynarodowa Konferencja „Metale towarzyszące w przemyśle metali nieżelaznych”, Wrocław, październik 2010 - materiały konferencyjne,
Waltson W. S. i in., Rene'N6 Third Generation Single Crystal Superalloy, G. E. Aircraft Engines Cincinnati, OH 45215 Cornegie Mellon Univercity, Pittsburg, PA15213,
PL229 127 Β1
Ε. Włodarczyk, J. Michałowski, J. Piętaszewski, Opracowanie podstaw technologii wytwarzania spieku ciężkiego z osnową wolframową o unikatowych właściwościach użytkowych, w zastosowaniu na rdzenie pocisków przeciwpancernych, Sprawozdanie z projektu badawczego Nr 0 TOOC 021 21, WAT Warszawa 2004,
J. Piętaszewski, J. Michałowski, Badania wpływu zgniotu w metalach ciężkich WHA zawierających ren, na końcową ich budowę i właściwości statyczne oraz dynamiczne, Sprawozdanie z projektu badawczego Nr 0 TOOC 008 27, WAT Warszawa 2006,
T. Majewski, Technologiczne uwarunkowania właściwości użytkowych spieków ciężkich W (Fe, Ni, Re), Rozprawa habilitacyjna, Wydawnictwo WAT, Warszawa 2013, znany jest do tej pory sposób wytwarzania proszku metalicznego Re-Ni, chroniony patentem PL 211592 z 2008 r., z innego związku chemicznego, tzn. renianu (VII) niklu (II).
W porównaniu z renianem (VII) niklu (II), renian (VII) tetraaminaniklu (II) charakteryzuje się następującymi zaletami:
nie wykazuje higroskopijności,
- jest bardziej stabilny pod względem chemicznym,
- zawiera mniej zanieczyszczeń.
Wynalazek dotyczy sposobu wytwarzania proszku stopowego ren-nikiel charakteryzującego się tym, że surowiec wyjściowy w postaci renianu (VII) tetraaminaniklu (II) poddaje się wyżarzaniu redukującemu w atmosferze wodoru H2 lub w atmosferze zdysocjowanego amoniaku N2 + H2 o składzie podstawowym 75% obj. H2 i 25% obj. N2, o temp, punkty rosy poniżej -15°C, w temperaturze z zakresu 700 -1000°C i czasie od 0,5 do 2 godzin.
Korzystnie jest, gdy przepływ atmosfery w piecu przelotowym odbywa się w kierunku przeciwnym do ruchu pojemników z renianem (VII) tetraaminaniklu (II) .
Podczas wyżarzania następuje redukcja renianu (VII) tetraaminaniklu (II) wodorem według reakcji
[Ni(NH3)4] (RsO4)2 + 2¾ -* Ni + 2Re + 8H2O +2N2.
Jeżeli wyżarzanie jest prowadzone w atmosferze zdysocjowanego amoniaku to reakcja redukcji przebiega również wskutek działania wodoru, a azot pełni rolę gazu osłonowego. Przepływająca przez piec atmosfera wodoru lub zdysocjowanego amoniaku usuwa skutecznie powstającą parę wodną. Intensywność redukcji renian (VII) tetraaminaniklu (II) , zarówno w czystym wodorze jak i w zdysocjowanym amoniaku jest uzależniona od wilgotności obu atmosfer. W atmosferach o małym stopniu wilgotności tzw. „suchych”, których temperatura punktu rosy jest równa lub niższa od -20°C, współczynnik dyfuzji wodoru osiąga dużą wartość.
Istotnym elementem skuteczności i szybkości redukcji jest wielkość przepływu atmosfer przez piec. Przepływ atmosfery przez piec odbywa się w kierunku przeciwnym do ruchu pojemników z renianem (VII) tetraaminaniklu (II). Odpowiednio dobrana wielkość jej przepływu zapewnia sprawne usuwanie pary wodnej, w wyniku czego powstaje proszek stopowy, tzn. że jego cząstki są stopem Re-Ni o określonym stężeniu obu metali, wynikającym z zawartości stechiometrycznej.
Wytworzony według zgłoszonego wynalazku proszek stopowy ren-nikiel, o możliwym różnym stopniu ustopowienia, lub mieszanina proszku renu i niklu mogą znaleźć zastosowanie w technologii wytwarzania metali ciężkich i stopów specjalnych techniką metalurgii proszków, w miejsce stosowanych elementarnych proszków metalicznych renu i niklu. Ponadto przewiduje się, że zastosowanie stopowego proszku ren-nikiel może wyeliminować używanie metalicznego proszku niklu (najczęściej karbonylkowego), który jest bardzo szkodliwy dla zdrowia człowieka i środowiska naturalnego
Istota wynalazku została przedstawiona w przykładzie oraz na rysunkach. Fig. 1 przedstawia rozkład granulometryczny cząstek proszku stopowego Re-Ni po redukcji [Ni(NH3)4](ReC>4)2 w temperaturze 800°C i czasie 1 h. Fig. 2 pokazuje przykładowy dyfraktogram linii wzorców faz heksagonalnych Re i Ni, oraz wzorca fazy regularnej Ni dla próbki proszku po redukcji w temperaturze 800°C i czasie 1 h. Z opisu wynika, że rzeczywista struktura jest roztworem stałym (Nii.xRex) o strukturze heksagonalnej i stałych sieci tej struktury: a = 2,692 A, c = 4,334 A, przy jednorodnej strukturze badanych próbek. Natomiast Fig. 3 przedstawia zdjęcie metalograficzne proszku stopowego ren-nikiel wytworzonego przez redukcję w temperaturze 800°C i w czasie 1 h.
Przedstawiony poniżej przykład wytwarzania proszku stopowego ren-nikiel z renianu (VII) tetraaminaniklu (II) wyjaśnia dokładnie istotę zgłoszonego wynalazku.
Do wytworzenia proszku stopowego ren-nikiel z renianu (VII) tetraaminaniklu (II) metodą redukcji w atmosferze zdysocjowanego amoniaku zastosowano:
PL229 127 Β1
- renian (VII) tetraaminaniklu (II)
[Ni(NH3)4](ReC>4)2 o charakterystyce zamieszczonej w tabeli 1,
- atmosferę zdysocjowanego amoniaku (75% obj. H2 + 25% obj. N2) o temperaturze punktu rosy równym -25°C (0,063% obj. H2O\n 1 m3 gazu) i wielkości przepływu równej 10 wymianom objętości pieca w czasie 1 godziny, przelotowy piec rurowy,
- pojemniki ze szkła kwarcowego do wyżarzania renianu (VII) tetraaminaniklu (II).
Tabela 1
Wyniki badań składu chemicznego renianu (VII) tetraaminaniklu (II)
Oznaczone pierwiastki
[% ppm
Re Ni jony K Co, Mo, Zn, Mg, Na, Bi, As
atomowe Fe, Pb Ca, Cr
59,3 9,4 10,9 <10 < 5 <3 <2
Pojemniki z proszkiem renianu (VII) tetraaminaniklu (II) umieszczono w piecu, do którego doprowadzano atmosferę. Przepływ atmosfery przez piec odbywał się w kierunku przeciwnym do ruchu pojemników przez poszczególne strefy grzejne pieca. Pierwszą strefą wygrzewania pojemników z renianem (VII) tetraaminaniklu (II) była strefa, w której temperatura wynosiła 350°C. W tej temperaturze wygrzewano pojemniki przez 1 h. Następnie nagrzewano pojemniki do temperatury 800°C z szybkością 10°C/min. Właściwe wyżarzanie redukujące realizowano w temperaturze 800°C w czasie 1 h. Po tym okresie wyżarzania redukującego pojemniki przesuwano do chłodnicy pieca. Okres chłodzenia pojemników od temperatury redukcji do temperatury otoczenia wynosił 35-40 minut.
Ze względu na fakt, że uzyskany po termoredukcji proszek występował w dużej części w postaci aglomeratów, zastosowano jego rozdrabnianie w planetarnym młynku kulowym w czasie 15 minut.
Efekt redukcji określano poprzez pomiar ubytku masy proszku. Różnicę pomiędzy masą naważek renianu (VII) tetraaminaniklu (II) i masą otrzymanych porcji proszku metalicznego oceniono jako pierwszy wyznacznik stopnia redukcji.
Wytworzony według powyższego opisu proszek poddano:
- analizom składu chemicznego na zawartość Re i Ni oraz ilości zanieczyszczeń,
- pomiarom granulometrycznym wielkości cząstek,
- badaniom struktury krystalograficznej z identyfikacją powstałych faz metalicznych oraz z ustaleniem parametrów sieci tych faz,
- obserwacjom metalograficznym kształtu cząstek.
Przykładowe wyniki badań składu chemicznego zamieszczono w tabeli 2.
Tabela 2
Wyniki badań składu chemicznego proszku Re-Ni wytworzonego z [Ni(NH3)4](ReC>4)2 przez redukcję w zdysocjowanym NH3, w temperaturze 800°C i w czasie 1 h
Oznaczone pierwiastki
[% ppm
Re Ni amon Mg Pb Mo Ni Zn Bi As Cu K Na Fe Ca
79,7 19 61 4 <5 <5 15 4 <2 <2 <3 <10 20 20 40
PL229 127 Β1

Claims (2)

1. Sposób wytwarzania proszku stopowego ren-nikiel, znamienny tym, że surowiec wyjściowy w postaci renianu (VII) tetraaminaniklu (II) poddaje się wyżarzaniu redukującemu w atmosferze wodoru Ης lub atmosferze zdysocjowanego amoniaku Νς + hh o składzie podstawowym 75% obj. Ης i 25% obj. Νς, w temperaturze z zakresu 700-1000°C i czasie od 0,5 do 2 godzin.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że przepływ atmosfery w piecu przelotowym odbywa się w kierunku przeciwnym do ruchu pojemników z renianem (VII) tetraaminaniklu (II).
PL411663A 2015-03-19 2015-03-19 Sposób wytwarzania proszku ren‑nikiel z zastosowaniem renianu (VII) tetraaminaniklu (II) PL229127B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL411663A PL229127B1 (pl) 2015-03-19 2015-03-19 Sposób wytwarzania proszku ren‑nikiel z zastosowaniem renianu (VII) tetraaminaniklu (II)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL411663A PL229127B1 (pl) 2015-03-19 2015-03-19 Sposób wytwarzania proszku ren‑nikiel z zastosowaniem renianu (VII) tetraaminaniklu (II)

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL411663A1 PL411663A1 (pl) 2016-09-26
PL229127B1 true PL229127B1 (pl) 2018-06-29

Family

ID=56942280

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL411663A PL229127B1 (pl) 2015-03-19 2015-03-19 Sposób wytwarzania proszku ren‑nikiel z zastosowaniem renianu (VII) tetraaminaniklu (II)

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL229127B1 (pl)

Also Published As

Publication number Publication date
PL411663A1 (pl) 2016-09-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Muñoz-Moreno et al. Effect of heat treatment on the microstructure, texture and elastic anisotropy of the nickel-based superalloy CM247LC processed by selective laser melting
EP2987875B1 (en) Fire-resistant magnesium alloy and production method therefor
Lian et al. Mechanical properties and thermal shock performance of W-Y2O3 composite prepared by high-energy-rate forging
JPWO2015060459A1 (ja) マグネシウム合金及びその製造方法
Ye et al. Effect of cobalt on γ′ coarsening behavior of Ni-base powder metallurgy superalloy
Rudianto et al. Evaluation of Sintering Behavior of Premix Al‐Zn‐Mg‐Cu Alloy Powder
RU2735179C2 (ru) Коррозионностойкое изделие и способ его изготовления
Majewski Investigation of W-Re-Ni heavy alloys produced from plasma spheroidized powders
Baldan et al. Experimental investigation of delta phase precipitation in Inconel 625 superalloy aged at 550, 625 and 725° C
PL229127B1 (pl) Sposób wytwarzania proszku ren‑nikiel z zastosowaniem renianu (VII) tetraaminaniklu (II)
US3979209A (en) Ductile tungsten-nickel alloy and method for making same
Fort et al. A study of the β′-PdIn phase
US20160160323A1 (en) Oxide particle dispersion-strengthened ni-base superalloy
Skoczylas et al. The influence of cyclic sintering on the structure and mechanical properties of Tungsten Heavy Alloy
Miki et al. Influence of solution-treatment conditions on the cellular precipitation in Si-doped Cu–10Ni–8Sn alloy
Maiti et al. Structure and properties of refractory high-entropy alloys
PL211592B1 (pl) Sposób wytwarzania proszku stopowego ren-nikiel
Kirchgässner et al. Investigation of non-equiatomic AlCuCrFeNi-Based HEAs consolidated by FAST/SPS
PL229727B1 (pl) Sposób wytwarzania proszku stopowego ren-kobalt z renianu (VII) heksaaminakobaltu (III)
Afanasyev et al. Features of thermal expansion of special-purpose aluminum alloys after treatment of melt and heat treatment
US20240327953A1 (en) Oxidation and corrosion resistant nanostructured copper-based metallic systems
Tcherdyntsev et al. Phase coexistence in mechanicallly alloyed iron–manganese powders
James et al. Salt Spray and Immersion Corrosion Testing of Pm Stainless Steel Materials
Glezer et al. Abnormal behavior of the atomic order parameter during quenching of the Ni3 (Mn, V) alloys from the liquid state
Yang et al. SCP 11.2: Solid solution strengthening in V-9Si-6.5 B-xCr alloys: Role of Cr and Si in the BCC phase