專利名稱：延性合金的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于主要含有鈀的延性合金。這類合金可在例如氨燃燒成氧化氮時應(yīng)用。
氨燃燒可在850～950℃溫度下和1～20巴大氣壓下進行。通常合金是以線織成網(wǎng)的形式使用，整個包封網(wǎng)設(shè)置在燃燒爐中。用于這種網(wǎng)的合金應(yīng)具有足夠的延性以便可拉成線狀，它們還應(yīng)對在實際加工過程中受到的機械應(yīng)力有耐久性。
上述的包封物通常由鉑基催化劑網(wǎng)和鈀基捕集網(wǎng)構(gòu)成。用于氨氧化作用的最常用催化劑是鉑與5～10%銠的合金。
很顯然在氨燃燒時所用的工藝溫度和壓力下，選定合金時不僅要考慮對鉑最高可達到的催化劑效用、選擇性和收集性能，還要考慮可能達到的最好機械性能。作為通常以線織成網(wǎng)的形式使用的合金，該材料的加工性能和延性也是很重要的。另外，在這樣高的溫度下其穩(wěn)定性也是重要的。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，上述鉑是最合適的催化劑材料，但是，在實際反應(yīng)溫度下，又要損失一些鉑。因而，通常可在燃燒中回收到鉑，這種回收可用特定的合金來完成。最通用的回收或收集合金是Pd/Au。主要是因為鈀可捕捉鉑，而鈀與金的合金是為了改善捕集網(wǎng)的機械性能。
幾種已知的合金，它們的機械性能是這樣的差，以致于要支撐網(wǎng)，除非用特別粗的線來識成的網(wǎng)。這一問題的解決辦法在美國專利4，239，833中有所描述，但是非常昂貴。
本發(fā)明的目的是要得到一種延性合金，該合金可拉成很細的線，例如直徑為0.076毫米，并能組成具有高拉伸強度的網(wǎng)。這種合金網(wǎng)可暴露在氨燃燒爐中耐受機械應(yīng)力。
本發(fā)明的另一目的是得到具有良好收集鉑性能的合金。
本發(fā)明者是從對合金的簡單小量需求做起的。對用這種合金制備的網(wǎng)的機械性能至少應(yīng)與用Pt/Rh(95/5)網(wǎng)的機械性能相同?？梢詫⒑辖鹁幙棾删W(wǎng)，該網(wǎng)在實際工藝的條件下有足夠的強度，可以不必用支撐網(wǎng)來支撐它。在工藝操作期間，其機械性能基本上不下降。這種網(wǎng)的總成本比已知的捕集網(wǎng)要低。
關(guān)于捕集網(wǎng)的問題，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)是比較重要的。最常用的支撐網(wǎng)是由含約20%Cr和約5%Al的鋼制得的，但是這種網(wǎng)可分解氨成為氮。因而它們不能用于包封的催化劑部件中，既使用做為捕集網(wǎng)的支撐網(wǎng)，它們的分解性質(zhì)是不利的。
鈀眾所周知是最好的捕集材料，但是純鈀在氨燃燒爐中的工藝條件下具有不適宜的機械性能。在這種合金中，金的用量在Dr.Ing.H.Dubler所著的文獻中有所描述，此文獻發(fā)表在“SecondNitricAcidSymposium”，1981年9月21～23日，DortmndBRD上。該文報道了如果合金物料(Au)的含量小于10%(重量)，鈀合金在氨的燃燒的操作條件下，就變成脆性的。
現(xiàn)在所發(fā)現(xiàn)的問題是少量的合金物料可以提供所需的機械性能，同時不會有對于材料的捕集性相反的作用。例如，一個保險的情況是合金物或它的氧化物不會分解氨或氧化氮，分解會使在燃燒過程中降低總產(chǎn)率。
查閱了其它現(xiàn)用的貴金屬物理性能，從文獻上得知，銥和釕分類晶粒細化物，但是不能改善合金的機械性能。還有，已知加入釕后，結(jié)果降低了合金的延性。盡管這些不利的情況，本發(fā)明者還試圖用釕作為合金物料。開始人們也是用鈀作為合金物，因為人們害怕得到的合金延性太低。一組由Pd/pt/Ru制得的合金，具有約95%鈀和各種含量的鉑和釕。測試這些合金表明，用少量的鉑可得到意外好的性能，然后也可制得只加0.2～3.0%釕，其余為鈀的合金。這些新型的合金可在試驗裝置和工業(yè)銨燃燒爐中測試。機械性能可在冷卻和退火的狀況下測定，并與已知合金的測試結(jié)果相比較。這些測定表明具有95～99%鈀、0～5%鉑和0.2～3.0%釕的合金具有所要求的鉑回收率，同時該合金的機械性能也出人意外的好。
本發(fā)明的具體特性在權(quán)利要求書中給出。
本發(fā)明將用實例和其結(jié)果的討論來進一步說明。
實例1本實例表明由本發(fā)明合金制得的網(wǎng)的機械性能與先有已知的Pt/Rh合金和Pd/Au合金的網(wǎng)的物理性能比較。相應(yīng)的測定是在1.13毫米硬拉伸和退火的線上進行。所有線是用同一方法拉伸和退火的。
抗張強度是以MPa、“0.2限度”MPa計量的。
延伸率用%計，以及布氏硬度數(shù)。
“0.2限度”(彈性極限應(yīng)力)是表示減壓0.2%之后導(dǎo)致永久延伸的屈服點和公稱張力?！?.2限度”表示為R0.2。
對合金測量的結(jié)果、合金的化學定義和相應(yīng)的組成百分數(shù)列在下表Ⅰ中。
合金7～11是按照本發(fā)明制備的。合金1和2是已知催化劑合金，合金3是當今使用最多的捕集合金。新型合金4～6認為是不適用的，因為它們的機械強度差。
用于評價機械性能，“0.2限度”是特別精確的。純鈀和鈀/金(90/10)的參數(shù)值表明這種合金的網(wǎng)必須要用支撐。另一方面，由合金7-9制成的網(wǎng)具有基本上與Pt/Rh(95/5)網(wǎng)一樣好的機械性能。相當大量Pd/pt(合金10和11)的“0.2限度”值是較低的，需要支撐，但這種合金網(wǎng)還有它的優(yōu)點，即它比已知的Pt/Rh和Rd/Au合金要便宜。
表中結(jié)果還表明，加入釕可使“0.2限度”值提高。
關(guān)于新型合金的鉑的捕集性能，它比已知捕集材料的捕集性能好，因為該合金具有較高的鈀含量，這正與上述的鈀與金合金相反，具有少量合金物料例如釕可得到較好機械強度的合金。
據(jù)此，本發(fā)明合金中可提高捕集材料的鈀含量，同時改善其機械性能，提高鈀含量可達到對每個捕集網(wǎng)再不必使用支撐網(wǎng)。新型合金還具有足夠的延性，以使它可拉伸成線。雖然合金的應(yīng)用主要是形成其線和網(wǎng)，它也可以纖維或纖維束來使用。
權(quán)利要求
1.一種延性合金材料，該材料主要成份是鈀，其特征在于該材料含有95～99%(重量)鈀，0-5%(重量)鉑和0.2-3.0%(重量)釕。
2.按照權(quán)利要求1所述的合金材料，其特征在于該材料含有Pd/pt/Ru的重量比為95/4/1。
3.按照權(quán)利要求1所述的合金材料，其特征在于該材料含有Pd/Ru的重量比為98.3/17。
全文摘要
本發(fā)明是關(guān)于主要成分是鈀的延性合金材料。 這種合金材料在例如回收和捕集貴金屬，主要是鉑時 可拉成線并織成網(wǎng)。該合金材料含有95～99％(重 量)鈀、0—5％(重量)鉑和0.2—3.0％(重量)釕。較 好的組成是Pd/Ru重量比為98.3/1.7。
文檔編號C01B21/26GK1039448SQ8910484
公開日1990年2月7日 申請日期1989年7月11日 優(yōu)先權(quán)日1988年7月11日
發(fā)明者艾力克·法雷德, 賴夫·法布, 基耶爾·桑納魯?shù)?申請人:挪威海德羅公司, K·A拉斯慕森公司