RU2359784C1 - Способ получения высокодисперсных порошков неорганических веществ - Google Patents
Способ получения высокодисперсных порошков неорганических веществ Download PDFInfo
- Publication number
- RU2359784C1 RU2359784C1 RU2007141147/02A RU2007141147A RU2359784C1 RU 2359784 C1 RU2359784 C1 RU 2359784C1 RU 2007141147/02 A RU2007141147/02 A RU 2007141147/02A RU 2007141147 A RU2007141147 A RU 2007141147A RU 2359784 C1 RU2359784 C1 RU 2359784C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- workpieces
- conductive
- workpiece
- inorganic substances
- billets
- Prior art date
Links
Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области получения высокодисперсных порошков неорганических веществ путем электрического взрыва заготовок. Токопроводящие заготовки, выполненные из металлов и сплавов, имеющие отношение их удельных сопротивлений в жидком и твердом состоянии, равное 1 или более, предварительно нагревают. Далее взрывают в газовой среде под воздействием импульса тока, подаваемого на заготовки от источника питания. Нагрев осуществляют пропусканием через заготовки электрического тока от дополнительного источника питания в течение времени Δt, выбранного из условия: 
,
где Δt - время, в течение которого через заготовку пропускают электрический ток от дополнительного источника питания, с; µ0 - магнитная постоянная, Гн/м; r - радиус токопроводящей заготовки, м; ρn - удельное электрическое сопротивление материала токопроводящей заготовки при нормальных условиях, Ом·м; γж - плотность жидкого металла, кг/м3; α - коэффициент поверхностного натяжения, кг/с2. Обеспечивается повышение производительности за счет увеличения габаритов заготовок. 1 табл.
Description
Изобретение относится к области получения высокодисперсных порошков неорганических веществ, таких как металлы, оксиды, карбиды, нитриды, путем электрического взрыва заготовок-проволочек. Получаемые этим способом порошки могут использоваться в качестве активаторов спекания композиционных материалов, модификаторов литья; для изготовления низкотемпературных высокопрочных припоев, магнитных материалов, сорбентов, катализаторов, биопрепаратов, красителей, присадок к маслам и т.п.
Известен способ получения высокодисперсных порошков неорганических веществ (РФ, патент №2115515, МПК 6 B22F 9/14, опубл. 1998.07.20), в котором электрический взрыв заготовок путем пропускания через них электрического тока осуществляют при плотности тока, достаточной для предотвращения неоднородного нагрева заготовок, а именно медных и алюминиевых заготовок при плотности тока 2·107 А/см2 и более, заготовок из платины - 1,4·107 А/см2, заготовок из железа - 107 А/см2 и более.
Одним из основных недостатков этого способа является узкая область его применения, так как фактически он разработан для ограниченного числа видов металлов, сплавы металлов в нем вообще не рассматриваются. Другим важным недостатком является его сравнительно низкая производительность.
Наиболее близким к предложенному способу является способ получения высокодисперсных порошков неорганических веществ (РФ, патент №2048277, МПК 6 B22F 9/14, опубл. 1995.11.20), включающий взрыв заготовок из металлов и сплавов диаметром 0,2-0,7 мм под воздействием импульса тока в газовой среде при давлении 0,5-10,0 атм и при плотности энергии, передаваемой на заготовку, не более 15 мкс, от 0,9 энергии сублимации материала заготовки до энергии его ионизации. При этом используют металлы и сплавы, имеющие отношение удельных сопротивлений металла в жидком и твердом состоянии, равное 1 или более, причем металлы выбраны из ряда: алюминий, олово, медь, серебро, никель, железо, вольфрам, молибден, а сплавы выбраны из ряда: латунь, никель-хром (80 мас.% никеля и 20 мас.% хрома), железо-никель (50 мас.% железа и 50 мас.% никеля). В качестве газовой среды используют газы, выбранные из группы: водород, гелий, аргон, а также из группы: воздух, азот, ацетилен или их смеси с аргоном или гелием.
Основным недостатком способа-прототипа является его сравнительно низкая производительность.
Основным техническим результатом предложенного способа является то, что его производительность, как видно из проведенных нами экспериментов, выше производительности способа-прототипа в 4-10 раз.
Такой эффект удается получить за счет того, что в предложенном изобретении решена задача получения качественного высокодисперсного порошка при увеличенных габаритах (диаметра и длины) взрываемых заготовок.
Основной технический результат достигается тем, что в способе поучения высокодисперсных порошков неорганических веществ, включающем взрыв токопроводящих заготовок в газовой среде под воздействием импульса тока, подаваемого на заготовки от источника питания, причем токопроводящие заготовки выполнены из металлов и сплавов, имеющих отношение их удельных сопротивлений в жидком и твердом состоянии, равное 1 или более, согласно предложенному решению перед взрывом токопроводящих заготовок их предварительно нагревают до плавления путем пропускания через них электрического тока от дополнительного источника питания в течение времени Δt, выбранного из условия: 
где Δt - время, в течение которого через заготовку пропускают электрический ток от
дополнительного источника питания, с;
µ0 - магнитная постоянная, Гн/м;
γ - радиус токопроводящей заготовки, м;
ρn - удельное электрическое сопротивление материала токопроводящей заготовки при
нормальных условиях, Ом·м;
γж - плотность жидкого метала, кг/м3;
α - коэффициент поверхностного натяжения, кг/с2.
Эксперименты проводились исходя из условия получения высокодисперсных порошков такого же качества, как в способе-прототипе. Проведение способа иллюстрируется нижеследующими примерами.
Пример 1. Осуществляют получение высокодисперсного порошка никеля. Используют никелевую проволоку диаметром 1,5 мм и длиной 170 мм. Отношение удельных сопротивлений никеля в жидком и твердом состоянии равно 1,33. Емкость источника питания составляет 70 мкФ, а зарядное напряжение - 30 кВ. Перед получением порошка камеру вакуумируют и заполняют азотом марки Х4 до давления 4·104 Па. На заготовку от источника питания подают энергию 80 Дж/мм3. Предварительный нагрев осуществляют от дополнительного источника питания емкостью 7,4 мкФ при зарядном напряжении 30 кВ. Производительность процесса на один импульс составила 300 мм3 (2,6 г/импульс), что в 6,8 раза выше производительности способа-прототипа. Средний размер частиц получаемого порошка составил 90 нм (в прототипе 220 нм).
Пример 2. Осуществляют получение высокодисперсного порошка алюминия путем взрыва алюминиевой проволоки. Используют алюминиевую проволоку диаметром 0,8 мм и длиной 250 мм. Отношение удельных сопротивлений алюминия в жидком и твердом состоянии равно 2,2. Емкость источника питания составляет 30 мкФ, зарядное напряжение - 20 кВ. Перед получением порошка камеру вакуумируют и заполняют азотом марки Х4 до давления 4·104 Па. На заготовку от источника питания подают энергию 45 Дж/мм3. Предварительный нагрев осуществляют от дополнительного источника питания, имеющего емкость 3 мкФ, заряжаемую до напряжения 20 кВ. Производительность процесса на один импульс составила 125 мм3 (0,33 г/импульс), что в 10 раз выше производительности способа-прототипа. Площадь удельной поверхности порошка - 28 м2/г (в прототипе 24 м2/г). Средний размер частиц d полученного порошка, как и в прототипе, 80 нм.
В приведенной ниже таблице представлены данные по дисперсности порошка алюминия в зависимости от времени предварительного нагрева заготовок с помощью дополнительного источника питания.
| № п/п | Δt, c | d, нм | Примечание |
| 1 | 6·10-6 | 120 | |
| 2 | 6,3·10-6 | 78 | Заявляемый объект |
| 3 | 5,5·10-5 | 80 | |
| 4 | 9·10-5 | 82 | |
| 5 | 4,6·10-4 | 80 | |
| 6 | 5·10-4 | 300 |
В таблице Δt, равное 6,3·10-6, с, является
a Δt, равное 4,6·10-4, с, является 
, с.
Аналогичные результаты получены при использовании заготовок из других металлов и сплавов.
Проведенные нами экспериментальные работы с использованием заготовок различных металлов и сплавов показали, что производительность предложенного способа выше производительности способа-прототипа в 4-10 раз.
Claims (1)
- Способ получения высокодисперсных порошков неорганических веществ, включающий взрыв токопроводящих заготовок в газовой среде под воздействием импульса тока, подаваемого на заготовки от источника питания, причем токопроводящие заготовки выполнены из металлов и сплавов, имеющих отношение их удельных сопротивлений в жидком и твердом состоянии, равное 1 или более, отличающийся тем, что перед взрывом токопроводящих заготовок их предварительно нагревают до плавления путем пропускания через них электрического тока от дополнительного источника питания в течение времени Δt, выбранного из условия:
где Δt - время, в течение которого через заготовку пропускают электрический ток от дополнительного источника питания, с;
µ0 - магнитная постоянная, Гн/м;
r - радиус токопроводящей заготовки, м;
ρn - удельное электрическое сопротивление материала токопроводящей заготовки при нормальных условиях, Ом·м;
γж - плотность жидкого металла, кг/м3;
α - коэффициент поверхностного натяжения, кг/с2.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007141147/02A RU2359784C1 (ru) | 2007-11-06 | 2007-11-06 | Способ получения высокодисперсных порошков неорганических веществ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007141147/02A RU2359784C1 (ru) | 2007-11-06 | 2007-11-06 | Способ получения высокодисперсных порошков неорганических веществ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2359784C1 true RU2359784C1 (ru) | 2009-06-27 |
Family
ID=41027110
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007141147/02A RU2359784C1 (ru) | 2007-11-06 | 2007-11-06 | Способ получения высокодисперсных порошков неорганических веществ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2359784C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109991131A (zh) * | 2019-03-12 | 2019-07-09 | 华中科技大学 | 表面张力常数确定模型及方法、以及表面张力测量方法 |
-
2007
- 2007-11-06 RU RU2007141147/02A patent/RU2359784C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109991131A (zh) * | 2019-03-12 | 2019-07-09 | 华中科技大学 | 表面张力常数确定模型及方法、以及表面张力测量方法 |
| CN109991131B (zh) * | 2019-03-12 | 2020-08-04 | 华中科技大学 | 表面张力常数确定模型及方法、以及表面张力测量方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Berkowitz et al. | Spark erosion: A method for producing rapidly quenched fine powders | |
| US20070101823A1 (en) | Process and apparatus for producing metal nanoparticles | |
| EP1536910A1 (en) | Radial pulsed arc discharge gun for synthesizing nanopowders | |
| US9855602B2 (en) | Method of manufacturing metal composite powder by wire explosion in liquid and multi carbon layer coated metal composite powder | |
| JP2013040396A (ja) | 超硬合金及びその製造方法 | |
| KR20150002349A (ko) | 전기폭발에 의한 금속 나노분말의 제조방법 및 제조장치 | |
| US3286334A (en) | Production of dispersion hardened materials | |
| RU2359784C1 (ru) | Способ получения высокодисперсных порошков неорганических веществ | |
| Budin et al. | The influence of the production technology of iron-copper composite alloy on its erosion properties in a high-current high-pressure arc | |
| RU2048277C1 (ru) | Способ получения высокодисперсных порошков неорганических веществ | |
| Yanık et al. | Synthesis and characterization of aluminium nanoparticles by electric arc technique | |
| JP2004091241A (ja) | 炭化タングステン系超硬質材料及びその製造方法 | |
| Kim et al. | Nanocomposites TiB 2-Cu: consolidation and erosion behavior | |
| RU2115515C1 (ru) | Способ получения высокодисперсных порошков неорганических веществ | |
| WO2019107265A1 (ja) | 導電性先端部材及びその製造方法 | |
| Zhuge et al. | Nanocomposite W–4.5% ThO2 thermionic cathode | |
| RU2754543C1 (ru) | Способ получения металлического порошка | |
| US2786128A (en) | Apparatus for spark machining | |
| KR102138353B1 (ko) | 도전성 지지 부재 및 그 제조 방법 | |
| WO1994024327A1 (en) | Tungsten-base electrode material | |
| RU2120353C1 (ru) | Способ получения металлических порошков | |
| Gordeev et al. | Effect of liquid-phase sintering as a means of quality enhancement of pseudoalloys based on copper | |
| Olha et al. | The impact of high voltage electric discharge treatment on the properties of Cu–Al powder mixture | |
| RU2567418C1 (ru) | Способ получения композиционного материала на основе меди для электрических контактов | |
| RU2773963C1 (ru) | Способ получения никельхромовых порошков из отходов сплава Х20Н80 в керосине осветительном |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20161107 |