C - Chemistry – Metallurgy – 04 – B
Patent
C - Chemistry, Metallurgy
04
B
261/1
C04B 35/58 (2006.01) C01B 21/082 (2006.01) C04B 35/622 (2006.01) C22C 29/04 (2006.01)
Patent
CA 2277927
A submicrometer transition metal carbonitride is produced having the formula: MaM'bM''(1-a-b)(C(1-x)Nx)z, wherein <u>M</u> is Ti, Zr or Hf; <u>M'</u> is V, Nb or Ta; <u>M''</u> is Cr, Mo or W; <u>a</u> ranges from 0 to 1; <u>b</u> ranges from 0 to 1 with the proviso that (a+b) is less than or equal to 1; <u>x</u> ranges from 0.02 to 0.95 and <u>z</u> ranges from 0.9 to 2. The transition metal carbonitride is produced by mixing (a) a transition metal oxide source of a transition metal in the above formula and (b) a carbon source such as carbon black. This mixture is heated at a rate of between 100 K/sec to 100,000,000 K/sec in a nitrogen containing non-oxidizing gas such as nitrogen or nitrogen mixed with argon to an elevated temperature that makes carbothermal reduction of the transition metal oxide source thermodynamically favorable for a residence time sufficient to convert the transition metal oxide source into at least one product selected from the group consisting of: (i) a transition metal carbonitride and (ii) a transition metal carbonitride precursor. The product may be exposed to a finishing step involving heating the product to a temperature less than the elevated temperature in a finishing atmosphere such as nitrogen, hydrogen, inert gas or combinations thereof to form submicrometer carbonitrides of higher purity or different stoichiometry.
L'invention concerne la production d'un carbonitrure de métal de transition sub-micrométrique représenté par la formule: M¿a?M'¿b?M''¿(1-a-b)?(C¿(1-x)?N¿x?)¿z?, dans laquelle <u>M</u> est Ti, Zr ou Hf; <u>M'</u> est V, Nb ou Ta; <u>M"</u> est Cr, Mo ou W; <u>a</u> est une valeur comprise entre 0 et 1; <u>b</u> est une valeur comprise entre 0 et 1 à condition que (a+b) soit inférieur ou égal à 1; <u>x</u> est une valeur comprise entre 0,02 et 0,95, et <u>z</u> est une valeur comprise entre 0,9 et 2. On produit le carbonitrure de métal de transition en mélangeant (a) une source d'oxyde de métal de transition d'un métal de transition de la formule mentionnée, et (b) une source de carbone telle que du noir de carbone. Ce mélange est chauffé à une vitesse se situant entre 100 K/sec et 100.000.000 K/sec dans un gaz non oxydant renfermant de l'azote, tel de l'azote ou de l'azote mélangé avec de l'argon, à une température élevée qui rend la réduction carbothermique de la source d'oxyde de métal de transition thermodynamiquement favorable pendant un temps de séjour suffisant pour transformer la source d'oxyde de métal de transition en au moins un produit sélectionné entre (1) un carbonitrure de métal de transition et (2) un précurseur de carbonitrure de métal de transition. Le produit peut être soumis à une phase de finition impliquant le chauffage du produit à une température inférieure à la température élevée, dans une atmosphère de finition telle que de l'azote, de l'hydrogène, un gaz inerte ou des combinaisons de ceux-ci, en vue de former des carbonitrures sub-micrométriques de pureté supérieure ou de stoéchiométrie différente.
Dunmead Stephen D.
Weimer Alan W.
Omg Americas Inc.
Smart & Biggar
LandOfFree
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Profile ID: LFCA-PAI-O-2017963