[发明专利]一种Mo2C粉末的冲击波合成方法

说明书

一种Mo₂C粉末的冲击波合成方法，其特征在于该方法依次包括以下步骤：(1)备料：预备足够无水钼酸钠和碳化硼原料，预备样品盒；(2)按钼酸钠与碳化硼的摩尔比为2:1‑3:1的比例称取钼酸钠和碳化硼，研磨混合均匀后置于压片装置中压制成与样品盒相适应的片状物，然后将片状物置于样品盒中；(3)将装有片状物的样品盒固定于冲击波加载装置中进行冲击压缩，待冷却后取出样品盒中的冲击压缩后的片状物；(4)将冲击压缩后的片状物研磨成细粉，然后用热蒸馏水对细粉进行洗涤，再将洗涤后的细粉进行离心分离；(5)将离心分离后获得的细粉干燥后即获得Mo₂C粉末。本发明原料来源丰富，方法简单，易于实施，为合成Mo₂C开辟了一种新思路，具有较好的工业应用前景。

技术领域

本发明属于过渡金属碳化物粉体材料制备领域，具体为一种Mo₂C 粉末的冲击波合成方法。

背景技术

Mo₂C是碳原子进入过渡金属钼晶格而产生的一类具有金属性质的间充型化合物，它结合了共价固体、离子晶体和过渡金属3种物质的特性，具有熔点高、硬度高、导热导电性能好和抗腐蚀性好等优点。目前已广泛用于各种耐高温、耐磨和耐化学腐蚀材料等领域。常作为第二相增强相添加到钢铁材料中以改善其耐磨性，以及添加到超硬材料中以改善其韧性，还可以单独用作耐磨损涂层。此外，Mo₂C还具有类似贵金属的电子结构和催化特性，被誉为“类铂催化剂”，在选择加氢、烷烃异构化、不饱和烃加氢、加氢脱硫和脱氮以及合成氨等反应均表现出良好的催化活性。特别地，其价格低廉且具有优异的抗硫中毒性能，因此在催化领域可作为贵金属的替代品。

Mo₂C目前的合成方法主要有：高温碳热还原法、程序升温碳化法、碳热加氢法、化学气相沉积法、溶液反应法和金属前驱体裂解法。这些方法通常需要在很高的温度下进行，合成条件比较苛刻如通常需要在真空、还原性或惰性气氛中进行，且所获得的颗粒表面积碳总是难以避免。而且这些合成工艺复杂，反应周期长，成本昂贵，为实际应用带来诸多不便。

发明内容

为了克服现有技术存在的Mo₂C制备条件苛刻、生产周期长等不足，本发明提供一种Mo₂C粉末的冲击波合成方法。

本发明是这样实现的：

一种Mo₂C粉末的冲击波合成方法，其特征在于该方法依次包括以下步骤：

(1)备料：预备足够无水钼酸钠和碳化硼原料，预备样品盒；

(2)(根据离子交换反应公式2Na₂MoO₄+B₄C＝Mo₂C+4NaBO₂)按钼酸钠与碳化硼的摩尔比为2:1-3:1的比例称取钼酸钠和碳化硼(适当过量添加钼酸钠以充分反应碳化硼)，研磨混合均匀后置于压片装置中压制成与样品盒相适应的片状物，然后将片状物置于样品盒中；

(3)将装有片状物的样品盒固定于冲击波加载装置中进行冲击压缩，待冷却后取出样品盒中的冲击压缩后的片状物；

(4)将冲击压缩后的片状物研磨成细粉，然后用热蒸馏水对细粉进行洗涤，再将洗涤后的细粉进行离心分离；

(5)将离心分离后获得的固体产物干燥后即获得Mo₂C粉末。

进一步的方案是：样品盒是铜或铝质样品盒。

进一步的方案是：洗涤方式是超声清洗。

进一步的方案是：冲击波加载装置为炸药爆炸或高压气体驱动金属飞片对样品盒进行高速碰撞的装置。

更进一步的方案是：冲击波合成压力大于10GPa。