RU2302927C1 - Method for producing finely dispersed metal powders - Google Patents
Method for producing finely dispersed metal powders Download PDFInfo
- Publication number
- RU2302927C1 RU2302927C1 RU2005132771/02A RU2005132771A RU2302927C1 RU 2302927 C1 RU2302927 C1 RU 2302927C1 RU 2005132771/02 A RU2005132771/02 A RU 2005132771/02A RU 2005132771 A RU2005132771 A RU 2005132771A RU 2302927 C1 RU2302927 C1 RU 2302927C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- metal
- powder
- condenser
- working surface
- condensation
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к газофазной технологии получения высокодисперсных и ультрадисперсных порошков металлов.The invention relates to gas-phase technology for the production of highly dispersed and ultrafine metal powders.
Газофазный способ получения металлических порошков известен (Фришберг И.В. и др. Газофазный метод получения порошков. М., Наука, 1978) и включает подачу металла в испаритель, нагрев до парообразного состояния, перенос струи металлического пара в камеру конденсации, конденсацию и осаждение металлического порошка, извлечение порошка, как готового продукта.A gas-phase method for producing metal powders is known (IV Frishberg et al. A gas-phase method for producing powders. M., Nauka, 1978) and includes supplying metal to an evaporator, heating to a vapor state, transferring a stream of metal vapor into a condensation chamber, condensation and deposition metal powder, powder extraction, as a finished product.
Наиболее близким к заявляемому является способ получения высокодисперсных порошков (Патент РФ №2113942, публ. 1998 г.).Closest to the claimed is a method for producing fine powders (RF Patent No. 2113942, publ. 1998).
Известный способ осуществляют путем нагрева расплавленного металла до температуры кипения, при этом металл последовательно пропускают через зоны нагрева, кипения и перегрева при постепенном повышении температуры, а движение пара в зоне перегрева до выхода из нее осуществляют в виде организованного направленного по оси потока.The known method is carried out by heating the molten metal to a boiling point, while the metal is sequentially passed through the heating, boiling and overheating zones with a gradual increase in temperature, and the movement of steam in the overheating zone before exiting it is carried out in the form of an organized flow directed along the axis.
Для повышения степени постоянства гранулометрического состава получаемого порошка, в известном способе «управляют» процессом парообразования таким образом, что при выходе паров металла из испарителя в зону конденсации формируется струя истечения пара, имеющая геометрию, исключающую массовый выброс капель металла в зону конденсации.To increase the degree of constancy of the particle size distribution of the obtained powder, in the known method, the process of vaporization is “controlled” in such a way that when the metal vapor exits the evaporator into the condensation zone, a vapor stream is formed having a geometry that excludes the mass emission of metal droplets into the condensation zone.
Формирование геометрии струи истечения металлического пара в известном способе осуществляют путем изменения температуры нагрева металла до состояния кипения и перегрева при его движении из зоны испарения в зону конденсации через приспособления, регулирующие направление потока пара и формы струи.The formation of the geometry of the stream of expiration of the metal vapor in the known method is carried out by changing the temperature of heating the metal to a boiling state and overheating when it moves from the evaporation zone to the condensation zone through devices that regulate the direction of steam flow and the shape of the jet.
Таким образом, управление процессом парообразования в известном способе представляет собой совокупность приемов по изменению температурного режима металла с подбором геометрии патрубков для истечения струи металлического пара.Thus, the control of the process of vaporization in the known method is a set of techniques for changing the temperature of the metal with the selection of the geometry of the nozzles for the expiration of the jet of metal vapor.
Сложный процесс управления не может являться во всех случаях надежным и усложняет оборудование для его реализации.A complex management process cannot always be reliable and complicates the equipment for its implementation.
Задача настоящего изобретения состоит в упрощении способа получения металлических порошков.The objective of the present invention is to simplify the method of producing metal powders.
Для решения поставленной задачи способ получения высокодисперсных порошков металлов включает нагрев металла до температуры кипения, испарение, конденсацию пара, осаждение и удаление порошка металла, при этом конденсацию и рост частиц металла осуществляют в зоне толщиной, приближающейся к постоянной, в конденсаторе, форма рабочей поверхности которого максимально приближена к форме струи истечения пара, а удаление порошка металла осуществляют непрерывно по всей рабочей поверхности конденсатора.To solve this problem, a method of producing finely dispersed metal powders includes heating the metal to a boiling point, evaporation, vapor condensation, deposition and removal of metal powder, while the condensation and growth of metal particles is carried out in a zone of thickness approaching a constant, in a condenser, the shape of the working surface of which as close as possible to the shape of the steam jet, and the removal of metal powder is carried out continuously across the entire working surface of the condenser.
В частном случае удаление порошка металла осуществляют постоянно вращающимися щетками.In the particular case, the removal of metal powder is carried out by constantly rotating brushes.
Сущность заявленного способа заключается в следующем.The essence of the claimed method is as follows.
В процессе конденсации, в результате взаимодействия струи раскаленного пара и охлаждаемых стенок конденсатора формируется зона роста частиц, которая представляет собой расстояние между областями «чистого» пара и аэрозольной смесью металлического порошка и нейтрального газа.In the process of condensation, as a result of the interaction of a jet of hot steam and the cooled walls of the condenser, a particle growth zone is formed, which is the distance between the areas of "clean" steam and an aerosol mixture of metal powder and neutral gas.
Когда форма рабочего пространства конденсатора максимально приближена к форме струи истечения пара из испарителя таким образом, чтобы было возможно образование зоны роста частиц металла с толщиной, приближающейся к постоянной, условия для конденсации пара приближаются к постоянным для всей струи.When the shape of the working space of the condenser is as close as possible to the shape of the jet of steam flowing out of the evaporator in such a way that it is possible to form a growth zone of metal particles with a thickness approaching a constant, the conditions for condensation of steam approach constant for the entire jet.
Это положительно влияет на качество получаемого порошка, в том числе на постоянство гранулометрического состава частиц порошка.This positively affects the quality of the resulting powder, including the constancy of the particle size distribution of the powder particles.
При этом конденсацию пара осуществляют при непрерывном удалении порошка со всей рабочей поверхности конденсатора, т.к. не будучи удаленными, частицы порошка могут неравномерно осаждаться на стенках рабочего пространства конденсатора, «сужать» толщину зоны роста, что приведет к изменению условий охлаждения пара.In this case, steam condensation is carried out with continuous removal of powder from the entire working surface of the condenser, because without being removed, the powder particles can unevenly settle on the walls of the condenser working space, “narrow” the thickness of the growth zone, which will lead to a change in the cooling conditions of the vapor.
Кроме того, непрерывный режим удаления порошка исключает необходимость отключения установки, на которой реализуется способ. В результате, температура охлаждения не изменяется в процессе получения порошка, что положительно сказывается на стойкости оборудования.In addition, the continuous mode of powder removal eliminates the need to turn off the installation on which the method is implemented. As a result, the cooling temperature does not change in the process of obtaining the powder, which positively affects the durability of the equipment.
Новый технический результат, достигаемый изобретением, заключается в высоком качестве порошка за счет постоянства температурного режима охлаждения металлической струи пара, достигаемого более простым и более надежным способом.A new technical result achieved by the invention is the high quality of the powder due to the constancy of the temperature regime of cooling the metal steam jet, achieved in a simpler and more reliable way.
Пример. На чертеже изображена принципиальная схема реализации способа. 3-5 кг испаряемой меди загружают в приемный бункер 1 установки, вакуумированной до остаточного давления 10-2 мм/Hg.Example. The drawing shows a schematic diagram of the implementation of the method. 3-5 kg of evaporated copper is loaded into the receiving hopper 1 of the installation, evacuated to a residual pressure of 10 -2 mm / Hg.
С помощью вибропитателя металл подают в испаритель 2, предварительно нагретый до температуры 2300-2500°С. Из испарителя металл в виде струи 3 пара через цилиндрический патрубок 4 вдувают в конденсатор 5, заполненный аргоном до давления 15-30 мм/Hg. При этом визуально следят за формой струи пара и с помощью мощности испарителя формируют ее, максимально приближая к форме рабочей поверхности рабочего пространства конденсатора.Using a vibratory feeder, the metal is fed into the evaporator 2, preheated to a temperature of 2300-2500 ° C. From the evaporator, metal in the form of a jet of 3 steam through a cylindrical pipe 4 is blown into a condenser 5 filled with argon to a pressure of 15-30 mm / Hg. At the same time, they visually monitor the shape of the steam jet and, using the power of the evaporator, form it, bringing it as close as possible to the shape of the working surface of the condenser working space.
При достижении этого условия, струя пара конденсируется более менее равномерно с образованием зоны 6 роста частиц с толщиной, приближающейся к постоянной. Частицы в виде порошка оседают на внутренних стенках конденсатора и с помощью щеток 7 через патрубок 8 удаляются в накопительный баллон 9. При заполнении баллона патрубок 8 перекрывают, баллон заменяют на порожний, который вакуумируют до остаточного давления 10-2 мм/Hg и при открытии патрубка 8 заполняют готовым порошком.When this condition is achieved, the steam jet condenses more or less uniformly with the formation of a zone 6 of particle growth with a thickness approaching a constant. Particles in the form of powder are deposited on the inner walls of the condenser and, using brushes 7, are removed through the nozzle 8 into the storage cylinder 9. When filling the cylinder, the nozzle 8 is closed, the cylinder is replaced by an empty one, which is evacuated to a residual pressure of 10 -2 mm / Hg and when the nozzle is opened 8 is filled with the finished powder.
При испарении всего загруженного металла, его новая порция вновь загружается в бункер 1.When the evaporation of all the loaded metal, its new portion is again loaded into the hopper 1.
Процесс испарения и конденсации при этом не прерывается.The process of evaporation and condensation is not interrupted.
Для изготовления порошка цинка установку откачивают до остаточного давления 10-2 мм/Hg и заполняют азотом. Металл в виде промышленной «чушки» весом 20-25 кг помещают в испаритель. Процесс ведут описанным выше образом при температуре 1200-1300°С.To make zinc powder, the installation is pumped out to a residual pressure of 10 -2 mm / Hg and filled with nitrogen. Metal in the form of an industrial "ingot" weighing 20-25 kg is placed in the evaporator. The process is carried out as described above at a temperature of 1200-1300 ° C.
Порошок кадмия получают при температуре 1500-1600°С.Cadmium powder is obtained at a temperature of 1500-1600 ° C.
Способ может быть использован для получения порошков в том числе таких металлов, как олово, свинец, серебро и пр.The method can be used to obtain powders including metals such as tin, lead, silver, etc.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005132771/02A RU2302927C1 (en) | 2005-10-24 | 2005-10-24 | Method for producing finely dispersed metal powders |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005132771/02A RU2302927C1 (en) | 2005-10-24 | 2005-10-24 | Method for producing finely dispersed metal powders |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2302927C1 true RU2302927C1 (en) | 2007-07-20 |
Family
ID=38431040
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005132771/02A RU2302927C1 (en) | 2005-10-24 | 2005-10-24 | Method for producing finely dispersed metal powders |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2302927C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106925789A (en) * | 2015-12-30 | 2017-07-07 | 四平市高斯达纳米材料设备有限公司 | A kind of production technology of high-frequency plasma method chromium nano powder |
-
2005
- 2005-10-24 RU RU2005132771/02A patent/RU2302927C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106925789A (en) * | 2015-12-30 | 2017-07-07 | 四平市高斯达纳米材料设备有限公司 | A kind of production technology of high-frequency plasma method chromium nano powder |
| CN106925789B (en) * | 2015-12-30 | 2019-03-08 | 四平市高斯达纳米材料设备有限公司 | A kind of production technology of high-frequency plasma method chromium nano powder |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5609921A (en) | Suspension plasma spray | |
| Sun et al. | Review of the methods for production of spherical Ti and Ti alloy powder | |
| CN114641462A (en) | Unique raw material for spherical powder and manufacturing method | |
| KR102035813B1 (en) | Deposition method and device | |
| JP2017528602A (en) | Equipment for forming a coating on the surface of a component, band-like material or tool | |
| CA3196653A1 (en) | Systems and methods for synthesis of spheroidized metal powders | |
| Smirnov et al. | Receiving finely divided metal powder by inert gas atomization | |
| CN105618771A (en) | Radio frequency plasma preparation method and device for micro spherical titanium powder | |
| CN103205723A (en) | Preparation device and method of nanometer superfine powder | |
| RU2302927C1 (en) | Method for producing finely dispersed metal powders | |
| NZ550563A (en) | Improvements in spray freeze drying | |
| US7823810B2 (en) | Method and device for the production and/or conditioning of powdered material | |
| US20050150759A1 (en) | Powder and coating formation method and apparatus | |
| KR20190029057A (en) | Physical Vapor Deposition Device and Method | |
| KR20200056073A (en) | Manufacturing apparatus and manufacturing method of nanopowder using DC arc plasma and apparatus for manufacturing the same | |
| JP2016507645A5 (en) | ||
| RU2446915C2 (en) | Method of producing refractory material powder and device to this end | |
| RU2693989C1 (en) | Method of producing structurally gradient powder materials (versions) | |
| Ivannikov et al. | Research and development of the inert gas atomization of the wire by means of arc spraying | |
| UA81169C2 (en) | Process for preparation of coal-containing material by method of electron-beam evaporation of carbon in vacuum with subsequent condensation on substrate and a unit for realizing the same and at least one additional component | |
| RU2534089C1 (en) | Method for obtaining fractionated ultradisperse metal powders | |
| RU2477763C1 (en) | Method for obtaining polymer nanocomposite material | |
| KR100943453B1 (en) | Device and method for manufacturing ultra-fine metal powders and metal vaporizing apparatus used to them | |
| US20070062333A1 (en) | Method and apparatus for producing metallic ultrafine particles | |
| RU2762455C1 (en) | Method for creating structural gradient powder materials |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20111025 |