×
16.06.2018
218.016.62e4

СПОСОБ МОДИФИЦИРОВАНИЯ МИКРО- И НАНОПОРОШКОВ АЛЮМИНИЯ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к обработке металлических порошков для улучшения их термохимических свойств. Может быть использовано для повышения реакционной способности порошков алюминия при горении, спекании, в технологиях порошковой металлургии, 3D печати, а также для активирования процессов синтеза интерметаллидов, процессов горения твердых топлив и пиротехнических составов, взаимодействия с водой и получения водорода. Способ модифицирования микро- и нанопорошков алюминия включает облучение образца порошка высокоэнергетичным излучением, которое обеспечивает накопление положительного заряда внутренней части частицы алюминия. В качестве высокоэнергетического излучения используют СВЧ-излучение, которым облучают образцы в воздушной атмосфере импульсами длительностью 25 нс, частотой излучения 2,8 ГГц и плотностью мощности 8 кВт/см, частотой следования 25 Гц в течение не менее 10 минут. Технический результатом является повышение запасенной энергии в порошках. 1 табл., 2 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к порошковой металлургии, а именно к специальной обработке металлических порошков для улучшения их термохимических свойств, и может быть использовано для повышения реакционной способности порошков алюминия при горении, спекании, в технологиях порошковой металлургии, 3D печати, а также для активирования процессов синтеза интерметаллидов, процессов горения твердых топлив и пиротехнических составов, взаимодействия с водой и получения водорода.

Известен способ повышения запасенной энергии в нанопорошках металлов [RU 2461445 С1, МПК B22F 1/00 (2006.01), B82B 3/00 (2006.01), опубл. 20.09.2012], заключающийся в облучении нанопорошков металлов в вакууме потоком ускоренных электронов с энергией не более 6 МэВ, причем толщина образца нанопорошка превышает длину пробега электронов в нанопорошке. Запасенная энергия в результате облучения повышается в 2-2,5 раз.

Недостатками такого способа являются высокие энергозатраты на генерацию потока ускоренных электронов, а также то, что при облучении образцов нанопорошков металлов с толщиной слоя более длины пробега электронов в образце не весь нанопорошок подвергается облучению, вследствие чего не весь нанопорошок запасает энергию. Кроме того, недостатком является использование оборудования, работающего при высоких напряжениях и использующего вакуум, что делает процесс низкоэффективным, а оборудование опасным для персонала в процессе эксплуатации.

Наиболее близким к заявляемому является способ получения нанопорошков металлов с повышенной запасенной энергией [RU 2535109 С2, МПК B22F 1/00 (2006.01), B82Y 40/00 (2006.01), опубл. 10.12.2014], заключающийся в том, что образец нанопорошка металла облучают потоком ускоренных электронов с энергией не более 6 МэВ в вакууме с обеспечением положительного заряда внутренней части частицы металла при облучении образца нанопорошка металла, толщина которого не превышает длину пробега электронов. Способ обеспечивает повышение запасенной энергии на 10-15%.

Недостатками этого способа являются высокие энергозатраты на генерацию электронного потока, низкое пороговое значение энергии электронов (менее 6 МэВ), выше которого возможно протекание ядерных реакций и наработка радиоактивных изотопов и, как следствие, низкая производительность.

Техническая проблема, решение которой обеспечивается при осуществлении предложенного изобретения, заключается в создании способа модифицирования микро- и нанопорошков алюминия, позволяющего повысить запасенную энергию в этих порошках.

Предложенный способ модифицирования микро- и нанопорошков алюминия, так же как в прототипе, включает облучение образца порошка высокоэнергетичным излучением, обеспечивая накопление положительного заряда внутренней части частицы алюминия.

Согласно изобретению в качестве высокоэнергетического излучения используют СВЧ-излучение, которым облучают образцы в воздушной атмосфере импульсами длительностью 25 нс, частотой излучения 2,8 ГГц и плотностью мощности 8 кВт/см2, частотой следования 25 Гц в течение не менее 10 минут.

Предложенный способ обеспечивает повышение запасенной энергии на 40-150%.

В таблице 1 представлены результаты термического анализа облученных порошков алюминия.

На фиг. 1 показана термограмма порошка алюминия АСД-6М, не подвергнутого модификации.

На фиг. 2 представлена термограмма модифицированного порошка алюминия АСД-6М.

Использовали образцы порошка алюминия различной дисперсности: нанопорошок алюминия марки Alex, промышленные порошки марок АСД-6М, АСД-8, АСД-10. Каждый порошок навеской по 1 г помещали в кварцевые пробирки объемом 3 см3 и диаметром 10 мм2 с диэлектрической проницаемостью 3,8 и располагали в волноводе генератора СВЧ-излучения на основе магнетрона МИ456. Облучение образцов проводили в воздушной атмосфере излучением с частотой 2,8 ГГц при постоянной плотности мощности не менее 8 кВт/см2 импульсами длительностью 25 не с частотой следования 25 Гц в течение 10 минут.

После облучения образцы порошков алюминия подвергали дифференциальному термическому анализу, используя термоанализатор SDT Q 600. Точность измерения температуры составляла 0,001°C, калориметрическая точность ±2%, масса навески ~5 мг, скорость нагрева 10°C/с, атмосфера - воздух.

Величину запасенной энергии в порошке алюминия после модифицирования СВЧ-излучением определяли как разность удельных тепловых эффектов окисления проб исходного и облученного порошков алюминия в воздухе при нагревании до 1250°C в ячейке термоанализатора. В качестве начала отсчета принимали удельный тепловой эффект окисления немодифицированного порошка. После воздействия СВЧ-излучения произошло модифицирование порошков алюминия, что подтверждается увеличением удельного теплового эффекта окисления на величину запасенной энергии. Удельный тепловой эффект окисления рассчитывался термоанализатором автоматически. На фиг. 1 и фиг. 2 представлены термограммы порошка алюминия АСД-6М до (фиг. 1) и после (фиг. 2) модифицирования СВЧ-излучением. Удельный тепловой эффект окисления определяли как сумму двух экзоэффектов при окислении. На фиг. 1 он равен сумме 572,8 Дж/г и 4858 Дж/г (~5431 Дж/г), на фиг. 2 соответствующая сумма равна 13662 Дж/г. Разность величин удельных тепловых эффектов модифицированного СВЧ-излучением порошка (13662 Дж/г) и не модифицированного порошка (5431 Дж/г) является величиной запасенной энергии (8231 Дж/г). Аналогичным образом рассчитывали величины запасенной энергии для нанопорошка алюминия и микронных порошков АСД-8, АСД-10.

Результаты термического анализа облученных порошков алюминия приведены в таблице 1. Увеличение удельного теплового эффекта происходило при действии СВЧ-излучения на микронные порошки всех марок. Максимальное увеличение удельного теплового эффекта (в 2,5 раза - на 150%) произошло для микронного порошка АСД-6М. Повышение удельного теплового эффекта для порошка АСД-8 - в 1,9 раз (на 90%), для АСД-10 - в 1,4 раза (на 40%). Для нанопорошка алюминия увеличение удельного теплового эффекта произошло в 1,6 раза - на 60%.

Способ модифицирования микро- и нанопорошков алюминия, включающий облучение образца порошка высокоэнергетическим излучением с обеспечением накопления положительного заряда внутренней части частицы алюминия, отличающийся тем, что в качестве высокоэнергетического излучения используют СВЧ-излучение, а облучение проводят в воздушной атмосфере импульсами длительностью 25 нс, частотой излучения 2,8 ГГц и плотностью мощности 8 кВт/см, с частотой следования 25 Гц в течение не менее 10 минут.
СПОСОБ МОДИФИЦИРОВАНИЯ МИКРО- И НАНОПОРОШКОВ АЛЮМИНИЯ
СПОСОБ МОДИФИЦИРОВАНИЯ МИКРО- И НАНОПОРОШКОВ АЛЮМИНИЯ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 255.
10.07.2015
№216.013.606e

Способ получения поливинилацетата

Настоящее изобретение относится к способу получения поливинилацетата. Описан способ получения поливинилацетата суспензионной полимеризацией с использованием инициатора, отличающийся тем, что процесс суспензионной полимеризации винилацетата проводят в присутствии кристаллического глиоксаля и в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002556227
Дата охранного документа: 10.07.2015
20.10.2015
№216.013.8320

Устройство виброструйной магнитной активации жидкостей и растворов

Изобретение относится к устройствам для получения механических колебаний с использованием электромагнитизма и может быть использовано в различных технологических процессах для обработки жидкостей и растворов путем виброструйного магнитного воздействия, сопровождаемого изменением свойств...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002565171
Дата охранного документа: 20.10.2015
10.11.2015
№216.013.8ab4

Вакуумный выключатель тока

Изобретение относится к силовой коммутационной аппаратуре и предназначено для использования в вакуумных выключателях и контакторах постоянного и переменного тока. Вакуумный выключатель тока содержит дугогасительную камеру с аксиальными подвижным и неподвижным электродами, снабженными кольцевыми...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002567115
Дата охранного документа: 10.11.2015
27.11.2015
№216.013.94b1

Способ получения мета-хлорбензгидрилмочевины(галодифа) с использованием магнитных наночастиц, модифицированных сульфогруппами

Изобретение относится к способу получения мета-хлорбензгидрилмочевины(галодифа) с использованием магнитных наночастиц, модифицированных сульфогруппами. Способ включает конденсацию мета-хлорбензгидриламина, закрепленного на магнитных наночастицах FeO@SOH, с цианатами щелочных металлов при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002569684
Дата охранного документа: 27.11.2015
10.12.2015
№216.013.959c

Способ прогнозирования износостойкости твердосплавных режущих инструментов

Изобретение относится к области обработки металлов резанием и может быть использовано для прогнозирования - контроля износостойкости твердосплавных режущих инструментов при их изготовлении, использовании или сертификации. Сущность: проводят испытание на изменение величины исходного параметра от...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002569920
Дата охранного документа: 10.12.2015
10.12.2015
№216.013.9734

Устройство для максимальной токовой защиты

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для максимальной токовой защиты закрытых токопроводов от токов коротких замыканий. Техническим результатом является упрощение конструкции. Устройство содержит пластину, один конец которой закреплен в прорези планки, прикрепленной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002570328
Дата охранного документа: 10.12.2015
10.12.2015
№216.013.9740

Способ прогнозирования износостойкости твердосплавных режущих инструментов

Изобретение относится к области обработки металлов резанием и может быть использовано для прогнозирования - контроля износостойкости твердосплавных режущих инструментов при их изготовлении, использовании или сертификации. Сущность: проводят испытание на изменение величины исходного параметра от...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002570340
Дата охранного документа: 10.12.2015
10.12.2015
№216.013.975b

Способ прогнозирования износостойкости твердосплавных режущих инструментов

Изобретение относится к области обработки металлов резанием и может быть использовано для прогнозирования - контроля износостойкости твердосплавных режущих инструментов при их изготовлении, использовании или сертификации. Сущность: осуществляют проведение испытания на изменение величины...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002570367
Дата охранного документа: 10.12.2015
10.12.2015
№216.013.97cf

Солнечная установка

Изобретение относится к гелиоэнергетике, в частности к солнечным энергетическим установкам с датчиками слежения за Солнцем, и может быть использовано в солнечных электростанциях для преобразования солнечной энергии в электрическую, а также в качестве энергетической установки индивидуального...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002570483
Дата охранного документа: 10.12.2015
20.01.2016
№216.013.a351

Способ прогнозирования износостойкости твердосплавных режущих инструментов

Изобретение относится к области обработки металлов резанием и может быть использовано для прогнозирования - контроля износостойкости твердосплавных режущих инструментов при их изготовлении, использовании или сертификации. Сущность: осуществляют проведение испытания на изменение величины...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002573451
Дата охранного документа: 20.01.2016
Показаны записи 1-10 из 11.
10.12.2014
№216.013.0e6c

Способ получения нанопорошков металлов с повышенной запасенной энергией

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению нанопорошков металлов с повышенной запасенной энергией. Может использоваться для повышения реакционной способности нанопорошков при спекании, горении, в энергосберегающих технологиях. Образец нанопорошка металла облучают...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002535109
Дата охранного документа: 10.12.2014
27.05.2015
№216.013.4e1b

Способ получения нитрида алюминия

Изобретение относится к технологии получения керамических порошков нитрида алюминия, которые могут быть использованы в электронике, электротехнике, в частности, в качестве материала подложек мощных силовых и СВЧ-полупроводниковых приборов. Нитрид алюминия получают путем сжигания...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002551513
Дата охранного документа: 27.05.2015
25.08.2017
№217.015.c703

Способ получения нанодисперсного порошка диоксида титана со структурой рутила

Изобретение относится к неорганической химии и может быть использовано при изготовлении керамических материалов, сегнетоэлектриков, наполнителей лакокрасочных и полимерных материалов. Способ получения нанодисперсного рутильного диоксида титана включает осаждение его из раствора, содержащего...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002618879
Дата охранного документа: 11.05.2017
17.10.2018
№218.016.9305

Способ очистки нефти от гетероатомных компонентов

Изобретение относится к области очистки нефтей и нефтепродуктов, от серо-, азот- и кислородсодержащих соединений путем контактирования с неорганическим сорбентом и обработки ультразвуком, и может быть использовано в подготовке нефти к транспортировке и/или в цикле подготовки сырой нефти к...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002669803
Дата охранного документа: 16.10.2018
16.03.2019
№219.016.e23a

Способ дегазации нанопорошка вольфрама

Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к очистке нанопорошка вольфрама. Может быть использовано для удаления сорбированных газов и воды с поверхности и из объема порошка при ее подготовке к дальнейшему использованию в технологическом процессе. Дегазацию осуществляют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002681962
Дата охранного документа: 14.03.2019
19.04.2019
№219.017.1d3a

Устройство для исследования процесса горения порошков металлов или их смесей

Изобретение относится к области квантовой электроники, а именно к неразрушающему контролю и диагностике оптическими методами, и может быть использовано для исследования процессов высокотемпературного горения порошков металлов, а также процессов взаимодействия лазерного излучения с веществом....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002685040
Дата охранного документа: 16.04.2019
19.04.2019
№219.017.1d43

Способ исследования процесса горения порошков металлов или их смесей

Изобретение относится к области квантовой электроники, а именно неразрушающему контролю и диагностике оптическими методами, и может быть использовано для исследования процессов высокотемпературного горения порошков металлов, а также процессов взаимодействия лазерного излучения с веществом....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002685072
Дата охранного документа: 16.04.2019
09.05.2019
№219.017.49af

Способ активации нанопорошка алюминия

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности, к обработке для улучшения свойств нанопорошков алюминия. Может использоваться при приготовлении твердых ракетных топлив, пиротехнических составов. Нанопорошок алюминия, полученны электрическим взрывом алюминиевой проволоки, насыпают в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002687121
Дата охранного документа: 07.05.2019
14.05.2019
№219.017.51ba

Устройство для исследования процесса горения порошков металлов или их смесей

Изобретение относится к области квантовой электроники, а именно неразрушающему контролю и диагностике оптическими методами и может быть использовано для исследования процессов высокотемпературного горения порошков металлов, а также процессов взаимодействия лазерного излучения с веществом....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002687308
Дата охранного документа: 13.05.2019
04.02.2020
№220.017.fdb6

Устройство для исследования процесса горения порошков металлов или их смесей

Изобретение относится к области квантовой электроники, а именно неразрушающего контроля и диагностики оптическими методами, и может быть использовано для исследования процессов высокотемпературного горения порошков металлов, а также процессов взаимодействия лазерного излучения с веществом....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002712756
Дата охранного документа: 31.01.2020
+ добавить свой РИД