Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

Спосіб одержання нанопорошків карбідів тугоплавких металів шляхом електричного вибуху провідників у вуглецевмісному середовищі в міжелектродному проміжку, який відрізняється тим, що як вуглецевмісне середовище використовують пастоподібні вуглецеві наноматеріали густиною від 1,1 до 1,4 кг/дм3, які одержують попередньо при дії на органічну рідину високовольтними імпульсними розрядами, та подають їх разом з металевим провідником у міжелектродний проміжок.

Текст

Дивитися

Реферат: Винахід належить до галузей металургії та нанотехнології. Спосіб одержання нанопорошків карбідів тугоплавких металів здійснюють шляхом електричного вибуху провідників у вуглецевмісному середовищі в міжелектродному проміжку. Як вуглецевмісне середовище 3 використовують пастоподібні вуглецеві наноматеріали густиною від 1,1 до 1,4 кг/дм , які одержують попередньо при дії на органічну рідину високовольтними імпульсними розрядами. Пастоподібні вуглецеві наноматеріали подають разом з металевим провідником у UA 111251 C2 (12) UA 111251 C2 міжелектродний проміжок. Винахід забезпечує практично повне перетворення металів у карбіди і покращення їх фазового складу. UA 111251 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Винахід належить до способів одержання нанопорошків карбідів металів електророзрядним методом і може знайти застосування при виготовленні ріжучого інструменту та деталей, що працюють в умовах високих температур. Відомий спосіб одержання ультрадисперсних порошків карбідів металів (Тихонов Д.В. Электровзрывное получение ультрадисперсных порошков сложного состава. Диссертация к.т.н. - Томск, 1999. - 212 с.), за яким використовують електричний вибух провідників в ацетилен аргоновому або пропан-аргоновому середовищах. Ознакою, що збігається з суттєвою ознакою винаходу, що заявляється, є одержання нанопорошків карбідів металів за допомогою електричного вибуху провідників у вуглеводневому середовищі. Причиною, яка перешкоджає одержанню очікуваного технічного результату є те, що при використанні електричного вибуху провідників в газовому середовищі утворюються продукти, у складі яких збереглися залишки металів, а карбіди мають дефіцит вуглецю (W 2C, WC1-*, Ta2C). Для збільшення виходу карбідів і одержання більш насичених вуглецем фаз необхідно збільшувати тиск у розрядній камері або використовувати конденсовані середовища з більшою густиною. Найбільш близьким за сукупністю ознак до винаходу є спосіб одержання нанопорошків карбідів металів при електричному вибуху провідників у вуглеводневих рідинах (Назаренко О.Б. Влияние условий синтеза на свойства электровзрывных нанопорошков карбидов металлов /О.Б. Назаренко //Известия Томского политехнического университета. - 2003. - Т. 306, № 6. - С. 62-66.), який включає електричний вибух провідника у вуглецевих рідинах і парафіні в міжелектродному проміжку. Завдяки більшій густині цього середовища (вуглеводневі рідини 3 3 0,660,88 кг/дм , парафін 0,9 кг/дм ) в порівнянні з газами, концентрація активних реагентів в ньому, під час електричного вибуху провідників, значно вище, що дозволяє збільшити вихід карбідів металів (для карбіду алюмінію до 40 %). Ознаками, що збігаються з суттєвими ознаками винаходу, що заявляється, є отримання нанопорошків карбідів металів шляхом електричного вибуху провідників у вуглецевому середовищі в міжелектродному проміжку. Причиною, яка перешкоджає отриманню очікуваного технічного результату є те, що в кінцевих продуктах міститься значна кількість залишкового металу. В основу винаходу, що заявляється, поставлено задачу вдосконалення способу одержання нанопорошків карбідів тугоплавких металів шляхом зміни вуглеводневого середовища, що дозволить підвищити концентрацію активних реагентів наночастинок вуглецю, і за рахунок цього забезпечити практично повне перетворення металів у карбіди і покращення їх фазового складу. Суть винаходу, що заявляється, полягає у тому, що у способі одержання нанопорошків карбідів тугоплавких металів шляхом електричного вибуху провідників у вуглецевмісному середовищі в міжелектродному проміжку, згідно з винаходом, що як вуглецевмісне середовище 3 використовують пастоподібні вуглецеві наноматеріали густиною від 1,1 до 1,4 кг/дм , які одержують попередньо при дії на органічну рідину високовольтними імпульсними розрядами, та подають їх разом з металевим провідником у міжелектродний проміжок. Розкриваючи причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю суттєвих ознак і технічним результатом, необхідно відзначити наступне: Ознаки "як вуглецевмісне середовище використовують пастоподібні вуглецеві 3 наноматеріали густиною від 1,1 до 1,4 кг/дм , які одержують попередньо при дії на органічну рідину високовольтними імпульсними розрядами, та подають їх разом з металевим провідником у між електродний проміжок" дозволяють збільшити концентрацію активних реагентів наночастинок вуглецю, що забезпечує практично повне перетворення тугоплавких металів у карбіди. При використанні як вуглецевмісне середовище пастоподібних вуглецевих наноматеріалів, 3 густиною менше 1,1 кг/дм в отриманих продуктах процесу одержання карбідів зберігаються залишки металів, тобто відбувається неповне перетворення металів у карбіди. Використання як 3 вуглецевмісне середовище вуглецевих наноматеріалів густиною більше 1,4 кг/дм , неможливо, тому що воно не є пастоподібним за причини втрати ним властивості текучості. Суть винаходу пояснюється кресленням, де на фіг. 1 - зображено схему експериментального стенда, що дозволяє реалізувати спосіб одержання нанопорошків карбідів тугоплавких металів, на фіг. 2 - дифрактограма продуктів вибуху вольфрамового провідника в пастоподібному вуглецевому наноматеріалі, на фіг. 3 - наведено вигляд частинки карбіду розміром ~25 нм при вибуху ніобієвого провідника. 1 UA 111251 C2 5 10 Стенд містить генератор імпульсних струмів 1, керований розрядник 2 та електророзрядну камеру, яка складається з корпусу 3 з вмонтованими в нього негативним 4 і позитивним 5 електродами. Позитивний електрод 5 має осьовий канал, по якому за допомогою пристрою подачі металевого провідника 6 і пристрою подачі пасти 7, провідник 8 і пастоподібні вуглецеві наноматеріали 9 подають у міжелектродний проміжок. Спосіб здійснюється таким чином: Попередньо дією на органічну рідину високовольтними імпульсними розрядами одержують пастоподібні вуглецеві наноматеріали густиною від 1,1 до 1,4 кг/дм, які використовують як вуглеводневе середовище. Пастоподібні вуглецеві наноматеріали можуть бути одержані за допомогою установки для одержання вуглецевих наноматеріалів (Патент України на корисну модель № 55578, МПК C01В31 /00, опубл. 10.12.2010, Бюл. № 23). В таблиці наведено густину пастоподібних вуглецевих наноматеріалів, які одержані при дії високовольтними імпульсними розрядами на деякі органічні рідини. № 1 2 3 4 Рідина що оброблювалась бензиловий спирт циклогексан гас дизельне паливо , кг/дм 1,184 1,320 1,204 1,128 3 15 20 25 30 35 Пристрій подачі пасти 7 заповнюють пастоподібними вуглецевими наноматеріалами 9. За допомогою пристроїв 6, 7 в між електродний проміжок подають провідник 8 та пасту 9. При замиканні провідником 8 міжелектродного проміжку на електроди 4 та 5 від генератора імпульсних струмів 1 за допомогою керованого розрядника 2 подають імпульс високої напруги, енергія якого більша за енергію сублімації матеріалу провідника. При проходженні через провідник 8 струму метал випаровується. Після повторного пробою утворюється металева плазма. Паралельно відбувається піроліз та іонізація пастоподібного вуглецевого наноматеріалу, внаслідок чого утворюються активні нановуглецеві радикали, які вступають в реакцію з іонами металу і, в результаті плазмохімічних реакцій, відбувається синтез наночастинок карбіду. При цьому, практично весь метал провідника перетворюється у карбід. Відсутність залишків металу, що вибухнув, після його карбідизації, підтверджується дифрактограмою продуктів вибуху вольфрамового провідника в пастоподібному вуглецевому наноматеріалі, що наведена на фіг. 2. Кінцевий продукт складається з синтезованого карбіду WC1-x і незначної кількості W 2C. Електронно-мікроскопічне дослідження одержаних нанодисперсних порошків карбідів металів дозволяє зробити висновок, що розмір частинок складає десятки нанометрів. На фіг. 3 наведено вигляд частинки карбіду розміром ~25 нм при вибуху ніобієвого провідника. Таким чином, використання способу одержання нанодисперсних порошків карбідів металів дозволить підвищити концентрацію активних реагентів наночастинок вуглецю і за рахунок цього забезпечити практично повне перетворення металів у карбіди і покращення їх фазового складу. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 40 Спосіб одержання нанопорошків карбідів тугоплавких металів шляхом електричного вибуху провідників у вуглецевмісному середовищі в міжелектродному проміжку, який відрізняється тим, що як вуглецевмісне середовище використовують пастоподібні вуглецеві наноматеріали 3 густиною від 1,1 до 1,4 кг/дм , які одержують попередньо при дії на органічну рідину високовольтними імпульсними розрядами, та подають їх разом з металевим провідником у міжелектродний проміжок. 2 UA 111251 C2 3 UA 111251 C2 Комп’ютерна верстка Д. Шеверун Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Method for producing nanopowders of refractory metal carbides

Автори англійською

Terekhov Anatolii Yuriiovych, Tsolin Pavlo Leonidovych, Kuskova Natalia Ivanivna, Baklar Viktor Yuriiovych, Zubenko Oleksandr Oleksandrovych

Назва патенту російською

Способ получения нанопорошков карбидов тугоплавких металлов

Автори російською

Терехов Анатолий Юрьевич, Цолин Павел Леонидович, Кускова Наталья Ивановна, Баклар Виктор Юрьевич, Зубенко Александр Александрович

МПК / Мітки

МПК: B82B 3/00, C22C 27/00, B01J 3/08, C01B 31/30, C22C 29/06, B82Y 40/00, B22F 9/14

Мітки: спосіб, нанопорошків, металів, одержання, карбідів, тугоплавких

Код посилання

<a href="http://uapatents.com/6-111251-sposib-oderzhannya-nanoporoshkiv-karbidiv-tugoplavkikh-metaliv.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб одержання нанопорошків карбідів тугоплавких металів</a>

Подібні патенти