Способ получения активированного скрытокристаллического графита

Авторы патента:

 


Владельцы патента RU 2560381:

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский федеральный университет" (RU)

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при изготовлении противопригарных покрытий на основе активированных графитов для получения чугунных отливок в разовых песчано-глинистых формах. Скрытокристаллический графит окисляют в течение 12-14 ч, промывают и сушат. Затем механоактивируют в мельницах-активаторах в течение 10-20 мин при условии энергонагрузки на графит не менее 100 g. Уменьшается толщина пригара и шероховатость поверхности чугунных отливок. 1 табл.

 

Изобретение относится к металлургии, в частности к изготовлению противопригарных покрытий на основе активированных графитов, применяемых для получения чугунных отливок в разовых песчано-глинистых формах.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемым результатам является способ получения термически расширенного скрытокристаллического графита [Патент №2372283 от 29.12. 2007, опубл. 10.11.2009], заключающийся в активации исходного скрытокристаллического графита в мельницах-активаторах до размера частиц не более 10 мкм и его спекание при 800-1000°С в течение 2-5 ч с последующим окислением, промывкой, сушкой и термообработкой.

Однако использование данного способа позволяет получить расширенный скрытокристаллический графит, применение которого в составах противопригарных покрытий не обеспечивает получение высокого качества поверхности чугунных отливок, без пригара с низкой шероховатостью, в разовых песчано-глинистых формах из-за высокой смачиваемости данного графита расплавом чугуна, к тому же операция термообработки требует больших энергозатрат.

Задача изобретения - повышение качества поверхности без пригара с низкой степенью шероховатости чугунной отливки в разовых формах с применением покрытия на основе активированного скрытокристаллического графита.

Поставленная задача достигается тем, что в способе получения активированного скрытокристаллического графита, включающем механоактивацию в мельницах-активаторах и его окисление, промывку и сушку, механоактивацию осуществляют в течение 10-20 мин при условии энергонагрузки на графит не менее 100 g после окисления, промывки и сушки, причем окисление проводят в течение 12-14 ч.

Использование механоактивации графита в течение 10-20 мин и при условии после процесса окисления, промывки и сушки позволяет увеличить активность частиц скрытокристаллического графита за счет улучшения его геометрических характеристик. Уменьшение времени активации менее 10 мин и энергонагрузки на графит менее 100 g не позволяет осуществлять процесс активации. Увеличение времени активации более 20 мин приводит к агрегации частиц графита. И в том, и в другом случае это приводит к ухудшению свойств противопригарного покрытия и не способствует снижению пригара на отливках.

Процесс окисления графита в течение 12-14 ч обеспечивает изменение его структурных параметров и насыщение графита атомами окислителя.

Уменьшение времени окисления менее 12 ч приводит к тому, что графит не окисляется полностью, что снижает эффективность его использования в противопригарных покрытиях. Увеличение времени более 14 ч приводит к тому, что графит перенасыщается серной кислотой, которая при дальнейшем его использовании в покрытиях переходит в металл, способствуя тем самым увеличению брака отливок.

Способ осуществляется следующим образом. Скрытокристаллический графит ГЛС-2 перемешивают с окислителем и оставляют на 12-14 ч, после чего графит промывают, сушат. Просушенный графит механоактивируют в мельнице-активаторе в течение 10-20 мин при энергонагрузке не менее 100 g.

Пример конкретного выполнения:

Скрытокристаллический графит ГЛС-2 перемешивают с окислителем, например серная кислота с бихроматом калия, и оставляют на 13 ч, после чего графит промывают до pH 6-7 и сушат. Просушенный графит механоактивируют в мельнице-активаторе в течение 15 мин при энергонагрузке не менее 100 g.

На основе активированного графита изготавливают противопригарное покрытие любого известного состава, которое наносится на поверхность разовой формы.

Свойства противопригарного покрытия на основе активированного скрытокристаллического графита на и качество поверхности чугунных отливок в сравнении с прототипом показано в таблице 1.

Технический результат предлагаемого способа заключается в уменьшении толщины пригара и шероховатости поверхности чугунных отливок.

Способ получения активированного скрытокристаллического графита, включающий механоактивацию в мельницах-активаторах и его окисление, промывку и сушку, отличающийся тем, что механоактивацию осуществляют в течение 10-20 мин при условии энергонагрузки на графит не менее 100 g после окисления, промывки и сушки, причем окисление проводят в течение 12-14 ч.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области нанотехнологий и может быть использовано для получения композиционных материалов с высокой электро- и теплопроводностью, добавок в бетоны и керамику, сорбентов, катализаторов.

Изобретения относятся к нанотехнологии и могут быть использованы при изготовлении катализаторов и сорбентов. Графеновая пемза состоит из графенов, расположенных параллельно на расстояниях больше 0,335 нм, и аморфного углерода в качестве связующего по их краям, при соотношении графена и связующего от 1:0,1 до 1:1 по массе.

Группа изобретений может быть использована при изготовлении материалов для электротехнической и химической промышленности. Графитсодержащий компонент смешивают с наполнителем на основе каолина, проводят сухое перемешивание с одновременным диспергированием последовательно в барабанном и центробежном смесителях.
Изобретение может быть использовано при получении изделий, работающих в области высоких температур. Сначала получают частицы терморасширенного графита нагревом частиц гидролизованного нитрата графита с удельной энергией нагрева, равной или превышающей 4,7 кДж/г в атмосфере продуктов сгорания жидкого или газообразного топлива на воздухе с коэффициентом избытка воздуха в пересчете на топливо λ=0,8-1,1.

Изобретение предназначено для химической промышленности и может быть использовано при производстве гибких изделий, композитов, прокладок, уплотнений, покрытий, антифрикционных и теплозащитных материалов, сорбентов.

Изобретение относится к нанотехнологии и предназначено для использования при создании современных тонкопленочных полупроводниковых приборов и структур наноэлектроники.
Изобретение относится к электронному графеновому устройству. Гибкое и поддающееся растяжению, пропускающее свет электронное устройство содержит первый графеновый электрод, второй графеновый электрод, графеновый полупроводник и управляющий графеновый электрод, расположенный между первым и вторым графеновыми электродами и находящийся в контакте с графеновым полупроводником.

Изобретение относится к углеродным материалам. Предложен углеродсодержащий материал, полученный пиролизом ксерогеля из гидрофильного полимера полигидроксибензол/формальдегидного типа и азотсодержащего латекса.

Изобретение может быть использовано при изготовлении теплонапряженных участков конструкций, подверженных воздействию агрессивных окислительных сред. Графитовые заготовки подвергают вакуумной заливке каменноугольным высокотемпературным пеком при температуре выше температуры плавления пека.

Изобретение относится к области электроники и нанотехнологии и касается способа получения композиционного материала, содержащего слоистые материалы на основе графита и сульфида молибдена.
Изобретение может быть использовано в медицине, биологии и сельском хозяйстве в качестве химических контейнеров для хранения и транспортировки веществ. Графит фторируют фторокислителями - трифторидом хлора или брома в растворителе, инертном к указанным фторокислителям, в качестве которого используют тетрахлорид углерода или фреон. После этого фторокислитель замещают уксусной кислотой, ацетонитрилом или циклогексаноном с получением соединения графита с фтором и замещающим реагентом. Полученное соединение обрабатывают низко- или высококипящими веществами из ряда, включающего этилацетат, глицерин или ацетоуксусный эфир. Затем удаляют избыток их жидкой фазы растворением в дистиллированной воде при комнатной температуре. Способ взрывобезопасен, технологичен и позволяет расширить ассортимент получаемых соединений графита с фтором и низко- или высококипящими веществами. 3 пр.

Изобретение может быть использовано для изготовления терморасширенного графита (ТРГ) и огнезащитных материалов. Исходный порошкообразный графит обрабатывают окислительным раствором, содержащим следующие компоненты в соотношении, г/г графита: серная кислота 2,0-5,0; азотнокислый аммоний 0,04-0,15; карбамид 0,04-0,15. Компоненты раствора смешивают при температуре 0-7°C, при окислении графита температуру в реакторе поддерживают не выше 20°C. Затем осуществляют гидролиз путем гидротермальной обработки водяным паром в течение 5-15 минут, промывку и сушку. Изобретение позволяет снизить насыпную плотность ТРГ, удельный расход серной кислоты, уменьшить количество технологических операций и время окисления графита в 2 раза. 1 табл., 3 пр.

Изобретения относятся к химической промышленности и могут быть использованы при изготовлении электродных материалов. На поверхность подложки помещают самособранный монослойный трафарет (SAM) - производное силанбензофенона. Готовят раствор предшественника, включающего молекулу предшественника - полициклического ароматического углеводорода (PAH) и дискотическую молекулу, и наносят его на подложку с расположенным на ней трафаретом SAM. Молекулу предшественника фотохимически присоединяют к трафарету SAM путём воздействия ультрафиолетового излучения. Затем подложку нагревают в вакууме или инертном газе, по меньшей мере, до 450°C, чтобы получить включающую графен пленку. Трафарет SAM и/или молекула предшественника включают одну или более алкильных групп, способствующих перпендикулярному расположению оси c молекулы к подложке. Изобретения позволяют получить высококачественную проводящую плёнку, содержащую графен, непосредственно на подложке без его механического отслаивания. 6 н. и 20 з.п. ф-лы, 21 ил., 1 табл.

Изобретение может быть использовано в медицине при изготовлении контрастных веществ для получения изображений методом магнитного резонанса или флуоресценции, средств для доставки лекарств, меток для клеток. Углеродсодержащие частицы из ряда, включающего микрокристаллическую целлюлозу, коллоидный углерод и их смеси, пропитывают водным раствором по меньшей мере одного предшественника ферромагнитного металла, такого как соль лимонной, уксусной или муравьиной кислоты, гидроксикислот или цитрат аммония. Пропитанные частицы сушат и нагревают в инертной и по существу свободной от кислорода атмосфере при температуре 450-600 °C или более 700 °C. Полученные наночастицы содержат графитовый углерод и 3-100 частиц по меньшей мере одного ферромагнитного металла, по меньшей мере частично инкапсулированные в графитовом углероде. Ферромагнитные частицы дополнительно включают металл, выбранный из группы, содержащей никель, кобальт, благородные металлы и их комбинации. Частицы ферромагнитного металла распределены однородно и не образуют кластеров. 3 н. и 24 з.п. ф-лы, 5 ил., 6 пр.

Изобретение может быть использовано при изготовлении конструкционных материалов. Способ пакетировки углеродных обожженных крупногабаритных заготовок мелкозернистого графита изостатического прессования при графитации включает их расположение вертикально и горизонтально поперек керна в столбиках, отделенных друг от друга слоями керновой пересыпки толщиной приблизительно 0,2 диаметра заготовки. С боковых сторон каждой заготовки вплотную к ней размещают теплопередающие плоские панели, выполненные из высокотеплопроводного и высокотемпературного конструкционного графита. Ширина панели равна диаметру или толщине, в случае заготовки прямоугольного сечения, и длина соответственно равна длине заготовки, толщина не менее 0,15 от ее диаметра или толщины, в случае заготовки прямоугольного сечения. Теплопередающие панели могут быть выполнены составными в направлении их длины. Снижается уровень термических напряжений в теле заготовки, сокращается расход графита и удельный расход энергии за счет снижения на 40 процентов массы дополнительных комплектующих графитовых изделий. 1 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к области создания и производства углеродных материалов с высокими физико-механическими характеристиками, в частности углерод-углеродных композиционных материалов на основе тканых армирующих наполнителей из углеродного высокомодульного волокна и углеродной матрицы, сформированной из пеков в процессе карбонизации и последующих высокотемпературных обработок. Способ получения углеродного композиционного материала (УУКМ) на основе углеродного волокнистого наполнителя и углеродной матрицы включает последовательные процессы сухой выкладки каркаса на основе армирующего наполнителя в виде ткани из углеродного высокомодульного волокна на оправку, закрепления оправки с тканью в приспособлении для пропитки сухого каркаса, размещая его в пропиточном контейнере, и проводят пропитку каркаса пеком и карбонизацию, затем каркас пропитывают пеком и карбонизируют в герметизированном контейнере в аппарате высокого давления, где в качестве передающей давление среды используют кварцевый песок, извлекают заготовки и графитизируют в вакууме. При этом операции пропитки и карбонизации под давлением и вакуумной графитации повторяют до получения материала с плотностью 1,88-1,91 г/см3. Изобретение позволяет получить УУКМ на основе армирующих наполнителей в виде тканей из углеродного высокомодульного волокна, обладающих высокими физико-механическими характеристиками, при наименьших затратах. 3 з.п. ф-лы, 4 ил., 1 табл.
Изобретение может быть использовано при изготовлении электронных и оптоэлектронных устройств, а также солнечных батарей. Исходный графит диспергируют иглофрезерованием с получением продукта диспергирования, содержащего графен и графитовые элементы. Затем из полученного продукта диспергирования выделяют графен за счет использования его гидрофобных свойств, с применением жидкости, имеющей плотность 1,80-2,3 г/см3. После этого расщепляют графитовые элементы истиранием в барабане, содержащем истирающие элементы, выполненные в виде истирающих роликов, длина которых эквивалентна длине образующей барабана. Внутренняя поверхность барабана и поверхность роликов имеют шероховатость не более 0,32 мкм. Повышается производительность процесса получения графена, снижается вредность производства. 2 з.п. ф-лы, 1 пр.

Изобретение может быть использовано при изготовлении электрохимических элементов, суперконденсаторов, адсорбентов, вакуумных и космических смазок, огнезащитных покрытий. Графитсодержащий порошковый материал 4 с содержанием графита не менее 93 мас.%, например природный чешуйчатый графит, располагают в вакуумируемом форвакуумным насосом 9 замкнутом объёме 1 на зеркале жидкой фазы гептафторида йода 5 или над ней. Отношение массы графитсодержащего порошкового материала 4 к массе гептафторида йода 5 от 1:2,21 до 1:5,02. Обработку ведут при 16÷25°C. Состав получаемых соединений соответствует эмпирической формуле CxFJ0,14·yJF7, где x=1÷6, y=0÷0,05. Способ прост, безопасен и позволяет расширить номенклатуру получаемых продуктов. 17 з.п. ф-лы, 5 ил., 5 пр. .

Изобретение может быть использовано для получения материалов и элементов наноэлектроники, нанофотоники, газовых сенсоров и лазерных систем с ультракороткими импульсами излучения. Графен получают путем расслоения графита в жидком азоте. Поверхность графитовой мишени обрабатывают пучком импульсного лазерного излучения с длительностью импульса порядка 10-13 с, перемещающимся по поверхности мишени со скоростью, обеспечивающей 75% перекрытие пятен воздействия лазерных импульсов. Способ позволяет получать графеновые структуры различных форм и размеров с обеспечением высокой производительности и экологической чистоты производственного процесса. 2 ил.

Изобретение относится к электротехнике, медицине, химической промышленности, нанотехнологии и может быть использовано при изготовлении транзисторов, суперконденсаторов, сенсорных дисплеев, биосенсоров, присадок к полимерам и нанокомпозитов. Природный графит очищают от примесей, термообрабатывают при температуре не ниже 2100°C, диспергируют в водной среде, содержащей поверхностно-активный или диспергирующий агент, с получением суспензии с концентрацией графитового материала не более 6 мг/мл. Поверхностно-активный или диспергирующий агент выбирают из групп: анионные поверхностно-активные вещества, неионогенные поверхностно-активные вещества, катионные поверхностно-активные вещества, фторсодержащие поверхностно-активные вещества, органические растворители: ацетон, спирт, толуол или их смеси; органические ароматические вещества, такие как бензол, нафталин, антрацен. Полученную суспензию обрабатывают ультразвуковыми колебаниями на уровне энергии и длительности обработки, достаточных для получения отдельных малослойных графенов при акустической мощности не менее 50 Вт/см2 рабочей поверхности излучателя, в результате чего кристаллиты графитового материала расщепляют на отдельные графеновые слои. Изобретение обеспечивает выход суспензии малослойных графенов до 90-95% относительно массы исходного графита. 3 з.п. ф-лы, 15 ил., 1 табл.
Наверх