Спосіб нанесення поліметалічного покриття з вмістом ренію на сталі

Реферат: Винахід належить до технології тугоплавких матеріалів, зокрема до способу одержання композиційних матеріалів, що містять металічний реній і метали І-Б підгрупи. Спосіб включає осадження металів на стальній підкладці в інертній атмосфері із біядерних кластерних галогенодикарбоксилатів диренію (III) загальної формули цис-Re2Х4(RCOO)2·2ДМАА, (де X - Сl, Br; R - СН3-; С2Н5-; С3Н7-; (СН3)2СН-; (СН3)3С-), у двох зонах нагріву. У першій зоні нагріву осадження ренію ведуть в два етапи: на першому етапі - за температури 190-200 °C протягом 30-40 хв., на другому етапі - за температури 250-300 °C протягом 60-120 хв. У другій зоні нагріву - осадження ренію ведуть у присутності міді за температури 650-750 °C протягом 60-120 UA 108915 C2 (12) UA 108915 C2 хв. Винахід забезпечує отримання матеріалів з високими фізико-механічними показниками, які можуть бути використані як активна фаза каталізатору гідрування-дегідрування нафтопродуктів, реакцій за участю CO, СО2, О2, Н2О та Cl-вмісних сполук, а також при розробці жароміцних сплавів у авіаційній та космічній галузі. UA 108915 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Винахід належить до технології тугоплавких матеріалів, зокрема до способу одержання композиційних матеріалів на основі металічного ренію і металів І-Б підгрупи, які можуть бути використані як активна фаза каталізатору гідрування-дегідрування нафтопродуктів, реакцій за участю CO, CO2, О2, Н2О та Сl-вмісних сполук, та при розробці жароміцних сплавів у авіаційній та космічній галузі. Відомий спосіб одержання порошкових кераміко-металічних матеріалів на основі ренію, що включає одержання металокерамічних матеріалів шляхом відновлення, спікання та пресування оксидів металів загальної формули МО2 (де М - Ті, Zr, Hf, Th, U, Pu) і біядерних кластерних галогенодикарбоксилатів ренію (III) загальної формули цис-Re2 × 4 (RCOO)2·2H2O, (де X - Сl, Br; R - СН3-;С2Н5-; С3Н7-; (СН3)2СН-; (СН3)3С-), при проведенні процесу в інертній атмосфері або у 5 вакуумі при тиску 1,33-13,3 Па в три стадії. [Пат. 17183 Україна, МПК С22С 27/00, С22С 23/00. Спосіб одержання порошкових керамікометалевих матеріалів на основі ренію [Текст] / Штеменко О.В., Бовикін Б.О., Черненко О.Г., Кожура О.В. (Україна); заявник та патентовласник ДВНЗ "Укр. держ. хім.-техн. ун-т". - № 96114443; заявл. 27.11.96; опубл. 18.03.97. - Бюл. № 5]. До недоліків відомого способу слід віднести: - низьку якість отриманого продукту, обумовлену неповною дегідратацією вихідної суміші, що призводить до надмірної крихкості матеріалу, внаслідок надлишку кисню і вуглецю; - зазначений температурний режим забезпечує цис-транс перехід лише бромовмісних галогенодикарбоксилатів ренію, звужуючи цим асортимент і галузі застосування пропонованих вихідних ренійвмісних компонентів; - неповне спікання продуктів терморозкладу галогенодикарбоксилатів ренію (III) і діоксидів металів в умовах гарячого пресування, що може призвести до подальшого руйнування матеріалу і втрати ним відповідних властивостей. Відомий спосіб одержання композиційних метало-керамічних матеріалів на основі ренію. [Пат. 60620 Україна, МПК С22С 27/00. Спосіб одержання металокерамічних матеріалів на основі ренію:/ Штеменко О.В., Мельник С.Г., Шаповал О.М. (Україна); заявник та патентовласник ДВНЗ "Укр. держ. хім.-техн. ун-т". - № 2003010341; заявл 14.01.03; опубл. 15.10.03. - Бюл. № 10] шляхом відновлення, спікання та пресування оксидів металів загальної формули МО 2 (де М - Ті, Zr, Hf, Th, U, Pu) і біядерних кластерних галогенодикарбоксилатів ренію (III) загальної формули цис-Re2 × 4 (RCOO)2·2H2O, (де X - Сl, Br; R - СН3-; С2Н5-; С3Н7-; (СН3)2СН-; (СН3)3С-), при проведенні процесу в інертній атмосфері або у вакуумі при тиску 1,33-13,3 Па в три стадії. Першу стадію, згідно з винаходом, проводять при ваговому співвідношенні оксидів металів та біядерних кластерних галогенодикарбоксилатів ренію відповідно 1,00:1,47-2,63 при 100-110 °C протягом 60-120 хв.; другу стадію ведуть при 220-290 °C протягом 30-60 хв., а третю стадію 7 проводять протягом 10-15 хв. при температурі 1700-1900 °C і тиску 3·10 Па. До недоліків відомого способу слід віднести: - лише один каталітично-активний метал у складі композиту, що у свою чергу обумовить імовірно низьку каталітичну активність; - багатостадійний процес із залученням складного і дорогого спеціального обладнання, що є економічно недоцільним. Найбільш близьким по технічній суті та ефекту, що досягається, до заявленого винаходу, є спосіб отримання вольфрам-мідного композитного матеріалу з ренієвим захистом. [Пат. 7 005705283А США, МПК В32В 15/01; С23С 16/01. Tangsten Copper composite material with rhenium protective layer, and its preparation [Text] / Kamleshwar Upadhya; Hugyes Electronics. (США). - №. 5,705,283; заявл 13.06.1996; опубл. 06.01.1998] (прототип), що включає попереднє одержання підкладкишляхом спікання вольфраму та міді за температури 1600 °C, з послідуючим почерговим осадженням із металорганічних сполук металічного вольфраму, вольфраму та ренію, і врешті ренію за температури до 260 °C. Осадження ведуть в інертній атмосфері. До недоліків прототипу слід віднести: - композит являє собою вольфрам-мідну підкладку, яка ізольована ренієвим покриттям, і тому активною зоною такого матеріалу є лише один каталітично-активний метал; - матеріал має шарову структуру, компоненти якого розподілені монометалічними шарами, а не по всьому об'єму композиту, і тому механічні властивості у різних його точках будуть неоднакові, і за певних умов такий композит може зруйнуватись на моношари; - високі плазмові температури процесу виготовлення прототипу потребують відповідно надійного, термостійкого і складного електрохімічного а, отже дорогого обладнання. В основу винаходу поставлена задача - розробка способу нанесення поліметалічного покриття на основі металічного ренію на сталі шляхом сублімації та розкладу сполук ренію і міді 1 UA 108915 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 з виділенням чистих металів на поверхні сталевого носія, що забезпечує отримання продукту з високими фізико-механічними показниками. Поставлена задача досягається тим, що у відомому способі нанесення поліметалічного покриття на основі металічного ренію на сталі, що включає осадження металів із металоорганічних сполук в інертній атмосфері, відповідно до винаходу, осадження ведуть із біядерних кластерних галогенодикарбоксилатів диренію (III) загальної формули цис-Re2 × 4(RCOO)2·2ДМАА, (де X - Сl, Br; R- СН3-; С2Н5-; С3Н7-; (СН3)2СН-; (СН3)3С-), у двох зонах нагріву, при цьому, у першій зоні нагріву осадження ренію ведуть в два етапи: на першому етапі - за температури 190-200 °C протягом 30-40 хв., на другому етапі - за температури 250-300 °C протягом 60-120 хв., а у другій зоні - осадження ренію ведуть у присутності міді за температури 650-750 °C протягом 60-120 хв. У заявленому способі нанесення поліметалічного покриття на основі металічного ренію на сталі низько температурним способом отримано сумісно осаджене гомогенне покриття, що містить метали: залізо, олово, мідь та реній у наступному середньому співвідношенні, мас. %: Fe-71,53; Sn-1,04; Сu-25,45; Re-1,98. Перевагою заявленого способу є спрощення технологічного процесу, обумовлене низькими температурами його проведення та небагатостадійність. Сумісноосаджені реній та мідь на стальній підкладці відкривають широкі можливості подальшого застосування розробленого покриття у кататалітичній сфері синтезу органічних та біологічноактивних сполук. Приводимо приклади конкретного виконання запропонованого винаходу. Приклад 1 У реактор трубчатого типу із двома зонами нагріву поміщають зліва на право: в зоні першого нагрівача вихідний комплекс ренію цис-[Rе2Сl4(С2Н5СОО)2·2ДМАА], а в зоні другого нагрівача мідну пластину та сталеву підкладку. Процес ведуть в інертній рухомій атмосфері. На першій стадії процес проходить за температури першого нагрівача 200 °C протягом 40 хв. та другого нагрівача 750 °C протягом усього експерименту. На другій стадії процес ведуть за температури у зоні першого нагрівача 300 °C протягом 120 хв. Отримано гомогенне покриття, наступного складу, %: Fe-70,53; Sn-1,04; Сu-25,00; Re-2,43. Приклад 2 У реактор трубчатого типу із двома зонами нагріву поміщають зліва на право: в зоні першого нагрівача вихідний комплекс ренію цис-[Rе2Вr4(СН3СОО)2·2ДМАА], а в зоні другого нагрівача мідну пластину та сталеву підкладку. Процес ведуть в інертній рухомій атмосфері. На першій стадії процес проходить за температури першого нагрівача 190 °C протягом 30 хв. та другого нагрівача 650 °C протягом усього експерименту. На другій стадії процес ведуть за температури у зоні першого нагрівача 250 °C протягом 60 хв. Отримано гомогенне покриття, наступного складу, %: Fe-70,53; Sn-1,04; Cu-25,52; Re-2,95. Запропонований спосіб нанесення поліметалічного покриття з вмістом металічного ренію на сталі дозволяє одержувати одночасно однорідне покриття із різних металів, кожен із яких має дуже відмінні температури плавлення і густини, і кожен із яких проявляє певну каталітичну активність. Створені поліметалічні системи можуть знайти застосування у каталітичній галузі хімічної промисловості, у сфері охорони здоров'я людини, виробництві фармацевтичних препаратів та матеріалів, виробництві іншої хімічної продукції для промислових цілей, а також у авіаційній та космічній техніці. 45 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 50 55 Спосіб нанесення поліметалічного покриття з вмістом ренію на сталі, що включає осадження металу із металоорганічних сполук в інертній атмосфері, який відрізняється тим, що осадження ведуть із біядерних кластерних галогенодикарбоксилатів диренію (III) загальної формули цис-Re2Х4(RCOO)2·2ДМАА, де X - Сl, Br; R - СН3; С2Н5-; С3Н7-; (СН3)2СН-; (СН3)3С-; ДМАА - диметилацетамід, у двох зонах нагріву, при цьому, у першій зоні нагріву осадження ренію ведуть в два етапи: на першому етапі - за температури 190-200 °C протягом 30-40 хв., на другому етапі - за температури 250-300 °C протягом 60-120 хв., а у другій зоні нагріву осадження ренію ведуть у присутності міді за температури 650-750 °C протягом 60-120 хв. 2 UA 108915 C2 Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3