[发明专利]延性合金

说明书

本发明是关于主要含有钯的延性合金。这类合金可在例如氨燃烧成氧化氮时应用。

氨燃烧可在850～950℃温度下和1～20巴大气压下进行。通常合金是以线织成网的形式使用，整个包封网设置在燃烧炉中。用于这种网的合金应具有足够的延性以便可拉成线状，它们还应对在实际加工过程中受到的机械应力有耐久性。

上述的包封物通常由铂基催化剂网和钯基捕集网构成。用于氨氧化作用的最常用催化剂是铂与5～10%铑的合金。

很显然在氨燃烧时所用的工艺温度和压力下，选定合金时不仅要考虑对铂最高可达到的催化剂效用、选择性和收集性能，还要考虑可能达到的最好机械性能。作为通常以线织成网的形式使用的合金，该材料的加工性能和延性也是很重要的。另外，在这样高的温度下其稳定性也是重要的。

已经发现，上述铂是最合适的催化剂材料，但是，在实际反应温度下，又要损失一些铂。因而，通常可在燃烧中回收到铂，这种回收可用特定的合金来完成。最通用的回收或收集合金是Pd/Au。主要是因为钯可捕捉铂，而钯与金的合金是为了改善捕集网的机械性能。

几种已知的合金，它们的机械性能是这样的差，以致于要支撑网，除非用特别粗的线来识成的网。这一问题的解决办法在美国专利4，239，833中有所描述，但是非常昂贵。

本发明的目的是要得到一种延性合金，该合金可拉成很细的线，例如直径为0.076毫米，并能组成具有高拉伸强度的网。这种合金网可暴露在氨燃烧炉中耐受机械应力。

本发明的另一目的是得到具有良好收集铂性能的合金。

本发明者是从对合金的简单小量需求做起的。对用这种合金制备的网的机械性能至少应与用Pt/Rh（95/5）网的机械性能相同。可以将合金编织成网，该网在实际工艺的条件下有足够的强度，可以不必用支撑网来支撑它。在工艺操作期间，其机械性能基本上不下降。这种网的总成本比已知的捕集网要低。

关于捕集网的问题，已经发现是比较重要的。最常用的支撑网是由含约20%Cr和约5%Al的钢制得的，但是这种网可分解氨成为氮。因而它们不能用于包封的催化剂部件中，既使用做为捕集网的支撑网，它们的分解性质是不利的。

钯众所周知是最好的捕集材料，但是纯钯在氨燃烧炉中的工艺条件下具有不适宜的机械性能。在这种合金中，金的用量在Dr.Ing.H.Dubler所著的文献中有所描述，此文献发表在“Second        Nitric        Acid        Symposium”，1981年9月21～23日，Dortmnd        BRD上。该文报道了如果合金物料（Au）的含量小于10%（重量），钯合金在氨的燃烧的操作条件下，就变成脆性的。

现在所发现的问题是少量的合金物料可以提供所需的机械性能，同时不会有对于材料的捕集性相反的作用。例如，一个保险的情况是合金物或它的氧化物不会分解氨或氧化氮，分解会使在燃烧过程中降低总产率。

查阅了其它现用的贵金属物理性能，从文献上得知，铱和钌分类晶粒细化物，但是不能改善合金的机械性能。还有，已知加入钌后，结果降低了合金的延性。尽管这些不利的情况，本发明者还试图用钌作为合金物料。开始人们也是用钯作为合金物，因为人们害怕得到的合金延性太低。一组由Pd/pt/Ru制得的合金，具有约95%钯和各种含量的铂和钌。测试这些合金表明，用少量的铂可得到意外好的性能，然后也可制得只加0.2～3.0%钌，其余为钯的合金。这些新型的合金可在试验装置和工业铵燃烧炉中测试。机械性能可在冷却和退火的状况下测定，并与已知合金的测试结果相比较。这些测定表明具有95～99%钯、0～5%铂和0.2～3.0%钌的合金具有所要求的铂回收率，同时该合金的机械性能也出人意外的好。

本发明的具体特性在权利要求书中给出。

本发明将用实例和其结果的讨论来进一步说明。

实例1

本实例表明由本发明合金制得的网的机械性能与先有已知的Pt/Rh合金和Pd/Au合金的网的物理性能比较。相应的测定是在1.13毫米硬拉伸和退火的线上进行。所有线是用同一方法拉伸和退火的。

抗张强度是以MPa、“0.2限度”MPa计量的。

延伸率用%计，以及布氏硬度数。

“0.2限度”（弹性极限应力）是表示减压0.2%之后导致永久延伸的屈服点和公称张力。“0.2限度”表示为R_0.2。

对合金测量的结果、合金的化学定义和相应的组成百分数列在下表Ⅰ中。