RU2372420C1 - Method of producing nanodispersed hard-alloy compositions based on double tungsten carbide and cobalt - Google Patents
Method of producing nanodispersed hard-alloy compositions based on double tungsten carbide and cobalt Download PDFInfo
- Publication number
- RU2372420C1 RU2372420C1 RU2008132247/02A RU2008132247A RU2372420C1 RU 2372420 C1 RU2372420 C1 RU 2372420C1 RU 2008132247/02 A RU2008132247/02 A RU 2008132247/02A RU 2008132247 A RU2008132247 A RU 2008132247A RU 2372420 C1 RU2372420 C1 RU 2372420C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cobalt
- tungstate
- tungsten
- tungsten carbide
- carbide
- Prior art date
Links
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 33
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 title claims abstract description 33
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 31
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 12
- UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N tungsten carbide Chemical compound [W+]#[C-] UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N 0.000 title abstract description 21
- 239000000956 alloy Substances 0.000 title abstract description 8
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 title abstract description 8
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 claims abstract description 11
- XGZVUEUWXADBQD-UHFFFAOYSA-L lithium carbonate Chemical compound [Li+].[Li+].[O-]C([O-])=O XGZVUEUWXADBQD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 8
- 229910052808 lithium carbonate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- PBYZMCDFOULPGH-UHFFFAOYSA-N tungstate Chemical compound [O-][W]([O-])(=O)=O PBYZMCDFOULPGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- XMVONEAAOPAGAO-UHFFFAOYSA-N sodium tungstate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][W]([O-])(=O)=O XMVONEAAOPAGAO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- OMAWWKIPXLIPDE-UHFFFAOYSA-N (ethyldiselanyl)ethane Chemical compound CC[Se][Se]CC OMAWWKIPXLIPDE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims description 17
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 13
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 abstract description 13
- 239000002245 particle Substances 0.000 abstract description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 238000002844 melting Methods 0.000 abstract description 3
- 230000008018 melting Effects 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 150000003658 tungsten compounds Chemical class 0.000 abstract description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 11
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 7
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 7
- 235000014443 Pyrus communis Nutrition 0.000 description 6
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 5
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 5
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 4
- 229910009043 WC-Co Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- -1 cobalt carbides Chemical class 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 3
- 238000005363 electrowinning Methods 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M Potassium chloride Chemical compound [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 238000009856 non-ferrous metallurgy Methods 0.000 description 2
- MUMZUERVLWJKNR-UHFFFAOYSA-N oxoplatinum Chemical compound [Pt]=O MUMZUERVLWJKNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 2
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 241000549556 Nanos Species 0.000 description 1
- MEOSMFUUJVIIKB-UHFFFAOYSA-N [W].[C] Chemical compound [W].[C] MEOSMFUUJVIIKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- 150000001868 cobalt Chemical class 0.000 description 1
- GVPFVAHMJGGAJG-UHFFFAOYSA-L cobalt dichloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Co+2] GVPFVAHMJGGAJG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910001429 cobalt ion Inorganic materials 0.000 description 1
- XLJKHNWPARRRJB-UHFFFAOYSA-N cobalt(2+) Chemical compound [Co+2] XLJKHNWPARRRJB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 150000002484 inorganic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 1
- QGLKJKCYBOYXKC-UHFFFAOYSA-N nonaoxidotritungsten Chemical compound O=[W]1(=O)O[W](=O)(=O)O[W](=O)(=O)O1 QGLKJKCYBOYXKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000011164 potassium chloride Nutrition 0.000 description 1
- 239000001103 potassium chloride Substances 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 238000003746 solid phase reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 229910001930 tungsten oxide Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электрохимическому синтезу соединений вольфрама и может быть использовано для получения нанодисперсных твердосплавных композиций на основе двойных карбидов вольфрама и кобальта, обладающих развитой поверхностью, уникальными физико-химическими и физико-механическими свойствами. Карбид вольфрама и твердые сплавы на его основе характеризуются высокими значениями температур плавления, твердости, прочности, упругости, химической инертностью, электрокаталитической активностью, а также широким спектром электрохимических свойств. Этим обусловлено применение в машиностроении, электронике, энергетике, химической промышленности и других областях техники.The invention relates to the electrochemical synthesis of tungsten compounds and can be used to obtain nanosized carbide compositions based on double tungsten and cobalt carbides having a developed surface, unique physicochemical and physico-mechanical properties. Tungsten carbide and hard alloys based on it are characterized by high melting points, hardness, strength, elasticity, chemical inertness, electrocatalytic activity, as well as a wide range of electrochemical properties. This is due to the use in mechanical engineering, electronics, energy, chemical industry and other areas of technology.
Известны способы получения двойных карбидов вольфрама и кобальта. Известен способ получения нанокристаллических композиций карбида вольфрама и кобальта, предназначенных для изготовления наноструктурированных твердых сплавов. Поскольку синтез начинается в растворе, то перемешивание компонентов (WC и Co) осуществляется на молекулярном уровне. Коллоидные растворы солей вольфрама и кобальта (например, (NH4)6(H2W12O40)·4H2O, CoCl2, Co(NO3)2, Co(AcO)2) высушивают путем распыления, затем полученный порошок подвергают низкотемпературному карботермическому восстановлению. Эта технология запатентованна [Патент 5352269 США. Spray conversion process for the production of nanophase composite powders // Larry E, Bernard H, Sworn J. 1994.] под названием Spray Conversion Process (SCP).Known methods for producing double carbides of tungsten and cobalt. A known method of producing nanocrystalline compositions of tungsten carbide and cobalt, intended for the manufacture of nanostructured hard alloys. Since the synthesis begins in solution, the mixing of the components (WC and Co) is carried out at the molecular level. Colloidal solutions of tungsten and cobalt salts (e.g., (NH 4 ) 6 (H 2 W 12 O 40 ) · 4H 2 O, CoCl 2 , Co (NO 3 ) 2 , Co (AcO) 2 ) are dried by spraying, then the resulting powder subjected to low temperature carbothermal reduction. This technology is patented [US Patent 5352269. Spray conversion process for the production of nanophase composite powders // Larry E, Bernard H, Sworn J. 1994.] called the Spray Conversion Process (SCP).
Известен способ карбидизации порошка вольфрама с использованием бессажистой технологии в метановодородной среде [Н.К.Васкевич, В.К.Сенчихин, В.И.Третьяков. К вопросу получения смесей WC-Со // Цветная металлургия. - 1984. - №2. - С.34-37.].There is a method of carbidization of tungsten powder using an oilless technology in a methane-hydrogen medium [N.K. Vaskevich, V.K. Senchikhin, V.I. Tretyakov. To the issue of obtaining WC-Co mixtures // Non-ferrous metallurgy. - 1984. - No. 2. - S.34-37.].
Л.И.Клячко (Россия) разработал технологию производства изделий из наносплавов WC-Co с использованием оксида вольфрама, получаемого по твердофазной реакции при разложении ПВА и затем восстановленного. Размер зерна WC-фазы в сплаве составлял 0,2-0,5 мкм [B.C.Панов. Нанотехнологии в производстве твердых сплавов (Обзор). Известие вузов. Цветная металлургия. №2. 2007. С.63-68.].L.I. Klyachko (Russia) has developed a technology for manufacturing products from WC-Co nanos alloys using tungsten oxide obtained by the solid-phase reaction during decomposition of PVA and then reduced. The grain size of the WC phase in the alloy was 0.2-0.5 μm [B.C. Panov. Nanotechnology in the production of hard alloys (Review). University News. Non-ferrous metallurgy. No. 2. 2007. P.63-68.].
Методом высокоэнергетического размола приготовлена смесь WC-Co с размером зерна WC-фазы~10 нм. После уплотнения и спекания сплав имел «сверхмелкие» зерна и повышенные механические свойства [А.А.Ремпель. Нанотехнологии, свойства и применение наноструктурированных материалов. Успехи химии. 76 (5) 2007. С.474-500.].A WC-Co mixture with a grain size of the WC phase of ~ 10 nm was prepared by high-energy grinding. After compaction and sintering, the alloy had “ultrafine” grains and enhanced mechanical properties [A.A. Rempel. Nanotechnology, properties and application of nanostructured materials. Advances in chemistry. 76 (5) 2007. S.474-500.].
Недостатком указанных способов получения двойных карбидов вольфрама и кобальта является многостадийность получения целевого продукта.The disadvantage of these methods for producing double tungsten and cobalt carbides is the multi-stage production of the target product.
Наиболее близким является способ получения двойного карбида вольфрама и кобальта путем электролиза расплава электролита, содержащего хлорид натрия, хлорид калия, вольфрамат натрия, дивольфрамат натрия, хлорид кобальта под избыточным давлением диоксида углерода (1,5 МПа) при плотности тока 0,3-1,8 А/см2, при потенциале - 1,3 В, процесс ведут при температуре 750°С [I.A.Novoselova, S.V.Volkov, N.F.Oliinyk and V.I.Shapoval High-Temperature electrochemical synthesis of carbon-containing inorganic compounds under excessive carbon dioxide pressure // Journal of Mining and Metallurgy, 39 (1-2) B(2003) 281-293.]. Размер частиц порошка двойного карбида вольфрама и кобальта 0,3-1,0 мкм (300-1000 нм).The closest is a method of producing double tungsten and cobalt carbide by electrolysis of an electrolyte melt containing sodium chloride, potassium chloride, sodium tungstate, sodium divphramate, cobalt chloride under an excess pressure of carbon dioxide (1.5 MPa) at a current density of 0.3-1, 8 A / cm 2 , at a potential of 1.3 V, the process is carried out at a temperature of 750 ° C [IANovoselova, SVVolkov, NFOliinyk and VIShapoval High-Temperature electrochemical synthesis of carbon-containing inorganic compounds under excessive carbon dioxide pressure // Journal of Mining and Metallurgy, 39 (1-2) B (2003) 281-293.]. The particle size of the powder of double tungsten carbide and cobalt is 0.3-1.0 μm (300-1000 nm).
Недостатками прототипа являются:The disadvantages of the prototype are:
- относительно крупный размер частиц: 0,3-1,0 мкм (300-1000 нм);- relatively large particle size: 0.3-1.0 μm (300-1000 nm);
- относительная нестабильность электролитической системы Na2WO4-Na2W2O7-CoCl2-CO2 во времени;- relative instability of the electrolytic system Na 2 WO 4 -Na 2 W 2 O 7 -CoCl 2 -CO 2 in time;
- технические сложности проведение синтеза двойного карбида вольфрама и кобальта вследствие использования в качестве источника углерода диоксида углерода под избыточным давлением.- technical difficulties in the synthesis of double tungsten carbide and cobalt due to the use of carbon dioxide under pressure as a carbon source.
- низкая скорость синтеза целевого продукта вследствие лимитирования процесса электролиза скоростью электровосстановления диоксида углерода (низкая растворимость диоксида углерода в расплаве).- low synthesis rate of the target product due to the limitation of the electrolysis process by the rate of electroreduction of carbon dioxide (low solubility of carbon dioxide in the melt).
Задача, поставленная авторами изобретения, - повышение дисперсности порошка двойного карбида вольфрама и кобальта; подбор стабильного электролита для проведения электросинтеза двойного карбида вольфрама и кобальта; техническое упрощение процесса синтеза; повышение скорости синтеза целевого продукта.The task set by the inventors is to increase the dispersion of the powder of double tungsten carbide and cobalt; selection of a stable electrolyte for the electrosynthesis of double tungsten carbide and cobalt; technical simplification of the synthesis process; increasing the synthesis rate of the target product.
Задача решается следующим образом.The problem is solved as follows.
Для получения нанодисперсных твердосплавных композиций на основе карбида вольфрама проводим электролиз расплава, содержащего вольфрамат натрия, вольфрамат лития, вольфрамат кобальта и карбонат лития, при следующем соотношении компонентов, моль %:To obtain nanosized carbide compositions based on tungsten carbide, we conduct electrolysis of a melt containing sodium tungstate, lithium tungstate, cobalt tungstate and lithium carbonate, in the following ratio of components, mol%:
Для осуществления электрохимического синтеза необходимо, чтобы потенциалы электровыделения углерода и вольфрама и кобальта были равны или близки. Поэтому используется расплав, значения напряжения разложения карбоната и вольфрамата лития близки и происходит совместное электроосаждение углерода и вольфрама с образованием WC. Потенциал выделения кобальта в вольфраматном расплаве равен -0,5 В относительно платинокислородного электрода сравнения. Потенциалы восстановления вольфрамат и карбонат-ионов в вольфраматном расплаве соответственно равны -1,8 В и -1,6 В относительно платинокислородного электрода сравнения. Таким образом, потенциалы выделения кобальта и вольфрама (углерода) разняться более чем на 1,0 В. Следовательно, для получения тройного соединения - двойного карбида вольфрама и кобальта необходимо подобрать такие концентрации соответствующих вольфраматов (лития и кобальта), чтобы достичь возможности для совместного электровыделения трех компонентов (кобальта, вольфрама и углерода). Совместное электровыделение кобальта и вольфрама осуществимо при низких концентрациях ионов, т.е. при соотношении концентраций ионов кобальта к ионам вольфрама равное 1:10 в расплаве.For the implementation of electrochemical synthesis, it is necessary that the potentials of electrowinning of carbon and tungsten and cobalt be equal or close. Therefore, a melt is used, the values of the decomposition voltage of lithium carbonate and tungstate are close, and carbon and tungsten are electrodeposited together to form WC. The potential for cobalt evolution in a tungsten melt is -0.5 V relative to a platinum-oxygen reference electrode. The reduction potentials of tungstate and carbonate ions in the tungstate melt are respectively -1.8 V and -1.6 V relative to the platinum-oxygen reference electrode. Thus, the potentials for the release of cobalt and tungsten (carbon) differ by more than 1.0 V. Therefore, to obtain a ternary compound - double carbide of tungsten and cobalt, it is necessary to select such concentrations of the corresponding tungstates (lithium and cobalt) in order to achieve the possibility of joint electrowinning three components (cobalt, tungsten and carbon). The combined electrowinning of cobalt and tungsten is feasible at low ion concentrations, i.e. when the ratio of the concentration of cobalt ions to tungsten ions is 1:10 in the melt.
Электролит готовят расплавлением в электропечи смеси вольфраматов натрия, лития и кобальта в графитовом тигле. При достижении 700°С в расплав добавляют карбонат лития. По достижении рабочей температуры в расплав погружают электроды. Электролиз осуществляют в открытых ваннах в гальваностатическом режиме при плотности катодного тока 2,5-7,5 А/см2, температуре 900°С с графитовым анодом и при использовании в качестве катода никелевого стержня. Выход по току целевого продукта - двойного карбида вольфрама и кобальта Co3W3C составляет 85-90%.The electrolyte is prepared by melting in an electric furnace a mixture of sodium, lithium and cobalt tungstates in a graphite crucible. Upon reaching 700 ° C, lithium carbonate is added to the melt. Upon reaching the operating temperature, the electrodes are immersed in the melt. The electrolysis is carried out in open baths in the galvanostatic mode at a cathode current density of 2.5-7.5 A / cm 2 , a temperature of 900 ° C with a graphite anode, and when a nickel rod is used as a cathode. The current efficiency of the target product, double tungsten carbide and cobalt Co 3 W 3 C, is 85-90%.
Схема получения трехкомпонентного соединения - двойного карбида вольфрама и кобальта представляется следующими уравнениями:The scheme for producing a three-component compound - double tungsten carbide and cobalt is represented by the following equations:
на катоде:at the cathode:
на аноде:on the anode:
Суммарная реакция:Total reaction:
Пример 1. Процесс получения твердосплавных композиций на основе двойных карбидов вольфрама и кобальта осуществляют в электролите, содержащем,Example 1. The process of obtaining carbide compositions based on double carbides of tungsten and cobalt is carried out in an electrolyte containing
моль %: Na2WO4 52,5; Li2WO4 30,0; COWO4 2,5; Li2CO3 15,0. Температура 900°С. Катод - никелевый стержень диаметром 0,4 см. Анод - графит марки МПГ-7. Плотность тока 2,5 А/см2. Продолжительность электролиза составляет 40 мин, после чего из расплава вынимают карбидно-солевую грушу. После полного остывания до комнатной температуры карбидно-солевую грушу отмывают дистиллированной водой и раствором 1Н NH4OH. После чего порошок карбида вольфрама высушивают в сушильном шкафу при температуре 150°С. По данным рентгенофазового анализа катодный осадок состоит из двойного карбида вольфрама и кобальта Co3W3C. Выход по току 85-90%. Размер частиц порошка двойного карбида вольфрама и кобальта 350-500 нм.mol%: Na 2 WO 4 52.5; Li 2 WO 4 30.0; COWO 4 2.5; Li 2 CO 3 15.0. Temperature 900 ° C. The cathode is a nickel rod with a diameter of 0.4 cm. The anode is MPG-7 grade graphite. The current density of 2.5 A / cm 2 . The duration of electrolysis is 40 minutes, after which a carbide-salt pear is removed from the melt. After completely cooling to room temperature, the carbide-salt pear is washed with distilled water and a solution of 1N NH 4 OH. After that, the tungsten carbide powder is dried in an oven at a temperature of 150 ° C. According to x-ray phase analysis, the cathode deposit consists of double tungsten carbide and cobalt Co 3 W 3 C. The current efficiency is 85-90%. The particle size of the powder of double tungsten carbide and cobalt is 350-500 nm.
Пример 2. Процесс получения твердосплавных композиций на основе двойных карбидов вольфрама и кобальта осуществляют вExample 2. The process of obtaining carbide compositions based on double carbides of tungsten and cobalt is carried out in
электролите, содержащем, моль %: Na2WO4 43,7; Li2WO4 35,0; COWO4 3,8; Li2CO3 17,5. Температура 900°С. Катод - никелевый стержень диаметром 0,4 см. Анод - графит марки МПГ-7. Плотность тока 4,5 А/см2. Продолжительность электролиза составляет 40 мин, после чего из расплава вынимают карбидно-солевую грушу. После полного остывания до комнатной температуры карбидно-солевую грушу отмывают дистиллированной водой и раствором 1Н NH4OH. После чего порошок карбида вольфрама высушивают в сушильном шкафу при температуре 150°С. По данным рентгенофазового анализа катодный осадок состоит из двойного карбида вольфрама и кобальта Co3W3C. Выход по току 85-90%. Размер частиц порошка двойного карбида вольфрама и кобальта 100-350 нм.an electrolyte containing, mol%: Na 2 WO 4 43.7; Li 2 WO 4 35.0; COWO 4 3.8; Li 2 CO 3 17.5. Temperature 900 ° C. The cathode is a nickel rod with a diameter of 0.4 cm. The anode is MPG-7 grade graphite. The current density of 4.5 A / cm 2 . The duration of electrolysis is 40 minutes, after which a carbide-salt pear is removed from the melt. After completely cooling to room temperature, the carbide-salt pear is washed with distilled water and a solution of 1N NH 4 OH. After that, the tungsten carbide powder is dried in an oven at a temperature of 150 ° C. According to x-ray phase analysis, the cathode deposit consists of double tungsten carbide and cobalt Co 3 W 3 C. The current efficiency is 85-90%. The particle size of the powder of double tungsten carbide and cobalt is 100-350 nm.
Пример 3. Процесс получения твердосплавных композиций на основе двойных карбидов вольфрама и кобальта осуществляют в электролите, содержащем,Example 3. The process of obtaining carbide compositions based on double carbides of tungsten and cobalt is carried out in an electrolyte containing
моль %: Na2WO4 35,0; Li2WO4 40,0; COWO4 5,0; Li2CO3 20,0. Температура 900°C. Катод - никелевый стержень диаметром 0,4 см. Анод - графит марки МПГ-7. Плотность тока 7,5 А/см2. Продолжительность электролиза составляет 40 мин, после чего из расплава вынимают карбидно-солевую грушу. После полного остывания до комнатной температуры карбидно-солевую грушу отмывают дистиллированной водой и раствором Ш NH4OH. После чего порошок карбида вольфрама высушивают в сушильном шкафу при температуре 150°С. По данным рентгенофазового анализа катодный осадок состоит из двойного карбида вольфрама и кобальта Co3W3C. Выход по току 85-90%. Размер частиц порошка двойного карбида вольфрама и кобальта 50-100 нм.mol%: Na 2 WO 4 35.0; Li 2 WO 4 40.0; COWO 4 5.0; Li 2 CO 3 20.0. Temperature 900 ° C. The cathode is a nickel rod with a diameter of 0.4 cm. The anode is MPG-7 grade graphite. The current density of 7.5 A / cm 2 . The duration of electrolysis is 40 minutes, after which a carbide-salt pear is removed from the melt. After completely cooling to room temperature, the carbide-salt pear is washed with distilled water and a solution of NH4OH solution Ш. After that, the tungsten carbide powder is dried in an oven at a temperature of 150 ° C. According to x-ray phase analysis, the cathode deposit consists of double tungsten carbide and cobalt Co 3 W 3 C. The current efficiency is 85-90%. The particle size of the powder of double tungsten carbide and cobalt is 50-100 nm.
Технический результат изобретения заключается в возможности получения нанодисперсного порошка двойного карбида вольфрама и кобальта с размерами частиц порошка 50-500 нм и в повышении скорости получения (синтеза) целевого продукта в два раза (продолжительность электролиза 40-20 мин) вследствие использования высоких плотностей тока (2,5-7,5 А/см2) и проведения синтеза при температуре 900°С. Достигаются подбор стабильного электролита для проведения электросинтеза двойного карбида вольфрама и кобальта и техническое упрощение процесса синтеза вследствие использования в качестве источника углерода карбоната лития.The technical result of the invention lies in the possibility of obtaining nanosized powder of double tungsten carbide and cobalt with a particle size of 50-500 nm and in increasing the speed of obtaining (synthesis) of the target product by half (duration of electrolysis 40-20 min) due to the use of high current densities (2 , 5-7.5 A / cm 2 ) and synthesis at a temperature of 900 ° C. Achieving the selection of a stable electrolyte for the electrosynthesis of double tungsten and cobalt carbide and technical simplification of the synthesis process due to the use of lithium carbonate as a carbon source.
Claims (1)
при плотности тока 2,5-7,5 А/см2. A method of producing nanosized carbide compositions based on double tungsten and cobalt carbide, comprising the electrolysis of a melt containing sodium tungstate, characterized in that the electrolysis of the melt, additionally containing lithium tungstate, cobalt tungstate, lithium carbonate in the following ratio, mol.%:
at a current density of 2.5-7.5 A / cm 2 .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008132247/02A RU2372420C1 (en) | 2008-08-04 | 2008-08-04 | Method of producing nanodispersed hard-alloy compositions based on double tungsten carbide and cobalt |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008132247/02A RU2372420C1 (en) | 2008-08-04 | 2008-08-04 | Method of producing nanodispersed hard-alloy compositions based on double tungsten carbide and cobalt |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2372420C1 true RU2372420C1 (en) | 2009-11-10 |
Family
ID=41354738
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008132247/02A RU2372420C1 (en) | 2008-08-04 | 2008-08-04 | Method of producing nanodispersed hard-alloy compositions based on double tungsten carbide and cobalt |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2372420C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2661298C2 (en) * | 2016-05-30 | 2018-07-13 | Общество с ограниченной ответственностью "КАТАЛИЗАТОРЫ" | Method for obtaining of a tungsten carbide powder |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2207320C1 (en) * | 2002-01-25 | 2003-06-27 | Московский государственный институт стали и сплавов (технологический университет) | Method of producing fine tungsten carbide or tungsten and cobalt carbide mixture |
| CN1452593A (en) * | 2000-09-06 | 2003-10-29 | H·C·施塔克股份有限公司 | Ultracoarse, monocrystalline tungsten carbide and method for producing same, and hard metal produced therefrom |
| KR20040019693A (en) * | 2002-08-29 | 2004-03-06 | 한국기계연구원 | Process for manufacturing WC based powder by vapor reaction under atmospheric pressure |
| RU2349424C1 (en) * | 2007-10-18 | 2009-03-20 | Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН | Method of powder receiving on basis of tungsten carbide |
-
2008
- 2008-08-04 RU RU2008132247/02A patent/RU2372420C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1452593A (en) * | 2000-09-06 | 2003-10-29 | H·C·施塔克股份有限公司 | Ultracoarse, monocrystalline tungsten carbide and method for producing same, and hard metal produced therefrom |
| RU2207320C1 (en) * | 2002-01-25 | 2003-06-27 | Московский государственный институт стали и сплавов (технологический университет) | Method of producing fine tungsten carbide or tungsten and cobalt carbide mixture |
| KR20040019693A (en) * | 2002-08-29 | 2004-03-06 | 한국기계연구원 | Process for manufacturing WC based powder by vapor reaction under atmospheric pressure |
| RU2349424C1 (en) * | 2007-10-18 | 2009-03-20 | Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН | Method of powder receiving on basis of tungsten carbide |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2661298C2 (en) * | 2016-05-30 | 2018-07-13 | Общество с ограниченной ответственностью "КАТАЛИЗАТОРЫ" | Method for obtaining of a tungsten carbide powder |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Popczun et al. | Highly branched cobalt phosphide nanostructures for hydrogen-evolution electrocatalysis | |
| CN104018190B (en) | A kind of method that reclaims hard alloy scraps | |
| JP7045439B2 (en) | Oxygen consumption electrode containing carbon nanotubes and its manufacturing method | |
| CN113106496A (en) | Method for electrolyzing high-purity metal vanadium by vanadium-carbon-oxygen solid solution anode molten salt | |
| JP6025140B2 (en) | Method for producing silicon | |
| KR20200005828A (en) | Porous Ni-Al-Mo Cathod for Alkaline Water Electrolysis, Preparation Method thereof and Ni-Al-Mo Coating Material for Thermal Spray | |
| Fan et al. | Electro-synthesis of tungsten carbide containing catalysts in molten salt for efficiently electrolytic hydrogen generation assisted by urea oxidation | |
| Krstajić et al. | Non-noble metal composite cathodes for hydrogen evolution. Part II: The Ni–MoO2 coatings electrodeposited from nickel chloride–ammonium chloride bath containing MoO2 powder particles | |
| Gupta et al. | Preparation of tin-filled carbon nanotubes and nanoparticles by molten salt electrolysis | |
| KR20210040609A (en) | Anode for Alkaline Water Electrolysis having Porous Ni-Fe-Al Catalyst Layer and Preparation Method thereof | |
| Zhao et al. | Formation of Ti or TiC nanopowder from TiO 2 and carbon powders by electrolysis in molten NaCl–KCl | |
| CN107127334B (en) | A kind of nano particle and preparation method thereof of carbide-metal nucleocapsid structure | |
| RU2372420C1 (en) | Method of producing nanodispersed hard-alloy compositions based on double tungsten carbide and cobalt | |
| Kuznetsova et al. | Electrochemical processing of heavy tungsten alloy wastes for obtaining a microdispersed iron-nickel base powder by using alternating current | |
| Zhang et al. | In-situ electrochemical reconstruction of tungsten carbide using Na2CO3-containing molten salt | |
| CN108546964B (en) | Preparation device and preparation method of metallic titanium | |
| EP2860291A1 (en) | Inert alloy anode used for aluminum electrolysis and preparation method therefor | |
| RU2459015C2 (en) | Method for obtaining nanodisperse powders of double tungsten and molybdenum carbides | |
| CN100570011C (en) | A method for preparing metal materials from composite compounds | |
| CN105220182B (en) | A kind of method for preparing porous titanium valve | |
| US8057658B2 (en) | Electrochemical method, apparatus and carbon product | |
| CN109853003B (en) | A kind of microporous channel type molten salt corrosion resistant boride/diamond composite material and preparation method thereof | |
| Qiao et al. | Green production of hydrogen-doped faceted cobalt microcrystals using water-assisted molten salt electro-reduction method | |
| Sampath et al. | Recycling of WC–Co from scrap materials | |
| RU2661298C2 (en) | Method for obtaining of a tungsten carbide powder |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| QA4A | Patent open for licensing | ||
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130805 |