Взаимодействие окислов молибдена и углерода

Взаимодействие трехокиси молибдена (MoO3) с температурой плавления 1795°С с углеродом происходит через стадию образования низшего более высокотемпературного (Тпл = 1927°С) окисла MoO2. Особенностью взаимодействия окисла молибдена с углеродом в начальной стадии является непосредственное взаимодействие окисла с углеродом без участия окиси углерода. Авторы работы, изучая взаимодействие трехокиси молибдена с сажей в среде аргона, предложили следующую последовательность протекания реакций:

Промежуточные окислы не обнаружены. Термодинамические расчеты подтвердили, что в интервале температур 600—790°С наиболее вероятной является не реакция газификации углерода, а реакция образования двуокиси углерода.

Протекание реакции между трехокисью молибдена и сажей на этой стадии можно объяснить лишь сублимацией летучих окислов и переносом их на восстановитель. Это подтверждается также существенным увеличением скорости сублимации трехокиси молибдена в присутствии сажи или графита, понижающих парциальное давление пара над окислом.

Пары окисла адсорбируются на поверхности восстановителя, реагируют с ним, в результате чего образуется твердый продукт более низкой степени окисления. Вследствие этого увеличивается скорость отвода парообразных частиц от поверхности окисла и возгонка последнего ускоряется.

Увеличение скорости сублимации трехокиси молибдена в интервале температур 600—700°С в присутствии углерода необходимо учитывать при работе молибденовых деталей в контакте с графитом в среде, загрязненной кислородом.

Заметное взаимодействие трехокиси молибдена с сажей начинается уже при температурах 410—420°С; с повышением температуры скорость реакции увеличивается

При контактном взаимодействии компактных трехокиси молибдена и углерода роль диффузионных процессов существенно возрастает, что приведет к повышению температуры начала взаимодействия и снижению скорости реакции.

Состав реакционного пространства и возможность удаления образующихся продуктов реакции существенно влияют на скорость взаимодействия окислов молибдена с углеродом.

Суммарная скорость реакции определяется десорбцией образующихся окиси и двуокиси углерода. Увеличение скорости газа-носителя и температуры ускоряют процесс десорбции, причем влияние температуры более заметно.

Аналогичное влияние оказывает и вакуум. При этом следует отметить, что скорость взаимодействия окислов молибдена с углеродом в вакууме при пространственном разделении реагентов при температуре 500°C выше в случае непрерывного удаления продуктов реакции, облегчающего процесс десорбции. Следовательно, эксплуатировать изделия из молибдена с окисленной поверхностью или покрытий, одной из составных частей которых являются окислы молибдена, в контакте с графитом в токе аргона или в вакууме нецелесообразно.