RU210733U1 - Устройство для получения порошка на основе карбида бора - Google Patents
Устройство для получения порошка на основе карбида бора Download PDFInfo
- Publication number
- RU210733U1 RU210733U1 RU2022102107U RU2022102107U RU210733U1 RU 210733 U1 RU210733 U1 RU 210733U1 RU 2022102107 U RU2022102107 U RU 2022102107U RU 2022102107 U RU2022102107 U RU 2022102107U RU 210733 U1 RU210733 U1 RU 210733U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- graphite
- cathode
- cylindrical
- anode
- crucible
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
- B22F9/02—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
- B22F9/14—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes using electric discharge
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
- C01B32/90—Carbides
- C01B32/914—Carbides of single elements
- C01B32/991—Boron carbide
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к неорганической химии, а именно к получению соединений с углеродом и может быть использована для получения порошка на основе карбида бора в металлургии, машиностроении. Устройство для получения порошка на основе карбида бора содержит диэлектрический корпус, на дне которого расположен цилиндрический графитовый тигель, в стенке которого напротив друг друга выполнены два сквозных отверстия, в которые соосно вставлены с одной стороны конец графитового цилиндрического катода, а с другой стороны - конец графитового цилиндрического анода, второй конец которого закреплен в держателе, конец которого вставлен в резьбовое отверстие в стенке корпуса. Второй конец катода неподвижно закреплен на другой, противоположной, стенке корпуса при помощи винта через резьбовое отверстие. Анод и катод подключены к источнику постоянного тока. На дне диэлектрического корпуса расположена пластина из стали, на которой размещен цилиндрический графитовый тигель, на дне которого выполнено углубление для исходных порошковых реагентов. Прокладка из войлока уложена на дно графитового тигля, перекрывая углубление в нем. На прокладку из войлока установлена графитовая гильза вплотную к внутренней поверхности тигля. В стенках графитовой гильзы напротив друг друга выполнены два сквозных отверстия, которые совмещены с соответствующими отверстиями в графитовом тигле. В указанные отверстия соосно вставлены с одной стороны один конец графитового цилиндрического катода, а с другой стороны - один конец цилиндрического графитового анода. Стальная пластина подключена к источнику постоянного тока. Технический результат заключается в получении порошка на основе карбида бора в плазме дугового разряда постоянного тока отдельно от графитового катодного депозита. 2 ил.
Description
Полезная модель относится к неорганической химии, а именно к получению соединений с углеродом, и может быть использована для получения порошка на основе карбида бора в металлургии, машиностроении.
Известно устройство для получения порошка на основе карбида бора [RU 2700596 С1, МПК С01В 32/991 (2017.01), B22F 9/14 (2006.01), опубл. 18.09.2019], принятое за прототип, которое содержит диэлектрический корпус, на дне которого расположен цилиндрический графитовый тигель. В стенке графитового тигля напротив друг друга выполнены два сквозных отверстия, в которые соосно вставлены с одной стороны один конец графитового цилиндрического катода, а с другой стороны - один конец графитового цилиндрического анода. Другой конец катода неподвижно закреплен на одной стенке корпуса при помощи винта через резьбовое отверстие. Второй конец анода закреплен в держателе, конец которого вставлен в резьбовое отверстие в другой (противоположной) стенке корпуса. Анод и катод подключены к источнику постоянного тока.
На дно тигля насыпают порошковую смесь аморфного углерода и аморфного бора. Перемещая анод вдоль его оси до кратковременного соприкосновения с катодом, а потом, отводя его от катода, между анодом и катодом образуют разрядный промежуток для получения дугового разряда.
Устройство обеспечивает получение порошка на основе карбида бора, смешанного с небольшим количеством графитового катодного депозита, образующегося в процессе массопереноса графита с анода на катод.
Техническим результатом предложенной полезной модели является получение порошка на основе карбида бора в плазме дугового разряда постоянного тока, инициированного в воздушной атмосфере при нормальных условиях.
Предложенное устройство для получения порошка на основе карбида бора, также как в прототипе, содержит диэлектрический корпус, на дне которого расположен цилиндрический графитовый тигель, в стенке которого напротив друг друга выполнены два сквозных отверстия, в которые соосно вставлены с одной стороны конец графитового цилиндрического катода, а с другой стороны - конец графитового цилиндрического анода, второй конец которого закреплен в держателе, конец которого вставлен в резьбовое отверстие в стенке корпуса, второй конец катода неподвижно закреплен на другой, противоположной, стенке корпуса при помощи винта через резьбовое отверстие, анод и катод подключены к источнику постоянного тока.
Согласно полезной модели на дне диэлектрического корпуса расположена пластина из стали, на которой размещен цилиндрический графитовый тигель, на дне которого выполнено углубление для исходных порошковых реагентов. Прокладка из войлока уложена на дно графитового тигля, перекрывая углубление в нем. На прокладку из войлока установлена графитовая гильза вплотную к внутренней поверхности тигля. В стенках графитовой гильзы напротив друг друга выполнены два сквозных отверстия, которые совмещены с соответствующими отверстиями в графитовом тигле. В указанные отверстия соосно вставлены с одной стороны один конец графитового цилиндрического катода, а с другой стороны - один конец цилиндрического графитового анода. Стальная пластина подключена к источнику постоянного тока.
Предлагаемое устройство позволяет реализовать синтез порошка на основе карбида бора в плазме дугового разряда постоянного тока, инициированного в открытой воздушной среде в полости гильзы графитового тигля в разрядном промежутке между графитовыми цилиндрическими анодом и катодом. При возникновении дугового разряда постоянного тока температура поднимается до нескольких тысяч градусов, в результате чего возникают условия для синтеза карбида бора в углублении на дне графитового тигля, накрытой прокладкой из войлока. В полости гильзы графитового тигля при горении дугового разряда генерируется газообразный оксид углерода СО, который предотвращает окисление получаемого порошка карбида бора кислородом атмосферного воздуха.
При подаче отрицательного потенциала на пластину из стали, одновременно с подачей напряжения на анод и катод, поток эродирующих из анода положительных ионов углерода частично изменяет направление движения - вниз на прокладку из войлока, предотвращая ее прогорание в процессе воздействия дугового разряда, а прокладка из войлока препятствует попаданию катодного депозита в углубление на дне графитового тигля в процессе воздействия дугового разряда.
По сравнению с прототипом, графитовый катодный депозит оседает на поверхности катода, а также на стенках графитовой гильзы и прокладке из войлока, что позволяет осуществить сбор синтезированного порошка на основе карбида бора отдельно от графитового катодного депозита, образующегося в процессе горения дугового разряда постоянного тока.
На фиг. 1 приведена схема устройства для получения порошка на основе карбида бора.
На фиг. 2 представлена рентгеновская дифрактограмма полученного порошка на основе карбида бора при времени синтеза 60 секунд.
Устройство для получения порошка на основе карбида бора содержит диэлектрический корпус 1, на дне которого расположена пластина 2 из стали, на которой размещен цилиндрический графитовый тигель 3. На дне графитового тигля 3 выполнено углубление. Прокладка 4 из войлока уложена на дно графитового тигля 3, перекрывая углубление в нем. На прокладку 4 из войлока установлена графитовая гильза 5 вплотную к внутренней поверхности тигля 3. В стенках графитовых тигля 3 и гильзы 5 напротив друг друга выполнены сквозные отверстия, в которые соосно вставлены с одной стороны конец графитового цилиндрического катода 6, а с другой стороны - конец цилиндрического графитового анода 7. Катод 6, анод 7 и пластина 2 из стали подключены к источнику постоянного тока 8 (ИПТ). Другой конец катода 6 неподвижно закреплен на одной стенке диэлектрического корпуса 1 при помощи винта 9 через резьбовое отверстие. Другой конец анода 7 закреплен в держателе 10, конец которого вставлен в резьбовое отверстие в другой, противоположной, стенке диэлектрического корпуса 1 и оснащен ручкой, расположенной снаружи корпуса 1.
В качестве источника постоянного тока 8 (ИПТ) использован выпрямительно-инверторный сварочный трансформатор с диапазоном рабочих токов 20-200 А.
В углубление на дне цилиндрического графитового тигля 3 насыпают смесь порошкового аморфного углерода и аморфного бора 11. Сверху укладывают прокладку 4 из войлока, на которую устанавливают графитовую гильзу 5, добиваясь совпадения отверстий в боковых стенках графитового тигля 3 и гильзы 5. При включении источника постоянного тока 8 (ИПТ) в полости гильзы 5 между катодом 6, анодом 7 и пластиной 2 из стали возникает разность потенциалов.
С помощью ручки приводят во вращение держатель 10, перемещая анод 7 до кратковременного соприкосновения с катодом 6. Затем, после начала протекания тока, вращая держатель 10, отводят анод 7 от катода 6 вдоль их продольной оси, образуя разрядный промежуток. После горения дугового разряда в течение нескольких десятков секунд, источник постоянного тока 8 (ИПТ) отключают. После остывания катода 6, анода 7, гильзы 5 и графитового тигля 3 извлекают гильзу 5 с осевшим катодным депозитом и прокладку из войлока 4, а из углубления на дне графитового тигля 3 собирают полученный порошок на основе карбида бора.
При использовании исходной порошковой смеси, состоящей из 1,8 г аморфного бора с чистотой не менее 95% и 0,5 г аморфного углерода с чистотой не менее 95%, и воздействии дугового разряда постоянного тока в течение 60 секунд при силе тока 200 А был получен порошок, состоящий преимущественно из карбида бора (не менее 85 мас.%) и графита с небольшим процентов примесей (не более 5 мас.%). Полученный порошок был собран отдельно от графитового катодного депозита. В результате рентгенофазового анализа полученного порошка идентифицированы дифракционные максимумы, соответствующих карбиду бора В4С (фиг. 2).
Claims (1)
- Устройство для получения порошка на основе карбида бора, содержащее диэлектрический корпус, на дне которого расположен цилиндрический графитовый тигель, в стенке которого напротив друг друга выполнены два сквозных отверстия, в которые соосно вставлены с одной стороны конец графитового цилиндрического катода, а с другой стороны - конец графитового цилиндрического анода, второй конец которого закреплен в держателе, конец которого вставлен в резьбовое отверстие в стенке корпуса, второй конец катода неподвижно закреплен на другой, противоположной, стенке корпуса при помощи винта через резьбовое отверстие, анод и катод подключены к источнику постоянного тока, отличающееся тем, что на дне диэлектрического корпуса расположена пластина из стали, на которой размещен цилиндрический графитовый тигель, на дне которого выполнено углубление для исходных порошковых реагентов, прокладка из войлока уложена на дно графитового тигля, перекрывая углубление в нем, на прокладку из войлока установлена графитовая гильза вплотную к внутренней поверхности тигля, в стенках графитовой гильзы напротив друг друга выполнены два сквозных отверстия, которые совмещены с соответствующими отверстиями в графитовом тигле, в указанные отверстия соосно вставлены с одной стороны один конец графитового цилиндрического катода, а с другой стороны - один конец цилиндрического графитового анода, стальная пластина подключена к источнику постоянного тока.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2022102107U RU210733U1 (ru) | 2022-01-28 | 2022-01-28 | Устройство для получения порошка на основе карбида бора |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2022102107U RU210733U1 (ru) | 2022-01-28 | 2022-01-28 | Устройство для получения порошка на основе карбида бора |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU210733U1 true RU210733U1 (ru) | 2022-04-28 |
Family
ID=81459142
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2022102107U RU210733U1 (ru) | 2022-01-28 | 2022-01-28 | Устройство для получения порошка на основе карбида бора |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU210733U1 (ru) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000010756A1 (en) * | 1998-08-18 | 2000-03-02 | Noranda Inc. | Method and transferred arc plasma system for production of fine and ultrafine powders |
| RU2550848C2 (ru) * | 2013-04-01 | 2015-05-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Новосибирский государственный технический университет" | Способ получения карбида бора |
| CN107758670A (zh) * | 2017-12-08 | 2018-03-06 | 中国科学院青海盐湖研究所 | 一种碳化硼超细粉体的制备方法 |
| RU2700596C1 (ru) * | 2019-04-19 | 2019-09-18 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский Томский политехнический университет» | Устройство для получения порошка на основе карбида бора |
| RU2731094C1 (ru) * | 2020-03-20 | 2020-08-28 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Способ получения порошка, содержащего карбид кремния и нитрид алюминия, из золы природного угля |
-
2022
- 2022-01-28 RU RU2022102107U patent/RU210733U1/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000010756A1 (en) * | 1998-08-18 | 2000-03-02 | Noranda Inc. | Method and transferred arc plasma system for production of fine and ultrafine powders |
| RU2550848C2 (ru) * | 2013-04-01 | 2015-05-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Новосибирский государственный технический университет" | Способ получения карбида бора |
| CN107758670A (zh) * | 2017-12-08 | 2018-03-06 | 中国科学院青海盐湖研究所 | 一种碳化硼超细粉体的制备方法 |
| RU2700596C1 (ru) * | 2019-04-19 | 2019-09-18 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский Томский политехнический университет» | Устройство для получения порошка на основе карбида бора |
| RU2731094C1 (ru) * | 2020-03-20 | 2020-08-28 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Способ получения порошка, содержащего карбид кремния и нитрид алюминия, из золы природного угля |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100828102B1 (ko) | Rf 플라즈마를 이용한 실리콘 나노 분말 제조 방법 및 장치 | |
| RU210733U1 (ru) | Устройство для получения порошка на основе карбида бора | |
| Wu et al. | Preparation and purification of titanium carbide via vacuum carbothermic reduction of ilmenite | |
| JP2014201510A (ja) | 硫化リチウムの製造方法 | |
| CN101280438A (zh) | 一种利用铬铁矿粉直接制备铬铁合金的方法 | |
| El-Naas et al. | Solid-phase synthesis of calcium carbide in a plasma reactor | |
| Cheng et al. | An efficient ammonium chloride roasting approach to separating salt from the electrolytic carbon in molten carbonate | |
| RU2433888C1 (ru) | Способ синтеза наночастиц карбида вольфрама | |
| Wang et al. | Preparation of CaB 6 powder via calciothermic reduction of boron carbide | |
| RU2811920C1 (ru) | Способ получения порошка на основе диборида хрома | |
| RU2514237C1 (ru) | Способ получения ультрадисперсных порошков интерметаллидов иттрия с кобальтом | |
| Pak et al. | Obtaining titanium carbide in an atmospheric electric discharge plasma | |
| RU2700596C1 (ru) | Устройство для получения порошка на основе карбида бора | |
| Kurbanov et al. | New Technologies and Equipment for Smelting Technical Silicon | |
| JP5075899B2 (ja) | カルシウムシアナミドを含む粉体、該粉体の製造方法及びその装置 | |
| US2801156A (en) | Process and apparatus for the production of metallic carbides and metallic silicides | |
| RU2805065C1 (ru) | Способ получения порошка диборида титана | |
| RU2796134C1 (ru) | СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРОШКА НА ОСНОВЕ ОДНОФАЗНОГО ВЫСОКОЭНТРОПИЙНОГО КАРБИДА СОСТАВА Ti-Zr-Nb-Hf-Ta-C С КУБИЧЕСКОЙ РЕШЕТКОЙ | |
| Zhang et al. | Defluoridation of spent cathode carbon using molten salt assisted roasting | |
| RU2824645C1 (ru) | Способ получения порошка дисилицида молибдена | |
| Inoue et al. | Mechanism of production of ultra-fine silicon carbide powder by arc plasma irradiation of silicon bulk in methane-based atmospheres | |
| KR100198704B1 (ko) | 인공탄소재 및 인공탄소재를 이용한 알칼리 망간전지 | |
| CN109295321A (zh) | 金属锶的制备方法 | |
| Pak et al. | Synthesis of submicron titanium carbide in a direct current arc discharge plasma by a vacuumless method | |
| RU2793823C1 (ru) | Способ получения тонкодисперсного графитового порошка |