[发明专利]氢化钛粉末的制造方法有效

专利信息
申请号: 200780033193.9 申请日: 2007-09-05
公开(公告)号: CN101511735A 公开(公告)日: 2009-08-19
发明(设计)人: 李元植;张镇万;高世炫;朴商龙 申请(专利权)人: 韩国生产技术研究院
主分类号: C01G23/00 分类号: C01G23/00
代理公司: 北京三友知识产权代理有限公司 代理人: 李 辉
地址: 韩国忠*** 国省代码: 韩国;KR
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摘要:
搜索关键词: 氢化 粉末 制造 方法
【说明书】:

技术领域

本发明涉及制造氢化钛粉末的方法。更具体来说,本发明涉及这样一种制造氢化钛粉末的方法,将加工过程中产生的钛或钛合金废料用作原材料,并且进行球磨研磨,使钛或钛合金废料氢化并同时将这些钛或钛合金废料变成粉末。因此,能够显著降低制造成本并提高生产率。 

背景技术

钛是一种轻而结实的材料。并且钛已经被广泛用作飞行器机体的材料、耐磨材料、高强度合金材料、工具材料、功能陶瓷材料、耐热材料、表面涂覆材料以及催化剂材料。因此,钛加工之后产生的废料量,具体来说,车床加工过程中产生的车削碎片量已经显著增加。然而,目前来讲,车削碎片仅在钛熔炼工艺中被循环利用。 

同时,氢化钛,具体来说,TiH2粉末用作经过脱氢来制造钛金属粉末的中间产品。随着近年来对钛的需求的增加,对TiH2粉末的需要也显著增加。 

以下制造粉末的方法已经在韩国专利公报No.1999-0044580中被公开为一种制造氢化钛粉末的方法。在这种制造粉末的方法中,在对经克劳尔法(Kroll process)制造的海绵钛块状体(massive body)进行氢化时,将海绵钛块状体充入真空炉从而不被氧污染。所述块状体在真空炉中1000℃或更低的温度下被加热,然后在氢气环境中被氢化,由此获得氢重量含量为3.5%到4.5%的氢化钛块状体。之后,对氢化钛块状体进行研磨和分粒(classify)来制造粉末。 

发明内容

然而,执行上述方法需要高温真空反应器,并且在上述方法中需要 执行用于加热反应容器的工艺和用于研磨氢化块状体的工艺。因此,上述方法的工艺是复杂的,需要较长时间来制造粉末,并且工作期间的危险度较高。因此,存在由于较高的装备成本而造成生产率降低和制造成本增加的诸多问题。 

此外,《韩国工业与工程化学》期刊(1994年第2号第5卷)中发表的“A Study on the Synthesis of Titanium Hydride by SHS(Self-propagatingHigh-temperature Synthesis)Method and the Preparation of TitaniumPowder”公开了以下方法,与常规方法相比较,这种方法进一步减少了制造成本。在该方法中,海绵钛被充入化学反应器中,并且向该化学反应器中供应氢气。然后,通过处于反应物的一个位置处的发热体产生反应,并通过处于反应物的其他位置处的自发反应而对海绵钛进行氢化。之后,通过研磨工艺获得氢化钛粉末。 

然而,执行该方法仍然需要高温化学反应器,并且在该方法中,应当在对海绵钛进行氢化之后执行用于研磨海绵钛的处理,以获得氢化钛粉末。因此,该方法的工艺是复杂的,并且该方法在降低制造成本方面是有限的。 

提出本发明是为了解决上述问题,因此本发明的目的是提供一种制造氢化钛粉末的方法,该方法能够通过将加工过程中产生的钛废料用作原材料来制造氢化钛。此外,根据这种制造氢化钛粉末的方法,因为钛废料在较短时间内被氢化并同时变成粉末,所以能够减少工艺数量和制造成本并提高生产率。 

为了实现这个目的,根据本发明的一方面,一种制造氢化钛粉末的方法包括以下步骤:将含钛废料充入反应容器中;去除该反应容器中的空气并向该反应容器供应氢气;以及执行球磨研磨。 

根据本发明的该方面,含钛废料,即钛或钛合金废料(后文中称为“钛废料”)可以用作原材料,并且可以在氢环境中对该废料执行球磨研磨。如果执行了球磨研磨,则通过该容器中移动的球向钛废料施加了较强的机械能。这种机械能导致含钛废料的钛成分与环境中存在的氢(H2)之间的钛氢反应,该钛氢反应由下面的公式1来表示。 

[公式1] 

Ti+H2→TiH2(ΔH°=-34.5kcal/mol) 

同时,上述反应是产生相当大的热量的放热反应。因此,当该反应执行到某一程度时,由于自身反应产生的反应热量所导致的燃烧波,该反应被执行。因此,在不从外部提供能量的情况下,该反应可以以很高的速度进行。 

此外,因为上述反应是通过球磨研磨所产生的机械能而引起的,所以能够同时对废料进行氢化并将废料变成粉末。结果,不需要执行对氢化物进行研磨的单独工艺,从而提高了生产率。此外,因为不是使用昂贵的钛粉末或海绵钛,而是使用钛废料作为原材料,所以制造成本显著降低,并且有助于循环利用钛废料。 

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