Как сделать карбид алюминия

Обновлено: 01.07.2024

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 31 ОЮО Седое Советских Социалистических РеспубликЗав ое от авт. свидетельств МПК С 01 Ь 3 явлено 17.Х,1969 ( 1377424/23-26 Комитет по делам иаобретеииб и открыти при Сосете Мииистрое СССРиоритетубликовано 31.7111.1971, Бюллетень26 та опубликования описания 2.Х 1.1971 УДК 661.862(088.8 вторыобретени, Н, Еременко, Я, В, Натанзон и В, Я. Гетрищ ена Трудового Красного Знамени институт проблеп материаловедения АН Украинской ССР аявитель БИДА АЛЮМИНИЯ СОБ ПОЛУЧЕНИ асплав алюминия выдержке при диже 1 10- лдлт Пред м изо бр ете ни с присоединением заявкиИзобретение относится к получению карби.да алюминия, свободного от оксикарбидов,путем обработки пиролитического графитарасплавом алюминия. Оно может найти применение в металлургии, радиоэлектронике и 5других областях техники,Известен способ получения карбида алюминия путем обработки пирографита расплавом алюминия.Недостатком такого способа является невозможность получать компактный материал.Предлагаемый способ обеспечивает получение карбида алюминия в компактном впдсбез использования методов порошковой металлургии. 15Это достигается тем, что рпредварительно подвергают1200 в 13 С в вакууме не дрт, ст. в течение /, - 1 час.Для предотвращения образоваьндя оксикарбидов алюминия расплав алюминия предварительно выдерживают в указанных условиях в течение /г - 1 час, чем достигаетсяочистка поверхности алюминия от окиснойпленки в результате реакции АгОз+4 А 1 - 25- ЗА 1,0. После этого пирографит в виде пластинок 20)(20 КЗ лтлд погружают в алюминий,выдерживают в течение указанного времени,.затем охлаждают в вакууме. Полученныйпродукт имеет темно-серый цвет с незначи тельными прослоиками металлического алю. миния, который удаляется из образца путем выдержки в печи при 1200 - 1300 С в течение /, - 1 час. Измерения микротвердости под. тверждают однородность полученного продукта, и микротвердость составляет 1350.+ -дкг/л лд"-. Идентичность полученного продукта карбиду алюминия подтверждается фазовым рентгеновским анализом,Карбид алюминия с минимальными прослойками металлического алюминия полу. чается также при контактировании с алюми. нием только базовой плоскости пирографита (001). В этом случае прослойки алдоминддя выявляются в виде трубочек диаметром порядка 0,1 лдлд, перпендикулярных плоскости (001). Аналогичный эффект уменьшения толщины прослоек металлического алюминия, параллельных исходной базовой плоскости пирографита (001), достигается путем приложения к образцу ппрографита внешнего давления - 1 кг/лдлдг перпендикулярно базовой плоскости,1. Способ получения карбида алюминия и утем обработки пирографита расплавом алюминия, отличающийся тем, что, с целью полу.Редактор Корниенко Заказ 2941/4 Изд. Ъоз 1194 Тираж 473 ПодписноеЦНИИПИ Комитета по делам изобретении и открытий при Совете Министров СССРМосква, Ж, Раушская иаб., д, 4/5 Типография, пр, Сапунова, 2 чения компактного продукта, расплав алюминия предварительно подвергают выдержке в вакууме не ниже 110 -мм рт. ст, при температуре 1200 в 13 С в течение /2 - 1 час. 2, Способ по п. 1, отличающийся тем, что пирографит в процессе воздействия алюминия подвергают сжатию перпендикулярно базовой плоскости с усилием 1 кг/мм.

Заявка

В. Н. Еременко, Я. В. Натанзон, В. Я. Петрищев, Ордена Трудового Красного Знамени институт проблем материаловедени Украинской ССР

МПК / Метки

Код ссылки

Способ получения фосфорхлорсодержащих оли гомеров

Номер патента: 345172

. (в %):ОН 900Р 5,56С 1 30,0-1П р имер 2. Температурные режимы сптеза аналогичны данным в примере 1. К 378 г эпихлоргидрпна добавляют 135 г 98 Уо-оо Н,РО 4 (прсоотношении 3:1). К кисломукг КОИ продукту с кслотых чслоы 154 прися к получению фослигомеров, пригодных ретанов.учения фосфорхлорсопутем взаимодействияэпихлоргидрином при 1:1 - 5.олигомеры активных реакционную массу, исло 350 вг меющую кислотное ч пяет получать зуются гидроой активпости, 15 ю атома С,полпуретаны. дрина в реакв указанных кты с различамым менять ен самостоялигомерами, а ающих самоза бавляют 5-кра в расчете на к тового продуктОН гидрина, помебратным холольницей, при 9,63 5,82 18,67 вводят окись алкилена,Предлагаемый способ позвоолигомеры, которые характерпксильными.

Способ получения ьалкил-3-арилгексагидропиримидинонов-4

Номер патента: 250894

. добавляют 6 мл 37 о/о-ного формалина и 0,02 - 0,04 г едкого калия, и смесь нагревают при кипении в течение 4 час. Затем реакционную массу упаривают в вакууме, а продукт реакаствор 3 г 3,4-дихлоранилиаланина в 30 мл изопропил формалина и 0,02 г КОН ем смесь упаривают в вакут бензолом. Бензольный ра. одой и упаривают. В остат- (86,2%) 1-изопропил- (3,4- агидропиримидинонав того масла с т. кип,которое затем очищают е,54,56; 54,30; Н 5,28; 5,40; ,77; 9,77.20 25 Составитель В. БурцеваРедактор С. Лазарева Техред Т. П, Курилко Корректор Т. А, Абрамова Заказ 3917/12 Тираж 480 ПодписноеЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССРМосква Ж, Раушская наб., д. 4/5 Типография, пр. Сапунова, 2 3П р и м е р 3. Аналогично.

Способ извлечения алюминия из шлаков

Номер патента: 454730

. извлечения алюминия из шлаков, включающий обработку его гидратирующим агентом, классификацию обработанного шлака на обогащенную алюминием крупнозернистую и мелкозернистую фракции с последующей переплавкой крупнозернистой фракции.Предложенный способ отличается тем, что в качестве гидратирующего агента используют сухой пар и процесс ведут при температуре 120 - 205 С и давлении 1,0 - 16,0 кг/см в течение 4 - 10 час. Это позволяет повысить эффективность процесса.Алюминиевые шлаки наряду с металлическим алюминием содержат окись алюминия, фториды алюминия и натрия, а также могут содержать соединения кальция, магния, марганца, их хлориды и карбиды,тов - крупнозернистой фракции с размером частиц более 3 мм и мелкозернистой фракции с размером.

Способ получения композиционного материала с металлической матрицей

Номер патента: 1831413

. отвержденного материчного металла 33, Таким образом, модифицируют пакет листов 66, который является существенно тем же самым, как пакет листов 60, показанный на рисунке 12 А, Затем пакет листов помещают в камеру печи сопротивления с нагретым воздухом атмосферы, которая предварительно нагревается до 900 С. Пакет листов выдерживают в печи в течение 2 ч, и в это время контролируют датчик вакуума.Максимальный вакуум, достигаемый в течение 2 ч составляет около 12 дюймов (305 мм) ртутного столба.Пакет листов удаляют из печи после 2 ч и помещают на водоохлаждаемую медную охлаждающую плиту для направленного отверждения остаточного матричного металла. Сразу по охлаждении до комнатной температуры, пакет листов разрезают в поперечном направлении.

Способ получения теплопроводного графита путем пропитки его смолой

Номер патента: 106361

. при комнатной температуре.Затем пропитанный катализатором графит в течение двух часов подвергается в автоклаве вакуумной обработке (вакуум 720 в 7 мм рт, ст., температура 40 - 60), после чего в автоклав засасывается фурфурольно-ацетоновая смола в виде 50,о-ного яцетоиового раствора, содержащая около 4"0 катализатора.Пропиткя графита смолой проводится под давлением 8 - 10 ать при тсмпсратурс 40 в течение 3 - 5 часов, после чего графит обтирается от изоыткя смолы и подвспгястся термообряботке при том жс давлении с постеис ным поднятием температуры до 200 в течение 12- 1 н часов и дополнительной обработкой при 225 в 2 в течение 3 часов без давления,Получсшьй таким путем графитможет применяться для изготовления изделий, используемых в.

Карбид алюминия , химическая формула Al ₄ C ₃ , является карбидом из алюминия . Имеет вид кристаллов от бледно-желтого до коричневого цвета. Он стабилен до 1400 ° C. Он разлагается в воде с образованием метана.

InChI = 1S / 3C.4Al / q3 * -4; 4 * + 3 Y

Ключ: TWHBEKGYWPPYQL-UHFFFAOYSA-N Y

Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).

Карбид алюминия имеет необычную кристаллическую структуру, состоящую из чередующихся слоев Al ₂ C и Al ₂ C ₂ . Каждый атом алюминия координирован с 4 атомами углерода, образуя тетраэдрическое расположение. Атомы углерода существуют в 2 различных связывающих средах; один - деформированный октаэдр из 6 атомов Al на расстоянии 217 пм . Другой - искаженная тригонально-бипирамидальная структура из 4 атомов Al при 190–194 пм и пятого атома Al при 221 пм. [3] [4] Другие карбиды ( номенклатура IUPAC : метиды ) также имеют сложную структуру.

Реакции

Карбид алюминия гидролизуется с выделением метана . Реакция протекает при комнатной температуре, но быстро ускоряется при нагревании. [5]

Подобные реакции происходят с другими протонными реагентами: [1]

Реактивное горячее изостатическое прессование (опрокидывание) при ≈40 МПа соответствующих смесей Ti, Al ₄ C ₃ графита в течение 15 часов при 1300 ° C дает преимущественно однофазные образцы Ti ₂ AlC _0,5 N _0,5 , 30 часов при 1300 ° C. C дает преимущественно однофазные образцы Ti ₂ AlC (карбид титана-алюминия ). [6]

Карбид алюминия получают путем прямой реакции алюминия и углерода в электродуговой печи . [3]

Альтернативная реакция начинается с оксида алюминия, но она менее благоприятна из-за образования монооксида углерода .

Карбид кремния также реагирует с алюминием с образованием Al ₄ C ₃ . Это преобразование ограничивает механические применения SiC, поскольку Al ₄ C ₃ более хрупкий, чем SiC. [7]

4 Al + 3 SiC → Al ₄ C ₃ + 3 Si

В композитах с алюминиевой матрицей, армированных карбидом кремния, химические реакции между карбидом кремния и расплавленным алюминием создают слой карбида алюминия на частицах карбида кремния, который снижает прочность материала, хотя увеличивает смачиваемость частиц SiC. [8] Эту тенденцию можно уменьшить путем покрытия частиц карбида кремния подходящим оксидом или нитридом, предварительного окисления частиц с образованием покрытия из диоксида кремния или использования слоя жертвенного металла . [9]

Композитный материал из карбида алюминия и алюминия может быть получен путем механического легирования путем смешивания порошка алюминия с частицами графита .

Небольшие количества карбида алюминия являются обычной примесью технического карбида кальция . При электролитическом производстве алюминия карбид алюминия образует продукт коррозии графитовых электродов. [10]

В матричных композитов металлов на основе алюминия матрицы , армированной неметаллических карбидов ( карбид кремния , карбид бора , и т.д.) или углеродных волокон , карбид алюминия часто образует в качестве нежелательного продукта. В случае углеродного волокна оно вступает в реакцию с алюминиевой матрицей при температурах выше 500 ° C; Лучшее смачивание волокна и ингибирование химической реакции может быть достигнуто путем покрытия его, например, боридом титана . [ необходима цитата ]

Мелкодисперсные частицы карбида алюминия в алюминиевой матрице снижают склонность материала к ползучести , особенно в сочетании с частицами карбида кремния . [11]

Карбид алюминия можно использовать в качестве абразива в высокоскоростных режущих инструментах . [12] Он имеет примерно такую же твердость, как топаз . [13]

Решить задачу. Вычислите массу раствора 20% соляной кислоты, необходимой для реакции с 40 г мела (карбоната кальция). 1) напишите уравнение и укажите … сумму коэффициентов в уравнений, 2) укажите массу чистого хлороводорода, вступившего в реакцию (ответ округлите с точностью до десятых, единицы измерения не пишите), 3) укажите массу раствора соляной кислоты (ответ округлите с точностью до целых, единицы измерения не пишите).

Определите количество водорода, которое необходимо для взаимодействия с 3 моль оксида железа (III), схема реакции: Fe2O3 + H2 = H2O + Fe

Карбид алюминия представляет собой неорганическое бинарное соединения углерода с алюминием. Его химическую формулу пишут как Al4C3, выглядит он как бледно-жёлтый или коричневый кристалл, обладающей сложной структурной решёткой. Он способен выдерживать повышение температуры до 1400 °C при плотности 2.36 г/см³. В составе его решётки присутствуют углеродистые атомы в качестве дискретных углеродистых анионов. Это соединение получают посредством прямой реакции углерода с алюминием в дуговой печи, также его незначительное количество присутствует в примесях карбида кальция технического происхождения.

Электролитическое производство алюминия подразумевает выделение данного соединения в качестве коррозийного продукта в графитовых электродах. В том случае, когда взаимодействует карбид алюминия с водой или разбавленной кислотой, образуется метан. Кроме того, соединение вступает в реакцию с кислородом и водородом, а в случае взаимодействия с водой и концентратом гидроксида натрия образуется комплексная соль, называемая тетрагидроксоалюминатом метана и натрия. Естественно, соединение обладает специфическими физическими свойствами, это относится к показателям преломления, относящимся к натриевой D-линии и достигающим 20 °C. Вместе с этим учитывают стандартную энергию Гиббса и стандартную энтропию образования, эти показатели достигают 196 и 88,95Дж/моль/K. Получение данного соединения возможно в качестве нежелательного продукта при сложных химических реакциях.

В частности, в металлические матричные соединения, основанные на матрице из алюминия и укреплённые металлическими карбидами, такими как карбид бора и кремниевый карбид, могут способствовать возникновению алюминиевого карбида в качестве нежелательного элемента. Подобная ситуация возможна и в случае с углеродистым волокном, которое при вступлении в реакцию с матрицей из алюминия при температурах, превышающих 500 °C, также выделяет рассматриваемое соединение. В процессе прохождения химической реакции между литым алюминием и кремниевым карбидом может возникнуть слой карбида алюминиевого, он покроет кремниевые частицы карбида и уменьшит силу материала.

Однако данный эффект может быть снижен посредством покрытия кремниевых частиц подходящей окисью или их предварительного окисления для формирования кварцевого покрытия. Чтобы выявить, сколько в воде содержится трития, соединение подвергают гидролизу, в результате получается карбид алюминия метан. В данном случае соединение используют как химический реактив, при реакции с взвешенной водой получают соединение трития и метана. Алюминиевый карбид, рассеянный по алюминиевой матрице, способствует сохранению плотности материала, в особенности если он скомбинирован с частицами кремниевого карбида.

Композиционные материалы из алюминиевого карбида могут быть получены благодаря механическим сплавам на основе алюминиевого порошка и графитовых частиц. Вместе с этим соединение используется как абразив для режущих высокоскоростных инструментов, придавая им твёрдость топаза. Ещё одной областью применения соединения является пиротехника, здесь он позволяет получить эффект светлячка, что выражается в избыточном появлении искр. Отметим, что в разное время в пиротехнике он всегда использовался с разной интенсивностью. В целом данное соединение находит обширное применение в химической промышленности и производственной сфере. Это обусловлено химическими характеристиками алюминиевого карбида, обеспечивающими его уникальные свойства, не характерные для иных типов соединений карбидной группы.

Читайте также: