Скачать: Восстановление фторидов тугоплавких металлов водородом

Осаждение из газовой фазы открывает широкие возможности для получения тугоплавких металлов, их сплавов и соединений высокой чистоты. Фторидные технологии в газофазной металлургии являются самыми молодыми и самыми популярными. Перспективность их использования в различных отраслях техники стимулировало проведение многочисленных научных и прикладных исследований, результаты которых, как правило, разрознены, а иногда и противоречивы.

В представленной книге обобщены отечественные и зарубежные материалы по теории и практике восстановления газообразных фторидов вольфрама, молибдена, ниобия, тантала, рения и иридия. Многолетний опыт авторов позволил создать информативно полную и логически последовательную концепцию о возможностях и перспективах использования фторидной металлургии в современной технологии, которая не утратила своей актуальности до настоящего времени. Более того, актуальность книги многократно возросла в связи с тем, что США в 1974 году прекратили всякие публикации по исследованиям и использованию газофазных фторидных технологий и сохраняют такое положение до настоящего времени.

Книга состоит из двух основных разделов:

- физико–химические основы восстановления газообразных фторидов водородом;

- практическое использование газофазных фторидных технологий.

В первом разделе рассмотрены результаты термодинамического анализа, кинетические характеристики процессов и особенности химических превращений, приводящих к получению указанных выше металлов, их сплавов и соединений. При описании водородного восстановления газообразных фторидов вольфрама, молибдена, тантала и ниобия даны математические уравнения, позволяющие рассчитать скорости осаждения металлов в зависимости от условий проведения процесса, не проводя дополнительных экспериментов.

Рассматривая кристаллизацию тугоплавких металлов при водородном восстановлении их фторидов, показаны различные типы получаемых структур, условия их формирования и методы управления структурой материала. Накопленные данные представлены в таком виде, чтобы читатель мог их использовать в практической деятельности. Наконец, описание осаждения вольфрамовых осадков сопровождается анализом величины внутренних напряжений в них, а также физико – механических свойств: твердости, модуля упругости, прочности при сжатии, растяжении и изгибе, ползучести, температуры хрупко – пластичного перехода, теплопроводности, температуропроводности, теплоемкости, коэффициента линейного расширения и т. д. В ряде случаев дано сопоставление свойств фторидного вольфрама с аналогичными характеристиками для плавленого и порошкового материала.

Во втором разделе приведены описания типовых схем аппаратуры для восстановления фторидов тугоплавких металлов водородом. Рассмотрены конструкции применяемых аппаратов, возможности их унификации для получения изделий различной формы и размеров. Рекомендованы конструкционные, прокладочные и смазочные материалы.

Достоинством книги является описание простой методики расчета основных показателей процесса газофазного осаждения ( полноты использования соответствующего фторида и производительности), что позволяет выбирать оптимальные технические решения уже на стадии проектирования аппаратуры.

После изложения общих вопросов описаны конкретные направления использования процессов газофазного осаждения тугоплавких металлов из фторидных сред. Наибольшее внимание уделено получению изделий и покрытий из вольфрама, так как это направление представляется наиболее значимым. Рассмотрено получение разнообразных изделий: прутков, капилляров большой длины с калиброванным отверстием, труб, тиглей, сопел, профилированных и тепловых труб, листов, при этом в каждом случае сделаны акценты на достижение наиболее важных для данного изделия характеристик. В ряде случаев описываются условия термомеханической обработки полуфабрикатов из газофазного вольфрама и достигаемые в результате прочностные характеристики.

При описании нанесения покрытий путем водородного восстановления газообразных фторидов обращается внимание читателя на достижение сцепления покрытий с основой. Наиболее полная информация приведена по нанесению эмиссионных покрытий из фторидного вольфрама с максимальной работой выхода электронов в вакууме. Интересны также сведения о защитных покрытиях на сопловых вкладышах из графита, покрытиях для микроэлектроники и светопоглощающих покрытиях.

Интересные возможности восстановления газообразного фторида вольфрама описаны при получении в «псевдоожиженном слое» гранул из вольфрама с уникальной структурой, которые позволяют изготавливать из них изделия с повышенными прочностными и эксплуатационными свойствами, а также тонкодисперсных порошков вольфрама.

Описанная возможность соединения различных элементов в единую конструкцию осаждением вольфрама при водородном восстановлении его гексафторида (газофазная сварка) открывает новое направление в создании узлов из разнородных материалов.

Полезные ссылки по Фторидной технологии вольфрама

Монографии

Восстановление фторидов тугоплавких металлов водородом

Фторидный передел в технологии вольфрама

Статьи

Комбинированный материал на основе газофазного вольфрама

Получение прутковых заготовок из вольфрама высокой чистоты восстановлением его гексафторида водородом

Многопозиционная реакционная камера для получения прутков из фторидного вольфрама

Изменение структуры газофазного вольфрама при ротационной ковке

Ecologically clean fluoride conversion – New technology of tungsten production instead powder metallurgy

Экологически чистый фторидный передел - новая технология производства вольфрама взамен порошковой металлургии

Опыт повышения технологических свойств полуфабрикатов и качества продукции из торированного вольфрама путем осаждения вольфрамовых покрытий восстановлением WF6 водородом

Environmentally safe fluoride cycle in Tungsten technology. Substantiation of the production cycle with fluorine and hydrogen recycle

Optimization of Fluorination of the Tungsten Powder with Fluorine in a Reactor with an Immobile Layer with the Provision of Green Requirements

ЭКОЛОГИЧЕСКИ ЧИСТЫЙ ФТОРИДНЫЙ ПЕРЕДЕЛ В ТЕХНОЛОГИИ ВОЛЬФРАМА ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ЦИКЛА С КРУГООБОРОТОМ ФТОРА И ВОДОРОДА

ОПТИМИЗАЦИЯ ФТОРИРОВАНИЯ ПОРОШКА ВОЛЬФРАМА ФТОРОМ В РЕАКТОРЕ С НЕПОДВИЖНЫМ СЛОЕМ ПРИ ОБЕСПЕЧЕНИИ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ТРЕБОВАНИЙ

Deposition of Tungsten by Reduction of Its Hexafluoride with Hydrogen under the Stoichiometric Component Ratio: Environmentally Pure Process

ОСАЖДЕНИЕ ВОЛЬФРАМА ВОССТАНОВЛЕНИЕМ ЕГО ГЕКСАФТОРИДА ВОДОРОДОМ ПРИ СТЕХИОМЕТРИЧЕСКОМ СООТНОШЕНИИ КОМПОНЕНТОВ – ЭКОЛОГИЧЕСКИ ЧИСТЫЙ ТЕХНОЛОГИ

Синтез WF6 фторированием металлического вольфрама фтором

Synthesis of WF6 by Fluorination of Tungsten Metal with Flowing Fluorine in a Fixed Bed Tungsten Reactor

INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON INORGANIC FLUORIDES: CHEMISTRY AND TECHNOLOGY ISIF – 2014, Book of Abstracts, June 2 – 6, 2014, Tomsk, TPU, 2014

Королев Юрий Михайлович