BG98142A - Метод за водородно диспергиране на интерметални съединения - Google Patents

Abstract

Методът е приложим за получаване на прахообразни материали с микронни размери и чиста повърхност, използвани при производството на постоянни магнити, катализатори и други. Едно и също количество водор од се използва многократно при диспергирането на интерметални съединения и сплави. По метода водородът се осигурява от водородакумулираща сплав, която през първия етап на третирането се загрява до те мпература, при която се отделя необходимият водород с налягане, достатъчно за хидриране на материала. През втория етап материалът се загрява до температура, при която настъпва дехидриране, като отделе ният водород се абсорбира обратно от водородакумулиращата сплав, охлаждана през този етап. Всеки от двата етапа на термосорбциония цикъл се разделя на два временни интервала, като през първия се увели чава налягането на газообразния водород с акумулатора, респективно реактора, а през втория протича интензивно хидриране на материала в реактора, респективно акумулатора.

Description

1.Област на техниката.

Патентът се отнася до метод за водородно диспергиране на интерметални съединения и сплави, образуващи метални хидриди, който може да намери приложение за получаване на прахообразни материали с микронни размери и с чиста повърхност , които да се използуват при производството на постоянни магнити, катализатори, за активиране на водородоакумулиращи материали за водородни акуI мулатори и др.

2.Предшеотвуващо състояние на техниката.

Известно е, че при многократно третиране с водород на интерметални съединения и сплави, напр. от типовете R/lZ, RgCo·? , ^2θ°17’ ^^е14® I R-редкоземен метал/, Ре - Τι и др. материалът последователно се хидрира и дехидрира, в резултат на което протича процес на междузтрнестното му разрушавани.

Известен е метрд за водородно диспергиране на редкоземни интерметални съединения [1,2]. Същността му се състои в това, че третираният материал при изотермни условия се подлага циклич* но на въздействие с водород. Един цикъл се състои от два'етапа, като през първия в реактор с третирания материал се вкарва газообразен водород с налягане и продължителност, достатъчни за образуване на хидрид на материала, а през втория етап водородът се изхвърля от реактора в атмосферата, при което хидридът се разпада. Недостатък на този метод е, че при всеки цикъл на третиране се изразходва /т.е. се губи/ количеството водород, участвувало в третирането на материала и не се използува промяната иа температурата за стимулиране на протичащите процеси на хидриране и дехидриране на третирания материал.

З.Техническа същност на изобретението.

Предлаганият метод се характеризира с това, че при него едно и също количество водород се използува многократно при третирането на материала до диспергирането му до желаните размери при по-лесно достижими технологични условия. За целта се провеждат многократно цикли на третиране с водород. Всеки цикъл се състои от два етапа· През птрвия етап се извтршва хидриране на третирания материал, поставен в реактор, като необходимия за това водород се осигурява от водородоакумулираща сплав, поставена във водороден акумулатор, който се загрява до температура, достатъчна за осигуряване на необходимото количество водород. Това количество водород се поглъща от третирания материал в реактора, който се охлажда същевременно за да протече по-лесно процеса на хидриране. През втория етап реакторът се загрява, а водородният акумулатор се охлажда, при което образуваният хидрид с ее разпада и отделеното количество водород се поглъща от водородния акумулатор. Тези два етапа се повтарят многократно, като всеки от тях се състои от два временни интервала, благодарение на което се създава необходимото налягане за протичане на процесите на хидриране и дехидриране. Предлаганият метод се основава на факта, че температурната зависимост на налаганията, при които се образува хидрид или се разпада хидрида на дадено интерметално съединение се подчинява на закона на Вант Хоф и може лесно да бтде определена експериментално за всяко съединение.

4. Описание на фигурата.

Примерно изпълнение на устройство, чрез което се реализира метода за водородно диспергиране на интерметални съединения и сплави е показано на приложената фигура, която представлява блоковата му схема.

• · · · · · ·· ···· • · •· •· • ·· • · · ·· • · ·· · φ · · ···· • ·· · ·

Устройството, съгласно фигурата, съдържа'реактор 1, представляващ метален съд, изработен от неръждаема стомана,в който се поставя третирания материал и източник на водород-твърдотелен акумулатор 2 свързани помежду си и с газовата линия чрез вентилите 3 и 4. Към газовата линия са включени два прибора /датчици или манометри 5 и 6 / за измерване на налягането на водорода в акумулатора 2 и в реактора 1. Към тази линия посредством вентил 7 може да се включи бутилка с водород под налягане като допълнителен източник. Газов ат а линия е снабдена с още един вход чрез вентил в, чрез който устройството може да се захранва с инертен /Аг/ или с друг газ и с два изхода посредством вентили 9 и 10, включени към вакуумна помпа /11/. Реакторът 1 и акумулаторът 2 са снабдени с водни ризи за тяхното нагряване или охлаждане. В предлагания вариант охлаждането се осъществява чрез използуване на вода от водопроводната мрежа, а загряването- с топла вода от термостат 12. Линиите за топлия и студения флуид се комутират от осем вентила /13-20/. При използуване на електромагнитни вентили може да се реализира автоматизация на процеса на хидридцо циспергиране, т.е. на работата на описаното устройство.

Диспергирането.на третирания материал по предлагания метод, реализиран е описаното примерно устройство, се осъществява чрез многократно провеждане на термосорбционни цикли,включващи хидриране и дехидриране на материала в реактора 1, като необходимия за хидриране и отделения при дехидрирането водород се отделя/поглъща/ от водородния акумулатор 2. Циклите се провеждат с едно и също количество водород, първоначално съхранено във водородния акумулатор, чрез управление на температурите на акумулатора 2 и на реактора 1 с третирания материал.Всеки цикъл се състои от четири временни интервала, продължителността на които се определя от процесите на хидриране и дехидриране на материалите в реактора 1 и • · ·· ···· акумулатора. През първите два интервалаакумулатора се загрява, а реакторът се охлажда.При загряването през първия интервал ь акумулатора протича процес на десорбция, налягането на водорода в него се увеличава и той се явява като източник тна водород с определено налягане. В резултат на това след свързването му с реактора в началото на втория интервал започва пбсорбция на водород в третирания материал в реактора и до края н; същия интервал той се хидрира. През третия и четвъртия интервадц реакторът се загрява, а акумулаторът се охлажда, вследствие на което хидрираният материал става източник на водород, а водородоакумулиращата сплав в акумулатора - абсорбер на водород. Четвъртият временен интервал завършва с дехидриране на материала в реактора. По този начин за един цикъл третираният материал претърпява хидриране при ниска температура и дехидриране при по-висока температура, т.е. протича термосорбционен цикъл.

5.Пример за изпълнение на изобретението.

Образец от редкоземното интерметално съединение

Се_п о/а_п от 'рипа /а^Ц, натрошено на парчета с размери

1-3 мм беше поставена в пеактора. Реакторът с образеца беше изпомпан до вакуум 1.10^ Тогг при температура 200° С в продължение на 1 час. След това бяха проведени 200 абсорбционно - десорбционни цикли /термосорбционни цикли/ по описания метод. Циклите са провеждани при температури на топлата и студената вода съответно 70° и 15° С. Достигнатото налягане на водорода в акумулатора в края на първия временен интервал и в реактора в края на третия временен интервал преди свързването им един с друг бяха съответно 8,8 атм и 13 атм. Общата продължителност на един цикъл с увеличаване на броя на проведените цикли намалява от ·· ···· · ·· ·· ···· _·*········ .....· '·''··· ·’ · · · ··· · ······· · на 41 мин. Бяха взети проби от тренирания «материалНа· да се определи дисперсността му с увеличаване на броя на проведените цикли. Установено бе, че след 100 цикъла не се наблюдават частици с размери над 12/им, както и факта, че средният условен диаметър на частиците намалява 2,3 пъти между десетия и двестния цикъл и става 3,5уим.

ЛИТЕРАТУРА

1. Вербецкий В.Н., Саламова Λ.Α., Семененко К.Н., Доклада АН СССР, серия Металлн, № 4, 1989., 196

2. Uchida Н., Uchida Н., J.Less-Com,Met,,101(1984).459

Claims (2)

1. ПАТЕНТНИ ПРЕТЕНЦИИ* ,L :J * i? · j

   1. Метод за водородно диспергиране на интерметални съединения и | сплави, при който се остществява многократно циклично третиране на диспергиращия се материал с водород до получаване на диспер| сен прахообразен материал с необходимите размери, като всеки циI къл се състои от два етапа, при първия от които се осъществява хидриране на третирания материал, а при втория - дехидриране на J същия, характеризиращ се с това, че водородът се осигурява от ! водородоакумулираща сплав, която през първия етап се загрява до температура, осигуряваща отделяне на необходимото количество водород с налягане, достатъчно за хидриране на трепфания материал, който през този етап се охлажда, а през вторият етап хидрираният материал се загрява до температура, при която настъпва дехидриране на третирания материал, като отделения при дехидрпрането водород се абсорбира обратно от водородоакумулираща?а сплав, която през този етап се охлажда.
2. 2. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че всеки от двата етапа на термосорбционния цикъл се разделя на два вреV менни интервала, като по време на първия интервал се увеличава налягането на газообразния водород в акумулатора /реактора/, а по време на втория протича интензивно хидриране на материала в реактора /акумулатора/.