RU2421395C1 - Способ получения нитрида алюминия - Google Patents
Способ получения нитрида алюминия Download PDFInfo
- Publication number
- RU2421395C1 RU2421395C1 RU2009147541/05A RU2009147541A RU2421395C1 RU 2421395 C1 RU2421395 C1 RU 2421395C1 RU 2009147541/05 A RU2009147541/05 A RU 2009147541/05A RU 2009147541 A RU2009147541 A RU 2009147541A RU 2421395 C1 RU2421395 C1 RU 2421395C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- magnetic field
- aluminium nitride
- aluminum nitride
- burning
- nanopowder
- Prior art date
Links
Landscapes
- Ceramic Products (AREA)
Abstract
Изобретение относится к технологии получения нитрида алюминия и предназначено для использования в технологии тугоплавких керамических изделий. Нитрид алюминия получают путем сжигания нанопорошка алюминия в воздухе, причем в процессе сжигания на него действуют постоянным магнитным полем с индукцией 0,30-0,40 Тл. Технический результат изобретения заключается в повышении выхода (до 83 мас.%) нитрида алюминия в продуктах сгорания. 2 табл.
Description
Изобретение относится к способам получения нитридов сжиганием в воздухе порошкообразных металлов и предназначено для технологии тугоплавких керамических изделий, в частности, с повышенной теплопроводностью и с высокими диэлектрическими свойствами.
Известен способ получения нитрида алюминия (Патент РФ №2154019, МПК6 C01B 21/072, опубликован 10.08.2000 г.). Согласно этому способу нитрид алюминия получают путем сжигания ультрадисперсного порошка алюминия в воздухе. При этом ультрадисперсный порошок алюминия сжигают в замкнутом объеме при исходном соотношении ультрадисперсного нанопорошка алюминия к воздуху от 1,0:2,20 до 1,80:1,0 мас.ч.
К недостаткам этого способа относятся низкое содержание нитрида алюминия в продуктах сгорания, не превышающее 74,0 мас.%.
Наиболее близким по технической сущности является способ получения нитрида алюминия, выбранный нами за прототип (Патент РФ №2247694, МПК7 C01B 21/072, опубликован 10.03.2005 г.), согласно которому в момент горения нанопорошка алюминия на него воздействуют ультрафиолетовым излучением мощностью не менее 1,6·10-2 Вт/см2.
Недостатки данного способа - это низкое содержание нитрида алюминия в продуктах сгорания, не превышающее 80,9 мас.%, и высокие энергозатраты, обусловленные применением источника ультрафиолетового излучения мощностью не менее 1,6·10-2 Вт/см2.
Основной технический результат предложенного нами технического решения - увеличение выхода нитрида алюминия. Содержание нитрида алюминия в продуктах сгорания при таком способе сжигания достигает 83 мас.%. Кроме того, согласно предложенному способу не требуются дополнительные источники энергии.
Поставленная техническая задача достигается тем, что в способе получения нитрида алюминия путем сжигания ультрадисперсного порошка алюминия в воздухе согласно предложенному решению процесс сжигания осуществляют в постоянном магнитном поле с индукцией 0,30-0,40 Тл.
Пример
Для определения влияния магнитного поля на выход нитрида алюминия были приготовлены 2 серии навесок нанопорошка алюминия: 1,5; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0; 6,0 г. С увеличением массы навески увеличивается температура горения: условия рассеяния тепла становятся менее оптимальными. Для сжигания использовали алундовый тигель объемом 20 см2. Каждая серия дублировалась 3 раза для повышения точности измерений. Навеску помещали в алундовый тигель, который располагали на подложке из алюминия толщиной 5 мм, и инициировали процесс горения с помощью нихромовой спирали, через которую пропускали электрический ток. После сгорания нанопорошка и его охлаждения естественным путем образец измельчали и подвергали рентгенофазовому анализу (дифрактометр ДРОН 3.0). Вторую серию образцов сжигали в этом же тигле, располагая его между полюсами постоянного магнита с индукцией 0,40 Тл. Образцы нанопорошка, сгоревшего в магнитном поле, также измельчали и подвергали рентгенофазовому анализу. Результаты измерений содержания AlN с помощью РФА для образцов, сожженных вне поля и в поле постоянного магнита, приведены в таблице 1.
Согласно полученным результатам (таблица 1) с увеличением массы навески для обеих серий образцов наблюдается увеличение содержания нитрида алюминия, но при сжигании в магнитном поле для навесок 4,0 г нанопорошка алюминия и более его содержание превышает на 2-3 мас.% содержание нитрида алюминия при сжигании без магнитного поля при УФ-облучении. Оптимальным является диапазон навесок нанопорошка алюминия от 4,0 г и более, а при меньших навесках различие в содержании нитрида алюминия при сжигании в магнитном поле и без него практически одинаково. При увеличении межполюсного объема (наличии магнита большего размера) масса навесок может составлять десятки и сотни граммов.
Для определения максимального выхода нитрида алюминия от величины индукции магнитного поля использовали электромагнит с изменяемой силой тока в его обмотках. Результаты определения выхода нитрида алюминия после сжигания нанопорошка алюминия в магнитном поле приведены в таблице 2.
Согласно полученным результатам с ростом индукции магнитного поля наблюдается увеличение выхода нитрида алюминия, но превышение выхода в сравнении с прототипом происходит при сгорании в магнитном поле с индукцией 0,30 Тл, а при индукции магнитного поля более 0,40 Тл рост выхода AlN прекращается. Таким образом, оптимальным является диапазон величин индукции магнитного поля от 0,30 до 0,40 Тл.
| Таблица 1. | ||||
| СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НИТРИДА АЛЮМИНИЯ | ||||
| № | Масса навески исходного нанопорошка Al, г | Содержание A1N в продуктах сгорания | Примечание | |
| без магнитного поля, УФ-облучение 2·10-3 Вт/см2, мас.% | в магнитном поле, мас.% | |||
| 1 | 1,5 | 78,4 | 73,9 | |
| 2 | 2,0 | 80,3 | 78,5 | |
| 3 | 3,0 | 80,9 | 82,8 | |
| 4 | 4,0 | 81,0 | 82,9 | Заявляемый способ |
| 5 | 5,0 | 81,0 | 83,0 | Заявляемый способ |
| 6 | 6,0 | 81,0 | 83,0 | Заявляемый способ |
| Таблица 2. | ||||
| № | Масса навески исходного нанопорошка Al, г | Индукция магнитного поля, Тл | Выход AlN, мас.% | Примечание |
| 1 | 5,0 | 0,20 | 79,2 | |
| 2 | 5,0 | 0,25 | 79,6 | |
| 3 | 5,0 | 0,30 | 82,9 | Заявляемый способ |
| 4 | 5,0 | 0,35 | 82,9 | Заявляемый способ |
| 5 | 5,0 | 0,40 | 83,0 | Заявляемый способ |
| 6 | 5,0 | 0,45 | 83,0 | |
Claims (1)
- Способ получения нитрида алюминия путем сжигания нанопорошка алюминия в воздухе, отличающийся тем, что в процессе сжигания на него действуют постоянным магнитным полем с индукцией 0,30-0,40 Тл.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009147541/05A RU2421395C1 (ru) | 2009-12-21 | 2009-12-21 | Способ получения нитрида алюминия |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009147541/05A RU2421395C1 (ru) | 2009-12-21 | 2009-12-21 | Способ получения нитрида алюминия |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2421395C1 true RU2421395C1 (ru) | 2011-06-20 |
Family
ID=44737959
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009147541/05A RU2421395C1 (ru) | 2009-12-21 | 2009-12-21 | Способ получения нитрида алюминия |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2421395C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2551513C1 (ru) * | 2014-05-12 | 2015-05-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Способ получения нитрида алюминия |
-
2009
- 2009-12-21 RU RU2009147541/05A patent/RU2421395C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2551513C1 (ru) * | 2014-05-12 | 2015-05-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Способ получения нитрида алюминия |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Wang et al. | Experimental invalidation of phase-transition-induced elastic softening in CrN | |
| Luo et al. | Ultrafast high-temperature sintering of silicon nitride: a comparison with the state-of-the-art techniques | |
| Nakagawa et al. | Thermal emission properties of Al2O3/Er3Al5O12 eutectic ceramics | |
| CN106866154B (zh) | 氮化硅陶瓷的制备方法 | |
| Boulon et al. | Yb3+ ions distribution in YAG nanoceramics analyzed by both optical and TEM-EDX techniques | |
| Liu et al. | Structural evolutions and significantly reduced thermal degradation of red-emitting Sr 2 Si 5 N 8: Eu 2+ via carbon doping | |
| CN106868328B (zh) | 一种获得β+O双相组织提高Ti2AlNb合金硬度的方法 | |
| RU2421395C1 (ru) | Способ получения нитрида алюминия | |
| CN102603276A (zh) | 一种莫来石纤维的制备方法 | |
| Surzhikov et al. | Processing line for industrial radiation-thermal synthesis of doped lithium ferrite powders | |
| Du et al. | Emission in Gd 6 O 5 F 8: Yb 3+, Er 3+ micro-particles for multimodal luminescence and temperature sensing upon 980 nm excitation | |
| Zolotarjovs et al. | Thermostimulated luminescence of plasma electrolytic oxidation coatings on 6082 aluminium surface | |
| CN101560102B (zh) | C掺杂α-Al2O3透明陶瓷热释光和光释光材料的制备方法 | |
| Chen et al. | Rapid synthesis of bulk Ti3AlC2 by laser melting | |
| Hsieh et al. | Microwave sintering of AlN powder synthesized by a SHS method | |
| Ichiba et al. | Analysis of photoluminescence and dosimetric properties of (Ce, Tb)-codoped magnesium orthosilicate single crystals | |
| Baig et al. | Synthesis and characterization of erbium‐doped YAlO3 phosphor | |
| Peng et al. | Spark plasma sintered silicon nitride ceramics with high thermal conductivity using MgSiN2 as additives | |
| Wang et al. | Effect of starting PMMA content on microstructure and properties of gel casting BN/Si 3 N 4 ceramics with spherical-shaped pore structures | |
| CN105199730B (zh) | 一种制备稀土掺杂氧化钨纳米结构薄膜的方法 | |
| Kiryakov et al. | Microstructure of luminescent MgAl2O4 nanoceramics | |
| Chen et al. | Filling of trap and green long persistent luminescence in Sr3Al2O5Cl2: Tb3+ | |
| CN106083002B (zh) | 低温烧结原位合成六铝酸镧增强的氧化铝陶瓷及其制备 | |
| Kortov et al. | Luminescent properties of alumina ceramics doped with chromium oxide | |
| CN105603227B (zh) | 一种Al‑Co‑Ni准晶的制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20111222 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20130527 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20141222 |