книги / Нанодисперсные и гранулированные материалы, полученные в импульсной плазме

S • 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-