RU2120353C1 - Способ получения металлических порошков - Google Patents
Способ получения металлических порошков Download PDFInfo
- Publication number
- RU2120353C1 RU2120353C1 RU97115663A RU97115663A RU2120353C1 RU 2120353 C1 RU2120353 C1 RU 2120353C1 RU 97115663 A RU97115663 A RU 97115663A RU 97115663 A RU97115663 A RU 97115663A RU 2120353 C1 RU2120353 C1 RU 2120353C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- metal powders
- explosion
- production
- powder
- wire
- Prior art date
Links
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 22
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 22
- 239000000843 powder Substances 0.000 title claims abstract description 22
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title abstract description 9
- 238000004880 explosion Methods 0.000 claims abstract description 17
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 claims abstract description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 15
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 9
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 claims 1
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 12
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 abstract description 7
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 abstract description 6
- 239000000956 alloy Substances 0.000 abstract description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 abstract description 3
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 3
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 2
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 2
- 229910052774 Proactinium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 229910002106 crystalline ceramic Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011222 crystalline ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000001493 electron microscopy Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 238000003913 materials processing Methods 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005121 nitriding Methods 0.000 description 1
- 238000004663 powder metallurgy Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000000859 sublimation Methods 0.000 description 1
- 230000008022 sublimation Effects 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
- Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
Abstract
Проволоку из чистых металлов (Al, Cu, W, Mo, Ni, Fe, Co, Ti, Pt, In и Ag и т.д.) или из различных сплавов подают в зазор между электродами непрерывно с помощью валков в геометрическую камеру, которую предварительно вакуумируют и наполняют азотом. Взрыв осуществляют в атмосфере азота при давлении, превышающем 13,3 Па. Применение изобретения позволяет повысить площадь удельной поверхности порошка и уменьшить затраты на его производство. 1 табл., 2 ил.
Description
Изобретение относится к области получения высокодисперсных металлических порошков и может быть использовано при производстве сорбентов, катализаторов, биопрепаратов, в порошковой металлургии при получении низкокристаллических керамических материалов и композиционных сплавов.
Получение высокодисперсных металлических порошков осуществляется путем нагрева и электрического взрыва металлических заготовок под действием электрического т ока.
Известны способы получения металлических порошков, основанные на диспергировании металлической заготовки при пропускании по ней электрического тока. Металлические порошки получают из материала электродов при плавлении их электрической дугой. По патенту US 3529776 (B 02 C 19/18) предложен способ получения металлических порошков при разряде между электродами в инертном газе. Размер получаемых частиц при этом составляет 0,1-1 мкм.
В способе получения металлических порошков по патенту SU1639892 (B 22 F 9/02, B 22 F 9/14) плавление заготовки осуществляют короткой дугой в распыленном потоке охлаждающей нейтральной жидкости. По патенту US 5294242 (B 22 F 9/00) электродуговой нагрев осуществляют в криогенной жидкости, ток 30-330 A пропускают между проволочными электродами. По заявке на патент Jp 52-9615 заготовку в виде ленты или пластины непрерывно подают между электродами и осуществляют ее импульсное плавление в вакууме или нейтральной среде.
Известные способы позволяют получать металлические порошки с размером частиц 0,1-1 мкм при низкой производительности процесса.
Более высокую дисперсность и производительность обеспечивают способы получения металлических порошков, основанные на импульсном нагреве и испарении заготовок - на методе электрического взрыва.
Известен способ получения высокодисперсных металлических порошков путем электрического взрыва проводников (Ti, Ni, Nb, W, Al, Mo, Ta, Fe) в инертном газе (Ar, He), при повышенном давлении [1, 2].
К недостаткам указанного способа относится следующее.
Инертные газы (Ar, He, Xe) имеют низкую электрическую прочность, в пять раз меньше, чем, например, воздух или азот. Чтобы ток протекал по проволоке и приводил к ее взрыву, необходимо поддерживать в камере высокое давление газа порядка 106-107 Па. В результате повышаются ударные нагрузки и требования к механической прочности камеры взрыва. С другой стороны, повышенное давление ограничивает скорость радиального расширения продуктов электрического взрыва и увеличивает их плотность. Образование частиц происходит при повышенной концентрации, увеличиваются размер частиц и ширина распределения частиц по размерам. В этих условиях получаемый порошок имеет низкую площадь удельной поверхности.
Задачей изобретения является повышение удельной поверхности металлического порошка и его активности, а также повышение экономических показателей способа.
Указанные результаты достигаются тем, что металлический порошок получают путем электрического взрыва металлической заготовки в атмосфере азота при пониженном, но превышающем 13,3 Па давлении. При давлении азота 13,3 Па и меньше взрыва не происходит, т.к. заготовка шунтируется разрядом в окружающем ее газе.
На фиг. 1 показан электрический контур реализации способа.
На фиг. 2 показана функциональная схема реализации способа.
В исходном состоянии конденсатор 1 (фиг. 1) заряжен до напряжения V0, ключ 2 разомкнут, проволока 3 подана в зазор между электродами 4 и 5. При замыкании ключа 2 конденсатор 1 разряжается через проволоку 3 и происходит взрыв проволоки. Взрыв осуществляют в герметичной камере 6.
Проволоку 3 подают в зазор между электродами 4 и 5 непрерывно с помощью валков 7 (фиг. 2) и катушки с запасом проволоки 8. Это может быть проволока из чистых металлов (Al, Cu, W, Mo, Ni, Fe, Co, Ti, Pt, In, Ag, и т.д.) или из различных сплавов.
Герметичную камеру взрыва 6 предварительно вакуумируют вакуумной системой 9 и наполняют азотом из газовой системы 10. Давление контролируется с помощью датчика 11 и поддерживают в нужных пределах.
После требуемого количества взрывов наработанный порошок собирают и проводят анализы собранного порошка: состав определяют рентгеноструктурным анализом и методами аналитической химии, площадь удельной поверхности определяют методами низкотемпературной адсорбции и электронной микроскопии.
В таблице представлены значения площади удельной поверхности образцов алюминиевого порошка (S, м2/г), состава и условия их получения: газ, давление газа (P, Па), введенная в алюминиевую проволоку энергия w, отнесенная к энергии сублимации алюминия ws (w/ws).
В качестве примера выбран алюминий, потому что алюминий является одним из наиболее активных металлов, легко образующих нитрид.
Из таблицы видно, что получение алюминиевого порошка по предлагаемому способу существенно повышает площадь удельной поверхности. При давлении в камере взрыва P=13,3 Па и менее взрыва заготовки не происходит, т.к. электрический ток протекает по окружающему проволоку газу. Анализ показывает, что содержание азота в алюминиевом порошке как нитридного так и адсорбированного, не превышает 1,5 мас.%.
При низком давлении газа азотирования не происходит, были получены металлические порошки с суммарным содержанием азота менее 0,1 мас.%.
Предлагаемый способ более экономичен не только из-за использования более дешевого газа, но и низкого давления в камере взрыва и соответственно пониженных требований к механической прочности камеры. Как видно из таблицы, полученные порошки по предлагаемому способу не требуют высоких энергозатрат, не требуют высоких значений введенной энергии.
Таким образом, предлагаемый способ экономичен и позволяет существенно увеличить площадь удельной поверхности порошка.
Источники информации
1. Г.П. Глазунов, В.П. Канцедал, Л.А. Корниенко и др. Некоторые свойства мелкодиспрерсных порошков, полученных электрическим взрывом проводников в газе высокого давления. Вопросы атомной науки и техники. Серия "Автономное материаловедение", 1978, вып. 1(1), с. 21.
1. Г.П. Глазунов, В.П. Канцедал, Л.А. Корниенко и др. Некоторые свойства мелкодиспрерсных порошков, полученных электрическим взрывом проводников в газе высокого давления. Вопросы атомной науки и техники. Серия "Автономное материаловедение", 1978, вып. 1(1), с. 21.
2. Ю. А. Котов, Н.А. Яворовский. Исследование частиц, образующихся при электрическом взрыве проводников. Физика и химия обработки материалов, N 4, 1978, с.24-29.
Claims (1)
- Способ получения металлических порошков путем электрического взрыва металлической заготовки в газовой атмосфере, отличающийся тем, что взрыв осуществляют в атмосфере азота при давлении, превышающем 13,3 Па.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97115663A RU2120353C1 (ru) | 1997-09-17 | 1997-09-17 | Способ получения металлических порошков |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97115663A RU2120353C1 (ru) | 1997-09-17 | 1997-09-17 | Способ получения металлических порошков |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2120353C1 true RU2120353C1 (ru) | 1998-10-20 |
| RU97115663A RU97115663A (ru) | 1999-03-10 |
Family
ID=20197325
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU97115663A RU2120353C1 (ru) | 1997-09-17 | 1997-09-17 | Способ получения металлических порошков |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2120353C1 (ru) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6972115B1 (en) | 1999-09-03 | 2005-12-06 | American Inter-Metallics, Inc. | Apparatus and methods for the production of powders |
| RU2397046C2 (ru) * | 2008-10-14 | 2010-08-20 | Учреждение Российской академии наук Институт химической физики им.Н.Н.Семенова РАН (ИХФ РАН) | Способ получения субмикронных и наночастиц алюминия, имеющих плотное диэлектрическое покрытие |
| RU2699886C1 (ru) * | 2018-12-13 | 2019-09-11 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики прочности и матероиаловедения Сибирского отделения Российской академии наук (ИФПМ СО РАН) | Способ получения металлического порошка и устройство для его осуществления |
| RU2709304C1 (ru) * | 2019-06-15 | 2019-12-17 | Общество с ограниченной ответственностью "Передовые порошковые технологии" (ООО "Передовые порошковые технологии") | Способ получения смеси микро- и наночастиц бинарных сплавов |
| CN117733164A (zh) * | 2023-11-16 | 2024-03-22 | 重庆材料研究院有限公司 | 一种采用贵金属纳米粉末制备高温强度弥散材料的方法 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2222159A1 (ru) * | 1973-03-22 | 1974-10-18 | Industrial Materials Tech | |
| DE3233402C1 (de) * | 1982-09-09 | 1984-01-05 | ARBED Saarstahl GmbH, 6620 Völklingen | Verfahren und Vorrichtung zum Erzeugen von metallischen Pulvern |
| WO1988001919A1 (en) * | 1986-09-19 | 1988-03-24 | Nippon Kokan Kabushiki Kaisha | Apparatus for producing powder and process for its production |
| SU1639892A1 (ru) * | 1988-07-27 | 1991-04-07 | Институт металлофизики АН УССР | Способ получени металлических порошков |
| US5294242A (en) * | 1991-09-30 | 1994-03-15 | Air Products And Chemicals | Method for making metal powders |
| WO1995003907A1 (en) * | 1993-07-27 | 1995-02-09 | Nanophase Technologies Corporation | Method and apparatus for making nanostructured materials |
| RU2033901C1 (ru) * | 1993-09-13 | 1995-04-30 | Институт электрофизики Уральского отделения РАН | Способ получения сферических ультрадисперсных порошков оксидов активнных металлов |
| RU2048277C1 (ru) * | 1991-04-04 | 1995-11-20 | Акционерное общество "Сервер" | Способ получения высокодисперсных порошков неорганических веществ |
-
1997
- 1997-09-17 RU RU97115663A patent/RU2120353C1/ru active
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2222159A1 (ru) * | 1973-03-22 | 1974-10-18 | Industrial Materials Tech | |
| DE3233402C1 (de) * | 1982-09-09 | 1984-01-05 | ARBED Saarstahl GmbH, 6620 Völklingen | Verfahren und Vorrichtung zum Erzeugen von metallischen Pulvern |
| WO1988001919A1 (en) * | 1986-09-19 | 1988-03-24 | Nippon Kokan Kabushiki Kaisha | Apparatus for producing powder and process for its production |
| SU1639892A1 (ru) * | 1988-07-27 | 1991-04-07 | Институт металлофизики АН УССР | Способ получени металлических порошков |
| RU2048277C1 (ru) * | 1991-04-04 | 1995-11-20 | Акционерное общество "Сервер" | Способ получения высокодисперсных порошков неорганических веществ |
| US5294242A (en) * | 1991-09-30 | 1994-03-15 | Air Products And Chemicals | Method for making metal powders |
| WO1995003907A1 (en) * | 1993-07-27 | 1995-02-09 | Nanophase Technologies Corporation | Method and apparatus for making nanostructured materials |
| RU2033901C1 (ru) * | 1993-09-13 | 1995-04-30 | Институт электрофизики Уральского отделения РАН | Способ получения сферических ультрадисперсных порошков оксидов активнных металлов |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Г.П.Глазунов и др. Некоторые свойства мелкодисперсных порошков, полученных электрическим взрывом проводников в газе высокого давления. Вопросы атомной науки и техники. Серия "Атомное материаловедение". 1978, вып. 1(1), с.21. * |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6972115B1 (en) | 1999-09-03 | 2005-12-06 | American Inter-Metallics, Inc. | Apparatus and methods for the production of powders |
| RU2397046C2 (ru) * | 2008-10-14 | 2010-08-20 | Учреждение Российской академии наук Институт химической физики им.Н.Н.Семенова РАН (ИХФ РАН) | Способ получения субмикронных и наночастиц алюминия, имеющих плотное диэлектрическое покрытие |
| RU2699886C1 (ru) * | 2018-12-13 | 2019-09-11 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики прочности и матероиаловедения Сибирского отделения Российской академии наук (ИФПМ СО РАН) | Способ получения металлического порошка и устройство для его осуществления |
| RU2709304C1 (ru) * | 2019-06-15 | 2019-12-17 | Общество с ограниченной ответственностью "Передовые порошковые технологии" (ООО "Передовые порошковые технологии") | Способ получения смеси микро- и наночастиц бинарных сплавов |
| CN117733164A (zh) * | 2023-11-16 | 2024-03-22 | 重庆材料研究院有限公司 | 一种采用贵金属纳米粉末制备高温强度弥散材料的方法 |
| WO2025103143A1 (zh) * | 2023-11-16 | 2025-05-22 | 重庆材料研究院有限公司 | 一种采用贵金属纳米粉末制备高温强度弥散材料的方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3389862B1 (en) | Method of producing spheroidal dehydrogenated titanium alloy particles | |
| EP1689519B1 (en) | Process for the synthesis, separation and purification of powder materials | |
| Mamedov | Spark plasma sintering as advanced PM sintering method | |
| US5062936A (en) | Method and apparatus for manufacturing ultrafine particles | |
| WO1996013339A1 (en) | Graphite encapsulated nanophase particles produced by a tungsten arc method | |
| Omurzak et al. | Synthesis method of nanomaterials by pulsed plasma in liquid | |
| US5578108A (en) | Ultrafine particles of amorphous metal and method for production thereof | |
| WO1992017303A1 (en) | Method and installation for obtaining highly dispersive powders of non-organic substances | |
| RU2120353C1 (ru) | Способ получения металлических порошков | |
| RU2048277C1 (ru) | Способ получения высокодисперсных порошков неорганических веществ | |
| JPH0326331A (ja) | 超微粉製造装置 | |
| Zhang et al. | Plasma catalytic synthesis of silver nanoparticles | |
| US3932760A (en) | Powder activation in an inert atmosphere | |
| RU2055698C1 (ru) | Способ получения ультрадисперсных порошков | |
| US4818283A (en) | Dispersion hardened copper alloys and production process therefore | |
| KR950008375B1 (ko) | 접점 재료의 형성 방법 | |
| US4735652A (en) | Process for producing agglomerates of aluminum based material | |
| RU2133173C1 (ru) | Способ получения порошка с микрокристаллической структурой | |
| JPS60224706A (ja) | 金属超微粒子の製造法 | |
| JPH0867503A (ja) | 水素化チタン超微粒子の製造方法 | |
| RU2829391C1 (ru) | Способ получения никелевого порошка из отходов никеля марки ПНК-0Т1 в воде дистиллированной | |
| US20240051020A1 (en) | A method for producing a metal powder, comprising an electric explosion of a piece of a steel wire | |
| RU2115515C1 (ru) | Способ получения высокодисперсных порошков неорганических веществ | |
| RU2112629C1 (ru) | Способ получения алюминиевого порошка | |
| RU2779558C1 (ru) | Способ регенерации в термической плазме отработанных металлических порошков аддитивных технологий |