173183. lajstromszámú szabadalom • Eljárás nagy fajlagos felülettel rendelkező, alacsony hőmérsékleten redukálható molibdénalapanyag előállítására
3 173183 4 savakkal lehetséges. Ezt követően az ásványi savakat vizes mosással távolítják el a fémporokból, amikor a rendkívül finomszemcsés fémpor újra oxidálódik. Ezt a felületi oxidréteget csak redukció útján lehet eltávolítani, ami a fémpor ismételt eldurvulásának lehetőségét rejti magában. Ezen túlmenően az ily módon előállított fémpor nagyon drága, az eljárás nem gazdaságos. 2. A másik ismert eljárás szerint a molibdén fémet plazmaégők segítségével porlasztják el és ily módon állítanak elő nagyon finomszemcsés molibdén fémport, nagyon nagy ráfordítással. Az elporlasztott molibdén összegyűjtésére ugyancsak vizet használnak. Emiatt az így készített fémporok oxidációját ugyanúgy nem sikerül elhárítani, mint a fentebb ismertetett ó'rléses eljárásnál. Fenti nehézségek kiküszöbölésére kísérleteket folytattunk finomszemcsés molibdén fémpor hidrogén-redukciós módszerrel végzett gazdaságos előállítására. Kísérleteink szerint ez csak akkor lehetséges, ha az alábbi feltételek biztosíthatóak: — 70-240 cm3/100 g portérfogatú alapanyag szükséges; — az alapanyagnak lehetőség szerint vízmentesnek kell lennie; — a viszonylag vízmentes alapanyagnak a szokásosnál legalább 200 °C-kal alacsonyabb hőmérsékleten kell oxidmentes fémporrá redukálódnia. Kísérleteink eredményeként sikerült olyan eljárást kidolgozni, melynek segítségével az említett gyártástechnológiai hiányosságok kiküszöbölhetők és végül olyan molibdén alapanyagot előállítani, amely: — új, eddig ismeretlen szerkezettel rendelkezik, röntgendiffrakciós vizsgálattal egyetlen eddig ismert molibdén alapanyaggal sem azonosítható; — az új alapanyag bármilyen kívánt portérfogatban (70—240 cm3/100 g) előállítható; — az új alapanyag levegőn izzítva 600 °C-ig nem mutat 5—6%-nál nagyobb súlycsökkenést; — az új alapanyag 790—830 °C-on oxidmentes molibdén fémporrá redukálható hidrogénnel; — az alacsony redukciós hőmérséklet miatt a fémpor szemcsefinomsága szabályozható; — az így előállított fémporok nagy fajlagos felületi energiával rendelkeznek; — az így előállított nagy fajlagos felületű és felületi energiájú fémporokból készült molibdén fémtestek már alacsony hőmérsékleten, 950—1000 °C-on zsugorodnak, ezért 1500—1700 °C hőmérsékleten a tömör molibdénnel közel azonos fajsúlyra zsugoríthatok; az így előállított fémporokból készült testek elektromos áram átvezetés nélkül is kitűnően zsugoríthatok, így belőlük tetszőleges alakú testek állíthatók elő. Az új alapanyag jelentősége abban áll, hogy kiküszöböli mindazon hiányosságokat, mellyel a fent említett korábbi eljárások rendelkeznek és teljesen új perspektívát nyit a molibdénből készült alkatrészek gyártásában. Találmányunk lényege az a felismerés, hogy hidrogénnel közvetlenül fémporrá redukálnak, nagy molibdéntartalmú molibdén vegyületek viszonylag vízmentes állapotban abban az esetben állíthatók elő, ha a molibdén fémet vagy ammonmolibdátot magas hőmérsékleten reagáltatunk salétromsavval. Ennek a reakciónak eredményeként viszonylag vízmentes molibdén vegyület keletkezik, különösen akkor, ha a reagáltatott molibdén vegyület oldatának fajsúlya azonos vagy magasabb a salétromsav oldat fajsúlyánál. A molibdén fém vagy a molibdén vegyület salétromsavval történő reagáltatásakor rendkívül finomszemcsés anyag válik ki viszonylag vízmentes állapot- ' ban. A találmány szerinti eljárással úgy dolgozunk, hogy — a salétromsav oldat legalább 25—30%-os vagy annál töményebb legyen;-a salétromsav oldat hőmérséklete 70—120 °C, de célszerűen 90—120 °C között legyen; — a hőmérséklet és a fajsúly változtatásával szabályozni lehet a szemcseszerkezetet és a keletkező molibdén vegyület fajlagos térfogatát; — a fajlagos felület, illetőleg a fajlagos térfogat növelése irányában hat a reagáló oldatok, a salétromsav és az ammonmolibdát oldat hőmérsékletének és töménységének növelése, továbbá a reakcióidő csökkentése; — minél magasabb az előállított molibdén vegyület fajlagos térfogata, annál nagyobb a keletkező molibdén fémpor fajlagos térfogata is; — az így készített molibdén alapanyagból rendkívül finomszemcsés, 70-180 cm3/100 g térfogatú molibdén fémpor állítható elő; — az így készített fémporokkal kapcsolatban megállapítottuk, hogy a fémporok finomsága, az ezzel megvalósított nagy fajlagos felület, döntő mértékben befolyásolja zsugorítás után a kapott fémtest fajsúlyát; — bebizonyítottuk, hogy 1600 °C hőmérsékleten a tiszta molibdén fajsúlyát 95—98%-ban megközelítő molibdén testek állíthatók elő. Találmányunkat az alábbi példákkal jellemezzük: 1. példa 67%-os koncentrált salétromsavat forrpontig melegítünk és ugyancsak forrásban levő kb. 1,40 fajsúlyú ammonmolibdát oldattal reagáltatjuk. A forró ammonmolibdát oldatot porlasztón keresztül juttatjuk a forrásban levő salétromsavba, állandó keverés közben. A keletkező csapadékot centrifuga segítségével választjuk el az oldattól, kimossuk és 250—300 °C-on kiszárítjuk. A szárítás alatt a csapadékban adszorbeált nedvességet és nitrogénoxidot eltávolítjuk. Ily módon sárgásfehér színű anyagot kapunk, melynek kémiai összetétele vizsgálataink szerint: MoO3(NH3)0,i s' H20. Az anyag sűrűsége: 4,19; kristályszerkezete monoklin. Az elemi cella mérete: ai0,539 Á , b=5,270 Â , c=3,726 A , a monoklin hajlásszög ß=l25°. A kihozatal a bemért ammonmolibdátra számítva 97%. Az anyag fajlagos felülete 9,2 m2/g. 100 g anyag térfogatai80 cm3. 2. példa 100 °C-ra melegített 35%-os salétromsavat ugyancsak forrpontig melegített 1,25 fajsúlyú ammonmolibdát oldattal reagáltatunk az 1. példa szerint és a 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
