Нитрид титана может быть получен из оксида при горении смеси TiO2 с кальцием в азоте и последующим кислотным удалением соединений кальция [1]. Высокие температуры этого процесса в ряде случаев нежелательны. Частичная замена кальция на Ca3N2 снижает температуру горения. Важнейшим показателем продукта является содержание N и O. Цель работы – изучить влияние Ca3N2 на содержание азота и кислорода в продуктах. Исходные материалы: пигментный TiO2, Ca гранулированный с диаметром гранул 0,5÷2 мм, азот ГОСТ 9293-74 и Ca3N2, полученный горением гранул Ca в азоте [2]. Смесь порошков Ca3N2, TiO2 с Ca засыпали в бумажные стаканчики ø23 мм. Горение проводили в установке постоянного объема при давлении азота 1 и 8 МПа. Продукты обрабатывали в растворе HCl для удаления CaO и Ca3N2. Сухой остаток анализировали на содержание N и O на приборе LECO ONH 836 (ТОМ ЦКП СО РАН). Состав смесей рассчитывали по формуле TiO2 + 2n((1-m)Ca + mCa3N2/3),
где n – избыток Ca по сравнению со стехиометрией, m – доля Ca, вводимая в виде Ca3N2.
Из полученных результатов следует, что при большом избытке восстановителя содержание N снижается, а O увеличивается. Это вызвано увеличением количества жидких Ca и Ca3N2 в зоне реакции, которые затрудняют фильтрацию газов.
Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ № 15-03-06862.