Preparation of a Mixture of Tungsten and Chromium Powders via Magnesium Vapor Reduction of W and Cr Oxide Compounds

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

We have studied the process underlying the preparation of highly disperse tungsten + chromium powders via the magnesium vapor reduction of tungsten and chromium mixed oxide compounds in the temperature range from 700 to 800°C at residual argon pressures in the reactor from 5 to 20 kPa and obtained W + Cr powder mixtures with specific surface area from 34 to 49 m2/g. The powders have a mesoporous structure and can be used as precursors for the preparation of self-passivating alloys.

About the authors

V. N. Kolosov

Tananaev Institute of Chemistry – Subdivision of the Federal Research Centre “Kola Science Centre of the Russian Academy of Sciences”, 184209, Akademgorodok, Apatity, Murmansk region, Russia

Email: v.kolosov@ksc.ru
Россия, 184209, Мурманская обл., Апатиты, Академгородок, 26а

M. N. Miroshnichenko

Tananaev Institute of Chemistry – Subdivision of the Federal Research Centre “Kola Science Centre of the Russian Academy of Sciences”, 184209, Akademgorodok, Apatity, Murmansk region, Russia

Email: v.kolosov@ksc.ru
Россия, 184209, Мурманская обл., Апатиты, Академгородок, 26а

T. Yu. Prokhorova

Tananaev Institute of Chemistry – Subdivision of the Federal Research Centre “Kola Science Centre of the Russian Academy of Sciences”, 184209, Akademgorodok, Apatity, Murmansk region, Russia

Author for correspondence.
Email: v.kolosov@ksc.ru
Россия, 184209, Мурманская обл., Апатиты, Академгородок, 26а

References

  1. Webb W.W., Norton J.T., Wagner C. Oxidation of Tungsten // J. Electrochem. Soc. 1956. V. 103. № 2. P. 107–111. https://doi.org/10.1149/1.2430238
  2. Telu S., Patra A., Sankaranarayana M., Mitra R., Pabi S.K. Microstructure and Cyclic Oxidation Behavior of W–Cr Alloys Prepared by Sintering of Mechanically Alloyed Nanocrystalline Powders // Int. J. Refract. Met. Hard Mater. 2013. V. 36. № 1. P. 191–203. https://doi.org/10.1016/j.ijrmhm.2012.08.015
  3. Naidu S.V.N., Sriramamurthy A.M., Rao P.R. The Cr−W (Chromium−Tungsten) System // Bull. Alloy Phase Diagrams. 1984. V. 5. № 3. P. 289–292. https://doi.org/10.1007/BF02868555
  4. Лидин Р.А., Молочко В.А., Андреева Л.Л. Химические свойства неорганических веществ. М.: Химия, 2000. 480 с.
  5. Бодрова Л.Е., Мельчаков С.Ю., Гойда Э.Ю. и др. Дисперсные структуры распада твердых растворов (Cr,W) в сплавах Cr–W–Cu // Металлы. 2022. № 1. С. 21–32.
  6. Park M., Alexander K.C., Schuh C.A. Diffusion of Tungsten in Chromium: Experiments and Atomistic Modeling // J. Alloys Compd. 2014. V. 611. № 1–2. P. 433–439. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2014.05.085
  7. Dzykovich I.Ya., Panichkina V.V., Skorokhod V.V., Shaiderman L.I. Effect of Palladium on Diffusion Processes in the System Tungsten-Chromium // Soviet Powder Metall. Met. Ceram. 1976. V. 15. № 2. P. 151–153. https://doi.org/10.1007/bf00793571
  8. Kafri A., Makonovitsky A., Shneck R. Z. On the Mechanism of Oxidation Resistance of W-Cr-Pd Alloys // Defect Diffusion Forum. 2018. V. 383. P. 133–141. doi: 10.4028/ href='www.scientific.net/ddf.383.133' target='_blank'>www.scientific.net/ddf.383.133
  9. Litnovsky A., Klein F., Tan X. et al. Advanced Self-Passivating Alloys for an Application under Extreme Conditions // Metals. 2021. V. 11. № 8. P. 1255–1273. https://doi.org/10.3390/met11081255
  10. Lopez-Ruiz P., Koch F., Ordas N. et al. Manufacturing of Self-Passivating W–Cr–Si Alloys by Mechanical Alloying and HIP // Fusion Eng. Des. 2011. V. 86. № 9–11. P. 1719–1723. https://doi.org/10.1016/j.fusengdes.2011.03.107
  11. García-Rosales C., López-Ruiz P., Alvarez-Martín S. Oxidation Behaviour of Bulk W–Cr–Ti Alloys Prepared by Mechanical Alloying and HIPing // Fusion Eng. Des. 2014. V. 89. № 7–8. P. 1611–1616. https://doi.org/10.1016/j.fusengdes.2014.04.057
  12. Sal E., García-Rosales C., Iturriza I. et al. High Temperature Microstructural Stability of Self-Passivating W–Cr–Y Alloys for Blanket First Wall Application // Fusion Eng. Des. 2019. V. 146. № P. 1596–1599. https://doi.org/10.1016/j.fusengdes.2019.02.136
  13. Calvo A., García-Rosales., Koch F. et al. Manufacturing and Testing of Self-Passivating Tungsten Alloys of Different Composition // Nucl. Mater. Energy. 2016. V. 9. P. 422–429. https://doi.org/10.1016/j.nme.2016.06.002
  14. Staab T.E., Krause-Rehberg R., Vetter B. et al. The Influence of Microstructure on the Sintering Process in Crystalline Metal Powders Investigated by Positron Lifetime Spectroscopy: II. Tungsten Powders with Different Powder-Particle Sizes // J. Phys.: Condens. Matter. 1999. V. 11. P. 1787–1806. https://doi.org/10.1088/0953-8984/11/7/010
  15. Hou Q.-Q., Huang K., Luo L.-M. et al. Microstructure and Its High Temperature Oxidation Behavior of W–Cr Alloys Prepared by Spark Plasma Sintering // Materialia. 2019. V. 6. P. 100332(1/7). https://doi.org/10.1016/j.mtla.2019.100332
  16. Орлов В.М., Колосов В.Н. Магниетермическое восстановление оксидных соединений вольфрама и молибдена // Докл. РАН. 2016. Т. 468. № 3. С. 288–292. https://doi.org/10.7868/S0869565216150147
  17. Колосов В.Н., Мирошниченко М.Н., Орлов В.М. Магниетермическое получение порошков хрома // Неорган. материалы. 2021. Т. 57. № 2. С. 137–143. https://doi.org/10.31857/S0002337X2101
  18. Gaultois M.W., Kemei M.C., Harada J.K., Seshadri R. Rapid Preparation and Magnetodielectric Properties of Trirutile Cr2WO6 // J. Appl. Phys. 2015. V. 117. P. 014105. https://doi.org/10.1063/1.4905486
  19. Fang Y., Wang L.Y., Song Y.Q. et al. Manipulation of Magnetic Field on Dielectric Constant and Electric Polarization in Cr2WO6 // Appl. Phys. Lett. 2014. V. 104. № 13. P. 014105. https://doi.org/10.1063/1.4870518
  20. Tian C., Zhou M., Hua Z. et al. Investigation on Acetone Sensing Properties and Mechanism of p-Type Cr2WO6 Nanoparticles // J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 2020. V. 31. № 13. P. 3899–3909. https://doi.org/10.1007/s10854-020-02935-5
  21. Zhou W., Huang J., Li J. et al. Cr2WO6 Nanoparticles Prepared by Hydrothermal Assisted Method with Selective Adsorption Properties for Methylene Blue in Water // Mater. Sci. Semicond. Process. 2015. V. 34. P. 170–174. https://doi.org/10.1016/j.mssp.2015.02.010
  22. Орлов В.М., Мирошниченко М.Н., Колосов В.Н. Синтез оксидных соединений вольфрама с хромом методом спекания. Cб. Матер. VI Междунар. конф. “Химия и химическая технология” (Ереван, 20–27 сентября 2019 г.). Ереван: ИОНХ НАН РА, 2019. С. 120–122.
  23. Cullity B.D., Stock S.R. Elements of X-Ray Diffraction, 3rd ed. Prentice-Hall, 2001.
  24. Колосов В.Н., Орлов В.М. Электронно-опосредованные реакции при металлотермическом восстановлении оксидных соединений молибдена и вольфрама // Докл. РАН. 2019. Т. 484. № 4. С. 447–450. https://doi.org/10.31857/S0869-56524844447-450

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2.

Download (139KB)
Indexing metadata
3.

Download (53KB)
Indexing metadata
4.

Download (2MB)
Indexing metadata
5.

Download (137KB)
Indexing metadata
6.

Download (108KB)
Indexing metadata
7.

Download (91KB)
Indexing metadata
8.

Download (1MB)
Indexing metadata
9.

Download (131KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2023 В.Н. Колосов, М.Н. Мирошниченко, Т.Ю. Прохорова

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».