JPH09188511A - サブミクロン粒子からなる粒状金属炭化物の合成 - Google Patents
サブミクロン粒子からなる粒状金属炭化物の合成Info
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- JPH09188511A JPH09188511A JP8232117A JP23211796A JPH09188511A JP H09188511 A JPH09188511 A JP H09188511A JP 8232117 A JP8232117 A JP 8232117A JP 23211796 A JP23211796 A JP 23211796A JP H09188511 A JPH09188511 A JP H09188511A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 粒径がサブミクロンで、他の材料と粉砕混合
性がよく、切削工具に有用な金属炭化物（炭化タンタ
ル、炭化ニオブ、炭化バナジウム、炭化クロム）を提供
する。 【解決手段】 タンタル、ニオブ、バナジウム又はクロ
ムを含有する出発原料を稀釈剤と炭化ガスとのガス混合
物と約８００°〜約１，１００℃の反応温度で、カーボ
ン・デポジション・ポテンシャルを約１０％〜約６０％
に維持して反応、炭化させる。
性がよく、切削工具に有用な金属炭化物（炭化タンタ
ル、炭化ニオブ、炭化バナジウム、炭化クロム）を提供
する。 【解決手段】 タンタル、ニオブ、バナジウム又はクロ
ムを含有する出発原料を稀釈剤と炭化ガスとのガス混合
物と約８００°〜約１，１００℃の反応温度で、カーボ
ン・デポジション・ポテンシャルを約１０％〜約６０％
に維持して反応、炭化させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は炭化クロム、炭化バ
ナジウム、炭化タンタル、炭化ニオブの生成方法であ
る。
ナジウム、炭化タンタル、炭化ニオブの生成方法であ
る。
【０００２】
【従来の技術】金属炭化物はいろいろな用途で用いられ
ている。ある種の金属炭化物は研磨材として用いられ、
またこの他のもの、例えば炭化バナジウム、炭化クロム
は粒子成長抑制剤である。このほかの有用な炭化物には
炭化タンタル、炭化ニオブがあり、この両方とも切削工
具に用いられている。多くの場合、これらの炭化物は元
素態金属、またはその酸化物を比較的高温、即ち１，５
００°〜１，８００℃の範囲で炭素と反応させて生成さ
れる。最終製品は、主として反応温度が高いために粒径
が比較的大きい炭化物である。これはある種の用途では
受け入れられるが、一般には粒径は比較的小さく、特に
サブミクロン（submicron ）のものが好ましい。切削工
具ではこれにより硬度が向上し、添加剤、例えば粒子生
長抑制剤では、これにより粒子生成抑制剤の分散が向上
し、均一な粒子生成の抑制が改善される。
ている。ある種の金属炭化物は研磨材として用いられ、
またこの他のもの、例えば炭化バナジウム、炭化クロム
は粒子成長抑制剤である。このほかの有用な炭化物には
炭化タンタル、炭化ニオブがあり、この両方とも切削工
具に用いられている。多くの場合、これらの炭化物は元
素態金属、またはその酸化物を比較的高温、即ち１，５
００°〜１，８００℃の範囲で炭素と反応させて生成さ
れる。最終製品は、主として反応温度が高いために粒径
が比較的大きい炭化物である。これはある種の用途では
受け入れられるが、一般には粒径は比較的小さく、特に
サブミクロン（submicron ）のものが好ましい。切削工
具ではこれにより硬度が向上し、添加剤、例えば粒子生
長抑制剤では、これにより粒子生成抑制剤の分散が向上
し、均一な粒子生成の抑制が改善される。
【０００３】しかし、高温を用いないとこれらの製品を
生成すること極めて難しい。その酸化物の安定性は水素
の直接還元で単体組成物を生成することができる程度の
ものである。特に、タンタル構成物、ニオブ構成物、ク
ロム構成物、バナジウム構成物には比較的安定な酸化物
がある。しかし、その炭化物は比較的不安定である。従
って、一度これらの金属酸化物が生成すると、直接低温
でも、又は金属に還元してから炭化してもこの酸化物は
容易に炭化物に転換できない。
生成すること極めて難しい。その酸化物の安定性は水素
の直接還元で単体組成物を生成することができる程度の
ものである。特に、タンタル構成物、ニオブ構成物、ク
ロム構成物、バナジウム構成物には比較的安定な酸化物
がある。しかし、その炭化物は比較的不安定である。従
って、一度これらの金属酸化物が生成すると、直接低温
でも、又は金属に還元してから炭化してもこの酸化物は
容易に炭化物に転換できない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は炭化ク
ロム、炭化バナジウム、炭化タンタル、炭化ニオブの生
成方法を提供するものである。更に本発明の目的は比較
的低温で生成でき、生成炭化物の粒径がサブミクロンで
あることである。
ロム、炭化バナジウム、炭化タンタル、炭化ニオブの生
成方法を提供するものである。更に本発明の目的は比較
的低温で生成でき、生成炭化物の粒径がサブミクロンで
あることである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明のこれらの目的、
利点は炭化ガス（carbonizing gas)の存在下，クロム、
バナジウム、タンタル又はニオブを含有する原料を１，
１００℃以下の温度で反応させることにより達成され
る。炭化ガスのカーボン・デポジション・ポテンシャル
（炭素析出能％）を約１０％〜約６０％に維持すること
により直接酸素含有原料から炭化物を生成する。この際
炭化ガスは還元剤として、また炭素源として作用する。
このカーボン・デポジション・ポテンシャルは炭素含有
ガス（酸素は含まず、炭素と水素のみを含む）を用いる
ことで得られる。炭化ガスはまた水素と混合し、場合に
より不活性ガス例えば窒素、ヘリウム又はアルゴンを添
加する。
利点は炭化ガス（carbonizing gas)の存在下，クロム、
バナジウム、タンタル又はニオブを含有する原料を１，
１００℃以下の温度で反応させることにより達成され
る。炭化ガスのカーボン・デポジション・ポテンシャル
（炭素析出能％）を約１０％〜約６０％に維持すること
により直接酸素含有原料から炭化物を生成する。この際
炭化ガスは還元剤として、また炭素源として作用する。
このカーボン・デポジション・ポテンシャルは炭素含有
ガス（酸素は含まず、炭素と水素のみを含む）を用いる
ことで得られる。炭化ガスはまた水素と混合し、場合に
より不活性ガス例えば窒素、ヘリウム又はアルゴンを添
加する。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明では炭化クロム、炭化バナ
ジウム、炭化タンタル、炭化ニオブはこれらの元素を含
有する出発原料を炭化して生成される。すなわち、出発
原料は目的とする金属、即ち、クロム、バナジウム、ニ
オブ、タンタルの１種を含む任意の固形原料であり、か
かる原料は炭素、水素、窒素、又は酸素以外の元素は含
まない。もともと、これらの出発原料はこれ以外の金
属、又はセラミックスは最終製品で要求されないかぎり
含有しないものとする。
ジウム、炭化タンタル、炭化ニオブはこれらの元素を含
有する出発原料を炭化して生成される。すなわち、出発
原料は目的とする金属、即ち、クロム、バナジウム、ニ
オブ、タンタルの１種を含む任意の固形原料であり、か
かる原料は炭素、水素、窒素、又は酸素以外の元素は含
まない。もともと、これらの出発原料はこれ以外の金
属、又はセラミックスは最終製品で要求されないかぎり
含有しないものとする。
【０００７】有機金属原料は特に安定であり、またこれ
らの金属のアンモニウム塩、例えばバナジン酸アンモニ
ウムも同様に安定である。このほかの原料の例としては
水酸化酢酸クロム、酸化ニオブ、酸化タンタルがある。
らの金属のアンモニウム塩、例えばバナジン酸アンモニ
ウムも同様に安定である。このほかの原料の例としては
水酸化酢酸クロム、酸化ニオブ、酸化タンタルがある。
【０００８】粒子の大きな出発原料粉末を使用してもよ
いが、出発原料の粒径はできる限り小さく、好ましくは
粒径が約５０μｍ以下が好ましい。これは粉砕、又は噴
霧乾燥して所要の粒径を形成することで達成できる。噴
霧乾燥の場合は出発原料を溶媒、例えば水に溶解して噴
霧乾燥して小粒径を形成する。
いが、出発原料の粒径はできる限り小さく、好ましくは
粒径が約５０μｍ以下が好ましい。これは粉砕、又は噴
霧乾燥して所要の粒径を形成することで達成できる。噴
霧乾燥の場合は出発原料を溶媒、例えば水に溶解して噴
霧乾燥して小粒径を形成する。
【０００９】粒子状出発原料は次いで同時還元／炭化処
理する。この炭化用反応器は例えば流動床反応器、回転
床反応器、又は固定床の管状反応器のような各種反応器
のどれでもよい。本発明にとって特定の反応器を使用す
ることは特に必要ない。
理する。この炭化用反応器は例えば流動床反応器、回転
床反応器、又は固定床の管状反応器のような各種反応器
のどれでもよい。本発明にとって特定の反応器を使用す
ることは特に必要ない。
【００１０】炭化ガスは不活性ガス、炭素及び水素の
み、好ましくは炭素と水素のみを含有する組成物とす
る。これらのガスは水素と低分子量の炭化水素、例えば
メタン、エタン、プロパン、ブタン、エチレン、アセチ
レン等を含む。不活性ガスは窒素、ヘリウム及びアルゴ
ンを含む。これらの組成物には酸素、その他の干渉性元
素は含まない。
み、好ましくは炭素と水素のみを含有する組成物とす
る。これらのガスは水素と低分子量の炭化水素、例えば
メタン、エタン、プロパン、ブタン、エチレン、アセチ
レン等を含む。不活性ガスは窒素、ヘリウム及びアルゴ
ンを含む。これらの組成物には酸素、その他の干渉性元
素は含まない。
【００１１】このガス混合物の組成はカーボン・デポジ
ション・ポテンシャルが反応条件下１００％以下となる
ように選択する。図１は水素で稀釈したエチレン、メタ
ンを含有する特定ガスのカーボン・デポジション・ポテ
ンシャルの変化を各種温度、即ち、１，１００℃及びそ
れ以下に対して示したものである。
ション・ポテンシャルが反応条件下１００％以下となる
ように選択する。図１は水素で稀釈したエチレン、メタ
ンを含有する特定ガスのカーボン・デポジション・ポテ
ンシャルの変化を各種温度、即ち、１，１００℃及びそ
れ以下に対して示したものである。
【００１２】多くのガス混合物、例えば、ＣＨ4 ／Ｈ2
又はＣＯ／ＣＯ2 は、炭素を析出又はガス化することが
できる。これら二つの場合、関連する平衡は、 ＣＨ4 （気体）＝２Ｈ2 （気体） ＋ Ｃ（固体） ２ＣＯ（気体）＝ＣＯ2 （気体） ＋ Ｃ（固体） 固体炭素（黒鉛）と平衡状態にあるガス混合物組成物は
単位炭素活性度，ａC＝１を有する。もし、ガス混合物
の炭素活性度が１未満であれば、そのガス混合物は「安
定」であると言われる。安定なガス混合物は、炭素をガ
ス化し、ガス化する間、その混合物組成物は単位炭素活
性度を有する組成物へ向かう傾向がある。
又はＣＯ／ＣＯ2 は、炭素を析出又はガス化することが
できる。これら二つの場合、関連する平衡は、 ＣＨ4 （気体）＝２Ｈ2 （気体） ＋ Ｃ（固体） ２ＣＯ（気体）＝ＣＯ2 （気体） ＋ Ｃ（固体） 固体炭素（黒鉛）と平衡状態にあるガス混合物組成物は
単位炭素活性度，ａC＝１を有する。もし、ガス混合物
の炭素活性度が１未満であれば、そのガス混合物は「安
定」であると言われる。安定なガス混合物は、炭素をガ
ス化し、ガス化する間、その混合物組成物は単位炭素活
性度を有する組成物へ向かう傾向がある。
【００１３】「不安定な」ガス混合物は、炭素を析出
し、析出する間、その混合物組成物は単位炭素活性度を
有する組成物へ再び向かう傾向がある。ガス混合物の
「アトラクター組成物(attractor composition) 」は、
特定の温度と圧力とで黒鉛と平衡になっている組成物で
ある。
し、析出する間、その混合物組成物は単位炭素活性度を
有する組成物へ再び向かう傾向がある。ガス混合物の
「アトラクター組成物(attractor composition) 」は、
特定の温度と圧力とで黒鉛と平衡になっている組成物で
ある。
【００１４】不安定なガス混合物の「カーボン・デポジ
ション・ポテンシャル(carbon deposition potential)
」は、ガス相に含まれる全炭素の画分(fraction,フラ
クション）であり、それのアトラクター組成物を達成す
べくその混合物の代わりに析出しなければならない。安
定なガス混合物は、ゼロのカーボン・デポジション・ポ
テンシャルを有する。不安定なガス混合物は、０〜１の
間のカーボン・デポジション・ポテンシャルを有する。
このカーボン・デポジション・ポテンシャルは、パーセ
ントで表すこともでき、カーボン・デポジション・ポテ
ンシャル１は１００％である。
ション・ポテンシャル(carbon deposition potential)
」は、ガス相に含まれる全炭素の画分(fraction,フラ
クション）であり、それのアトラクター組成物を達成す
べくその混合物の代わりに析出しなければならない。安
定なガス混合物は、ゼロのカーボン・デポジション・ポ
テンシャルを有する。不安定なガス混合物は、０〜１の
間のカーボン・デポジション・ポテンシャルを有する。
このカーボン・デポジション・ポテンシャルは、パーセ
ントで表すこともでき、カーボン・デポジション・ポテ
ンシャル１は１００％である。
【００１５】ガス混合物のカーボン・デポジション・ポ
テンシャルは計算することができる。一定圧力Ｐ及び一
定温度Ｔでの、ハロゲンとメタンとの混合物を考える。
ＰH2 1 及びＰCH4 1 を、水素及びメタンの初期分圧とす
る。平衡状態での水素及びメタンの分圧は、平衡反応 ＣＨ4 （気体）＝Ｃ（固体） ＋ ２Ｈ2 （気体） によって測定される。この式について ΔＧ＝−ＲＴ ｌｎＫ は、任意の温度における自由エネルギーの変化であり、
Ｋは平衡定数であ、Ｒはガス定数である。
テンシャルは計算することができる。一定圧力Ｐ及び一
定温度Ｔでの、ハロゲンとメタンとの混合物を考える。
ＰH2 1 及びＰCH4 1 を、水素及びメタンの初期分圧とす
る。平衡状態での水素及びメタンの分圧は、平衡反応 ＣＨ4 （気体）＝Ｃ（固体） ＋ ２Ｈ2 （気体） によって測定される。この式について ΔＧ＝−ＲＴ ｌｎＫ は、任意の温度における自由エネルギーの変化であり、
Ｋは平衡定数であ、Ｒはガス定数である。
【００１６】もし、初期ガス混合物が熱力学的に不安定
ならば、炭素が析出しながら、水素及びメタンの分圧は
それらの平衡値ＰH2 f 及びＰCH4 f へシフトする。初期
ガス混合物のカーボン・デポジション・ポテンシャル
（ＣＤＰ）は、３つの未知のＣＤＰ、ＰH2 f 及びＰCH4
f について次の３つの方程式を同時に解くことによって
計算される。 ＰH2 f ＋ ＰCH4 f ＝Ｐ ［ＰH2 f ］2 ／［ＰCH4 f ］＝ｅｘｐ［−ΔＧ／ＲＴ］ ＣＤＰ＝１−｛［（２ＰH2 1 ＋ ４ＰCH4 1 ）／（Ｐ
CH4 1 ）］・［（ＰCH4 f ）／（２ＰH2 f ＋ ４Ｐ
CH4 f ）］｝
ならば、炭素が析出しながら、水素及びメタンの分圧は
それらの平衡値ＰH2 f 及びＰCH4 f へシフトする。初期
ガス混合物のカーボン・デポジション・ポテンシャル
（ＣＤＰ）は、３つの未知のＣＤＰ、ＰH2 f 及びＰCH4
f について次の３つの方程式を同時に解くことによって
計算される。 ＰH2 f ＋ ＰCH4 f ＝Ｐ ［ＰH2 f ］2 ／［ＰCH4 f ］＝ｅｘｐ［−ΔＧ／ＲＴ］ ＣＤＰ＝１−｛［（２ＰH2 1 ＋ ４ＰCH4 1 ）／（Ｐ
CH4 1 ）］・［（ＰCH4 f ）／（２ＰH2 f ＋ ４Ｐ
CH4 f ）］｝
【００１７】カーボン・デポジション・ポテンシャルは
２０％から約６０％とすることが必要である。５０％以
上では遊離炭素が析出する。あまり望ましくない製品、
例えば除去が必要なかなりの遊離炭素がある製品ができ
る。遊離炭素は多孔性を増加させる。１０％では反応速
度は極めて遅くなり、時間的に受け入れられなくなる。
従って、カーボン・デポジション・ポテンシャルは約４
０％から約６０％、特に４０〜５０％が好ましい。炭化
／稀釈ガス混合物の最適流速は使用反応器の型式に左右
されるが、反応器の反応域からガス状反応生成物を掃気
するのに充分高くする必要がある。
２０％から約６０％とすることが必要である。５０％以
上では遊離炭素が析出する。あまり望ましくない製品、
例えば除去が必要なかなりの遊離炭素がある製品ができ
る。遊離炭素は多孔性を増加させる。１０％では反応速
度は極めて遅くなり、時間的に受け入れられなくなる。
従って、カーボン・デポジション・ポテンシャルは約４
０％から約６０％、特に４０〜５０％が好ましい。炭化
／稀釈ガス混合物の最適流速は使用反応器の型式に左右
されるが、反応器の反応域からガス状反応生成物を掃気
するのに充分高くする必要がある。
【００１８】反応時間は用いる出発原料の量と、反応床
（ベッド）の深さと、反応器の型式とに左右されて、大
幅に変化する。流動床反応器では比較的短時間、例えば
１時間以下であり、固定床式反応器では、炭化ガスが出
発原料中に浸透するに要する時間に左右され、反応時間
は４〜６時間となる。
（ベッド）の深さと、反応器の型式とに左右されて、大
幅に変化する。流動床反応器では比較的短時間、例えば
１時間以下であり、固定床式反応器では、炭化ガスが出
発原料中に浸透するに要する時間に左右され、反応時間
は４〜６時間となる。
【００１９】金属炭化物が生成する所要反応時間中は反
応温度を約８００°〜約１，１００℃に維持する。生成
金属炭化物粒子は粒径が１μｍ以下、一般には５０nmか
ら１μｍになり、特にこの他の構成物と混合したり、切
削工具、等で使用するときに特に有用となる。更に、粒
子自体は極めてもろく、これにより磨砕の際に炭化物粒
の均一分散が確実になる。
応温度を約８００°〜約１，１００℃に維持する。生成
金属炭化物粒子は粒径が１μｍ以下、一般には５０nmか
ら１μｍになり、特にこの他の構成物と混合したり、切
削工具、等で使用するときに特に有用となる。更に、粒
子自体は極めてもろく、これにより磨砕の際に炭化物粒
の均一分散が確実になる。
【００２０】
【実施例】本発明の長所を下記の詳細な実施例から正し
く理解される。実施例１ 水酸化酢酸クロム（III ）粉末、（ＣＨ3 ＣＯ2 ）7 Ｃ
ｒ3 （ＯＨ）2 を１５０mg制御雰囲気下の熱重量分析計
（ＴＧＡ）中の水素とエチレンとのガス混合物と反応さ
せるための白金舟（ボート）に入れた。まず、この反応
器を３．９Torrの圧力まで減圧し、次いでアルゴンを充
填しなおした。次いで反応器内のアルゴン雰囲気をエチ
レンを１％含有させた水素ガス流（１８０cm2 ／分）に
換えた。反応器の温度を８５分かけて１，１００℃に上
げ、１，１００℃で５５分間保持し、水素ガス流中で１
００分かけて１７０℃まで冷却した。この時点で、水素
ガス流を止めてアルゴンガス流に換えた。反応器は更に
４５分かけて室温まで冷却した。反応サイクル中の試料
の重量変化を記録した。Ｘ線回析分析から最終製品は純
Ｃｒ3 Ｃ2 相であることが判った。測定粒径は約１μｍ
であった。
く理解される。実施例１ 水酸化酢酸クロム（III ）粉末、（ＣＨ3 ＣＯ2 ）7 Ｃ
ｒ3 （ＯＨ）2 を１５０mg制御雰囲気下の熱重量分析計
（ＴＧＡ）中の水素とエチレンとのガス混合物と反応さ
せるための白金舟（ボート）に入れた。まず、この反応
器を３．９Torrの圧力まで減圧し、次いでアルゴンを充
填しなおした。次いで反応器内のアルゴン雰囲気をエチ
レンを１％含有させた水素ガス流（１８０cm2 ／分）に
換えた。反応器の温度を８５分かけて１，１００℃に上
げ、１，１００℃で５５分間保持し、水素ガス流中で１
００分かけて１７０℃まで冷却した。この時点で、水素
ガス流を止めてアルゴンガス流に換えた。反応器は更に
４５分かけて室温まで冷却した。反応サイクル中の試料
の重量変化を記録した。Ｘ線回析分析から最終製品は純
Ｃｒ3 Ｃ2 相であることが判った。測定粒径は約１μｍ
であった。
【００２１】実施例２ 実施例１の実験を温度条件を変えて繰返した。反応器の
温度を６０かけて９００℃に上げ、９００℃で１２５分
間保持し、３０分かけて６５０℃まで冷却し、次いで更
に６０分かけて室温まで冷却した。水素雰囲気中の１％
エチレンを実験全体を通じて維持した。但し、試料は水
素ガス流中で冷却した。反応サイクル中の試料の重量変
化を記録した。Ｘ線回析分析から最終製品は純Ｃｒ3 Ｃ
2 相であることが判った。
温度を６０かけて９００℃に上げ、９００℃で１２５分
間保持し、３０分かけて６５０℃まで冷却し、次いで更
に６０分かけて室温まで冷却した。水素雰囲気中の１％
エチレンを実験全体を通じて維持した。但し、試料は水
素ガス流中で冷却した。反応サイクル中の試料の重量変
化を記録した。Ｘ線回析分析から最終製品は純Ｃｒ3 Ｃ
2 相であることが判った。
【００２２】実施例３ 実施例１の実験を温度条件を変えて繰返した。反応器の
温度を４８分かけて８００℃に上げ、８００℃に１８６
分間保持した。反応は容易に感知できる速度でその最終
段階まで進行しなかったので、温度を３分で８５０℃に
上げた。反応器温度を８５０℃に９０分間保持し、３０
分かけて室温まで冷却した。水素雰囲気中の１％エチレ
ンを反応全体を通じて維持した。Ｘ線回析分析から最終
製品は純Ｃｒ3 Ｃ2 相であることが判った。
温度を４８分かけて８００℃に上げ、８００℃に１８６
分間保持した。反応は容易に感知できる速度でその最終
段階まで進行しなかったので、温度を３分で８５０℃に
上げた。反応器温度を８５０℃に９０分間保持し、３０
分かけて室温まで冷却した。水素雰囲気中の１％エチレ
ンを反応全体を通じて維持した。Ｘ線回析分析から最終
製品は純Ｃｒ3 Ｃ2 相であることが判った。
【００２３】実施例４ 水酸化酢酸クロム（III ）粉末、（ＣＨ3 ＣＯ2 ）7 Ｃ
ｒ3 （ＯＨ）2 を１４９．３ｍｇ制御雰囲気下の熱重量
分析計（ＴＧＡ）中の水素とエチレンとのガス混合物と
反応させるための白金舟（ボート）に入れた。まず、こ
の反応器を３．７Torrまで減圧し、次いでアルゴンを充
填しなおした。次いで反応器内のアルゴン雰囲気をエチ
レンを５．５％含有させた水素ガス流（１８０cm2 ／
分）で置換した。反応器の温度を６０分かけて７００℃
に上げ、７００℃に８時間４０分保持した。エチレン流
を止めて、反応器を７５０℃に加熱した。この時点で水
素／エチレンガス流を止めて、アルゴンガス流に換え
た。反応器を更に４５分かけて室温まで冷却した。反応
サイクル中の試料の重量変化を記録した。Ｘ線回析分析
から最終製品は殆んど純Ｃｒ3 Ｃ2 相であり、若干のＣ
ｒ7 Ｃ3 が含まれていることが判った。測定粒径は約
０．５μｍであった。
ｒ3 （ＯＨ）2 を１４９．３ｍｇ制御雰囲気下の熱重量
分析計（ＴＧＡ）中の水素とエチレンとのガス混合物と
反応させるための白金舟（ボート）に入れた。まず、こ
の反応器を３．７Torrまで減圧し、次いでアルゴンを充
填しなおした。次いで反応器内のアルゴン雰囲気をエチ
レンを５．５％含有させた水素ガス流（１８０cm2 ／
分）で置換した。反応器の温度を６０分かけて７００℃
に上げ、７００℃に８時間４０分保持した。エチレン流
を止めて、反応器を７５０℃に加熱した。この時点で水
素／エチレンガス流を止めて、アルゴンガス流に換え
た。反応器を更に４５分かけて室温まで冷却した。反応
サイクル中の試料の重量変化を記録した。Ｘ線回析分析
から最終製品は殆んど純Ｃｒ3 Ｃ2 相であり、若干のＣ
ｒ7 Ｃ3 が含まれていることが判った。測定粒径は約
０．５μｍであった。
【００２４】実施例５ Ｈ2 −Ｃ2 Ｈ4 を用いて１，１００℃でＮＨ4 ＶＯ3 か
らのＶＣの合成バナジン酸アンモニウム（ＮＨ4 Ｖ
Ｏ3 ）粉末を５８７．８ｍｇ制御雰囲気下の熱重量分析
計（ＴＧＡ）中の水素とエチレンとの混合物と反応させ
るための白金舟（ボート）に入れた。まず、反応器を
３．９Torrの圧力まで減圧し、次いでアルゴンを充填し
なおした。次いで、反応器内のアルゴン雰囲気をエチレ
ンを１％含有させた水素ガス流（１８０cm2 ／分）で置
換した。反応器の温度を８５分かけて１，１００℃に上
げ、１，１００℃で１２０分間保持し、１０分かけて４
００℃以下に冷却した。この時点で水素／エチレンガス
流を止めてアルゴン水素ガス流（Ａｒ：Ｈ2 ＝１：１）
に換えた。反応器は更に１晩かけて室温まで冷却した。
反応サイクル中の試料の重量変化を記録した。Ｘ線回析
分析から最終製品は純ＶＣ相であることが判った。測定
粒径は約２５０ｎｍであった。
らのＶＣの合成バナジン酸アンモニウム（ＮＨ4 Ｖ
Ｏ3 ）粉末を５８７．８ｍｇ制御雰囲気下の熱重量分析
計（ＴＧＡ）中の水素とエチレンとの混合物と反応させ
るための白金舟（ボート）に入れた。まず、反応器を
３．９Torrの圧力まで減圧し、次いでアルゴンを充填し
なおした。次いで、反応器内のアルゴン雰囲気をエチレ
ンを１％含有させた水素ガス流（１８０cm2 ／分）で置
換した。反応器の温度を８５分かけて１，１００℃に上
げ、１，１００℃で１２０分間保持し、１０分かけて４
００℃以下に冷却した。この時点で水素／エチレンガス
流を止めてアルゴン水素ガス流（Ａｒ：Ｈ2 ＝１：１）
に換えた。反応器は更に１晩かけて室温まで冷却した。
反応サイクル中の試料の重量変化を記録した。Ｘ線回析
分析から最終製品は純ＶＣ相であることが判った。測定
粒径は約２５０ｎｍであった。
【００２５】実施例６ 実施例５の方法を反応温度を８００℃に下げて繰返し
た。粒径が約１００ｎｍの純ＶＣ相が生成した。本発明
により炭化タンタル、炭化ニオブ、炭化クロム、炭化バ
ナジウムの粒径がサブミクロンの粒子が生成できる。こ
れらの粒子状炭化物はこれらの炭化物がこれまで使用さ
れてきた実質的にあらゆる用途で有用である。この粒径
により、本炭化物は混合が容易となり、より効果的であ
る。更に、切削工具に用いたときは、性能のよい切削工
具が得られる。
た。粒径が約１００ｎｍの純ＶＣ相が生成した。本発明
により炭化タンタル、炭化ニオブ、炭化クロム、炭化バ
ナジウムの粒径がサブミクロンの粒子が生成できる。こ
れらの粒子状炭化物はこれらの炭化物がこれまで使用さ
れてきた実質的にあらゆる用途で有用である。この粒径
により、本炭化物は混合が容易となり、より効果的であ
る。更に、切削工具に用いたときは、性能のよい切削工
具が得られる。
【００２６】本発明のこれまでに判明した好ましい実施
方法に沿って本発明を説明してきたが、本発明自体は特
許請求の範囲に記載された範囲のものとする。
方法に沿って本発明を説明してきたが、本発明自体は特
許請求の範囲に記載された範囲のものとする。
【図１】各種濃度のガスのカーボン・デポジション・ポ
テンシャルを示すグラフである。
テンシャルを示すグラフである。
Claims (18)
- 【請求項１】 タンタル、ニオブ、バナジウム及びクロ
ムから成る群から選ばれた第１の金属の金属炭化物の生
成方法において、上記第１金属を含有する出発原料を炭
素含有ガス混合物と反応させて、炭化し、炭素含有ガス
混合物は稀釈剤と炭化ガスとを含有し、炭化ガスは炭
素、水素及び窒素から成る群から選ばれた原子から成
り、カーボン・デポジション・ポテンシャルを約１０％
〜約６０％に維持し、反応温度を約８００°〜約１，１
００℃にすることから成る方法。 - 【請求項２】 第１の金属がタンタルである請求項１記
載の方法。 - 【請求項３】 第１の金属がニオブである請求項１記載
の方法。 - 【請求項４】 第１の金属がバナジウムである請求項１
記載の方法。 - 【請求項５】 第１０金属がクロムである請求項１記載
の方法。 - 【請求項６】 炭化ガスがメタン、エタン、プロパン、
ブタン、エチレン及びアセチレンから成る群から選ばれ
る請求項１記載の方法。 - 【請求項７】 出発原料が有機金属化合物である請求項
１記載の方法。 - 【請求項８】 出発原料がアンモニウム塩である請求項
１記載の方法。 - 【請求項９】 カーボン・デポジション・ポテンシャル
を約４０％〜約５０％に維持する請求項１記載の方法。 - 【請求項１０】 金属炭化物は粒径が１μｍ以下である
請求項１記載の方法で製造した製品。 - 【請求項１１】 金属炭化物は粒径が１μｍ以下である
請求項２記載の方法で製造した製品。 - 【請求項１２】 金属炭化物は粒径が１μｍ以下である
請求項３記載の方法で製造した製品。 - 【請求項１３】 金属炭化物は粒径が１μｍ以下である
請求項４記載の方法で製造した製品。 - 【請求項１４】 金属炭化物は粒径が１μｍ以下である
請求項５の方法で製造した製品。 - 【請求項１５】 金属炭化物は粒径が１μｍ以下である
請求項６記載の方法で製造した製品。 - 【請求項１６】 金属炭化物は粒径が１μｍ以下である
請求項７記載の方法で製造した製品。 - 【請求項１７】 金属炭化物は粒径が１μｍ以下である
請求項８記載の方法で製造した製品。 - 【請求項１８】 金属炭化物は粒径が１μｍ以下である
請求項９記載の方法で製造した製品。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US52188895A | 1995-08-31 | 1995-08-31 | |
| US69263396A | 1996-08-06 | 1996-08-06 | |
| US692633 | 1996-08-06 | ||
| US521888 | 1996-08-06 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09188511A true JPH09188511A (ja) | 1997-07-22 |
Family
ID=27060631
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8232117A Pending JPH09188511A (ja) | 1995-08-31 | 1996-09-02 | サブミクロン粒子からなる粒状金属炭化物の合成 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0760351A1 (ja) |
| JP (1) | JPH09188511A (ja) |
| CA (1) | CA2184669A1 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6103926A (en) * | 1999-03-12 | 2000-08-15 | Albemarle Corporation | Benzylic halogenation of alkylbenzoic acid esters |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1273505B (de) * | 1964-01-28 | 1968-07-25 | Pechiney Prod Chimiques Sa | Verfahren zur Herstellung der Carbide von Vanadium, Titan und Tantal |
| JPS5017037B1 (ja) * | 1970-05-06 | 1975-06-18 | ||
| AU7317474A (en) * | 1973-10-11 | 1976-03-18 | Union Carbide Corp | Tantalum carbide filamentary articles |
-
1996
- 1996-08-28 EP EP96306242A patent/EP0760351A1/en not_active Withdrawn
- 1996-09-02 JP JP8232117A patent/JPH09188511A/ja active Pending
- 1996-09-03 CA CA002184669A patent/CA2184669A1/en not_active Abandoned
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA2184669A1 (en) | 1997-03-01 |
| EP0760351A1 (en) | 1997-03-05 |
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