RU2612117C1 - Method for producing aluminium nanopowders - Google Patents

Method for producing aluminium nanopowders Download PDF

Info

Publication number
RU2612117C1
RU2612117C1 RU2015144702A RU2015144702A RU2612117C1 RU 2612117 C1 RU2612117 C1 RU 2612117C1 RU 2015144702 A RU2015144702 A RU 2015144702A RU 2015144702 A RU2015144702 A RU 2015144702A RU 2612117 C1 RU2612117 C1 RU 2612117C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
aluminum
nanopowder
powder
electrodes
waste
Prior art date
Application number
RU2015144702A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Евгений Викторович Агеев
Евгений Петрович Новиков
Екатерина Владимировна Агеева
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ)
Priority to RU2015144702A priority Critical patent/RU2612117C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2612117C1 publication Critical patent/RU2612117C1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/02Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
    • B22F9/14Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes using electric discharge
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B21/00Obtaining aluminium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B7/00Working up raw materials other than ores, e.g. scrap, to produce non-ferrous metals and compounds thereof; Methods of a general interest or applied to the winning of more than two metals
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: nanotechnology.
SUBSTANCE: invention relates to obtaining aluminum nanopowder from aluminium electrical wire waste and contains at least 99.5% of aluminium. Lead waste spark erosion dispersion in distilled water at a pulse repetition frequency of 95 - 105 Hz, the voltage across the electrodes 90 - 10 and 65 mcF capacitors, followed by centrifugation to separate the solution of large-sized particles from the nanopowder.
EFFECT: method of producing aluminium nanopowder, which provides reduced energy costs and improves the ecological purity of the process.
6 dwg, 2 ex

Description

Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к составам и способам получения порошкового алюминия, и может быть использовано для восстановления изношенных деталей, в качестве добавки в лакокрасочные покрытия, при изготовлении автомобильных покрышек, в пиротехнике, химии, энергетике для получения гидрореагирующих смесей, взаимодействующих с водой с выделением тепла и водорода, или в качестве металлического горючего во взрывчатых составах и смесевых порохах.The invention relates to the field of powder metallurgy, in particular to compositions and methods for producing aluminum powder, and can be used to restore worn parts, as an additive in paint and varnish coatings, in the manufacture of car tires, in pyrotechnics, chemistry, energy to obtain hydroreactive mixtures that interact with water with the release of heat and hydrogen, or as a metal fuel in explosive compositions and mixed powders.

Известные марки алюминиевых порошков различных форм и размеров получают разнообразными способами:Famous brands of aluminum powders of various shapes and sizes are obtained in a variety of ways:

- путем распыления расплава металла сжатым газом с последующей классификацией продукта распыления, патент РФ №2026157, 6 МПК B22F 9/08;- by spraying a molten metal with compressed gas followed by classification of the spray product, RF patent No. 2026157, 6 IPC B22F 9/08;

- путем электрического взрыва алюминиевой проволоки в газовой атмосфере азота, патент РФ №2112629, 6 МПК B22F 9/14;- by electric explosion of aluminum wire in a nitrogen gas atmosphere, RF patent No. 2112629, 6 IPC B22F 9/14;

- посредством механического сухого размола алюминиевой заготовки в атмосфере инертного газа в присутствии жировых добавок, в качестве которых используют продукты, получаемые при переработке нефти, патент РФ №2108534, 6 МПК F42B 4/00, F42B 4/30;- by means of dry mechanical grinding of an aluminum billet in an inert gas atmosphere in the presence of fat additives, which are products obtained from oil refining, RF patent No. 2108534, 6 IPC F42B 4/00, F42B 4/30;

- путем распыления расплава нагретым до 300-400°С инертным газом, с температурой расплава - 880°С, дальнейшего охлаждения инертным газом, патент РФ №2081733, 6 МПК B22F 9/08, С22С 1/14;- by spraying the melt with an inert gas heated to 300-400 ° C, with a melt temperature of 880 ° C, further cooling with an inert gas, RF patent No. 2081733, 6 IPC B22F 9/08, C22C 1/14;

- путем получения гидрореагирующей смеси, включающей порошок алюминия и порошок магния, легированный никелем, патент РФ №2131841, 6 МПК C01B 3/08, C01B 6/24.- by obtaining a hydroreacting mixture comprising aluminum powder and nickel-doped magnesium powder, RF patent No. 2131841, 6 IPC C01B 3/08, C01B 6/24.

Известен широко применяемый в промышленности способ производства алюминиевых порошков с использованием защитной (инертной по отношению к алюминию) газовой среды - азота с контролируемым содержанием кислорода, в котором с целью экономии азота используется его рециркуляция в производственном цикле распыления [Производство и применение алюминиевых порошков. - М.: Металлургия, 1980, 68 с.]. Такой способ применяется практически на всех алюминиевых заводах России, производящих распыленные порошки. На этих заводах наряду и одновременно с распыленными порошками методом размола порошков в шаровых мельницах с использованием защитной атмосферы (азот с контролируемым содержанием кислорода 2-8%) производятся алюминиевые пудры. Недостатком этого способа является большой расход азота и необходимость организации его производства.Known widely used in industry is a method of producing aluminum powders using a protective (inert with respect to aluminum) gas environment — nitrogen with a controlled oxygen content, in which, in order to save nitrogen, its recycling is used in the spraying production cycle [Production and use of aluminum powders. - M.: Metallurgy, 1980, 68 p.]. This method is used in almost all aluminum plants in Russia producing sprayed powders. Along with and simultaneously with powdered powders in these factories, aluminum powders are produced along with powders in ball mills using a protective atmosphere (nitrogen with a controlled oxygen content of 2-8%). The disadvantage of this method is the high consumption of nitrogen and the need to organize its production.

Известно распыление расплавленного алюминия осушенным воздухом при получении крупных порошков, содержащих не более 50% фракций мельче 50-100 мкм. Такой процесс взрывобезопасен, если исключить образование пылевого облака в системе, что достигается соответствующими режимами распыления и установкой масляного фильтра в конце технологической линии, где контролируются пылевые фракции. При рассеве полученных таким способом порошков с целью выделения товарных фракций обязательно использование азота с контролируемым содержанием кислорода (не более 12%), поскольку в этой операции имеет место образование внутри грохота пылевого облака из частиц порошка менее 50 мкм. При одновременном наряду с получением порошков получении пудры размолом порошка в шаровых мельницах также необходимо обязательное использование азота с контролируемым содержанием кислорода (2-8%).It is known to spray molten aluminum with dried air to obtain large powders containing not more than 50% fractions finer than 50-100 microns. Such a process is explosion-proof if the formation of a dust cloud in the system is excluded, which is achieved by the appropriate spraying conditions and the installation of an oil filter at the end of the production line where dust fractions are controlled. When sifting powders obtained in this way in order to isolate product fractions, it is necessary to use nitrogen with a controlled oxygen content (not more than 12%), since in this operation a dust cloud from powder particles less than 50 microns is formed inside the screen. At the same time, along with obtaining powders, obtaining powder by grinding the powder in ball mills, it is also necessary to use nitrogen with a controlled oxygen content (2-8%).

Недостатками известных способов являются высокая энергоемкость плавильно-распылительного передела и их ограниченная применимость - только к отдельным видам алюминиевых заготовок (проволока, стружка, порошок).The disadvantages of the known methods are the high energy intensity of the smelting and spray redistribution and their limited applicability - only to certain types of aluminum billets (wire, shavings, powder).

Наиболее близким к заявляемому является способ получения композитных нанопорошков посредством электроискрового диспергирования алюминия в диэлектрической среде, в качестве которой используют оксикарбоновую и дикарбоновую кислоты, авторское свидетельство СССР №1548950 7 МПК B22F 9/14. Существенным отличием предложенного способа является то, что не нужно использовать растворы солей и кислот, это делает процесс более дешевым и безопасным для здоровья. Так как при электроэрозионном диспергировании в дистиллированной воде не выделяется вредных веществ.Closest to the claimed is a method for producing composite nanopowders by electrospark dispersion of aluminum in a dielectric medium, which is used hydroxycarboxylic and dicarboxylic acids, USSR copyright certificate No. 1548950 7 IPC B22F 9/14. A significant difference of the proposed method is that it is not necessary to use solutions of salts and acids, this makes the process cheaper and safer for health. Since during electroerosive dispersion in distilled water no harmful substances are released.

Заявляемое изобретение направлено на решение задачи получения алюминиевых нанопорошков из отходов с низкой себестоимостью, невысокими энергетическими затратами и экологической чистотой процесса.The invention is aimed at solving the problem of obtaining aluminum nanopowders from waste with low cost, low energy costs and environmental cleanliness of the process.

Поставленная задача достигается способом получения алюминиевого нанопорошка из отходов, отличающимся от прототипа тем, что отходы электротехнической алюминиевой проволоки (ГОСТ 14838-78) подвергают электроэрозионному диспергированию в дистиллированной воде при частоте следования импульсов 95 - 105 Гц; напряжении на электродах 90 - 110 В и емкости конденсаторов 65 мкФ.The problem is achieved by the method of producing aluminum nanopowder from waste, which differs from the prototype in that the waste electrical aluminum wire (GOST 14838-78) is subjected to electroerosive dispersion in distilled water at a pulse repetition rate of 95 - 105 Hz; the voltage at the electrodes is 90 - 110 V and the capacitance of the capacitors is 65 μF.

На фигуре 1 описаны этапы получения алюминиевого нанопорошка; на фигуре 2 – схема процесса ЭЭД, на фигуре 3 – фотография полученного алюминиевого порошка, на фигуре 4 – рентгенограмма алюминиевого порошка, на фигуре 5(А), (Б) и 6 − микрофотографии наночастиц алюминиевого порошка; на фиг. 5(Б) в таблице 1 − фазовый состав алюминиевого порошка.The figure 1 describes the steps for producing aluminum nanopowder; figure 2 is a diagram of the EED process, figure 3 is a photograph of the obtained aluminum powder, figure 4 is a radiograph of aluminum powder, figure 5 (A), (B) and 6 are micrographs of nanoparticles of aluminum powder; in FIG. 5 (B) in table 1 is the phase composition of aluminum powder.

Процесс ЭЭД представляет собой разрушение токопроводящего материала в результате локального воздействия кратковременных электрических разрядов между электродами [Немилови Е.Ф. Электроэрозионная обработка материалов. - Л.: Машиностроение, Ленингр. отд., 1983. – 160 с.]. Получение алюминиевого порошка на экспериментальной установке для получения нанодисперсных порошков из токопроводящих материалов [Патент RU на изобретение №2449859] проводилось по схеме, представленной на фигуре 1, в четыре этапа:The EED process is the destruction of conductive material as a result of local exposure to short-term electrical discharges between the electrodes [Nemilovi EF Electroerosive processing of materials. - L .: Engineering, Leningrad. Dep., 1983. - 160 p.]. Obtaining aluminum powder in an experimental setup for producing nanodispersed powders from conductive materials [RU Patent for the invention No. 2449859] was carried out according to the scheme shown in figure 1, in four stages:

− 1 этап – подготовка к процессу электроэрозионного диспергирования;- 1 stage - preparation for the process of electroerosive dispersion;

− 2 этап – процесс электроэрозионного диспергирования;- 2 stage - the process of electroerosive dispersion;

− 3 этап – выгрузка порошка из реактора и его центрифугирование;- Stage 3 - powder unloading from the reactor and its centrifugation;

− 4 этап – сушка и взвешивание нанопорошка алюминия.- Stage 4 - drying and weighing aluminum nanopowder.

Получаемые этим способом порошковые материалы имеют в основном сферическую и эллиптическую форму частиц. Причем изменяя электрические параметры процесса диспергирования (напряжение на электродах, емкость конденсаторов и частоту следования импульсов), можно управлять шириной и смещением интервала размера частиц, а также производительностью процесса. Для отделения наночастиц от крупноразмерных используется центрифуга.The powder materials obtained in this way are generally spherical and elliptical in particle shape. Moreover, by changing the electrical parameters of the dispersion process (voltage at the electrodes, capacitance of the capacitors and pulse repetition rate), it is possible to control the width and offset of the particle size interval, as well as the performance of the process. A centrifuge is used to separate nanoparticles from large ones.

На первом этапе производили сортировку алюминиевых отходов, их промывку, сушку, обезжиривание и взвешивание. Реактор заполняли рабочей средой – дистиллированной водой, отходы загружали в реактор. Монтировали электроды. Смонтированные электроды подключали к генератору. Устанавливали необходимые параметры процесса: частоту следования импульсов, напряжение на электродах, емкость конденсаторов.At the first stage, aluminum waste was sorted, washed, dried, degreased, and weighed. The reactor was filled with a working medium - distilled water, the waste was loaded into the reactor. Mounted electrodes. Mounted electrodes were connected to a generator. The necessary process parameters were set: pulse repetition rate, voltage at the electrodes, capacitor capacitance.

На втором этапе – этапе электроэрозионного диспергирования включали установку. Процесс ЭЭД представлен на фигуре 2. Импульсное напряжение генератора 2 прикладывается к электродам 5 и далее к алюминиевым отходам 8 (в качестве электродов также служат алюминиевые отходы). При достижении напряжения определенной величины происходит электрический пробой рабочей среды 10, находящийся в межэлектродном пространстве, с образованием канала разряда. Благодаря высокой концентрации тепловой энергии материал в точке разряда плавится и испаряется, рабочая среда испаряется и окружает канал разряда газообразными продуктами распада (газовым пузырем 9). В результате развивающихся в канале разряда и газовом пузыре значительных динамических сил капли расплавленного материала выбрасываются за пределы зоны разряда в рабочую среду, окружающую электроды, и застывают в ней, образуя каплеобразные частицы алюминиевого нанопорошка 7.At the second stage - the stage of electroerosive dispersion included installation. The EED process is presented in figure 2. The pulse voltage of the generator 2 is applied to the electrodes 5 and then to the aluminum waste 8 (aluminum waste also serves as the electrodes). When a voltage of a certain value is reached, an electrical breakdown of the working medium 10, located in the interelectrode space, occurs with the formation of a discharge channel. Due to the high concentration of thermal energy, the material at the discharge point melts and evaporates, the working medium evaporates and surrounds the discharge channel with gaseous decomposition products (gas bubble 9). As a result of significant dynamic forces developing in the discharge channel and the gas bubble, droplets of molten material are ejected outside the discharge zone into the working medium surrounding the electrodes and freeze in it, forming droplet-like particles of aluminum nanopowder 7.

На третьем этапе проводится выгрузка рабочей жидкости с порошком из реактора, отделение наночастиц от крупноразмерных с помощью центрифуги. При этом крупные частицы оседают под действием центробежных сил, а наночастицы остаются в растворе.At the third stage, the working fluid with the powder is unloaded from the reactor, and the nanoparticles are separated from the large ones using a centrifuge. In this case, large particles settle under the action of centrifugal forces, and nanoparticles remain in solution.

На четвертом этапе происходит выпаривание раствора, его сушка, взвешивание, фасовка, упаковка и последующий анализ нанопорошка.At the fourth stage, the solution is evaporated, dried, weighed, packed, packed, and then analyzed by nanopowder.

При этом достигается следующий технический результат: получение нанопорошков алюминия с частицами правильной сферической формы с невысокими энергетическими затратами и экологической чистотой процесса способом электроэрозионного диспергирования (ЭЭД).This achieves the following technical result: obtaining aluminum nanopowders with particles of the correct spherical shape with low energy costs and environmental cleanliness of the process by electroerosive dispersion (EED).

Способ позволяет получить алюминиевые порошки без использования химических реагентов, что существенно влияет на себестоимость порошка и позволяет избежать загрязнения рабочей жидкости и окружающей среды химическими веществами.The method allows to obtain aluminum powders without the use of chemicals, which significantly affects the cost of the powder and avoids contamination of the working fluid and the environment with chemicals.

Средние удельные затраты электроэнергии при производстве алюминиевого электроэрозионного порошка составляют 2,3 кг/кВт·ч, что ниже других способов получения алюминиевых нанопорошков. Электроэрозионное диспергирование позволяет эффективно утилизировать алюминиевые отходы с невысокими энергетическими затратами и экологической частотой процесса и получать нанопорошок алюминия.The average specific energy consumption in the production of aluminum electroerosive powder is 2.3 kg / kW · h, which is lower than other methods for producing aluminum nanopowders. Electroerosive dispersion allows efficient disposal of aluminum waste with low energy costs and environmental frequency of the process and to obtain aluminum nanopowder.

Нанопорошковые материалы, получаемые ЭЭД алюминиевых отходов, могут эффективно использоваться при изготовлении и восстановлении деталей машин различными способами, порошок является одним из компонентов холодной сварки, порошковая сварочная проволока также производится с применением порошка, алюминиевый порошок часто добавляется в лакокрасочные покрытия, при этом они приобретают сразу несколько новых качеств:Nanopowder materials obtained by the EED of aluminum waste can be effectively used in the manufacture and restoration of machine parts in various ways, powder is one of the components of cold welding, flux-cored welding wire is also made using powder, aluminum powder is often added to paint coatings, and they immediately acquire several new qualities:

– красивый металлический оттенок;- a beautiful metallic shade;

– устойчивость к физическим факторам;- resistance to physical factors;

– устойчивость к действию агрессивных химических веществ.- resistance to aggressive chemicals.

В автомобильной промышленности при изготовлении автомобильных покрышек, что позволяет получить более износостойкий материал, который может лучше отдавать тепло. Данный легкий металл устойчив к коррозии и обладает иными положительными качествами, поэтому изготовленный из него порошок часто используют для нанесения покрытий на стальные изделия. Это осуществляется при помощи таких технологий, как плазменная наплавка и напыление, и многих других областях промышленности и народного хозяйства. При создании антифрикционных присадок используют наноразмерные порошки, так как более крупные частицы приводят к более быстрому износу узлов трения деталей машин, кроме того, крупные частицы способны оседать в маслах и СОЖ и забивать фильтры в двигателях. При создании катализаторов также используют нанопорошки, так как с уменьшением размера частиц возрастает их удельная поверхность, а следовательно, химическая и каталитическая активность.In the automotive industry, in the manufacture of car tires, which allows you to get a more wear-resistant material that can better give off heat. This light metal is resistant to corrosion and has other positive qualities, so the powder made from it is often used for coating steel products. This is carried out using technologies such as plasma surfacing and spraying, and many other areas of industry and the economy. When creating anti-friction additives, nanosized powders are used, since larger particles lead to faster wear of the friction units of machine parts, in addition, large particles are able to settle in oils and coolants and clog filters in engines. When creating catalysts, nanopowders are also used, since with a decrease in the particle size their specific surface area and, consequently, chemical and catalytic activity increase.

Пример 1Example 1

Для получения алюминиевого нанодисперсного порошка на экспериментальной установке методом электроэрозионного диспергирования использовали отходы алюминиевой проволоки ГОСТ 14838-78, предварительно нарезанной по 5…7 см. Проволоку загружали в реактор, заполненный рабочей жидкостью, – дистиллированной водой. При этом использовали следующие электрические параметры установки:To obtain aluminum nanodispersed powder in an experimental setup by the method of electroerosive dispersion, we used waste products of GOST 14838-78 aluminum wire, pre-cut to 5 ... 7 cm. The wire was loaded into a reactor filled with a working fluid — distilled water. The following electrical parameters of the installation were used:

− частота следования импульсов 95…105 Гц;- pulse repetition rate 95 ... 105 Hz;

− напряжение на электродах 90…110 В;- voltage at the electrodes 90 ... 110 V;

− емкость конденсаторов 65 мкФ.- capacitance of 65 microfarads.

Полученный алюминиевый порошок (Фигура 3) исследовали различными методами. Фазовый анализ порошка проводили на порошковом рентгеновском дифрактометре GBC EMMA с камерой для высокотемпературных исследований (до 1600°С) (таблица 1). На основании фигуры 4 было установлено, что основными фазами в порошке, полученном методом электроэрозионного диспергирования в дистиллированной воде, являются трехводный оксид алюминия (Al2O3·3H2O), алюминий (Al) и метагидроксид алюминия (AlO(OH)).The resulting aluminum powder (Figure 3) was investigated by various methods. The phase analysis of the powder was carried out on a GBC EMMA powder x-ray diffractometer with a camera for high-temperature studies (up to 1600 ° C) (table 1). Based on figure 4, it was found that the main phases in the powder obtained by electroerosive dispersion in distilled water are three-water alumina (Al 2 O 3 · 3H 2 O), aluminum (Al) and aluminum metahydroxide (AlO (OH)).

Для изучения формы и морфологии полученного алюминиевого нанопорошка были выполнены снимки на растровом электронном микроскопе «EOL JSM-6610». На основании фигуры 5А(частота следования импульсов 95 Гц; напряжение на электродах 90 В; емкость конденсаторов 65 мкФ) и 5Б(частота следования импульсов 105 Гц; напряжение на электродах 110 В; емкость конденсаторов 65 мкФ) нанопорошок, полученный методом ЭЭД из алюминиевых отходов, в основном состоит из частиц правильной сферической формы (или эллиптической) с включениями частиц неправильной формы (конгломератов).To study the shape and morphology of the obtained aluminum nanopowder, images were taken on an EOL JSM-6610 scanning electron microscope. Based on Figure 5A (pulse repetition rate 95 Hz; voltage at the electrodes 90 V; capacitor capacitance 65 μF) and 5B (pulse repetition rate 105 Hz; voltage at the electrodes 110 V; capacitor capacitance 65 μF) nanopowder obtained by EED from aluminum waste , mainly consists of particles of regular spherical shape (or elliptical) with inclusions of particles of irregular shape (conglomerates).

Пример 2Example 2

Для получения алюминиевого нанодисперсного порошка на экспериментальной установке методом электроэрозионного диспергирования использовали отходы алюминиевой проволоки ГОСТ 14838-78, предварительно нарезанной по 5…7 см. Проволоку загружали в реактор, заполненный рабочей жидкостью – дистиллированной водой. При этом использовали следующие электрические параметры установки:To obtain aluminum nanodispersed powder in an experimental setup by the method of electroerosive dispersion, we used waste products of GOST 14838-78 aluminum wire, previously cut at 5 ... 7 cm. The wire was loaded into a reactor filled with a working fluid - distilled water. The following electrical parameters of the installation were used:

− частота следования импульсов 50 Гц;- pulse repetition rate of 50 Hz;

− напряжение на электродах 60 В;- voltage at the electrodes 60 V;

− емкость конденсаторов 55 мкФ.- Capacitor capacitance 55 μF.

Для изучения формы и морфологии полученного алюминиевого нанопорошка были выполнены снимки на растровом электронном микроскопе «EOL JSM-6610». На основании фигуры 6 порошок, полученный методом ЭЭД из алюминиевых отходов при данных режимах, получается более крупноразмерным, а сам процесс диспергирования менее производительным.To study the shape and morphology of the obtained aluminum nanopowder, images were taken on an EOL JSM-6610 scanning electron microscope. On the basis of figure 6, the powder obtained by the EED method from aluminum waste under these conditions is larger, and the dispersion process itself is less efficient.

Пример 3Example 3

Для получения алюминиевого нанодисперсного порошка на экспериментальной установке методом электроэрозионного диспергирования использовали отходы алюминиевой проволоки ГОСТ 14838-78, предварительно нарезанной по 5…7 см. Проволоку загружали в реактор, заполненный рабочей жидкостью – дистиллированной водой. При этом использовали следующие электрические параметры установки:To obtain aluminum nanodispersed powder in an experimental setup by the method of electroerosive dispersion, we used waste products of GOST 14838-78 aluminum wire, previously cut at 5 ... 7 cm. The wire was loaded into a reactor filled with a working fluid - distilled water. The following electrical parameters of the installation were used:

− частота следования импульсов 150 Гц;- pulse repetition rate of 150 Hz;

− напряжение на электродах 160 В;- voltage at the electrodes 160 V;

− емкость конденсаторов 65 мкФ.- capacitance of 65 microfarads.

При данных режимах процесс диспергирования не стабилен и носит взрывной характер.Under these conditions, the dispersion process is not stable and is explosive.

Claims (1)

Способ получения алюминиевого нанопорошка, отличающийся тем, что отходы электротехнической алюминиевой проволоки, содержащие не менее 99,5% алюминия, подвергают электроэрозионному диспергированию в дистиллированной воде при частоте следования импульсов 95 - 105 Гц, напряжении на электродах 90 - 110 В и емкости разрядных конденсаторов 65 мкФ с последующим центрифугированием раствора для отделения крупноразмерных частиц от нанопорошка. A method of producing aluminum nanopowder, characterized in that the waste electrical aluminum wire containing at least 99.5% aluminum is subjected to electroerosive dispersion in distilled water at a pulse repetition rate of 95 - 105 Hz, the voltage on the electrodes is 90 - 110 V and the capacitance of the discharge capacitors 65 μF followed by centrifugation of the solution to separate the large particles from the nanopowder.
RU2015144702A 2015-10-19 2015-10-19 Method for producing aluminium nanopowders RU2612117C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015144702A RU2612117C1 (en) 2015-10-19 2015-10-19 Method for producing aluminium nanopowders

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015144702A RU2612117C1 (en) 2015-10-19 2015-10-19 Method for producing aluminium nanopowders

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2612117C1 true RU2612117C1 (en) 2017-03-02

Family

ID=58459324

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015144702A RU2612117C1 (en) 2015-10-19 2015-10-19 Method for producing aluminium nanopowders

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2612117C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2687121C1 (en) * 2018-11-28 2019-05-07 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" Method of activating aluminum nanopowder
RU2688025C1 (en) * 2018-04-05 2019-05-17 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) Powder material for gas-dynamic sputtering of defect heads of cylinder blocks
WO2019160520A1 (en) * 2018-02-16 2019-08-22 Николай Константинович МОНАСТЫРЕВ Method for producing a mixture of ultra-fine and nano-sized aluminium oxide and hydroxide powders for use as coagulants when deactivating liquid radioactive waste produced by nuclear power plants
RU2780652C2 (en) * 2019-05-29 2022-09-28 Ассоциация ученых и предпринимателей "Центр прорывных национальных стратегий, разработок и внедрений" Hydrosol preparation method

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1196140A1 (en) * 1982-11-29 1985-12-07 Научно-производственное объединение "Тулачермет" Apparatus for producing powders by spark-discharge dispersion
US20070101823A1 (en) * 2003-06-25 2007-05-10 Prasenjit Sen Process and apparatus for producing metal nanoparticles

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1196140A1 (en) * 1982-11-29 1985-12-07 Научно-производственное объединение "Тулачермет" Apparatus for producing powders by spark-discharge dispersion
US20070101823A1 (en) * 2003-06-25 2007-05-10 Prasenjit Sen Process and apparatus for producing metal nanoparticles

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
АГЕЕВ Е.В. Получение порошков из отходов твердых сплавов методом электроэрозионного диспергирования, Электрометаллургия, 2011, N 10, с.24-27. Разработка оборудования и технологии получения порошков из отходов вольфрамсодержащих твердых сплавов для промышленного использования. Вестник машиностроения, 2013, N 11, с.51-56. *
БАЙРАМОВ Р.К. Образование порошка алюминия при электроискровом диспергировании металла в водных растворах, механизм процесса. Цветные металлы, 2009, N 10, 69-71. *
БАЙРАМОВ Р.К. Образование порошка алюминия при электроискровом диспергировании металла в водных растворах, механизм процесса. Цветные металлы, 2009, N 10, 69-71. АГЕЕВ Е.В. Получение порошков из отходов твердых сплавов методом электроэрозионного диспергирования, Электрометаллургия, 2011, N 10, с.24-27. *
Разработка оборудования и технологии получения порошков из отходов вольфрамсодержащих твердых сплавов для промышленного использования. Вестник машиностроения, 2013, N 11, с.51-56. *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019160520A1 (en) * 2018-02-16 2019-08-22 Николай Константинович МОНАСТЫРЕВ Method for producing a mixture of ultra-fine and nano-sized aluminium oxide and hydroxide powders for use as coagulants when deactivating liquid radioactive waste produced by nuclear power plants
RU2688025C1 (en) * 2018-04-05 2019-05-17 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) Powder material for gas-dynamic sputtering of defect heads of cylinder blocks
RU2687121C1 (en) * 2018-11-28 2019-05-07 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" Method of activating aluminum nanopowder
RU2780652C2 (en) * 2019-05-29 2022-09-28 Ассоциация ученых и предпринимателей "Центр прорывных национальных стратегий, разработок и внедрений" Hydrosol preparation method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Ageevа et al. Production of copper electroerosion nanopowders from wastes in kerosene medium
RU2612117C1 (en) Method for producing aluminium nanopowders
Ageeva et al. X-ray analisis of the powder of micro-and nanometer fractions, obtained from wastes of alloy T15K6 in aqueous medium
Saravanakumar et al. Plasma assisted synthesis of γ-alumina from waste aluminium dross
RU2597443C1 (en) Method of producing steel powders electroerosion dispersion of wastes of ball bearing steel in water
RU2597445C2 (en) Method of producing copper nanopowder from wastes
EP3154732A1 (en) Method of producing a powder product
Kashapov et al. Analysis and development of methods for obtaining metallic powders for selective laser melting
Ageeva et al. Raster electron microscopy of electroerosion titanium-tungsten-cobalt powders
RU2699479C1 (en) Method of producing nichrome powders by electro-erosive dispersion in distilled water
Luts et al. Self-propagating high-temperature synthesis of highly dispersed titanium-carbide phase from powder mixtures in the aluminum melt
RU2631549C1 (en) Method to produce titanium powder by electroerosion dispersion
RU2590045C2 (en) Method of producing metal nanopowder from wastes of high speed steel in kerosene
Bokov et al. Application of an electric arc to produce metal powders
RU2710707C1 (en) Method of producing metallic nanopowder from lead bronze wastes in distilled water
Neikov et al. Water atomised aluminium alloy powders
RU2763431C1 (en) Method for producing tungsten-free hard-alloy powder materials in distilled water
RU2747197C1 (en) Method for producing tungsten-free hard-alloy powders from knt-16 alloy wastes in ethyl alcohol
RU2664149C2 (en) Method for producing fine-grained corundum
Kolli et al. Influence of span 20 surfactant and graphite powder added in dielectric fluid on EDM of titanium alloy
Ageev et al. Size distribution of powdered aluminium sample microparticles produced using electroerosion dispersion
RU2344989C2 (en) Aluminium powdered material and method of obtaining thereof
WO2002043905A2 (en) A method and apparatus for the production of metal powder granules by electric discharge
RU2683162C2 (en) METHOD FOR PRODUCTION OF W-Ni-Fe PSEUDO-ALLOY POWDER BY METHOD OF ELECTRIC EROSION DISPERSION IN DISTILLED WATER
RU2804892C1 (en) Method for producing molybdenum powder by electroerosion of molybdenum waste

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20171020