RU2500653C1 - Способ получения нанодисперсной шихты для изготовления нитридной керамики - Google Patents
Способ получения нанодисперсной шихты для изготовления нитридной керамики Download PDFInfo
- Publication number
- RU2500653C1 RU2500653C1 RU2012129617/03A RU2012129617A RU2500653C1 RU 2500653 C1 RU2500653 C1 RU 2500653C1 RU 2012129617/03 A RU2012129617/03 A RU 2012129617/03A RU 2012129617 A RU2012129617 A RU 2012129617A RU 2500653 C1 RU2500653 C1 RU 2500653C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- producing
- mixture
- nanodispersed
- nitride ceramic
- yttrium oxide
- Prior art date
Links
Landscapes
- Ceramic Products (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области порошковых технологий и может быть использовано в электронной промышленности для изготовления нитридной керамики. Способ получения нанодисперсной шихты для изготовления нитридной керамики заключается в том, что в герметичном реакторе в среде газообразного азота при его избыточном давлении производят электрические взрывы алюминиевого проводника с покрытием, содержащим оксид иттрия. При увеличении зарядного напряжения емкостного накопителя энергии от 15 до 25 кВ снижается средний объёмно-поверхностный размер наночастиц от 94 до 75 нм, но при этом также снижается содержание нитрида алюминия от 19,0 до 12,3 мас. %. Технический результат: упрощение технологического процесса. 1 табл.
Description
Изобретение относится к области порошковых технологий и может быть использовано в электронной промышленности для изготовления нитридной керамики.
Известен способ получения шихты [RU 2433108 С1, МПК С04В 35/581 (2006/01), опубл. 10.11.2011 г.] на основе нитрида алюминия со средним размером частиц менее одного микрометра, содержащих не менее 10% кубической фазы нитрида алюминия с частицами менее 100 нм. Приготовление литейного шликера включает последовательно: перемешивание компонентов шихты, в которую добавляют не более 65 об.% органической составляющей, полуфабрикат в виде заготовки спекают под давлением 0,1-1,0 МПа в атмосфере азотсодержащего газа при температуре 1650-1820°С в течение 1-3 часов.
Недостатком способа являются высокие энергозатраты, связанные с нагреванием заготовки выше 1650°С в течение 1-3 часов, а также с многостадийностью приготовления заготовок для спекания.
Известен способ получения шихты для изготовления нитридной керамики [RU 2428376 С1, МПК С01В 21/072 (2006.01), В82В 3/00 (2006.01), опубл. 10.09.2011 г.), взятый нами за прототип, включающий приготовление порошка алюминия, его помещение в проточный реактор с газообразным азотом, нагрев и последующее извлечение целевого продукта, при этом в качестве азотируемого порошка используют напопорошок алюминия, процесс азотирования проводят в одну стадию при 530-620°С.
Недостатком этого способа является его сложность, связанная с необходимостью нагрева нанопорошка до высоких температур в течение одного часа, что приводит к значительным энергозатратам.
Задачей изобретения является упрощение способа получения нанодисперсной шихты для изготовления нитридной керамики.
Поставленная задача решена за счет того, что способ получения нанодисперсной шихты для изготовления нитридной керамики, также как в прототипе, осуществляют в реакторе с газообразным азотом.
Согласно изобретению в герметичном реакторе в среде газообразного азота при его избыточном давлении производят электрические взрывы алюминиевого проводника с покрытием, содержащим оксид иттрия.
При осуществлении заявляемого способа достигается упрощение технологии по сравнению с прототипом: синтез нанодисперсной шихты производят из алюминиевой проволоки с покрытием, содержащим оксид иттрия в одну стадию, при этом затрачивается гораздо меньшая энергия, так как азот не надо нагревать до высоких температур в несколько сот градусов Цельсия.
В таблице 1 представлены результаты анализа полученных образцов шихты.
Для получения шихты была взята алюминиевая проволока с содержанием алюминия 99.6%, диаметром 0.20 мм с нанесенным на нее равномерным покрытием, содержащим высохший бакелитовый лак и оксид иттрия. Массовое содержание оксида иттрия в системе взрываемый проводник - непроводящее покрытие составляло 2.6% (содержание иттрия составляло ~0,6 ат.%, учитывая только металлические элементы). Отрезок проволоки с покрытием намотали на катушку механизма подачи установки УДП-4Г и зафиксировали ее в рабочем положении механизма подачи проводника. После вакуумирования рабочего объема установки УДП-4Г до давления 2·10-3 Па и последующего заполнения его газообразным азотом до давления 3-105 Па провели серию электрических взрывов путем непрерывной подачи проволоки с покрытием в межэлектродный промежуток реактора, где и происходили электрические взрывы проводника в атмосфере азота и таким образом получили нанодисперсную шихту для изготовления нитридной керамики. Параметры разрядного контура генератора импульсного тока использовали следующие: зарядная емкость составила 1.21 мкФ, индуктивность - 0.61 мкГн, активное сопротивление - 0.12 Ом. Зарядное напряжение емкостного накопителя энергии было 15 кВ, межэлектродное расстояние - 40 мм.
Аналогично были получены еще два образца нанодисперсной шихты с использованием зарядных напряжений емкостного накопителя 20 кВ и 25 кВ.
После осаждения конечных продуктов электровзрыва и их выгрузки, образцы подвергали рентгенофазовому анализу, рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии, определению среднего объемно-поверхностного размера частиц с использованием метода низкотемпературной десорбции азота (метод БЭТ) и определению связанного азота по методу Кьельдаля. Результаты анализа приведены в таблице 1.
В результате электрических взрывов в газообразном азоте алюминиевого проводника с покрытием, содержащим оксид иттрия, сформирована нанодисперсная шихта, содержащая нитрид алюминия и оксид иттрия. Результаты анализов показывают, что при увеличении зарядного напряжения емкостного накопителя энергии от 15 до 25 кВ снижается средний объемно-поверхностный размер наночастиц от 94 до 75 нм, но при этом также снижается и содержание нитрида алюминия от 19,0 до 12.3 мас.%.
Таблица 1 | ||||
Способ получения нанодисперсной шихты для изготовления нитридной керамики | ||||
№пп | Зарядное напряжение емкостного накопителя энергии, кВ | Содержание нитрида алюминия в нанодисперсной шихте, мас.% | Содержание иттрия в поверхностных и приповерхностных слоях наночастиц шихты, ат.% | Средний объемноповерхностный размер частиц, определенный по методу БЭТ, нм |
1 | 25 | 12,3 | 1,18 | 75 |
2 | 20 | 12,6 | 0,90 | 83 |
3 | 15 | 19,0 | 0,74 | 94 |
Claims (1)
- Способ получения нанодисперсной шихты для изготовления нитридной керамики в реакторе с газообразным азотом, отличающийся тем, что в герметичном реакторе в среде газообразного азота при его избыточном давлении производят электрические взрывы алюминиевого проводника с покрытием, содержащим оксид иттрия.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012129617/03A RU2500653C1 (ru) | 2012-07-12 | 2012-07-12 | Способ получения нанодисперсной шихты для изготовления нитридной керамики |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012129617/03A RU2500653C1 (ru) | 2012-07-12 | 2012-07-12 | Способ получения нанодисперсной шихты для изготовления нитридной керамики |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2500653C1 true RU2500653C1 (ru) | 2013-12-10 |
Family
ID=49710963
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012129617/03A RU2500653C1 (ru) | 2012-07-12 | 2012-07-12 | Способ получения нанодисперсной шихты для изготовления нитридной керамики |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2500653C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107500256A (zh) * | 2017-09-08 | 2017-12-22 | 浙江大学 | 等离子体活化氮源结合丝爆合成氮化铝纳米粉体的制备方法及系统 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6482384B1 (en) * | 2000-02-22 | 2002-11-19 | National Science Council | Method for synthesis of aluminum nitride |
US6580051B2 (en) * | 1999-09-15 | 2003-06-17 | Nanotechnologies, Inc. | Method and apparatus for producing bulk quantities of nano-sized materials by electrothermal gun synthesis |
EP1731482A1 (en) * | 2004-03-29 | 2006-12-13 | Denki Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Aluminum nitride powder and aluminum nitride sintered compact |
RU2361846C2 (ru) * | 2007-04-02 | 2009-07-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский политехнический университет | Способ получения шихты, содержащей нитрид алюминия кубической фазы |
RU2428376C1 (ru) * | 2010-03-03 | 2011-09-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский политехнический университет | Способ получения нитрида алюминия |
-
2012
- 2012-07-12 RU RU2012129617/03A patent/RU2500653C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6580051B2 (en) * | 1999-09-15 | 2003-06-17 | Nanotechnologies, Inc. | Method and apparatus for producing bulk quantities of nano-sized materials by electrothermal gun synthesis |
US6482384B1 (en) * | 2000-02-22 | 2002-11-19 | National Science Council | Method for synthesis of aluminum nitride |
EP1731482A1 (en) * | 2004-03-29 | 2006-12-13 | Denki Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Aluminum nitride powder and aluminum nitride sintered compact |
RU2361846C2 (ru) * | 2007-04-02 | 2009-07-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский политехнический университет | Способ получения шихты, содержащей нитрид алюминия кубической фазы |
RU2428376C1 (ru) * | 2010-03-03 | 2011-09-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский политехнический университет | Способ получения нитрида алюминия |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107500256A (zh) * | 2017-09-08 | 2017-12-22 | 浙江大学 | 等离子体活化氮源结合丝爆合成氮化铝纳米粉体的制备方法及系统 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Kwon et al. | Passivation process for superfine aluminum powders obtained by electrical explosion of wires | |
Huang et al. | Enhanced energy storage properties of barium strontium titanate ceramics prepared by sol-gel method and spark plasma sintering | |
RU2500653C1 (ru) | Способ получения нанодисперсной шихты для изготовления нитридной керамики | |
CN102554215A (zh) | 一种纳米级钽粉的热处理方法 | |
Shen et al. | Sol–gel synthesis and spark plasma sintering of Ba0. 5Sr0. 5TiO3 | |
Liu et al. | Study on characteristics of nanopowders synthesized by nanosecond electrical explosion of thin aluminum wire in the argon gas | |
RU2428376C1 (ru) | Способ получения нитрида алюминия | |
Li et al. | In-situ preparation of Ni@ ZrO2 nanocapsules powder by DC arc plasma for internal electrode of MLCC | |
Gromov et al. | Passivation films on particles of electroexplosion aluminum nanopowders: A review | |
Ilyin et al. | Production and characterization of molybdenum nanopowders obtained by electrical explosion of wires | |
Liu et al. | Influence of energy deposition on characteristics of nanopowders synthesized by electrical explosion of aluminum wire in the argon gas | |
Song et al. | Dielectric properties of La1. 75Ba0. 25NiO4 ceramics prepared by spark plasma sintering | |
JP6798251B2 (ja) | 導電層の製造方法 | |
JP2006327833A (ja) | セラミック粉末の製法およびセラミック粉末 | |
Kikuchi et al. | Optimization of sintering temperature for maximizing dimensionless figure of merit of La-doped strontium titanate thermoelectric material in the combination of combustion synthesis with post spark plasma sintering | |
RU2637732C1 (ru) | Способ активации нанопорошка алюминия | |
JP6284363B2 (ja) | ニッケル粒子 | |
RU2465982C1 (ru) | Способ получения нанопорошков оксида цинка, допированных медью, методом электрического взрыва проволоки | |
JP2005008960A (ja) | 金属粉末及びその製造方法 | |
Sivkov et al. | Direct dynamic synthesis of nanodispersed powder material on titanium-base in pulsed electric-discharge plasma jet | |
KR102008758B1 (ko) | 기중전기폭발법을 통한 금나노입자의 제조방법 | |
Tokoi et al. | Preparation of alumina nanoparticles by pulsed wire discharge in water | |
RU2556931C1 (ru) | Способ получения композиционных порошков на основе альфа-фазы нитрида кремния методом свс | |
Krutikov et al. | Fabrication of thin-walled iridium tubular articles by radial magnetic pulsed compaction and sintering of nanopowder | |
RU2634767C2 (ru) | Способ получения изделий из высокопрочной керамики |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140713 |