[发明专利]碳化钒及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于金属陶瓷领域，更具体地，涉及一种碳化钒及其制备方法。

背景技术

碳化钒，为黑色晶体，密度5.25-5.4黑色晶体，熔点2750℃，比石英略硬。主要用于制造钒钢，也可用作碳化物硬质合金添加剂。可用于结构钢、工具钢、管道钢、钢筋、普通工程钢以及铸铁中。研究表明，碳化钒添加于钢中能提高钢的耐磨性、耐腐性、韧性、强度、延展性和硬度以及抗热疲劳性等综合机械性能，并使钢具有良好的可焊接性能，而且能起到消除夹杂物延伸等作用。

目前，主要由五氧化二钒或三氧化二钒用焦炭还原制备碳化钒，但是采用所述传统方法制备碳化钒主要存在碳化钒纯度不高，制备工序复杂和反应温度高等问题。因此，有必要提供一种制备碳化钒的方法，降低反应温度，简化制备工序并且提高碳化钒的纯度。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种制备工序简单、反应温度低的碳化钒制备方法，并且提高碳化钒的纯度。

为了实现上述目的，本发明的第一方面提供一种碳化钒的制备方法，该制备方法包括：(1)将淀粉与水混合，制得透明的淀粉糊溶液；(2)将五氧化二钒粉末与所述淀粉糊溶液混合均匀，得到混合液；(3)对所述混合液进行加热干燥，制得含有碳源和钒源的粉末；(4)将所述含有碳源和钒源的粉末在真空条件下进行煅烧，制得所述碳化钒。

优选地，步骤(1)包括：将淀粉与55-65℃的去离子水混合，制得透明的淀粉糊溶液。

优选地，步骤(4)包括：将所述含有碳源和钒源的粉末在真空条件下进行一次煅烧，冷却；然后进行二次煅烧，冷却，制得所述碳化钒。

优选地，所述一次煅烧为将所述含有碳源和钒源的粉末在真空条件下于750-950℃下，保温3-5h。

优选地，所述二次煅烧为将所述一次煅烧后的粉末在真空条件下于1100-1300℃下，保温2-4h。

优选地，所述淀粉以C量计，控制V₂O₅与C的摩尔比为1：5-7。

本发明的第二方面提供一种上述制备方法制备的碳化钒。

本发明的技术方案具有如下优点：

(1)本发明通过五氧化二钒提供钒源和淀粉提供碳源制备碳化钒，制备工序简单，反应温度低，反应温度低于1500℃；

(2)本发明通过采用淀粉替代传统焦炭作为碳源，使得制备的碳化钒具有高纯度。

本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。

具体实施方式

下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。

本发明的第一方面提供一种碳化钒的制备方法，该制备方法包括：

(1)将淀粉与水混合，制得透明的淀粉糊溶液；

(2)将五氧化二钒粉末与所述淀粉糊溶液混合均匀，得到混合液；

(3)对所述混合液进行加热干燥，制得含有碳源和钒源的粉末；

(4)将所述含有碳源和钒源的粉末在真空条件下进行煅烧，制得所述碳化钒。

根据本发明，优选地，步骤(1)包括：将淀粉与55-65℃的去离子水混合，制得透明的淀粉糊溶液。

通过将淀粉溶于水，制成淀粉糊溶液，使得五氧化二钒粉末和淀粉糊溶液可以充分混合，提高两种的接触面积。

根据本发明，优选地，步骤(4)包括：将所述含有碳源和钒源的粉末在真空条件下进行一次煅烧，冷却；然后进行二次煅烧，冷却，制得所述碳化钒。

根据本发明，优选地，所述一次煅烧为将所述含有碳源和钒源的粉末在真空条件下于750-950℃下，保温3-5h。

根据本发明，优选地，所述二次煅烧为将所述一次煅烧后的粉末在真空条件下于1100-1300℃下，保温2-4h。

本发明的反应温度低，最高温度为1100-1300℃，低于1500℃。

根据本发明，优选地，所述淀粉以C量计，控制V₂O₅与C的摩尔比为1：5-7。

本发明通过淀粉提供碳源，配碳量可控。

本发明的第二方面提供一种上述制备方法制备的碳化钒。

本发明的碳化钒的制备方法，制备工序简单、反应温度低，制备的碳化钒纯度高。

以下通过实施例进一步说明本发明。