Получение сплавов алюминий-скандий - RU2015138909A
Код документа: RU2015138909A
Формула
1. Способ получения сплава на основе алюминия-скандия из алюминия и хлорида скандия, включающий стадию восстановления частиц хлорида скандия в присутствии частиц алюминия прямой твердофазной реакцией в реакционной зоне в условиях реакции, которые способствуют получения сплава на основе алюминия-скандия,
с получением, таким образом, частиц сплава на основе алюминия-скандия и хлорида алюминия в качестве побочного продукта.
2. Способ по п. 1, в котором условия реакции включают поддержание пониженного парциального давления хлорида алюминия в реакционной зоне.
3. Способ по п. 1 или 2, в котором условия реакции включают парциальное давление хлорида алюминия менее 500 мбар, предпочтительно менее 200 мбар, предпочтительно менее 100 мбар, предпочтительно менее 10 мбар, более предпочтительно около 0,01 мбар.
4. Способ по п. 1 или 2, в котором условия реакции включают удаление, по меньшей мере, части хлорида алюминия из реакционной зоны после его получения.
5. Способ по п. 1 или 2, в котором условия реакции включают разбавление хлорида алюминия в реакционной зоне.
6. Способ по п. 1 или 2, в котором условия реакции включают минимальную температуру 160°С, предпочтительно минимальную температуру 200°С.
7. Способ по п. 1 или 2, в котором условия реакции включают температуру, по меньшей мере, части реакционной зоны, равную, по меньшей мере, 600°С, предпочтительно, по меньшей мере, 700°С.
8. Способ по п. 1 или 2, в котором условия реакции включают максимальную температуру 600-1000°С.
9. Способ по п. 1 или 2, в котором реакционная зона имеет первую секцию, в которой условия реакции включают температуру 600-900°С и вторую секцию, в которой условия реакции включают температуру 600-1000°С, и в котором вторая секция находится при более высокой температуре, чем первая секция.
10. Способ по п. 1 или 2, в котором частицы хлорида скандия и частицы алюминия подают в реакционную зону в виде твердых частиц, предпочтительно в форме порошка или чешуек.
11. Способ по п. 1, в котором частицы хлорида скандия и частицы алюминия имеют средний размер частиц в одном измерении менее 50 микрон.
12. Способ по п. 1 или 2, в котором способ включает измельчение частиц хлорида скандия и/или частиц алюминия до размера частиц в одном измерении менее 50 микрон.
13. Способ по п. 12, в котором частицы хлорида скандия и/или частицы алюминия измельчают в присутствии хлорида алюминия.
14. Способ по п. 1 или 2, который включает приготовление смеси частиц хлорида скандия и частиц алюминия перед подачей смеси в реакционную зону.
15. Способ по п. 1 или 2, который включает перемещение твердых частиц через реакционную зону в первом направлении и перемещение газов через реакционную зону во втором направлении.
16. Способ по п. 1 или 2, который включает добавление других легирующих элементов для сплава на основе алюминия и скандия в реакционную зону.
17. Способ по п. 16, в котором один или несколько других легирующих элементов подают в реакционную зону в виде сплава с алюминием и/или как часть соединения с алюминием.
18. Способ по п. 16, который включает взаимодействие и/или легирование алюминия одним или несколькими другими легирующими элементами перед его смешиванием с хлоридом скандия.
19. Способ по п. 16, в котором другие легирующие элементы могут включать любой один или несколько элементов, выбранных из циркония, кремния, бора или меди.
20. Способ по п. 1 или 2, в котором реакционная зона находится в реакторе, который имеет ввод реагентов, вывод продукта и вывод газов, и способ включает подачу частиц хлорида скандия и частиц алюминия в реактор через ввод реагентов и вывод сплава на основе алюминия-скандия из реактора через вывод продукта.
21. Способ по п. 20, в котором условия реакции включают градиент давления в реакторе от первого конца реактора до второго конца реактора, ввод реагента и вывод газа расположены около первого конца и вывод продукта расположен около второго конца, и котором давление в реакторе на первом конце ниже, чем на втором конце.
22. Способ по п. 20, в котором условия реакции включают градиент температуры в реакторе от первого конца реактора до второго конца реактора, ввод реагентов и вывод газа расположен около первого конца и вывод продукта расположен около второго конца, и температура в реакторе на первом конце ниже, чем на втором конце.
23. Способ по п. 1 или 2, который дополнительно включает:
пропускание инертного газа через реакционную зону в направлении, противоположном направлению движения твердых реагентов;
смешивание твердых веществ при их перемещении через реактор; и
сбор всех твердых веществ, которые выходят из реакционной зоны с инертным газом и возвращение собранных твердых веществ в реакционную зону.
24. Устройство для получения сплава на основе алюминия-скандия способом по п. 1 или 2, которое включает реактор, имеющий реакционную зону, которая подходит для восстановления хлорида скандия в присутствии алюминия при условиях реакции, которые способствуют получению сплава на основе алюминия-скандия.
