close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY15095

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2011.12.30
(12)
(51) МПК
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
BY (11) 15095
(13) C1
(19)
B 22F 9/02
C 04B 35/626
B 01J 3/08
C 23C 4/00
(2006.01)
(2006.01)
(2006.01)
(2006.01)
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО ИЛИ
КЕРАМИЧЕСКОГО НАНОПОРОШКА ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ
ГАЗОТЕРМИЧЕСКИХ ПОКРЫТИЙ
(21) Номер заявки: a 20091768
(22) 2009.12.10
(43) 2011.08.30
(71) Заявитель: Государственное научное
учреждение "Институт порошковой
металлургии" (BY)
(72) Авторы: Ильющенко Александр Федорович; Ильющенко Татьяна Александровна; Шевцов Александр Иванович; Шуганов Александр Дмитриевич; Петров Игорь Валентинович (BY)
(73) Патентообладатель: Государственное
научное учреждение "Институт порошковой металлургии" (BY)
(56) RU 2048277 C1, 1995.
RU 2055936 C1, 1996.
BY 4163 C1, 2001.
BY 1988 C2, 1997.
SU 1788670 A1, 1996.
SU 1834845 A3, 1993.
RU 2082553 C1, 1997.
BY 15095 C1 2011.12.30
(57)
Способ получения металлического или керамического нанопорошка для нанесения газотермических покрытий, заключающийся в том, что готовят шихту, содержащую 50-60 мас. %
взрывчатого вещества, загружают ее в реактор, создают вакуум или среду необходимого
газа, осуществляют взрыв шихты и извлекают нанопорошок.
Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к способам
получения порошков с использованием горения и высокоэнергетического выделения тепла для формирования требуемых свойств материала.
Известен способ получения композиционного керамического материала [1], включающий приготовление шихты из порошков титана, хрома, твердой смазки, ее механоактивацию и термообработку в режиме самораспространяющегося высокотемпературного
синтеза (СВС) в азотно-кислородной среде с последующими измельчением спека и термообработкой в воздушной среде. В результате образуется оксидная керамика с включениями твердой смазки. Недостатками порошков, образующихся по данному способу,
являются их сложная форма и рельеф с ухудшением технологичности, а также значительные затраты времени на получение наноразмерных частиц, эффективно используемых в
настоящее время для нанесения газотермических покрытий повышенной прочности, износостойкости и коррозионной стойкости.
Известен способ получения композиционного керамического материала на основе
карбида титана [2], включающий приготовление шихты посредством смешивания и механоактивации, последующую термообработку в режиме горения в оболочке из графитизи-
BY 15095 C1 2011.12.30
рованной ткани, охлаждение в потоке аргона и последующее измельчение спека. К недостаткам данного способа относится плохая сыпучесть материала из-за сложной формы его
частиц и гигроскопичности, значительные затраты времени на получение наноразмерных
частиц.
В качестве прототипа выбран способ получения порошка нитрида титана [3], включающий приготовление шихты из частиц Ti, ее загрузку в реактор и горение в среде азота
под давлением в режиме СВС, измельчение спека. Недостатки данного способа: значительные затраты времени на получение наноразмерных частиц, невысокое содержание
наноразмерной фракции порошка.
Техническая задача, которую решает предлагаемое изобретение, состоит в снижении
затрат времени на получение наноразмерных частиц и повышении содержания наноразмерной фракции порошка для нанесения газотермических покрытий.
Поставленная техническая задача решается следующим образом. В способе получения
металлического или керамического нанопорошка для нанесения газотермических покрытий, заключающемся в том, что готовят шихту, содержащую 50-60 мас. % взрывчатого
вещества, загружают ее в реактор, создают вакуум или среду необходимого газа, осуществляют взрыв шихты и извлекают нанопорошок.
Изобретение дает возможность снизить затраты времени на получение нанопорошка
за счет исключения поэтапных операций механического измельчения спека для формирования частиц. Кроме того, повышается содержание наноразмерной фракции порошка за
счет сверхбыстрой конденсации частиц из паровой фазы. Металлические и керамические
нанопорошки, полученные согласно предлагаемому изобретению, могут найти широкое
применение при нанесении защитных газотермических покрытий деталей машин. При
этом создаются предпосылки нанесения покрытий повышенной прочности, износостойкости
и коррозионной стойкости за счет формирования в них наноструктур или аморфных фаз.
Пример.
Для проверки возможности получения нанопорошка с использованием трения и высокоэнергетического выделения тепла в режиме взрыва осуществляли синтез наноразмерных частиц TiN.
Для синтеза указанных частиц применяли шихту из исходных порошков титана и
взрывчатого вещества (аммонита 6ЖВ), а также газ азот. Синтез осуществляли в реакторе,
представляющем собой камеру с системами откачки воздуха и напуска "остаточного газа",
с рабочим столом для загрузки шихты и формирования конечного продукта, с устройством для взрыва шихтовой смеси. Реактор также укомплектован устройством для струйной подачи инертного газа на рабочий стол.
При подготовке шихты, содержащей 60 мас. % взрывчатого вещества, смешивание исходных компонентов выполнялось в шаровой мельнице. Затем шихту загружали в реактор, откачивали воздух до получения динамического вакуума, напускали "остаточный газ"
азот до давления 0,1 МПа, производили взрыв шихтовой смеси с испарением титана и его активным химическим взаимодействием с азотом при последующей сверхбыстрой конденсации
из паровой фазы наноразмерных частиц порошка TiN. Для формирования насыпного слоя
конденсирующегося порошка синхронно со взрывом срабатывало устройство для струйной
подачи на рабочий стол инертного газа аргона. Устройство отключалось по истечении 20 с,
затем осуществляли разгерметизацию реактора и извлечение конечного продукта - нанопорошка TiN, который очищали от примесей кислотной обработкой.
Затраты времени на получение нанопорошка снизились за счет исключения поэтапных
операций механического измельчения спека для формирования частиц, общая продолжительность которых в способе-прототипе составляла 5 ч. Анализ размеров и формы частиц
порошков, полученных по способу-прототипу и предлагаемому способу, выполняли с
применением сканирующей электронной микроскопии (СЭМ). Результаты исследований
2
BY 15095 C1 2011.12.30
представлены в виде соответствующих фотографий порошков (фиг. 1, 2) и приведены в
таблице.
Интервал размеров чаСодержание наноразмерной
Способ получения порошков
стиц порошков, нм
фракции, %
Прототип
0-100
27
Предлагаемый способ
0-100
85
Как видно из фотографий, порошок, полученный по способу-прототипу (фиг. 1), и порошок, полученный по предлагаемому способу (фиг. 2), содержат наноразмерные частицы
с D ≤ 100 нм. Вместе с тем содержание напора мерной фракции в порошке, полученном по
предлагаемому способу, значительно выше (таблица). Эффект достигается за счет сверхбыстрой конденсации частиц из паровой фазы. При этом размеры частиц не успевают
увеличиться.
Источники информации:
1. Патент РБ 4163, МПК B 22F 9/02, 2001.
2. Патент РФ 1834845, МПК C 01B 31/30, 1993.
3. Химия синтеза сжиганием / Под ред. М.Киодзуми. - М.: Мир, 1998. - С. 68-70.
Фиг. 1
Фиг. 2
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
3
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
3 171 Кб
Теги
by15095, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа