EA031406B1 - Способ получения высокобарной фазы - стишовит - Google Patents
Способ получения высокобарной фазы - стишовит Download PDFInfo
- Publication number
- EA031406B1 EA031406B1 EA201650021A EA201650021A EA031406B1 EA 031406 B1 EA031406 B1 EA 031406B1 EA 201650021 A EA201650021 A EA 201650021A EA 201650021 A EA201650021 A EA 201650021A EA 031406 B1 EA031406 B1 EA 031406B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- stishovite
- plasma
- powder
- kva
- atmospheric conditions
- Prior art date
Links
Landscapes
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области нанесения газотермических покрытий, более конкретно - к способам нанесения плазменных покрытий на различные детали. Задача предлагаемого технического решения состоит в получении фаз стишовита более доступным способом, а именно - вне камер высокого давления, при атмосферных условиях. Поставленная задача достигается тем, что в способе получения высокобарной фазы - стишовит процесс ведут в атмосферных условиях с использованием плазменного потока (при мощности плазмотрона 47-59 КВА), порошка SiO, дисперсностью менее 100 мкм и металлической основы, на которую порошок напыляют.
Description
Изобретение относится к области нанесения газотермических покрытий, более конкретно к способам нанесения плазменных покрытий на различные детали. Задача предлагаемого технического решения состоит в получении фаз стишовита более доступным способом, а именно - вне камер высокого давления, при атмосферных условиях. Поставленная задача достигается тем, что в способе получения высокобарной фазы - стишовит процесс ведут в атмосферных условиях с использованием плазменного потока (при мощности плазмотрона 47-59 КВА), порошка SiO2, дисперсностью менее 100 мкм и металлической основы, на которую порошок напыляют.
031406 Bl
031406 В1
Изобретение относится к области нанесения газотермических покрытий, более конкретно - к способам нанесения плазменных покрытий на различные детали.
Со времени открытия советским ученым Стишовым С.М. (1961 год) новой модификации кремнезема-стишовита, в которой каждый атом кремния окружен не 4, а 6 атомами кислорода (!), стишовит синтезируют только в камерах высокого давления (выше 160000 атм, при температуре 1200-1400oC). На Земле высокобарная фаза обнаружена лишь в местах падения астероидов (в крупных взрывных кратерах) и в местах атомных взрывов.
Изучение высокобарной фазы стишовита чрезвычайно важно:
для геофизики и планетологии, поскольку это вещество явилось первым наиболее значительным и наиболее простым примером веществ, входящих в состав нижней мантии Земли (залегающей на глубине 670-2900 км) и определяющих поведение земных недр, знание которых способствует решению таких ключевых проблем как формирование и эволюция планеты, геодинамическая стабильность земной коры, оценка риска захоронения отходов на больших глубинах, энергетические ресурсы Земли и ряд других актуальных задач; это направление в науке о Земле относится к числу приоритетных, поскольку более 90% вещества во Вселенной находится под давлением, превышающим 1 ГПа (10000 атм);
для химии, кристаллохимии и материаловедения, поскольку исследование перехода стишовитстекло позволит изучить процесс твердофазной аморфизации. В этом смысле стишовит может рассматриваться как родоначальник новой главы кристаллохимии силикатов.
Стишовит обладает комплексом уникальных свойств: он отнесен к сверхтвердым, высокоплотным и прочным материалам, это сверхплотный (на 60% плотнее кварца) материал, с температурой перехода из твердого в жидкое состояние около 7000 К.
К настоящему времени ученые научились выращивать монокристаллы стишовита размером до 3 мм.
Известен способ (аналог) получения стишовита в виде игольчатых кристаллов, включающий помещение кусочка кварца в камеру высокого давления, обеспечение давления 100000 атм и температуры 1200-1400°C в течение 2-3 ч, снижение давления и температуры.
Недостатками известного способа являются использование камер высокого давления, трудоемкость и длительность процесса.
Задача предлагаемого технического решения состоит в получении фаз стишовита более доступным способом, а именно - вне камер высокого давления, при атмосферных условиях.
Поставленная задача достигается тем, что в способе получения высокобарной фазы - стишовит процесс ведут в атмосферных условиях с использованием плазменного потока (при мощности плазмотрона 47-59 КВА), порошка SiO2, дисперсностью 40-80 мкм и металлической основы, на которую порошок напыляют.
В настоящее время из патентной и научно-технической литературы не известен способ получения высокобарной фазы - стишовит в атмосферных условиях с использованием плазменного потока (при мощности плазмотрона 47-59 КВА), керамического порошка, содержащего SiO2, дисперсностью 40-80 мкм и металлической основы, на которую порошок напыляют.
В ходе исследований были определены условия формирования стишовита в покрытиях при атмосферном давлении. Именно с помощью плазменного метода стало возможным осуществить этот процесс, установлены пределы значений мощности плазменного генератора: ниже 45 КВА получены незначительные количества стишовита в покрытиях, повышать мощность выше 59 КВА нецелесообразно. Оптимальным режимом следует считать мощность 52 КВА.
Следующим условием осуществления способа является использование порошка SiO2 определенной фракции. Реализовать предлагаемый способ с порошками фракции менее 40 мкм и более 80 мкм не удалось. Такие результаты можно объяснить следующим образом: частицы дисперсностью менее 40 мкм в высокотемпературной зоне плазменного потока полностью расплавляются, об этом свидетельствует высокая степень их сфероидизации (95-97 %). Кроме того, скорость частиц такой дисперсности уменьшается на выходе из плазменного потока. Частицы размером более 80 мкм не подвержены интенсивному оплавлению (и сфероидизации), хотя скорости движения таких частиц на выходе из плазменного потока значительно выше, чем частиц менее 40 мкм. Стишовит обнаружен только в покрытиях, сформированных их порошка дисперсностью 40-80 мкм.
Предлагаемый способ может быть осуществлен следующим образом. Для получения покрытия берут порошок SiO2 дисперсностью 40-80 мкм, подают его под срез сопла плазмотрона (напыление проводят на установке 15-ВБ) при мощности 45-59 КВА, в качестве плазмообразующего газа используют смесь воздуха и природного газа в соотношении 4:1
Рентгенофазовые исследования покрытий проводят на трансмиссионном дифрактометре Stadi P и на приборе Bruker.
Пример 1. Для получения покрытия берут оксидный порошок, содержащий не менее 15 мас.% SiO2, дисперсностью 40-71 мкм. Этот порошок подают по срез сопла плазмотрона с целью напыления его на стальные образцы (Ст. 3). В качестве плазмообразующего газа используют смесь воздуха и природного газа в соотношении 4:1, при мощности плазмотрона 45 КВА. Получают покрытие, содержащее 1,6 мас. %
- 1 031406 стишовита.
Пример 2.
Для получения покрытия берут оксидный порошок, содержащий не менее 15 мас.% SiO2, дисперсностью 40-71 мкм. Этот порошок подают по срез сопла плазмотрона с целью напыления его на стальные образцы (Ст.3). В качестве плазмообразующего газа используют смесь воздуха и природного газа в соотношении 4:1, при мощности плазмотрона 59 КВА. Получают покрытие, содержащее 6,7 мас.% стишови та.
Остальные примеры осуществления способа приведены в таблице.
№ | Дисперсность Порошка, мкм | Мощность плазмотрона, КВА | Количество высокобарной фазы стишовита, масс. % |
1. | менее 40 | 52 | - |
2. | 40-71 | 40 | |
45 | 1,4 | ||
47 | 2,2 | ||
52 | 5,1 | ||
59 | 6,7 | ||
3. | 80-100 | 59 | - |
Таким образом, впервые высокобарная фаза - стишовит получена в атмосферных условиях: при плазменном напылении кварцевого порошка.
Источники информации:
1) Стишов С.М. Высокое давление, журнал Химия и жизнь, 1991, № 4, с. 41-49.
Claims (1)
- ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯСпособ получения высокобарной фазы - стишовит, заключается в том, что процесс ведут в атмосферных условиях с использованием плазменного потока при помощи плазмотрона 47-59 кВа, порошка SiO2, дисперсностью 40-80 мкм и металлической основы, на которую порошок напыляют.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EA201650021A EA031406B1 (ru) | 2016-09-23 | 2016-09-23 | Способ получения высокобарной фазы - стишовит |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EA201650021A EA031406B1 (ru) | 2016-09-23 | 2016-09-23 | Способ получения высокобарной фазы - стишовит |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EA201650021A1 EA201650021A1 (ru) | 2018-03-30 |
EA031406B1 true EA031406B1 (ru) | 2018-12-28 |
Family
ID=61837346
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EA201650021A EA031406B1 (ru) | 2016-09-23 | 2016-09-23 | Способ получения высокобарной фазы - стишовит |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
EA (1) | EA031406B1 (ru) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4492766A (en) * | 1982-06-11 | 1985-01-08 | Ceskoslovenska Akademie Ved | Spray-coating material |
EP0978326A2 (en) * | 1998-08-06 | 2000-02-09 | Dow Corning Corporation | Method for making a silicon dioxide containing coating |
CN102557447A (zh) * | 2011-11-07 | 2012-07-11 | 中南大学 | 一种镍合金基体表面热障涂层及制备方法 |
CN104817334A (zh) * | 2015-04-22 | 2015-08-05 | 苏州统明机械有限公司 | 一种热喷涂用抗开裂陶瓷及其制备方法 |
-
2016
- 2016-09-23 EA EA201650021A patent/EA031406B1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4492766A (en) * | 1982-06-11 | 1985-01-08 | Ceskoslovenska Akademie Ved | Spray-coating material |
EP0978326A2 (en) * | 1998-08-06 | 2000-02-09 | Dow Corning Corporation | Method for making a silicon dioxide containing coating |
CN102557447A (zh) * | 2011-11-07 | 2012-07-11 | 中南大学 | 一种镍合金基体表面热障涂层及制备方法 |
CN104817334A (zh) * | 2015-04-22 | 2015-08-05 | 苏州统明机械有限公司 | 一种热喷涂用抗开裂陶瓷及其制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EA201650021A1 (ru) | 2018-03-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5874134A (en) | Production of nanostructured materials by hypersonic plasma particle deposition | |
Pogrebnyak et al. | Electrolytic plasma processing for plating coatings and treating metals and alloys | |
Dyshlovenko et al. | Relationship between plasma spray operational parameters and microstructure of hydroxyapatite coatings and powder particles sprayed into water | |
Sharifitabar et al. | Effects of Fe additions on self propagating high temperature synthesis characteristics of TiO2–Al–C system | |
Kim et al. | Amorphous phase formation of the pseudo-binary Al2O3–ZrO2 alloy during plasma spray processing | |
Elagin et al. | Aluminum nitride. Preparation methods | |
Gorshkov et al. | SHS metallurgy of Cr 2 AlC MAX phase-based cast materials | |
Wang et al. | Effect of free carbon on micro-mechanical properties of a chemically vapor deposited SiC coating | |
EA031406B1 (ru) | Способ получения высокобарной фазы - стишовит | |
Heberlein et al. | Thermal plasma deposition of nanophase hard coatings | |
Luptáková et al. | The study and microstructure analysis of zinc and zinc oxide | |
Hazra et al. | Synthesis of mullite-based coatings from alumina and zircon powder mixtures by plasma spraying and laser remelting | |
Drobyaz et al. | Electron-beam surfacing wear-resistant coatings, reinforced refractory metal’s borides | |
Popenko et al. | SEM-EDX study of the crystal structure of the condensed combustion products of the aluminum nanopowder burned in air under the different pressures | |
RU2470090C1 (ru) | Способ нанесения покрытий на основе карбида титана на титановые сплавы | |
RU2558812C1 (ru) | Способ получения покрытия из карбида кремния на кварцевом изделии | |
Sobachkin et al. | Adjustment of induction high-temperature synthesis to in situ synchrotron study of SHS-mixtures on the example of Ti-Al system | |
RU2383491C1 (ru) | Способ получения микроалмазов | |
Anshakov et al. | Synthesis of silicon carbide nanopowders in a two-jet plasma-chemical reactor | |
Gromilov et al. | Producing superhard coatings by decomposition of complex salts in shaped-charge explosion | |
Kommel et al. | Design of superhard c-BC2N-precipitates in B4C/Al-composites through SHS and heat treatment | |
Timerkaev et al. | Synthesis of silicon carbide in arc discharge in fuel oil | |
Lee et al. | Uniform coating of CVD diamond on metallic wire substrates | |
Kiselev et al. | Simulation of Ti-Al intermetallic compound synthesis using cold spraying | |
US5633414A (en) | Preparation of tetrafluoroethylene |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM AZ BY KZ KG TJ TM RU |