Трубчатое или комбинированное корундовое нановолокно и способ его получения


 


Владельцы патента RU 2458861:

Староверов Николай Евгеньевич (RU)

Изобретение относится к нанотехнологиям. Нановолокно представляет собой трубку из корунда с нанотолщиной стенок или любое волокно, покрытое такой трубкой. Корундовое нановолокно получают металлизацией любого волокна нанослоем алюминия с последующим окислением алюминия до корунда и с последующим удалением вещества первоначального волокна или без его удаления. Полученное корундовое нановолокно обладает превосходной прочностью и очень хорошими теплоизоляционными свойствами. 2 н. и 5 з.п. ф-лы.

 

Известны способы получения волокна из какого-либо вещества путем выдавливания его в расплавленном состоянии через фильеры, например, стекловолокна, см. пат. СССР 291438. Однако таким путем получить волокно наноразмера невозможно.

Получение трубчатого волокна

Любое волокно /как можно более тонкое/ покрывается слоем алюминия нанотолщины, а затем алюминий окисляется до корунда.

В качестве материала исходного волокна могут быть выбраны материалы, отвечающие одному из двух качеств: либо дешевизна, например капрон, вискоза, либо способность вытягиваться в как можно более тонкие нити, например фторопласты Ф-1, Ф-2, Ф-3.

Покрытие волокна алюминием можно осуществить путем осаждения паров алюминия в вакууме. Возможно, с применением электростатики.

Окисление алюминия можно проводить либо в атмосфере кислорода, озона или их смеси, либо в жидкой среде, например в растворе перекиси водорода.

После окончания окисления алюминия исходное волокно может быть удалено из образовавшейся корундовой нанотрубочки путем постепенного нагрева ограниченных отрезков волокна /до нескольких метров, уже в виде ткани/ в вакууме до температуры кипения материала исходного волокна. Этот материал постепенно испарится с торцов нанотрубочки. Диаметр получившейся нанотрубочки будет значительно больше наноразмеров, но наносвойства материала в данном случае определяются не диаметром трубочки, а толщиной ее стенок. А этот размер может быть сколь угодно малым, вплоть до мономолекулярного.

Полученное трубчатое корундовое нановолокно будет обладать превосходной прочностью /корунд по прочности уступает только алмазу, а в наносостоянии, возможно, и превосходит его/ и очень хорошими теплоизоляционными свойствами как в вакууме, так и в атмосфере.

Возможен также вариант удаления исходного волокна путем ускоренного нагрева. В этом случае трубочка будет лопаться вдоль, что незначительно скажется на ее прочности и теплопроводности.

Или же вещество исходного волокна, если оно не мешает назначению корундового нановолокна, может остаться в трубочке. Например, если корундовое нановолокно предназначено для работы на прочность в композитных материалах, то исходное высокомодульное высокопрочное волокно типов "Зайлон", "Вектран-2000", "Спектра", стекловолокно, углеволокно, кевлар только повысит прочность композита.

Следует отметить, что исходное волокно может быть в пластичном состоянии, пропущено через валки и иметь сплющенную форму. Нановолкно такой формы будет иметь повышенную прочность на сгибах.

1. Трубчатое или комбинированное корундовое нановолокно, представляющее собой трубку из корунда с нанотолщиной стенок или любое волокно, покрытое такой трубкой.

2. Способ получения волокна по п.1, состоящий в металлизации любого волокна нанослоем алюминия с последующим окислением алюминия до корунда и с последующим удалением вещества первоначального волокна или без его удаления.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что исходным волокном является капрон, или кевлар, или зайлон, или вектран, или спектра, или вискозное волокно, или углеволокно.

4. Способ по п.2, отличающийся тем, что металлизация происходит путем осаждения паров алюминия в вакууме.

5. Способ по п.2, отличающийся тем, что окисление алюминия производится в атмосфере кислорода, или озона, или их смеси, или в растворе перекиси водорода.

6. Способ по п.2, отличающийся тем, что исходное волокно удаляется путем нагрева в вакууме.

7. Способ по п.2, отличающийся тем, что исходное волокно предварительно пропускается через валки.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технологии высокотемпературных керамических материалов конструкционного назначения с повышенными термомеханическими свойствами (футеровка тепловых агрегатов, термостойкий огнеприпас, элементы ударопрочной защиты).

Изобретение относится к области химии и может быть использовано для получения водорода. .

Изобретение относится к области получения гидроксида алюминия из металлического алюминия, который может быть использован в качестве модифицирующей добавки для полимерных материалов, для получения активного оксида алюминия, для изготовления особо прочных и огнеупорных керамических изделий, композиционных материалов и антипиренов.

Изобретение относится к области получения высокоактивного оксида алюминия и может быть использовано для изготовления особо прочных и огнеупорных керамических изделий, композиционных материалов, в качестве катализатора и носителя катализаторов, в качестве модифицирующей добавки для полимерных материалов.
Изобретение относится к области химии. .

Изобретение относится к области химии и может быть использовано при получении ультрадисперсного порошка оксида алюминия, используемого в солнцезащитных составах.
Изобретение относится к области химии и может быть использовано при получении нанодисперсного порошок -оксида алюминия. .
Изобретение относится к области химии и может быть использовано в технологии получения оксида алюминия, который может быть использован в производстве искусственных кристаллов корунда.

Изобретение относится к области неорганической химии и может быть использовано при получении водорода и кристаллического гидроксида алюминия в виде бемита, который может быть использован в различных областях промышленности.
Изобретение относится к технологии приготовления катализатора на основе оксида алюминия для синтеза меламина из карбамида. .

Изобретение относится к области металлургии, а именно к способам управления работой электрических печей для получения легированного (циркониевого) корунда. .

Изобретение относится к области химии. .
Изобретение относится к химической промышленности, в частности к получению гидрозоля оксида алюминия, который используют в качестве носителей катализаторов, коагулянта при очистке воды, связующего при изготовлении оболочковых форм для точного литья из жаропрочных сталей.
Изобретение относится к дисперсиям нанооксида алюминия, предназначенным для образования покрытий. .

Изобретение относится к области химии и может быть использовано для получения порошка гидроксида алюминия и оксида алюминия. .

Изобретение относится к области неорганической химии, в частности к способу получения нанокристаллов оксида алюминия. .
Изобретение относится к области химии и используется для получения оксида алюминия. .

Изобретение относится к получению новых соединений - полихлоралюминатов щелочноземельных металлов в среде диэтилового эфира общей формулыМСl2·4АlСl 3·nЕt2O, в которойпри М=Са n=4,5; M=Sr n=1, 1,5; при М=Ва n=2,5, которые могут быть использованы в качестве реагентов для очистки нефтепродуктов и природного газа от сероводорода и меркаптанов, катализаторов в процессах хлорметилирования и алкилирования ароматических углеводородов, исходных веществ при получении гидридов металлов.

Изобретение относится к получению новых соединений - полихлоралюминатов лития в среде диэтилового эфира общей формулы LiCl·nAlCl3·2Et2O, где n=1, 2, которые могут быть использованы в качестве реагентов для очистки нефтепродуктов и природного газа от сероводорода и меркаптанов, катализаторов в процессах хлорметилирования и алкилирования ароматических углеводородов, исходных веществ при получении гидридов металлов.

Изобретение относится к области химической технологии и может быть использовано в производстве гранулированных оксидов алюминия различных модификаций, катализаторов, носителей, сорбентов, поглотителей, осушителей, наполнителей, неорганических пигментов и т.д.
Наверх