Способ получения высокочистой вакуумноплотной фольги из бериллия

Изобретение направлено на получение высокочистой вакуумноплотной фольги с мелкокристаллической структурой из нанокристаллического бериллия, а также увеличение выхода годного. Способ получения высокочистой вакуумноплотной фольги из бериллия включает заключение заготовки в чехол из стали 20, его герметизацию, многопроходную прокатку с промежуточными подогревами при температурах 650-900°С, охлаждение и удаление чехла. В качестве заготовки берут нанокристаллический бериллий, после каждого промежуточного подогрева выдерживают заготовку в печи ≤5 мин, после завершения прокатки осуществляют охлаждение заготовки со скоростью ≤10°C/мин, удаление чехла осуществляют путем стравливания с последующим травлением и/или шлифованием поверхности фольги. Полученная фольга имеет мелкокристаллическую структуру из нанокристаллического бериллия, обладает высокой химической чистотой, вакуумной плотностью и высокими механическими свойствами. 2 табл.

 

Изобретение относится к области металлургии, в частности к области получения фольги из бериллия, которая используется в различных областях техники.

Существует способ изготовления фольги из бериллия до 63,5 мкм или менее, включающий заключение бериллиевой заготовки в стальной чехол, герметизацию чехла, прокатку до требуемой толщины при температуре 600-800°C и быстрое охлаждение, чтобы отделить фольгу бериллия от материала чехла [патент US №3354538].

Недостатком этого способа является разрушение бериллиевой фольги вследствие резкого охлаждения, что приводит к нарушению вакуумной плотности фольги и снижению выхода годного, а также загрязнение бериллиевой фольги компонентами чехла, что не позволяет получить высокочистую фольгу.

Существует способ получения фольги из бериллия, включающий заключение бериллиевой заготовки в металлический чехол, герметизацию чехла, прокатку при 600-800°C, охлаждение и удаление чехла, причем перед заключением бериллиевой заготовки в чехол ее помещают в раствор для пассивации с последующим нагревом на воздухе при температуре 550-600°C в течение времени, достаточного для образования модифицированной пассивной пленки толщиной до 10 мкм [Патент RU №2299102].

Недостатком является большая трудоемкость способа, малая эффективность пассивной пленки при многопроходной прокатке, что приводит к загрязнению бериллиевой фольги компонентами чехла и не позволяет получать высокочистую бериллиевую фольгу, а также разрушение фольги при удалении чехла.

Наиболее близким, выбранным за прототип, является способ получения листов и плит толщиной от 0,15 до 15 мм, а также фольги различной толщины. Способ включает помещение бериллиевой заготовки в металлический чехол, его герметизацию, многопроходную прокатку с промежуточными подогревами при температурах 650-900°C, охлаждение и удаление чехла [Бериллий. Наука и Технология. М.: Металлургия, 1984, стр.277-278].

К недостаткам способа относится низкий выход годного, а также невозможность получения высокочистой фольги из бериллия с мелкокристаллической структурой.

Задачей изобретения является получение высокочистой вакуумноплотной фольги с мелкокристаллической структурой из нанокристаллического бериллия, а также увеличение выхода годного.

Для решения предложенной задачи предложен способ получения высокочистой вакуумноплотной фольги из бериллия, включающий заключение заготовки из нанокристаллического бериллия в металлический чехол, изготовленный из стали 20, его герметизацию, многопроходную прокатку с промежуточными подогревами при температурах 650-900°C, после каждого промежуточного подогрева выдерживают заготовку в печи ≤5 мин, после завершения прокатки осуществляют охлаждение заготовки со скоростью ≤10°С/мин. Удаление чехла осуществляют путем стравливания с последующим травлением и/или шлифованием поверхности фольги.

Использование в способе нанокристаллического бериллия позволяет получать фольгу с мелкокристаллической структурой благодаря низкой склонности зерна к росту в отсутствии деформации при температурах 650-900°С. Отсутствие крупных оксидных включений в нанокристаллическом бериллии позволяет получать вакуумноплотную фольгу с высокими механическими характеристиками. Высокая химическая чистота нанокристаллического бериллия позволяет получать высокочистую фольгу.

При выдержке в печи ≤5 мин процессы релаксации напряжений в нанокристаллическом бериллии протекают в полной мере. При выдержке в печи ≤5 мин накопленные напряжения снимаются не полностью, что приводит к накоплению упрочнения в нанокристаллическом бериллии в процессе многопроходной прокатки и вызывает его разрушение. Охлаждение со скоростью ≤10°C/мин после завершения прокатки необходимо для снятия остаточных напряжений в фольге. Охлаждение после прокатки со скоростью ≤10°С/мин приводит к появлению остаточных напряжений, что вызывает разрушение фольги. Стравливание чехла позволяет увеличить выход годной вакуумноплотной фольги за счет отсутствия механического воздействия на бериллий. Последующее травление и/или шлифование фольги позволяет удалить поверхностный слой, насыщенный компонентами чехла.

Предлагаемым способом была изготовлена фольга из нанокристаллического бериллия толщиной 100 мкм. Толщина исходных заготовок нанокристаллического бериллия под прокатку составляла 3-5 мм, диаметр заготовок 50-60 мм. Перед прокаткой заготовку заключали в чехол, изготовленный из стали 20, после чего чехол герметизировали. Многопроходную прокатку с промежуточными подогревами при температурах 650-900°C проводили с относительным обжатием 10-15% за проход, при этом после каждого промежуточного подогрева выдерживали заготовку в печи ≤5 мин, после завершения прокатки производили охлаждение заготовки со скоростью ≤10°C/мин. Удаление чехла осуществляли при помощи травления в растворе азотной кислоты. В табл.1 представлены результаты прокатки по предлагаемому способу. После удаления чехла осуществляли травление и/или шлифование поверхности фольги для удаления насыщенного компонентами чехла поверхностного слоя толщиной 60-70 мкм. Измеренный химический состав фольги до и после травления и/или шлифования поверхности фольги показан в табл.2.

Для способа прототипа использовали заготовки бериллия сортов ДТП-56 и ТГП-56, полученные горячим прессованием порошка в вакууме.

Отделение фольги после прокатки по способу прототипа было затруднено вследствие ее сваривания при прокатке с материалом чехла, при этом процент выхода годного не превышал 50-60%.

Таблица 1
Исходная заготовка Скорость охлаждения и способ удаления чехла Время выдержки в печи после промежуточных подогревов Процент выхода годной фольги Размер зерна в фольге после прокатки
1 Нанокристаллический бериллий 1°С/мин, стравливаниечехла 30 мин 100% 1-3 мкм
10 мин 100% 1-3 мкм
5 мин 100% 1-3 мкм
2 Нанокристаллический бериллий 5°С/мин, стравливание чехла 30 мин 100% 1-3 мкм
10 мин 100% 1-3 мкм
5 мин 100% 1-3 мкм
3 Нанокристаллический бериллий 10°C/мин, стравливание чехла 30 мин 100% 1-3 мкм
10 мин 100% 1-3 мкм
5 мин 100% 1-3 мкм
4 (прототип) Бериллий ДТП-56 Естественная, механическое удаление чехла Без выдержки 50-60% 30-70 мкм
5 (прототип) Бериллий ТГП-56 Естественная, механическое удаление чехла Без выдержки 50-60% 30-70 мкм
Таблица 2
№ примера Содержание примесей в фольге, ppm (w).
До травления и/или шлифования поверхности с фольги После травления и/или шлифования поверхности фольги
Fe Al Cr Σ (Mn, Mg, Cu, Ni) Fe Al Cr Σ (Mn, Mg, Cu,Ni)
1 2010 70 66 201 55 16 23 77
2 1980 65 39 181 45 20 15 80
3 2100 85 47 167 60 27 21 55
4 (прототип) 2200 87 121 230 - - - -
5(прототип) 2335 331 498 857 - - - -

Таким образом, предлагаемый способ позволяет увеличить до 100% выход годного, получать высокочистую вакуумноплотную фольгу с мелкокристаллической структурой из нанокристаллического бериллия. Фольга обладает высокой химической чистотой, вакуумной плотностью и высокими механическими свойствами.

Способ получения высокочистой вакуумноплотной фольги из бериллия, включающий заключение заготовки в чехол из стали 20, его герметизацию, многопроходную прокатку с промежуточными подогревами при температурах 650-900°C, охлаждение и удаление чехла, отличающийся тем, что в качестве заготовки берут нанокристаллический бериллий, после каждого промежуточного подогрева выдерживают заготовку в печи ≥5 мин, после завершения прокатки осуществляют охлаждение заготовки со скоростью ≤10°C/мин, удаление чехла осуществляют путем стравливания с последующим травлением и/или шлифованием поверхности фольги.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к медицине, в частности к хирургии, и может быть использована для наложения внутренних и наружных швов на органические ткани. Способ получения хирургического шовного материала включает формирование слоя металлических наночастиц на исходном материале, которым является лигатурная нить.

Изобретение относится к нанотехнологии, к оптическим и оптоэлектронным устройствам, основанным на использовании оптически активного наноматериала, и способам их получения.

Изобретение относится к различным областям техники, использующим материалы с развитыми поверхностями в виде многослойных наноструктур для производства солнечных батарей, фотоприемных устройств, катализаторов, высокоэффективных люминесцентных источников света.

Изобретение может быть использовано при изготовлении материалов для электронной техники, присадок для ракетных топлив, катализаторов, смазочных масел и полимерных покрытий.
Изобретение относится к применению индикаторной добавки для формирования изображений с помощью магнитных частиц (ИМЧ) для визуального мониторинга биосовместимого продукта.

Группа изобретений относится к медицине, а именно к композициям и способам для доставки наноносителей к клеткам иммунной системы, способным стимулировать иммунный ответ в Т-клетках и/или в В-клетках.
Изобретение может быть использовано для производства защитных покрытий трубопроводов в нефтяной, газовой, нефтегазоперерабатывающей, горнодобывающей и химической промышленности.

Изобретение относится к способу получения алкилбензолов общей формулы , где R1=H: R2=Et, i-Pr или R1R2=-CH2-CH2-CH2-. Способ заключается в гидрировании стирола газообразным водородом в присутствии катализатора с последующим выделением целевых продуктов и характеризуется тем, что гидрированию подвергают стирол или его производные из ряда α-метилстирол или инден, а в качестве катализатора используют наночастицы никеля, получаемые восстановлением хлорида никеля (II) боргидридом натрия in situ и процесс проводят при атмосферном давлении водорода в среде изопропанола при температуре 55-65°C в течение 4-6 часов.

Изобретение относится к способу получения линейных алканов общей формулы Alk-CH2-CH3, где Alk=C6H13, C8H17. Способ заключается в гидрировании олефина водородом при атмосферном давлении водорода на катализаторе и характеризуется тем, что в качестве олефина используют октен-1 или децен-1, а в качестве катализатора используют наночастицы никеля, получаемые in situ восстановлением хлорида никеля(II) боргидридом натрия в среде изопропанола и процесс проводят при температуре 60-70°C в течение 6-8 часов с последующим выделением целевых продуктов.
Изобретение относится к химической промышленности. Фуллеренсодержащую сажу смешивают с жидкостью, взаимодействующей с находящимися в саже фуллеренами, например, с водным раствором щелочи концентрацией не менее 0,5 мас.%, из ряда, включающего КОН, NaOH, Ва(ОН)2 и/или с перекисью водорода Н2О2, при соотношении к саже 1:(20-300) мл/г.

Изобретение относится к области металлургии, преимущественно к обработке металлов давлением, а именно к технологии изготовления высокопрочных фольг, преимущественно для гибких печатных плат из меди и сплавов на основе меди, и может быть использовано в приборостроении, аэрокосмической технике, атомной энергетике, медицине, а также в оборонной технике.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к изготовлению алюминиевой фольги и ее намотке в рулон на съемную шпулю в процессе прокатки. .
Изобретение относится к области металлургии, а именно к технологии производства из расплава листовых заготовок и получения из них рулонной фольги. .
Изобретение относится к области машиностроения, а именно к изготовлению фольги из бериллия, которая используется в различных отраслях техники. .

Изобретение относится к прокатному производству, точнее – к прокатке тонких и тончайших лент из стали и цветных металлов. .

Изобретение относится к изготовлению лент с обработанными кромками. .

Изобретение относится к области прокатного производства, а именно, к производству тонколистового холоднокатаного металла, в частности к холодной прокатке жести. .

Изобретение относится к области прокатки плющеной ленты, преимущественно с большим (более 20) отношением ширины к толщине. .

Изобретение относится к области производства армирующих материалов (в основном для армирования эластомерных и резинотехнических изделий) и может быть использовано при производстве автошин, конвейерных лент, ремней, поручней эскалаторов, оболочек, рукавов высокого давления и т.п.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к изготовлению металлической фольги, и может быть использовано для изготовления элементов химических источников тока, магниевых аккумуляторов и диффузоров высококачественных динамиков. Способ включает получение листовой заготовки из литого полуфабриката холодным поперечным выдавливанием за одну операцию со степенью деформации 95-98% и последующую холодную прокатку листовой заготовки в фольгу до толщины 50-10 мкм с суммарным обжатием 95-99%. При выдавливании наряду с дроблением литой структуры заготовки одновременно проходит процесс динамической рекристаллизации и достигается получение мелкозернистой структуры у заготовки со средним размером зерен 5-10 мкм. Кроме того, заготовка имеет текстуру, в которой угол между нормалью к плоскости базиса зерна и нормалью к плоскости полосы составляет от 0° до 30°. Такие особенности структуры и текстуры заготовки обеспечивают ее высокую деформируемость при последующей холодной прокатке, что повышает технологичность процесса получения фольги за счет сокращения технологических операций. 8 ил.

Изобретение направлено на получение высокочистой вакуумноплотной фольги с мелкокристаллической структурой из нанокристаллического бериллия, а также увеличение выхода годного. Способ получения высокочистой вакуумноплотной фольги из бериллия включает заключение заготовки в чехол из стали 20, его герметизацию, многопроходную прокатку с промежуточными подогревами при температурах 650-900°С, охлаждение и удаление чехла. В качестве заготовки берут нанокристаллический бериллий, после каждого промежуточного подогрева выдерживают заготовку в печи ≤5 мин, после завершения прокатки осуществляют охлаждение заготовки со скоростью ≤10°Cмин, удаление чехла осуществляют путем стравливания с последующим травлением иили шлифованием поверхности фольги. Полученная фольга имеет мелкокристаллическую структуру из нанокристаллического бериллия, обладает высокой химической чистотой, вакуумной плотностью и высокими механическими свойствами. 2 табл.

Наверх