Получение порошков сплавов молибдена с вольфрамом восстановлением оксидных соединений пара́ми магния и кальция

Обложка
  • Авторы: Колосов В.Н.1, Мирошниченко М.Н.2, Прохорова Т.Ю.2
  • Учреждения:
    1. Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева – обособленное подразделение Федерального исследовательского центра “Кольский научный центр Российской академии наук”,
    2. Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева – обособленное подразделение Федерального исследовательского центра “Кольский научный центр Российской академии наук”,
  • Выпуск: Том 59, № 9 (2023)
  • Страницы: 980-988
  • Раздел: Статьи
  • URL: https://rjpbr.com/0002-337X/article/view/668122
  • DOI: https://doi.org/10.31857/S0002337X23090075
  • EDN: https://elibrary.ru/HWXXJG
  • ID: 668122

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Исследован процесс получения порошков сплавов молибдена с вольфрамом восстановлением оксидных соединений Mo0.3W0.7O3, CaМо0.7W0.3O4 и MgМо0.7W0.3O4 парами магния и кальция при температуре 750–880°C и остаточном давлении в реакторе 5–15 кПа. При восстановлении Мо0.3W0.7O3 удельная поверхность порошков сплава Mo–W немного выше, чем порошков смеси металлов, полученных при восстановлении смеси WO3 и MoO3 при аналогичных условиях. При восстановлении соединений CaМо0.7W0.3O4 и MgМо0.7W0.3O4 магнием удельная поверхность порошков сплава Mo–W выше, чем при восстановлении кальцием. Получены порошки сплавов молибдена с вольфрамом с параметрами кристаллической решетки 0.3153 ± 0.0001 и 0.3160 ± 0.0001 нм с удельной поверхностью на уровне 9–22 м2/г. Средний размер кристаллитов сплава, рассчитанный по формуле Шерера, находится в интервале 12–35 нм. Полученные порошки характеризуются мезопористой структурой.

Об авторах

В. Н. Колосов

Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева – обособленное подразделение Федерального исследовательского центра “Кольский научный центр
Российской академии наук”,

Email: v.kolosov@ksc.ru
Россия, 184209, Мурманская обл., Апатиты, Академгородок, 26а

М. Н. Мирошниченко

Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева – обособленное подразделение Федерального исследовательского центра “Кольский научный центр Российской академии наук”,

Email: v.kolosov@ksc.ru
Россия, 184209, Мурманская обл., Апатиты, Академгородок, 26а

Т. Ю. Прохорова

Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева – обособленное подразделение Федерального исследовательского центра “Кольский научный центр Российской академии наук”,

Автор, ответственный за переписку.
Email: v.kolosov@ksc.ru
Россия, 184209, Мурманская обл., Апатиты, Академгородок, 26а

Список литературы

  1. Lassner E., Schubert W.-D. Tungsten: Properties, Chemistry, Technology of the Element, Alloys, and Chemical Compounds. N.Y.: Kluwer Academics, 1999. 288 p.
  2. Shields J.A. Applications of Molybdenum Metal and Its Alloys. L.: IMOA, 2013. 42 p.
  3. Naidu S.V.N., Sriramamurthy A.M., Rao P.R. The Mo–W (Molybdenum-Tungsten) System // Bull. Alloy Phase Diagrams. 1984. V. 5. № 2. P. 177–180. https://doi.org/10.1007/bf02868956
  4. Sahoo P.K., Srivastava S.K., Kamal S.S.K., Durai L. Consolidation Behavior of W–20–40 wt % Mo Nanoalloys Synthesized by Thermal Decomposition Method // Int. J. Refract. Met. Hard Mater. 2015. V. 51. P. 124–129. https://doi.org/10.1016/j.ijrmhm.2015.03.008
  5. Zhang H., Zhang G.-H. Preparation of Ultrafine Tungsten-Molybdenum Composite Powder and Its Sintering Behavior // Met. Mater. Int. 2021. V. 27. P. 1649–1661. https://doi.org/10.1007/s12540-019-00581-z
  6. Chakraborty S., Banerjee S., Sanyal G. et al. Studies on the Synthesis of Mo-30 wt % W Alloy by Non-conventional Approaches // J. Alloys Compd. 2010. V. 501. № 2. P. 211–217. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2010.04.114
  7. Srivastav A.K., Chawake N., Yadav D. et al. Localized Pore Evolution Assisted Densification During Spark Plasma Sintering of Nanocrystalline W–5 wt % Mo Alloy // Scr. Mater. 2019. V. 159. P. 41–45. https://doi.org/10.1016/j.scriptamat.2018.09.013
  8. Liu H.-X., Yang Y.-F., Cai Y.-F. et al. Prediction of Sintered Density of Binary W(Mo) Alloys Using Machine Learning // Rare Metals. 2023. V. 42. P. 2713–2724. https://doi.org/10.1007/s12598-022-02238-0
  9. Hu P., Chen T., Li X. et al. Ultrafast Synthesis of Nanocrystalline Molybdenum Powder by Thermal Plasma and Its Sintering Behavior // Int. J. Refract. Met. Hard Mater. 2019. V. 83. P. 104969(1)–104969(8). https://doi.org/10.1016/j.ijrmhm.2019.104969
  10. Gonzalez G., Sagarzazu A., Villalba R., Ochoa J. Comparative Study of NiW, NiMo and MoW Prepared by Mechanical Alloying // J. Alloys Compd. 2007. V. 434–435. P. 525–529. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2006.08.155
  11. Srivastav A.K., Murty B.S. Dilatometric Analysis on Shrinkage Behavior during Non-Isothermal Sintering of Nanocrystalline Tungsten Mechanically Alloyed with Molybdenum // J. Alloys Compd. 2012. V. 536. № 1–2. P. 41–44. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2011.12.067
  12. Ohser-Wiedemann R., Martin U., Müller A., Schreiber G. Spark Plasma Sintering of Mo–W Powders Prepared by Mechanical Alloying // J. Alloys Compd. 2013. V. 560. P. 27–32. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2013.01.142
  13. Paul B., Jain D., Chakraborty S.P. et al. Sintering Kinetics Study of Mechanically Alloyed Nanocrystalline Mo–30 wt % W // Thermochim. Acta. 2011. V. 512. № 1–2. P. 134–141. https://doi.org/10.1016/j.tca.2010.09.015
  14. Chen Q., Liang S., Zhang J. et al. Preparation and characterization of WMo Solid Solution Nanopowders with a Wide Composition Range // J. Alloys Compd. 2020. V. 823. P. 153760. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2020.153760
  15. Chen Q., Liang S., Li B. et al. Sol–Gel Synthesis and Characterization of Tungsten-Molybdenum Solid Solution Nanoparticles // Int. J. Refractory Metals and Hard Mater. 2021. V. 100. P. 105668. https://doi.org/10.1016/j.ijrmhm.2021.105668
  16. Мирошниченко М.Н., Колосов В.Н., Макарова Т.И., Орлов В.М. Синтез молибдатов и вольфраматов кальция и магния // Изв. СПбГТИ (ТУ). 2017. № 38 (64). С. 44–47. 1998984-9.2017.38https://doi.org/10.15217/issn
  17. Орлов В.М., Колосов В.Н. Магниетермическое восстановление оксидных соединений вольфрама и молибдена // Докл. РАН. 2016. Т. 468. № 3. С. 288–292. https://doi.org/10.7868/S0869565216150147
  18. Колосов В.Н., Орлов В.М., Мирошниченко М.Н. Исследование восстановления кислородных соединений металлов V и VI групп парами кальция // Неорган. материалы. 2020. Т. 56. № 1. С. 37–43. https://doi.org/10.1134/S0002337X20010066
  19. Cullity B.D., Stock S.R. Elements of X-Ray Diffraction. Englewood Cliffs: Prentice-Hall, 2001. 3rd ed.
  20. Колосов В.Н., Орлов В.М. Электронно-опосредованные реакции при металлотермическом восстановлении оксидных соединений молибдена и вольфрама // Докл. РАН. 2019. Т. 484. № 4. С. 447–450. https://doi.org/10.31857/S0869-56524844447-450
  21. Van Arkel A.E. A Simple Method for Increase of Accuracy in Debye Scherrer Technique // Z. Kristallogr. 1928. V. 67. P. 235–238.
  22. Taylor A., Doyle N.J. The Constitution Diagram of the Tungsten-Molybdenum-Osmium System // J. Less-Common Met. 1965. V. 9. № 1–2. P. 190–205. https://doi.org/10. 1016.0022-5088(65)90096-2
  23. Tran C.C., Han Y., Garcia-Perez M., Kaliaguine S. Synergistic Effect of Mo-W Carbides on Selective Hydrodeoxygenation of Guaiacol to Oxygen-Free Aromatic Hydrocarbons // Catal. Sci. Technol. 2019. V. 9. P. 1387–1397. https://doi.org/10.1039/c8cy02184h
  24. Tran C.C., Mohan O., Banerjee A. et al. A Combined Experimental and DFT Investigation of Selective Hydrodeoxygenation of Guaiacol over Bimetallic Carbide // Energy Fuels. 2020. V. 34. P. 16265–16273. https://doi.org/10.1021/acs.energyfuels.0c03102
  25. Mehdad A., Jentoft R.E., Jentof F.C. Single-Phase Mixed Molybdenum-Tungsten Carbides: Synthesis, Characterization and Catalytic Activity for Toluene Conversion // Catal. Today. 2019. V. 323. № 2. P. 112–122. https://doi.org/10.1016/j.cattod.2018.06.037
  26. Li S., Zhang Y., Han F. et al. Bimetallic Molybdenum-Tungsten Carbide/Reduced Graphene Oxide Hybrid Promoted Pt Catalyst with Enhanced Electrocatalytic Activity and Stability for Direct Methanol Fuel Cells // Appl. Surf. Sci. 2022. V. 600. P. 154134. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2022.154134

© В.Н. Колосов, М.Н. Мирошниченко, Т.Ю. Прохорова, 2023