专利名称：延性合金的制作方法
技术领域：
本发明是关于主要含有钯的延性合金。这类合金可在例如氨燃烧成氧化氮时应用。
氨燃烧可在850～950℃温度下和1～20巴大气压下进行。通常合金是以线织成网的形式使用，整个包封网设置在燃烧炉中。用于这种网的合金应具有足够的延性以便可拉成线状，它们还应对在实际加工过程中受到的机械应力有耐久性。
上述的包封物通常由铂基催化剂网和钯基捕集网构成。用于氨氧化作用的最常用催化剂是铂与5～10%铑的合金。
很显然在氨燃烧时所用的工艺温度和压力下，选定合金时不仅要考虑对铂最高可达到的催化剂效用、选择性和收集性能，还要考虑可能达到的最好机械性能。作为通常以线织成网的形式使用的合金，该材料的加工性能和延性也是很重要的。另外，在这样高的温度下其稳定性也是重要的。
已经发现，上述铂是最合适的催化剂材料，但是，在实际反应温度下，又要损失一些铂。因而，通常可在燃烧中回收到铂，这种回收可用特定的合金来完成。最通用的回收或收集合金是Pd/Au。主要是因为钯可捕捉铂，而钯与金的合金是为了改善捕集网的机械性能。
几种已知的合金，它们的机械性能是这样的差，以致于要支撑网，除非用特别粗的线来识成的网。这一问题的解决办法在美国专利4，239，833中有所描述，但是非常昂贵。
本发明的目的是要得到一种延性合金，该合金可拉成很细的线，例如直径为0.076毫米，并能组成具有高拉伸强度的网。这种合金网可暴露在氨燃烧炉中耐受机械应力。
本发明的另一目的是得到具有良好收集铂性能的合金。
本发明者是从对合金的简单小量需求做起的。对用这种合金制备的网的机械性能至少应与用Pt/Rh(95/5)网的机械性能相同。可以将合金编织成网，该网在实际工艺的条件下有足够的强度，可以不必用支撑网来支撑它。在工艺操作期间，其机械性能基本上不下降。这种网的总成本比已知的捕集网要低。
关于捕集网的问题，已经发现是比较重要的。最常用的支撑网是由含约20%Cr和约5%Al的钢制得的，但是这种网可分解氨成为氮。因而它们不能用于包封的催化剂部件中，既使用做为捕集网的支撑网，它们的分解性质是不利的。
钯众所周知是最好的捕集材料，但是纯钯在氨燃烧炉中的工艺条件下具有不适宜的机械性能。在这种合金中，金的用量在Dr.Ing.H.Dubler所著的文献中有所描述，此文献发表在“SecondNitricAcidSymposium”，1981年9月21～23日，DortmndBRD上。该文报道了如果合金物料(Au)的含量小于10%(重量)，钯合金在氨的燃烧的操作条件下，就变成脆性的。
现在所发现的问题是少量的合金物料可以提供所需的机械性能，同时不会有对于材料的捕集性相反的作用。例如，一个保险的情况是合金物或它的氧化物不会分解氨或氧化氮，分解会使在燃烧过程中降低总产率。
查阅了其它现用的贵金属物理性能，从文献上得知，铱和钌分类晶粒细化物，但是不能改善合金的机械性能。还有，已知加入钌后，结果降低了合金的延性。尽管这些不利的情况，本发明者还试图用钌作为合金物料。开始人们也是用钯作为合金物，因为人们害怕得到的合金延性太低。一组由Pd/pt/Ru制得的合金，具有约95%钯和各种含量的铂和钌。测试这些合金表明，用少量的铂可得到意外好的性能，然后也可制得只加0.2～3.0%钌，其余为钯的合金。这些新型的合金可在试验装置和工业铵燃烧炉中测试。机械性能可在冷却和退火的状况下测定，并与已知合金的测试结果相比较。这些测定表明具有95～99%钯、0～5%铂和0.2～3.0%钌的合金具有所要求的铂回收率，同时该合金的机械性能也出人意外的好。
本发明的具体特性在权利要求书中给出。
本发明将用实例和其结果的讨论来进一步说明。
实例1本实例表明由本发明合金制得的网的机械性能与先有已知的Pt/Rh合金和Pd/Au合金的网的物理性能比较。相应的测定是在1.13毫米硬拉伸和退火的线上进行。所有线是用同一方法拉伸和退火的。
抗张强度是以MPa、“0.2限度”MPa计量的。
延伸率用%计，以及布氏硬度数。
“0.2限度”(弹性极限应力)是表示减压0.2%之后导致永久延伸的屈服点和公称张力。“0.2限度”表示为R0.2。
对合金测量的结果、合金的化学定义和相应的组成百分数列在下表Ⅰ中。
合金7～11是按照本发明制备的。合金1和2是已知催化剂合金，合金3是当今使用最多的捕集合金。新型合金4～6认为是不适用的，因为它们的机械强度差。
用于评价机械性能，“0.2限度”是特别精确的。纯钯和钯/金(90/10)的参数值表明这种合金的网必须要用支撑。另一方面，由合金7-9制成的网具有基本上与Pt/Rh(95/5)网一样好的机械性能。相当大量Pd/pt(合金10和11)的“0.2限度”值是较低的，需要支撑，但这种合金网还有它的优点，即它比已知的Pt/Rh和Rd/Au合金要便宜。
表中结果还表明，加入钌可使“0.2限度”值提高。
关于新型合金的铂的捕集性能，它比已知捕集材料的捕集性能好，因为该合金具有较高的钯含量，这正与上述的钯与金合金相反，具有少量合金物料例如钌可得到较好机械强度的合金。
据此，本发明合金中可提高捕集材料的钯含量，同时改善其机械性能，提高钯含量可达到对每个捕集网再不必使用支撑网。新型合金还具有足够的延性，以使它可拉伸成线。虽然合金的应用主要是形成其线和网，它也可以纤维或纤维束来使用。
权利要求
1.一种延性合金材料，该材料主要成份是钯，其特征在于该材料含有95～99%(重量)钯，0-5%(重量)铂和0.2-3.0%(重量)钌。
2.按照权利要求1所述的合金材料，其特征在于该材料含有Pd/pt/Ru的重量比为95/4/1。
3.按照权利要求1所述的合金材料，其特征在于该材料含有Pd/Ru的重量比为98.3/17。
全文摘要
本发明是关于主要成分是钯的延性合金材料。 这种合金材料在例如回收和捕集贵金属，主要是铂时 可拉成线并织成网。该合金材料含有95～99％(重 量)钯、0—5％(重量)铂和0.2—3.0％(重量)钌。较 好的组成是Pd/Ru重量比为98.3/1.7。
文档编号C01B21/26GK1039448SQ8910484
公开日1990年2月7日 申请日期1989年7月11日 优先权日1988年7月11日
发明者艾力克·法雷德, 赖夫·法布, 基耶尔·桑纳鲁德 申请人:挪威海德罗公司, K·A拉斯慕森公司