專利名稱：：將VCl₄液體注入到過熱TiCl₄中用于生產(chǎn)Ti-V合金粉末的制作方法將VCl4液體注入到過熱TiCl4中用于生產(chǎn)Ti-V合金粉末發(fā)明領域0001本發(fā)明涉及合金的生產(chǎn)。
背景技術：
：0002本發(fā)明涉及使用在美國專利No.6，409，797、No.5，958，106和No.5，779，761中所^>開的通行方法來生產(chǎn)金屬和合金，所有專利都合并到本文中，和優(yōu)選其中通過在還原性金屬的流動的液體物流中還原卣化物來制造鈦或其合金的方法。0003盡管在下文中所描述的方法和系統(tǒng)適合于鈦基合金，但是其適合于各種各樣的合金，其中，使用過熱卣化物來蒸發(fā)液體鹵化物，以便形成合金，其中，成分包括所述過熱卣化物和所述液體鹵化物。0004Armstrong法被限定在以上所引用的專利中，并使用流動液體金屬物流，將卣化物蒸氣引入到該流動液體金屬物流中。液體金屬物流可以是堿金屬或堿土金屬的任何一種或多種或它們的混合物。然而，優(yōu)選的金屬是鈉，因為其可得性、低成本和低熔點，允許該方法的穩(wěn)態(tài)操作在低于600x:和接近于或低于40or;下進行。優(yōu)選的替代物是鉀或Nak,而Mg和Ca是優(yōu)選的堿土金屬。在以上所參考和并入的專利中所公開的Armstrong法的一個非常重要的商業(yè)方面是制造幾乎任何一種合金的能力，其中，可以將成分作為蒸氣引入到流動的液體金屬中。對于鈦及其合金，最普通的商業(yè)合金是被認為是6-4合金，即6wtM的鋁和4wty。的釩，其余為鈦，在下文的表l中陳述了用于鈦的ASTMB265分類(類別5是6-4合金)。用于工業(yè)純(CP)鈦的ASTM265分類是類別2。7表l<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>0005A應該對該表中對于各個等級所列出的所有元素完成分析。不需要報告該表中沒有量化的元素的分析結果，除非濃度水平各大于0.1°/。或總計大于0.4%。0006B通過與廠商協(xié)商，可以獲得更少的氫。0007c不需要報告。0008D殘留物是在生產(chǎn)過程中固有但不是特意加入的少量的金屬或合金中存在的元素。0009E購買者可以在其書面購買訂單中要求用于具體殘留元素而不列在這個規(guī)格中的分析。用于殘留元素的最大可允許濃度應各是0.1%和總計0.4%。0010F鈦的百分比由差額來確定。0011在制造6-4合金中，問題之一是VCh的不穩(wěn)定性。VCh通常作為液體四氯化釩來輸送，但是液體四氯化釩是不穩(wěn)定的，且分解成三氯化釩，分解速度取決于溫度。不那么期望將三氯化釩作為用于Armstrong法的原料，因為其熔點和沸點比四氯化釩的高出很多。此外，在四氯化釩鍋爐中將液體四氯化物分解成固體三氯化物對鍋爐運行有不利影響，因為固體的積累導致了差的鍋爐壓力控制、鍋爐加熱器的過早失效、管線堵塞、可用原料的損耗和過度的維護。發(fā)明概述0012因此，本發(fā)明的主要目的是提供使用Armstrong法來生產(chǎn)合金的方法和系統(tǒng)，其中，可以將不穩(wěn)定的鹵化物作為液體注入到過熱蒸氣中，以便形成用于生產(chǎn)合金的氣體混合物。0013本發(fā)明的另外一個目的是提供生產(chǎn)合金的方法，包括提供過熱g化物蒸氣的流動物流，將一種或多種液體面化物引入到所述流動的過熱卣化物蒸氣中以蒸發(fā)所述液體囟化物，形成具有預先確定的和可控制的比例的氣體混合物，將所述氣體混合物引入到液體堿金屬或堿土金屬或它們的混合物的流動物流中以建立反應區(qū)域，在所述反應區(qū)域中將所述氣體混合物還原到合金和鹽，所述液體金屬以充分過量的化學計量比的量存在，以便維持脫離所述反應區(qū)域的基本上9所有的所述合金和鹽低于它們的燒結溫度。0014本發(fā)明的另外一個目的是提供生產(chǎn)Ti基合金的方法，包括提供過熱四卣化鈦蒸氣的流動物流，將一種或多種液體卣化物引入到所述流動的過熱四卣化鈦蒸氣中以蒸發(fā)所述液體囟化物，形成具有預先確定的和可控制的比例的氣體混合物，將所述氣體混合物引入到液體堿金屬或堿土金屬或它們的混合物的流動物流中以建立反應區(qū)域，在所述反應區(qū)域中將所述氣體混合物還原到鈦基合金和鹽，所述液體金屬以充分過量的化學計量比的量存在，以便維持脫離所述反應區(qū)域的基本上所有的鈦基合金和鹽低于它們的燒結溫度。0015本發(fā)明的另外一個目的是提供生產(chǎn)Ti基合金的方法，包括提供過熱四氯化鈦蒸氣的流動物流，將一種或多種液體氯化物引入到所述流動的過熱四氯化鈦蒸氣中以蒸發(fā)所述液體氯化物，形成具有預先確定的和可控制的比例的氣體混合物，將所述氣體混合物引入到液體鈉金屬或堿土金屬或它們的混合物的流動物流中以建立反應區(qū)域，在所述反應區(qū)域中將所述氣體混合物還原到鈦基合金和鹽，所述液體金屬以充分過量的化學計量比的量存在，以便維持脫離所述反應區(qū)域的基本上所有的鈦基合金和鹽低于它們的燒結溫度。0016本發(fā)明的又一個目的是提供用于生產(chǎn)合金的系統(tǒng)，包括用于第一液體卣化物的存儲容器，和與所述存儲容器連通的用于提供過熱卣化物蒸氣的流動物流的加熱裝置，與所述過熱卣化物的流動物流連通用于檢測和/或控制其質(zhì)量流量的第一檢測和/或控制設備，用于第二液體卣化物的第二存儲容器，和與所述第二存儲容器相連通用于將所述第二液體卣化物引入到所述過熱囟化物蒸氣的流動物流中以蒸發(fā)所述第二液體卣化物形成具有預先確定的和可控制的比例的氣體混合物的裝置，與用于所述第二液體卣化物的所述第二存儲容器連通以便測量和/或控制被引入到所述囟化物的流動的過熱物流中的所述第二液體卣化物的數(shù)量的第二檢測和/或控制設備，用于液體堿金屬或堿土金屬的存儲容器，和用于提供液體堿金屬或堿土金屬或它們的混合物的流動物流的裝置，和用于將所述氣體混合物引入到液體堿金屬或堿土金屬或它們的混合物的流動物流中以建立反應區(qū)域的裝置，其中在所述反應區(qū)域中將所述氣體混合物還原到合金和鹽，以充分過量的化學計量比的量存在所述液體金屬，以便維持脫離所述反應區(qū)域的基本上所有的所述合金和鹽低于它們的燒結溫度，和控制裝置，其與所述第一和第二檢測和/或控制設備連通，以便控制作為所述過熱卣化物蒸氣的質(zhì)量流量的函數(shù)的被引入到所述鹵化物的流動的過熱物流中的第二液體卣化物的數(shù)量，以生產(chǎn)具有預先確定的成分濃度的合金。0017本發(fā)明的最后一個目的是提供用于生產(chǎn)Ti基合金的系統(tǒng)，包括用于液體四卣化鈦的存儲容器，和與所述存儲容器相連通的用于提供過熱四卣化鈦蒸氣的流動物流的加熱裝置，與過熱四鹵化鈦的流動物流連通用于測量其流量的第一流量計；用于第二液體鹵化物的第二存儲容器，和與所述第二存儲容器連通的裝置，其用于將所述第二液體卣化物引入到所述過熱四卣化鈦蒸氣的流動物流中以蒸發(fā)所述第二液體卣化物，形成具有預先確定的和可控制的比例的氣體混合物，第二流量計和/或磅秤，其與用于所述笫二液體囟化物的所述第二存儲容器相連通，以便測量被引入到所述四卣化鈦的流動的過熱物流中的第二液體囟化物的數(shù)量，用于液體堿金屬或堿土金屬的存儲容器，和用于提供液體堿金屬或堿土金屬或它們的混合物的流動物流的裝置，和用于將所述氣體混合物引入到液體堿金屬或堿土金屬或它們的混合物的流動物流中以建立反應區(qū)域的裝置，其中在所述反應區(qū)域中將所述氣體混合物還原到鈦基合金和鹽，以充分過量的化學計量比的量存在以便維持脫離所述反應區(qū)域的基本上所有的所述鈦基合金和鹽低于它們的燒結溫度的所述液體金屬，和控制裝置，其與所述流量計和/或所述磅秤相連通，以便控制引入到所述四卣化鈦的流動的過熱物流中的第二液體牽化物的數(shù)量，以生產(chǎn)具有預先確定的成分濃度的鈦基合金。0018本發(fā)明包括某些新特征和在下文中充分描述、以附圖舉例說明和特別以所附權利要求所指出的部分的組合，應該理解，可以在細節(jié)上做出各種變化，而不偏離本發(fā)明的宗旨或犧牲本發(fā)明的任何優(yōu)點。附圖簡述0019出于有助于理解本發(fā)明的目的，在附圖中舉例說明了本發(fā)明的優(yōu)選實施方案，當結合以下描述來考慮時，從該優(yōu)選實施方案的檢查中，本發(fā)明、其結構和操作，和它的許多優(yōu)點，將易于理解和得知。0020圖1是根據(jù)并入本發(fā)明中的Armstrong法來生產(chǎn)合金的系統(tǒng)的圖示。0021圖1A是在本發(fā)明實踐中有用的反應器的圖示。0022圖2-4是根據(jù)本發(fā)明制造的合金的掃描電鏡圖。0023圖5是在掃描電鏡中舉例說明的合金的一點的強度對能級(以keV為單位)的圖，約5.3keV的小峰顯示的是V的"發(fā)射。發(fā)明詳述0024因為VCh是蒸氣形式的穩(wěn)定的化合物，但當作為液體存在時分解，且分解速度同時取決與溫度和時間，所以本發(fā)明解決了商業(yè)上最有用的鈦合金的制造中的難題。通過將作為液體并在相對低的環(huán)境溫度下存儲的VC14直接引入到過熱蒸氣中而不必經(jīng)更長的時間內(nèi)提升液體的溫度，極大地防止了VCh原料的損耗。此外，如先前所指出，通過本發(fā)明，也解決了許多其它問題，包括設備失效、因為在釩鍋爐中積累固體而對引入的釩的數(shù)量的不良控制、增加的維修和鍋爐失效。0025所有包括在本申請中的附圖不限制本發(fā)明的具體實施例。盡管在這里的具體實施例中所使用的過熱蒸氣是TiCh，其具有與其混合的任選的三氯化鋁，但是過熱蒸氣可以是適合于Armstrong法的任何卣化物或它們的混合物。氟化物和硼化物是可商購得到的，且對于某些合金成分來說可能是需要的。因為成本和可得性，優(yōu)選的自化物是氯化物。通常，所述過熱卣化物可以是鈦、釩、硼、銻、鈹、鎵、鈾、硅和錸中的一種或多種。此外，可以使用以下元素的一種或多種液體卣化物作為合金成分Al、B、Be、Bi、C、Fe、Ga、Ge、In、Mo、Nb、P、Pb、Re、Sb、Si、Sn、Ta、Ti、V和W。某些囟化物升華而不是沸騰，所以例如這些AlCh、PtF6和ZrCh作為蒸氣引入。所得到下物質(zhì)的一種或多種Al、B、Be、Bi、C、Fe、Ga、Ge、Hf、In、Mo、Nb、P、Pb、Re、S、Sb、Si、Sn、Ta、Ti、U、V、W和Zr。應該注意到，合金可以含有各種數(shù)量的例如碳或硼或硫的非金屬。在下文中所陳述的實施例涉及鈦基合金，特別是涉及含有釩和鋁中的一種或多種的鈦基合金，但其它合金已經(jīng)并可以通過Armstrong法制造。直接從所述液體引入一些合金成分具有有助于控制成分濃度的額外優(yōu)點。0026現(xiàn)在參考非限制性的具體實施例，VCh是蒸氣形式的穩(wěn)定的化合物，但當液體被加熱超過環(huán)境溫度以便蒸發(fā)該液體時，液體VC14的分解是個問題。本發(fā)明包括將液體卣化物引入到卣化物的過熱蒸氣物流中，以便將液體VCl4到直接從環(huán)境溫度下閃蒸為蒸氣相，而不經(jīng)長時間直接加熱液體到其沸點，經(jīng)長時間直接加熱液體到其沸點導致上述分解。0027關于鈦基合金，可以使用TiCh的過熱物流來閃蒸蒸發(fā)氯化釩和其它卣化物的液體，這有助于改進控制并減少四氯化釩鍋爐中的設備問題，如先前所討論的。所需要的過熱的量取決于過熱蒸氣和被注入的液體卣化物的各自數(shù)量等因素，并且當成份已知時，可由定。以下陳述了用TiCl4的過熱物流來閃蒸蒸發(fā)VCh的具體計算的實施例。0028性質(zhì)和假設0029TiCl4的質(zhì)量流量-2.5Kg/min0030VCh的質(zhì)量流量-.091kg/min0031比熱TiCl4氣體-94.9J/Mol-KB)533K0032比熱VCh液體-138.63J/Mo卜K扭403K10033H蒸發(fā)VC1尸33kJ/Mo卜K9503K0034VC14摩爾質(zhì)量=192.9g0035TiCl4摩爾質(zhì)量-189.9g0036摩爾質(zhì)量V-50.9g0037摩爾質(zhì)量Ti=47.9g0038假設熱力學特性變動在所考慮的溫度范圍內(nèi)是可以忽略的。(參考化學性質(zhì)手冊，Carl.L.Yaws;McGraw-Hi11Handbooks)。0039為了使用以上性質(zhì)和假設計算在500KPa和230"C下蒸發(fā)液體VCh所需要的能量，進行以下計算(這是用來將VCh從30。C加熱到230'C的能量和用于蒸發(fā)VCh的能量)(molVCl4/0.1929Kg)[(0.091kg/60sec)(138.6J/mol-k)(230-30))+(0.091kg/60sec)(33kj/mo1)]=4"j/sec,這是在500kPa下和以所陳述的流量來加熱和蒸發(fā)VCh所需要的能量。0040計算關于TiCh所需要的過熱，以便提供在500kPa下蒸發(fā)VCh所需要的能量0041(質(zhì)量'々tfTiCM蒸氣)(比熱TiC14蒸氣)(》顯1過熱ncu一503K)=477j/Sec(2.500kg/60sec)(molTiCh/O.1899kg)(94.9J/mo卜K)(溫度過熱Tic"一503k)=477j/sec0042溫度過熱TiC14—525.8K=252.8°C0043因此，在這個實施例中，為提供加熱和蒸發(fā)VCla體所需要能量所要求的高于飽和值的過熱溫度是(252.8°C-230°C)=過熱22.8°C。0045實施例0046圖1是在以下實施例中所使用的設備的圖示。0047現(xiàn)在參考圖1，有通過閥門1連接到氬氣源的VCh容器9，將容器9支持在磅秤10上。導管在容器9中的VCh液位以下，并延伸通過一系列的閥門2和3及通過過濾器6到達氣體集管管線7中。將單獨的氬氣吹洗連接到通過閥門11和流量計8而離開該VCh容器的導管上，以便在運行完成后控制氬氣吹洗氣體的流量。0048來自鍋爐(未示出)的四氯化鈦流到過熱器5中，通過導管穿過閥門4，進入到從所述容器9接收液體VCl4集管中。0049用于合金成分的其它氯化物可以引入到如圖1所舉例說明的含有所述氣體的集管中，或在引入液體VCL之前的任何一點引入。在液體VCh閃蒸成蒸氣后，然后將氣體混合物進料到Armstrong反應器中，如圖l所舉例說明的。圖1A是1999年9月28日授予Armstrong等人的美國專利No.5,958,106的圖2所舉例說明的反應器的復制，該美國專利的全部公開內(nèi)容通過引用并入本文。反應器20具有液體金屬入口13和具有出口或噴嘴23的管21，出口或噴嘴23連接到源鹵化物氣體22和卣化物液體源24上。0050例如，在圖1A中，進入到反應室中的鈉在200。C下，具有38.4千克/分鐘的流量。來自鍋爐的四氯化鈦在2個大氣壓下并在164。C的溫度下，通過管線的流量是1.1千克/分鐘。可以使用更高的壓力，但防止回流是重要的，所以最小壓力應等于或大于由對于聲音條件的臨界壓力比所確定的壓力，或優(yōu)選約是鈉物流的絕對壓力的2倍(如果鈉在大氣壓力下，則為2個大氣壓力)，以確保穿過反應室噴嘴的流動是臨界的或節(jié)流的(criticalorchoked)。中的反應器的描述。在本文的圖1A中所舉例說明的反應器和在，106和并入本文的其它專利中所描述的反應器之間的差別在于，在本發(fā)明鍋爐22和過熱器(5)后作為液體從源(9)注入到四氯化鈦中。0052參考圖1，將VC14(9)的液體容器通過氬氣(1)加壓至高于TiCh蒸氣壓的壓力，以使液體VCh能夠以恒定的速度流動到被加壓的TiCh蒸氣物流中。可以通過調(diào)節(jié)容器壓力或噴孔直徑來改變速度。當反應過程開始時，TiCh閥門(4)開啟，使過熱TiCl蒸氣流向反應器。同時，閥門(3)開啟，使室溫的液體VCl4流過過濾器(6)和噴嘴(7)進入到過熱TiCh物流中。磅秤10監(jiān)控進入到該過程的VCh質(zhì)量流量。過熱TiCl4與液體VCh混合，將其快速蒸發(fā)，并15將其與來自額外的合金鍋爐(未示出)的其它金屬氯化物一起運送到Armstrong反應器20(圖1A)，以便生產(chǎn)想要的粉末。在運行的最后，使用通過流量計(8)的氬氣吹洗將殘留的VCh從注入噴嘴和管線中驅(qū)逐出去，以防止殘留的VCl4的分解堵塞輸送系統(tǒng)。0053在這個實施例中，TiCh的壓力是500kPa，VCh容器的壓力是2400KPa。在反應過程中，232g的液體VCh和10，800g的TiCh在80。C到100。C的過熱下注入。這相當于61.3g的V和2，728g的Ti或0.22wt。/。的V。平均化學分析表明在粉末中有0.23wt%的V，這表明被注入到TiCl4物流中的VCh使其進入到反應產(chǎn)物中。此外，X-射線圖顯示了釩在粉末微粒內(nèi)的典型的均勻分布，如圖5所示。0054使用如圖1所示的設備，并附加液體VCl4流量控制(PID)能力，并消除進入到TiCh管中的噴嘴(7)，代之以直接導入到過熱TiC"蒸氣中的1/4'，管，生產(chǎn)TiV合金?；谠谶\行期間所反應的TiCh和VCh的實際重量，期望在所生產(chǎn)的鈦粉末中釩含量為5.1wt%。在測試期間，所產(chǎn)生的實際測量的釩含量經(jīng)由ASTME1097-03直流等離子體發(fā)射光譜來測量，在6個不同樣品內(nèi)從4.95%變化到5.27%。0055在這個實施例中，將控制系統(tǒng)作為實際的TiCh流量的函數(shù)來編程以生產(chǎn)Ti-4%V合金。TiCh的壓力約為500kPa，VC"容器的壓力約為800kPa，將TiCh過熱到大于285°C，TiCh的流量指示為約2200g/min,和VC1的流量指示為約90g/min?；谠谶@一運行期間所使用的金屬氯化物反應物的實際重量，預計金屬粉末的化學組成在4.1%的釩和4.2%的釩之間。釩的濃度示于表2。<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>0056方法直流等離子體發(fā)射光謙一ASTME109703。0057將鈦(Ti)-釩(V)合金樣品創(chuàng)在ZeissSupra40VP掃描電鏡(SEM)，具有PGT能量-分散的X-射線檢測器的變壓系統(tǒng)上進行分析。對于圖2中所顯示的SEM顯微照片，使用在20kV中運行的次級電子檢測器。該顯微照片揭示了具有類似于工業(yè)純(CP)的鈥的特征尺寸的典型的Armstrong粉末的形貌。從類似于圖2的圖像中選擇ll個點，用于定量的元素分析(聚光)。圖3給出了來自這種聚光分析的各個結果。X-射線信息顯示了釩在鈦中的相當均勻的分布，V的平均值為4.38%，參見表3。表3以wt。/。為單位的濃度的聚光總結報告<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>0058元素濃度的總結來源于來自類似于圖2的SEM圖像的11個隨機點的發(fā)射數(shù)據(jù)。0059通過SEM中的檢測器使用K軌道X-射線發(fā)射數(shù)據(jù)完成了鈦中的V濃度分布的組成元素映射(mapping)。一個在對于Ti-V合金的X-射線發(fā)射信息的分析中的問題是V的Ka峰值接近Ti的Kp峰值，這使得基于V的K。數(shù)據(jù)直接繪出元素V的圖變得困難。為了獲得V的元素圖而無Ti的Kp的峰的掩蔽效應，使用其Kp峰。V的K。數(shù)據(jù)很弱，但在該范圍內(nèi)不被其它可能的元素混淆。0060在圖3中，給出了次級電子圖像以及基于Ka發(fā)射數(shù)據(jù)的Ti和V的元素映射數(shù)據(jù)。有Ti"數(shù)據(jù)與相同能量水平的VK。數(shù)據(jù)的混淆，該結果不可以給出V濃度的準確的映射。使用VKp峰來映射V的元素濃度，如圖4所示。由于沒有其它的峰掩蔽VKp峰，認為V的映射結果應更準確。0061在圖5中給出了對于ArmstrongTi-4V粉末樣品的X-射線能量發(fā)射的強度結果。在4.51keV處的高強度峰值是Ti的K。峰，而VK。峰應該出現(xiàn)在4.95keV，其被在4.9keV處的次級TiKp峰部分隱藏。然而，在約5.3keV處可以看到不減弱的VKp峰。樣品C(圖粉末。X-射線分析指出V元素在該Ti合金中的最小熔析。0062盡管以上所陳述的具體實施方案或?qū)嵤├婕扳伜外C，更特別地涉及使用四氯化鈦過熱蒸氣來閃蒸蒸發(fā)環(huán)境條件下為液體的四氯化釩，但是本發(fā)明延伸超過具體的實施例，且不受其限制。更具體來說，各種各樣的過熱卣化物(包括它們的混合物)可以使用在包括鈦、硼、銻、鈹鎵、鈾、硅和錸等所舉的幾個例子的本發(fā)明中。液體卣化物可以包括硼、鈹、鉍、碳、鐵、鎵、鍺、銦、鉬、鈮、磷鉛錸、銻、硅、錫、鉭、鈦釩和鴒的一種或多種。0063此外，可以引入多于一種的液體卣化物，可以使用多于一種的卣化物作為所述過熱卣化物。另外，本發(fā)明包括連續(xù)引入液體卣化物和連續(xù)引入卣化物蒸氣。例如，可將四氯化鈦蒸氣進行過熱以閃蒸蒸發(fā)例如但不限制于四氯化釩的液體。其后，根據(jù)需要，額外的囟化物例如鉍、鐵的卣化物或任何其它先前所提出的卣化物可以作為蒸氣或作為液體來加入。0064對于所需要的過熱量的計算是基于在上文中所陳述的實施例。0065為了制造被稱為6-4鈥(即6wt。/。的鋁和4wt。/n的釩，其余為鈦)的工業(yè)上最有用的鈦合金，在將液體四氯化釩從液體閃蒸至蒸氣之前或之后，不得不將三氯化鋁引入到四氯化鈦中?？梢允褂靡后w或蒸氣的形式來嚴密地控制合金成分的數(shù)量，這取決于使用的儀器等?？梢员景l(fā)明制造的其它合金包括添加了硼的6-4鈦以及許多其它合金。0066盡管已經(jīng)參考這里的優(yōu)選實施方案來專門顯示和描述了本發(fā)明，本領域的計算人員應該理解，可以在形式和細節(jié)上做出一些變化，而不偏離本發(fā)明的宗旨和范圍。權利要求1.一種生產(chǎn)合金的方法，包括提供過熱鹵化物蒸氣的流動物流；將一種或多種液體鹵化物引入到所述流動的過熱鹵化物蒸氣中以蒸發(fā)所述液體鹵化物，形成具有預先確定的和可控制的比例的氣體混合物；將所述氣體混合物引入到液體堿金屬或堿土金屬或它們的混合物的流動物流中以建立反應區(qū)域，在所述反應區(qū)域中將所述氣體混合物還原到合金和鹽；所述液體金屬以充分過量的化學計量比的量存在，以便維持脫離所述反應區(qū)域的基本上所有的所述合金和鹽低于它們的燒結溫度。2.權利要求1的方法，其中所述過熱鹵化物是鈦、硼、銻、鈹、鎵、鈾、硅和錸的鹵化物中的一種或多種。3.權利要求2的方法，其中所述的液體鹵化物是B、Be、Bi、C、Fe、Ga、Ge、In、Mo、Nb、P、Pb、Re、S、Sb、Si、Sn、Ta、Ti、V和W的卣化物中的一種或多種。4.權利要求3的方法，其中所述過熱鹵化物蒸氣含有多于一種的卣化物。5.權利要求4的方法，其中所述的過熱鹵化物蒸氣含有金屬鹵化物和非金屬卣化物。6.權利要求5的方法，其中所述鹵化物是氯化物。7.權利要求2的方法，其中所述合金是基于所述過熱卣化物的金屬部分之一的合金。8.權利要求1的方法，其中所述液體金屬選自鈉、鉀、鎂、鈣和它們的混合物。9.權利要求8的方法，其中所述液體金屬是Na。10.權利要求8的方法，其中所述反應區(qū)域下游的液體金屬的溫度維持在低于約60(TC下。11.權利要求1的方法，其中所述合金含有Al、B、Be、Bi、C、Fe、Ga、Ge、Hf、In、Mo、Nb、P、Pb、Re、S、Sb、Si、Sn、Ta、Ti、U、V、W和Zr中的一種或多種。12.—種生產(chǎn)鈦基合金的方法，包括提供過熱四卣化鈦蒸氣的流動物流S將一種或多種液體卣化物引入到所述流動的過熱四卣化鈦蒸氣中以蒸發(fā)所述液體卣化物，形成具有預先確定的和可控制的比例的氣體混合物；將所述氣體混合物引入到液體堿金屬或堿土金屬或它們的混合物的流動物流中以建立反應區(qū)域，在所述反應區(qū)域中將所述氣體混合物還原到鈦基合金和鹽；所述液體金屬以充分過量的化學計量比的量存在，以便維持脫離所述反應區(qū)域的基本上所有的鈦基合金和鹽低于它們的燒結溫度。13.權利要求12的方法，其中所述過熱四卣化鈦蒸氣是四氯化鈦，和至少一種所述液體卣化物是四氯化釩。14.權利要求13的方法，其中氯化鋁作為氣體與過熱四氯化鈦或四氯化鈦與其它卣化物的混合物混合。15.權利要求14的方法，其中所述鈦基合金含有在ASTMB265等級5對于6-4Ti規(guī)格內(nèi)的約6%的鋁和約4%的釩。16.權利要求14的方法，其中至少一些四氯化釩在被引入到所述流動的過熱四氯化鈦之前處于惰性氣體氣氛下的容器中。17.權利要求16的方法，其中至少部分使用所述容器中的氣體壓力，以便控制所述液體氯化釩到所述過熱四氯化鈦中的流量。18.權利要求12的方法，其中被引入到所述流動的過熱四鹵化鈦蒸氣中的液體卣化物的數(shù)量通過測量所述過熱四卣化鈦蒸氣的流量來至少部分地控制。19.權利要求12的方法，其中被引入到所述流動的過熱四氯化鈦中的所述液體卣化物的數(shù)量通過測量至少一些所述液體卣化物的重量來至少部分地控制。20.權利要求12的方法，其中被引入到所述流動的過熱四鹵化鈦蒸氣中的液體囟化物的數(shù)量通過測量所述過熱四g化鈦蒸氣的流量來至少部分控制，并通過測量至少一些所述液體卣化物的重量來至少部分地控制。21.權利要求12的方法，其中所述液體卣化物是釩、硼、銻、鈹、鎵、鈾、硅和錸的卣化物中的一種或多種。22.權利要求12的方法，其中所述液體金屬含有Na或Mg。23.權利要求22的方法，其中所述液體金屬是鈉。24.—種生產(chǎn)鈦基合金的方法，包括提供過熱四氯化鈦蒸氣的流動物流；將一種或多種液體氯化物引入到所述流動的過熱四氯化鈦蒸氣中以蒸發(fā)所述液體氯化物，形成具有預先確定的和可控制的比例的氣體混合物，將所述氣體混合物引入到液體鈉金屬或堿土金屬或它們的混合物的流動物流中以建立反應區(qū)域，在所述反應區(qū)域中將所述氣體混合物還原到鈦基合金和鹽，所述液體金屬以充分過量的化學計量比的量存在，以便維持脫離所述反應區(qū)域的基本上所有的鈦基合金和鹽低于它們的燒結溫度。25.權利要求24的方法，其中先將一種或多種卣化物蒸氣引入到所述過熱四氯化鈦蒸氣中然后向其中引入所述液體鹵化物。26.權利要求24的方法，其中先將AlCh蒸氣引入所述過熱四氯化鈦蒸氣中，然后將液體VCh引入到所述蒸氣的混合物中。27.—種生產(chǎn)合金的系統(tǒng)，包括用于第一液體鹵化物的存儲容器，和與所述存儲容器連通的用于提供過熱囟化物蒸氣的流動物流的加熱裝置；與所述過熱卣化物的流動物流連通用于檢測和/或控制其質(zhì)量流量的第一檢測和/或控制設備；用于第二液體卣化物的第二存儲容器，和與所述第二存儲容器相連通用于將所述第二液體面化物引入到所述過熱閨化物蒸氣的流動物流中以蒸發(fā)所述第二液體由化物形成具有預先確定的和可控制的比例的氣體混合物的裝置；與用于所述第二液體卣化物的所述第二存儲容器連通以便測量和/或控制被引入到所述囟化物的流動的過熱物流中的所述第二液體囟化物的數(shù)量的第二檢測和/或控制設備；用于液體堿金屬或堿土金屬的存儲容器，和用于提供液體堿金屬或堿土金屬或它們的混合物的流動物流的裝置，和用于將所述氣體混合物引入到液體堿金屬或堿土金屬或它們的混合物的流動物流中以建立反應區(qū)域的裝置，在所述反應區(qū)域中將所述氣體混合物還原到合金和鹽；以充分過量的化學計量比的量存在所述液體金屬，以便維持脫離'控:裝i，^與所述第一和第^^檢測和/或控制設備連通，以便控制作為所述過熱卣化物蒸氣的質(zhì)量流量的函數(shù)的被引入到所述卣化物的流動的過熱物流中的所述第二液體卣化物的數(shù)量，以生產(chǎn)具有預先確定的成分濃度的合金。28.—種用于生產(chǎn)Ti基合金的系統(tǒng)，包括用于液體四鹵化鈦的存儲容器，和與所述存儲容器相連通的用于提供過熱四自化鈦蒸氣的流動物流的加熱裝置；與過熱四卣化鈦的流動物流連通用于測量其流量的第一流量計；用于第二液體卣化物的第二存儲容器；和與所述第二存儲容器連通的裝置，其用于將所述笫二液體卣化物引入到所述過熱四卣化鈦蒸氣的流動物流中以蒸發(fā)所述第二液體卣化物，形成具有預先確定的和可控制的比例的氣體混合物；第二流量計和/或磅秤，其與用于所述第二液體卣化物的所述第二存儲容器相連通，以便測量被引入到所述四卣化鈦的流動的過熱物流中的所述第二液體囟化物的數(shù)量；用于液體堿金屬或堿土金屬的存儲容器，和用于提供所述液體堿金屬或堿土金屬或它們的混合物的流動物流的裝置，和用于將所述氣體混合物引入到所述液體堿金屬或堿土金屬或它們的混合物的流動物流中以建立反應區(qū)域的裝置，在所述反應區(qū)域中將所述氣體混合物還原到鈦基合金和鹽；以充分過量的化學計量比的量存在以便維持脫離所述反應區(qū)域的基本上所有的所述鈦基合金和鹽低于它們的燒結溫度的所述液體金控制裝置，其與所述流量計和/或所述磅秤相連通，以便控制引入到所述四卣化鈦的流動的過熱物流中的第二液體卣化物的數(shù)量，以生產(chǎn)具有預先確定的成分濃度的鈦基合金。29.權利要求28的系統(tǒng)，其中所述囟化物是氯化物，和惰性氣體的源為此與所述存儲容器連通。30.權利要求29的系統(tǒng)，其中所述液體囟化物是氯化釩，并還包括與所述惰性氣體的源連通的泵裝置，所述泵裝置用于改變在用于氯化釩的所述存儲容器中的所述惰性氣體的壓力，以控制引入到所述四氯化鈦的流動的過熱物流中的液體氯化釩的數(shù)量。31.權利要求28的系統(tǒng)，其中一個或多個鍋爐與所述四鹵化鈦的流動的過熱物流連通，以便向其中引入一種或多種金屬卣化物的蒸氣，和與所述鍋爐相連通的控制裝置，其用于控制引入到所述四鹵化鈦的流動的過熱物流中的蒸氣金屬鹵化物的數(shù)量。32.權利要求31的系統(tǒng)，其中至少一個存儲容器經(jīng)構造和布置以便存儲四氯化鈦，和至少一個存儲容器經(jīng)構造和布置以便存儲氯化釩，和至少一個鍋爐經(jīng)構造和布置以便存儲氯化鋁，和至少一個存儲容器經(jīng)構造和布置以便存儲液體鈉。全文摘要使用過熱鹵化物蒸氣的流動物流來閃蒸液體鹵化物，形成具有預先確定的和可控制的比例氣體的混合物，由此來生產(chǎn)合金的方法和系統(tǒng)。將氣體混合物引入到液體堿金屬或堿土金屬或混合物的流動物流中以建立反應區(qū)域，在反應區(qū)域中將氣體混合物還原到合金和鹽，液體金屬以充分過量的化學計量比的量存在，以便維持脫離所述反應區(qū)域的基本上所有的所述合金和鹽低于它們的燒結溫度。也公開了用于實施該方法的設備。該系統(tǒng)涉及B、Be、Bi、C、Fe、Ga、Ge、Hf、In、Mo、Nb、P、Pb、Re、S、Sb、Si、Sn、Ta、Ti、V、W和Zr的合金。文檔編號B22F1/00GK101594953SQ200880001660公開日2009年12月2日申請日期2008年4月24日優(yōu)先權日2007年4月25日發(fā)明者A·貝尼施(已死亡),L·扎科波森申請人:國際鈦粉有限責任公司