Алюминиевый порошок с высокой удельной поверхностью и способ его приготовления

 

Изобретение относится к порошковой металлургии, к получению высокодисперсных порошков с высокой удельной поверхностью и соответствующими свойствами и может быть использовано в пиротехнике, химии, энергетике, электронике. Предложенный порошок, содержащий частицы сферической формы, согласно изобретению дополнительно содержит частицы деформированной формы в количестве от 10 до 50% по массе; причем сферические частицы имеют удельную поверхность 0,15-0,6 м2/г, а деформированные частицы имеют удельную поверхность 0,5-4 м2/г, кроме того, порошок дополнительно содержит до 50% инертной жидкости, например углеводородов. В предложенном способе, включающем распыление расплава сжатым газом, классификацию по крупности, измельчение части порошка, согласно изобретению мелкую фракцию сферического порошка, полученную после классификации, смешивают с порошком деформированной формы, полученным после измельчения части распыленного порошка, при этом смешение производят в присутствии стальных шаров или алюминиевых гранул в инертной газовой или жидкой углеводородной среде при отношении Т:Ж не менее 1; при этом количество стальных шаров или алюминиевых гранул при смешении составляет 10-30% от веса смешиваемых порошков. Полученные порошки обладают высокой удельной поверхностью, преимущественно более 0,8-1,0 м2/г. 2 с. и 4 з. п. ф-лы, 1 табл., 1 ил.

Изобретение относится к области порошковой металлургии, конкретно к получению высокодисперсных порошков с высокой удельной поверхностью и соответствующими свойствами. Такие порошки находят широкое применение в специальных областях техники, где требуются порошки, обладающие высокой дисперсностью, например в пиротехнике, химии, энергетике, электронике и т.п.

Известны алюминиевые порошки, выпускаемые промышленностью [1], крупностью от 5 до 1000 мкм и удельной поверхностью 0,35-0,5 м2/г [1, 2].

Особый интерес представляют порошки микронных размеров с высокой ( 0,4 м2/г) удельной поверхностью. Указанные выше порошки получают методом распыления расплавов нейтральным сжатым газом (в основном азотом), содержащим кислород в ограниченном количестве, необходимом лишь для создания пленки оксидов алюминия на частицах для защиты их от возгорания при соприкосновении с атмосферой воздуха.

Для получения таких порошков методом распыления расплавов сжатым газом необходимо сверхвысокое давление, что требует высоких затрат на его производство, поскольку при этом более 80% производится продукции, не отвечающей требованиям на конкретные марки порошков.

При этом в распыленном порошке обычно содержится не более 30% фракции с удельной поверхностью 0,4-0,5 м2/г или менее 10% фракции с удельной поверхностью более 0,6 м2/г.

Распыленные порошки в основном обладают сферической формой частиц, обусловленной способом производства.

Порошки с поверхностью 0,6 м2/г существующими способами распыления и классификации получать экономически невыгодно.

В качестве ближайшего аналога нами выбран порошок и способ его производства по [1].

Как указывалось выше, основными недостатками этого порошка и способа его производства являются трудности производства, его низкая экономичность получения порошка с удельной поверхностью более 0,6 м2/г.

Технической задачей изобретения является получение порошка с высокой удельной поверхностью (более 0,4 м2/г), преимущественно более 0,8-1,0 м2/г.

Эта задача решается тем, что в алюминиевый порошок, содержащий частицы сферической формы, добавляют от 10 до 50% по массе порошка, содержащего частицы деформированной, пластинчатой или чешуйчатой формы.

Сферические частицы имеют удельную поверхность 0,15-0,6 м2/г. Деформированные частицы имеют удельную поверхность 0,5-4 м2/г. Порошок дополнительно содержит до 50% инертной жидкости, например углеводородов.

Способ приготовления такого порошка, включающий распыление расплава сжатым газом, классификацию по крупности, измельчение части порошка, состоит в том, что мелкую фракцию сферического порошка, полученного после классификации, смешивают с порошком деформированной формы, полученным после измельчения части распыленного порошка, при этом смешение производят в присутствии стальных шаров или алюминиевых гранул в инертной газовой или жидкой углеводородной среде при отношении Т:Ж не менее 1.

Количество стальных шаров или алюминиевых гранул при смешивании составляет 10-30% от веса смешиваемых порошков.

Технологическая схема осуществления предложенного способа показана на чертеже.

По данной схеме исходный расплав распыляют сжатым (до 50-100 ати) газом, например азотом с контролируемым содержанием кислорода (преимущественно 0,3-3%). При этом, как показывает практика промышленного производства, получают порошок, содержащий до 90% сферического порошка с удельной поверхностью не менее 0,2 м2/г. После классификации на газовомеханических классификаторах из этого порошка можно выделить фракцию с удельной поверхностью ~0,4 м2/г при ее выходе ~ 30%. Более крупные (грубые) фракции после рассева на ситах и (или) часть тонких фракций после газовомеханической классификации направляются на измельчение в шаровых мельницах для получения тонких деформированных частиц пластинчатой или чешуйчатой формы с удельной поверхностью от 0,5 до 4,0 м2/г.

Измельчение можно производить в любом механическом аппарате, например в шаровой мельнице в газовой инертной или жидкой углеводородной среде. Для повышения эффективности измельчения в измельчаемый порошок добавляют стеарин или другие поверхностно-активные вещества (обычно 1-3% от веса порошка).

Полученные сферической и чешуйчатой формы порошки направляют на смешение в присутствии стальных шаров или алюминиевых гранул, взятых в количестве от 10 до 30% от массы смешиваемых порошков в инертной газовой или жидкой углеводородной среде при Т:Ж не менее 1. После смешения в жидкой среде при необходимости порошок подвергают сушке.

Конечным товарным продуктом является порошок с высокой удельной поверхностью, которую практически невозможно и экономически невыгодно получить на сферических порошках при распылении расплавов сжатым газом.

Примеры получения предполагаемого порошка с высокой удельной поверхностью по данному способу приведены в таблице.

Из приведенных в таблице данных видно, что все составы заявляемого порошка имеют удельную поверхность существенно выше, чем все известные применяемые в промышленности распыленные порошки с высокой удельной поверхностью.

Дополнительное введение в порошковую смесь инертной углеводородной жидкости не влияет на удельную поверхность порошка, но в ряде случаев имеет большое значение для предохранения порошка от окисления на воздухе, а также при получении порошков деформированных частиц с наибольшей удельной поверхностью.

Источники информации 1. Производство и применение алюминиевых порошков. - М.: Металлургия, 1980, с.68.

2. Проспекты фирмы Алкоа (США) и Рейнолдс (США). Каталог "Виды и номенклатура порошковой продукции из алюминия, магния, кремния и их сплавов, выпускаемой за рубежом". ЦНИИ экономики и информации цветной металлургии. - М. , 1990, с.3, 7.

Формула изобретения

1. Алюминиевый порошок с высокой удельной поверхностью, содержащий частицы сферической формы, отличающийся тем, что он дополнительно содержит частицы деформированной формы в количестве от 10 до 50% по массе.

2. Порошок по п. 1, отличающийся тем, что сферические частицы имеют удельную поверхность 0,15-0,6 м2/г.

3. Порошок по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что деформированные частицы имеют удельную поверхность 0,5-4 м2/г.

4. Порошок по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что он дополнительно содержит до 50% инертной жидкости, например, углеводородов.

5. Способ приготовления алюминиевого порошка с высокой удельной поверхностью, включающий распыление расплава сжатым газом, классификацию по крупности, измельчение части порошка, отличающийся тем, что мелкую фракцию сферического порошка, полученную после классификации, смешивают с порошком деформированной формы, полученным после измельчения части распыленного порошка, при этом смешение производят в присутствии стальных шаров или алюминиевых гранул в инертной газовой или жидкой углеводородной среде при отношении Т:Ж не менее 1.

6. Способ по п.5, отличающийся тем, что количество стальных шаров или алюминиевых гранул при смешении составляет 10-30% от веса смешиваемых порошков.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к области порошковой металлургии, конкретно к области производства порошков алюминиево-магниевых сплавов методом распыления расплавов сжатым газом, практически не взаимодействующим с расплавленным алюминием

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способу производства монодисперсных материалов

Изобретение относится к порошковой металлургии и может быть использовано при получении металлических гранул, в частности гранул магния и магниевых сплавов

Изобретение относится к области порошковой металлургии и может быть использовано при производстве металлических гранул, в том числе из металлов, не создающих на своей поверхности сплошной оксидной пленки (магний, натрий и др.)

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению гранул из легкоплавких металлов и сплавов путем разливки расплава через емкость с отверстиями в охлаждающую жидкость

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к производству гранулированного магния и его сплавов

Изобретение относится к порошковой металлургии и может быть использовано при производстве металлических гранул, в том числе из металлов, не создающих на своей поверхности сплошной оксидной пленки (магний, натрий и др.)
Изобретение относится к машиностроению и металлообработке и может быть использовано на машиностроительных заводах при переработке металлических отходов в композиционные материалы

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к технологиям получения порошков металлов методами дробления

Изобретение относится к области порошковой металлургии, а именно к получению белых радиационно стойких светоотражающих покрытий, в частности к получению пигмента на основе диоксида циркония, применяемого в качестве одного из компонентов, используемых для терморегулирующих покрытий космических летательных аппаратов

Изобретение относится к порошковой металлургии и может быть использовано, например, для изготовления армированных отливок, работающих в условиях абразивного износа, для плазменной наплавки инструмента, восстановления износостойких деталей машин, изготовления спеченных изделий и т.п

Изобретение относится к порошковой металлургии

Изобретение относится к порошковой металлургии, а именно к переработке отходов твердых сплавов

Изобретение относится к порошковой металлургии и может быть использовано в пиротехническом, строительном, лакокрасочном производствах
Изобретение относится к порошковой металлургии и может быть использовано для плазменного напыления ретенционных покрытий зубных протезов
Изобретение относится к области порошковой металлургии

Изобретение относится к способу и устройству для механической очистки порошка от прилипающих к его поверхности загрязнений

Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к разработке технологии изготовления жаропрочных и износостойких электротехнических композиционных материалов на основе меди путем механического легирования, и может быть использовано в производстве силовых разрывных и дугогасительных контактов

Изобретение относится к порошковой металлургии, к получению высокодисперсных порошков с высокой удельной поверхностью и соответствующими свойствами и может быть использовано в пиротехнике, химии, энергетике, электронике

Наверх