Зачем нужны высокодисперсные материалы?

1. Зачем нужны высокодисперсные материалы?

Актуальность проблемы получения дисперсных материалов несомненна, в силу весьма разнообразного их применения. Одной из основных сфер применения высокодисперсных материалы в промышленном производстве является их использование в качестве промежуточной фазы при получении материалов с высокой степенью активности. При получении резины из каучука, к нему добавляют в качестве наполнителя тонкодисперсную сажу. Такой наполнитель повышает механическую прочность резинотехнических изделий, повышает устойчивость к истиранию. При этом частицы наполнителя должны быть достаточно малыми и не только для того, чтобы обеспечить однородность материала, но и для того, чтобы иметь большую поверхностную энергию. Наполнители присутствуют во всех пластических массах. Пластмасса — это затвердевшая полимерная смола, к которой добавлен соответствующий наполнитель. Краски и эмали представляют собой суспензии дисперсного пигмента в связующей клеевой или лаковой основе: в «высыхающей», т. е. полимеризующейся, олифе, или в растворе полимерной смолы в испаряющемся растворителе. Многие химические реакции в химической технологии протекают только на катализаторах. air jordan 31 Для того чтобы обеспечить быстрое протекание химической реакции, катализатор должен иметь большую удельную поверхность, т. е. большое отношение поверхности частиц к их весу. Поскольку вес пропорционален кубу размера частицы, а поверхность — квадрату, получается, что при измельчении начальной массы удельная поверхность возрастает обратно пропорционально размеру частиц. Иначе говоря, чтобы удельная поверхность была больше, частицы должны быть как можно меньше. Благодаря тому что мелкие частицы — кластеры — могут иметь совершенно иную электронную структуру, чем массивные образцы того же вещества, получение катализаторов в высокодисперсном виде оказывается выгодным не только с точки зрения увеличения удельной поверхности, но и повышения, иногда до аномально высоких значений, каталитической активности самого материала. Кластерное состояние материи в последние годы открыло путь к получению принципиально новых материалов, например сплавов металла и керамики. Трудно представить себе, что металл и фарфор могут образовать однородный сплав. Однако если высокодисперсный порошок металла осадить из аэрозольного состояния одновременно с высокодисперсным же аэрозолем керамической природы, то полученная однородная смесь ультрадисперсных частиц может быть спечена в материал с совершенно необычными механическими свойствами и высокой коррозионной устойчивостью.. В свое время именно аэрозольная технология дисперсных материалов сыграла решающее значение в обеспечении повышения объема производства урана-235 — ядерного горючего. В природном уране этого изотопа очень мало — около 0,7%. Чтобы выделить этот драгоценный изотоп, уран превращают в газообразное соединение — гексафторид урана. Затем это соединение многократно, пропускают через диффузионные перегородки, своего рода сита. Соединение более легкого урана-235 диффундирует чуть-чуть быстрее, чем гексафторид урана-238,— всего в 1,005 раза. Но и это ничтожное преимущество может реализовано только тогда, когда размер пор перегородки много меньше длины свободного пробега молекул UF₆, которая имеет порядок 10 ^-8. Изготовить такую перегородку можно, только спрессовывая и спекая частицы, имеющие размер такого же порядка. Чтобы обеспечить ядерную энергетику топливом, пришлось научиться делать такие частицы конденсацией пара никеля. Исторически первым дисперсным продуктом, полученным через аэрозоль, является сажа. Различают три типа сажи: каналовую, термическую и печную. Каналовая сажа получается при неполном сгорании природного газа в канале прямоугольного сечения, со стенок которого: ее затем и собирают. Термическую сажу получают не сжиганием, но разложением природного газа при пропускании его через нагреваемый снаружи канал. Этот метод дает самые крупные сажевые частицы радиусом до 10 ^-8 м. Наибольшую производительность обеспечивает печной метод, при котором в специальной камере подвергается неполному сгоранию распыленная смесь жидких углеводородов. montebello canada goose Получившийся аэрозоль охлаждается при пропускании через специальную башню и поступает в аппараты для осаждения сажи. Частицы сажи представляют собой шарики размером 10 ^-9 —10 ^-8 м, агрегированные в хлопья размером до 10 ^-6 м, содержащие сотни и тысячи «первичных» шариков. Сажу используют не только как наполнитель, но и как черный пигмент. В последние десятилетия с углеводородной сажей конкурирует так называемая «белая сажа», или аэросил,— высокодисперсные частицы аморфного диоксида кремния. Его получают так называемым термогидролизом паров четыреххлористого или четырехфтористого кремния. Если поток азота, содержащий пары этих веществ, ввести в водородно-кислородное пламя, то эти пары будут реагировать с водой, образующейся в процессе горения. При этом высокотемпературном гидролизе получаются пары хлористоводородной или фтористоводородной кислоты соответственно и пары диоксида кремния, которые оказываются пересыщенными даже в пламени и конденсируются, образуя частицы. Подобным образом можно получать дисперсные оксиды и других металлов, хлориды которых могут без разложения испаряться в токе горячего азота, например оксиды алюминия и железа. Аэросил и другие дисперсные оксиды можно использовать не только как наполнители для резины, пластмасс, загустители для смазок, красок, клеев, но и как адсорбенты. Для получения кластеров металлов можно испарять металл под действием токов высокой частоты в потоке разреженного газа: замечено, что понижение давления газа, в котором конденсируется пар металла, способствует уменьшению размера получаемых частиц. Но наибольшее значение в кластерной технологии имеет применение плазмотронов. Плазмотроном называется устройство, позволяющее получать поток плазмы, т. е. частично ионизированного газа. Для этого используются высокотемпературные электрические дуги. timberland earthkeepers bottes Конструкции современных плазмотронов позволяют организовать процесс генерации плазмы таким образом, чтобы она не загрязнялась продуктами испарения материала электродов. Если в нагретую плазму ввести поток грубодисперсных частиц металла, взвешенных в инертном газе, например в аргоне, то они испаряются. После этого плазму подвергают «закалке», т. е. очень быстрому охлаждению, скорость которого может достигать миллионов градусов в секунду. Это, конечно, не означает, что смесь остывает на миллионы градусов — ведь температура исходной плазмы не превышает нескольких тысяч градусов. Температура понижается на тысячи градусов, но за тысячную долю секунды, Это достигается либо турбулентным смешением плазмы с холодным газом, либо орошением ее каплями холодной химически инертной жидкости. При таком быстром охлаждении металл затвердевает в виде чрезвычайно мелких частиц. Аэрозоли широко используются в энергетике: практически все жидкое топливо и около половины твердого сжигается в распыленном виде, т. е. в виде аэрозоля. Умение управлять процессом распыления обеспечивает полноту сгорания топлива. Для транспорта аэрозоли тоже имеют решающее значение, поскольку и в дизельных, да и в карбюраторных двигателях топливо также сгорает в распыленном виде. Распыление красок используют для формирования наиболее равномерных лакокрасочных покрытий, причем лучшие результаты получаются при электрораспылении краски. Наложение электрического поля на зону распыления обеспечивает образование мельчайших капелек краски, что способствует равномерности покрытия. Электрический заряд, приобретаемый капельками краски, позволяет им проникать и осаждаться на впадинах окрашиваемого изделия, имеющих самую сложную форму. Растет значение аэрозолей в быту. В шестидесятые годы прошлого столетия появились и быстро завоевали популярность аэрозольные баллончики. В этих баллончиках жидкость — раствор, суспензия или эмульсия вещества, которое надо распылить,— помещается в герметичный алюминиевый резервуар с клапаном-распылителем. Рабочее вещество поддавлено безвредным для человека газом, например фреоном — фторозамещенным углеводородом. При нажатии кнопки шаровой клапан открывает путь рабочему веществу, которое под давлением фреона распыляется в тончайший спрей. Аэрозольные баллончики применяются для парфюмерных и гигиенических целей, для распыления инсектицидов, красок, для медицинских целей. Эффективность фреонового распыления способствовала его широчайшему применению в промышленности и в быту. В результате в середине 1980-х годов в атмосферу Земли ежегодно поступало не менее полумиллиона тонн различных фреонов. Поднимаясь в верхние слои атмосферы, молекулы фреонов под действием солнечных лучей подвергаются разложению, а продукты этого разложения — осколки молекулы — «съедают» расположенный в верхней стратосфере озоновый слой. Этот процесс создает потенциальную опасность для жизни, сложившейся на Земле, так как озон, образующийся за счет активации кислорода солнечной радиацией, сам эффективно поглощает ультрафиолетовую составляющую солнечного света и тем самым защищает земные организмы от его губительного действия. Очевидно, что от фреонов надо отказаться, не отказываясь от аэрозольной технологии. adidas ultra boost Поэтому во всем мире усиленно ищут и уже находят другие удовлетворительные распылители аэрозолей. Огромную роль тонкодисперсные порошки играют в деле борьбы с вредителями сельского хозяйства и, одновременно, в защите окружающей среды от загрязнения инсектицидами. С их помощью проблему удается решить, создавая нестойкие, быстро разлагающиеся ядохимикаты, разрабатывать новые, более рациональные приемы борьбы с насекомыми. Раньше специалисты сельского хозяйства считали, что насекомое можно убить только в том случае, если ядохимикат полностью покроет поверхность листьев сельскохозяйственных культур. А для этого нужен огромный расход ядохимикатов — тонны на гектар. И размер капель инсектицида должен быть при этом велик — доли миллиметра. Специалисты-аэрозольщики, среди которых особенно отмечалась роль ученых Института химической кинетики и горения Сибирского отделения АН СССР, установили, что насекомое может быть убито одной-единственной частицей ядохимиката размером всего 5—15 мкм [И. С. Петрянов – Соколов, А. Г. Сутугин. Аэрозоли.-М.: Наука, 1989. –144 с.; (Серия «Наука и технический прогресс»]. Конкретный размер частицы, смертельной для насекомого, зависит от биологического вида. Частицы должны попадать в организм букашки, не с листа растения, а путем непосредственного осаждения из воздуха при аэродинамическом обтекании насекомого. Это означает, что расход ядохимиката может быть снижен в тысячи раз. Аэрозоли имеют большое значение не только для растениеводства, но и для животноводства. Уберечь многочисленные стада коров, овец, домашних птиц от болезней, лечить их, в период массового заболевания путем массовой иммунизации и лечения животных с помощью аэрозолей. Препарат лекарства или защитной сыворотки можно распылить в помещении, где находятся животные, например, ультразвуком. Расширение сферы применения газотермического напыления привело к необходимости разрабатывать десятки наименований порошков металлов, сплавов, карбидов, оксидов и т.д.

Способы получения высокодисперсных порошков.

Сложность получения высокодисперсных порошков механическим измельчением обусловлена повышением механической прочности частиц материала с уменьшением их крупности. Частицы мельче нескольких микрометров получать дроблением практически невозможно. Проще разрушить вещество до молекулярного уровня химическим методом или путем расплава, а потом позволить ему сконденсироваться в частицы, размером которых относительно легко управлять, меняя режим конденсации: скорость охлаждения пара, степень разбавления, концентрацию исходного пара и т.п. В производстве высокодисперсных материалов около половины процессов составляют. аэрозольные процессы. Через аэрозольное состояние получают такие важнейшие пигменты, как оксиды цинка и титана, используемые в производстве цинковых и титановых белил. Оксид цинка получают сжиганием паров цинка, выпускаемых в виде струи в кислородсодержащую струю. Процесс получения дисперсного оксида титана — рутила — аналогичен технологии аэросила, только сырьем в этом случае служит тетрахлорид титана. Высокодисперсные частицы аморфного диоксида кремния – аэросил, получают так называемым термогидролизом паров четыреххлористого или четырехфтористого кремния. Конечно, далеко не все высокодисперсные материалы производятся с использованием аэрозольного состояния в качестве промежуточного. Но доля аэрозольных процессов в производстве дисперсных материалов составляет около половины.

Способы управления свойствами порошков

Одной из существенных особенностей многих технологий перерабатывающих дисперсные материалы является возможность управления составом, структурой и, соответственно свойствами (формой, плотностью, теплопроводностью и т.п.) материала частиц. Традиционно решение этой проблемы обеспечивается непосредственным изменением свойств материала частиц путем механохимической их обработки. … Применение для этих целей механических смесей имеет ряд существенных недостатков, главным из которых является сегрегация компонентов при смешивании, транспортировании их смеси из дозирующих устройств в струю, а также в процессе переработки. Сегрегация приводит к неравномерности формирования структуры, пористости, снижению прочности, и в ряде случаев эксплуатационных характеристик получаемых продуктов. Кроме того, при переработке механических смесей происходит окисление некоторых компонентов. Наличие в смеси порошков с различными гранулометрическим составом, формой, плотностью, теплопроводностью, температурой плавления приводит к неравномерности нагрева отдельных частиц в полете, ускорения, затвердевания, кристаллизации и в конечном счете не способствует достижению положительных результатов. В связи с этим и начали развиваться методы изготовления порошков, обеспечивающие наличие в каждой частице комплекса всех исходных компонентов. При этом все частицы порошка имеют одинаковые массу, химический состав, плотность, теплопроводность и т. д. air max thea blanche Для достижения этого применяемые способы дают возможность получать порошки плакированного и конгломератного строения. Такие порошки называют композиционными порошками.[Газотермическое напыление композиционных порошков /А.Я. Кулик, Ю. С. Борисов, А. С. Мнухин, М. Д. Никитин. – Л.: Машиностроение, Ленинградское отделение, 1985. – 199 с., ил.]. Для обозначения композиционных материалов в литературе распространены несколько терминов: плакированные порошки, экзотермически реагируемые порошки (для интерметаллидных композиций с экзотермическим эффектом при их взаимодействии), композитные порошки, агломерированные порошки (для порошков, получаемых спеканием, прокаткой, дроблением или перемешиванием со связкой и последующей сушкой при перемешивании или распылении) и т. tn requin pas cher homme д. Термины «плакированный порошок», «конгломерированный порошок» являются двумя частными случаями общего названия «композиционный материал», характеризуемый следующими признаками [37]: 1) специально изготовляться человеком; б) Рис. 1.1. Конструкции композиционных порошков

1. представлять собой сочетание хотя бы двух химически разнородных материалов с четкой границей раздела между компонентами;
   1. образовывать этот материал сочетанием компонентов;
2. характеризоваться свойствами, которыми не может обладать никакой из компонентов, взятый в отдельности.

Таким образом, композиционный порошковый материал — это порошок сложного состава, у которого каждая гранулометрически самостоятельная частица состоит из макрообъемов нескольких компонентов, отличающихся по химическому составу, и идентична по качественному составу всем остальным частицам. В объеме этого определения композиционный порошок отличается от порошков сплава из дисперсноупрочненного материала (по размеру объемов компонентов) и механической смеси различных порошковых материалов (по характеру состава). Не следует также подменять указанный термин термином «порошковая композиция», которым в его точном смысле определяют компактный композиционный материал, полученный из порошковых материалов. Композиционные порошки могут быть классифицированы на основе следующих принципов: по конструкции частицы (строению, морфологии); способу получения; характеру взаимодействия компонентов при нагреве и назначению покрытия. Конструкции частиц композиционного порошка обусловлены способом их получения и разделяются на две группы: плакированные и конгломерированные частицы. Кроме того, можно рассматривать частицу, полученную с применением двух указанных способов (рис. 1.1). При плакировании исходной частицы (ядра) на ее поверхности формируются один или несколько слоев других материалов (рис. 1.1, а). Конгломерированием можно достичь большего разнообразия в строении частиц (рис. 1.1, б, в). При использовании исходных порошков с частицами одинаковых размеров (отношение диаметров 1/3) образуются гомодисперсные конгломератные частицы (рис. 1.1, б). adidas stan smith pas cher Если одна частица служит ядром, на поверхности которого размещены мелкодисперсные частицы остальных компонентов, то формируются гетеродисперсные конгломератные частицы (рис. 1.1, в). Комбинации двух основных типов частиц (плакированных и конгломератных), позволяют получать порошки смешанного типа (рис. 1.1, г—е). Причем одни и те же компоненты могут присутствовать как в виде плакирующей оболочки, так и I в составе конгломератов. Число получаемых частиц для трехкомпонентной системы 34 и ‘ для двухкомпонентной — 7. В зависимости от характера взаимодействия компонентов при их нагреве порошки молено разделить на две большие группы (табл. 1.1): термонейтральные и экзотермически реагирующие. В последних при нагреве протекают химические реакции, обусловленные взаимодействием компонентов, с образованием покрытий, состав которых резко отличается от исходного состава. В термонейтральных композициях также возможно взаимодействие в результате плавления компонентов (в особенности, в системе металл—металлоподобное соединение). В отдельную группу следует выделить порошки на основе оксидов, при плавлении интенсивно диссоциирующих и образующих новые соединения с компонентами порошка. Наиболее известные композиционные порошки для газотермического напыления приведены в табл. 1.1. Из таблицы следует, что среди всех плакированных порошков преобладают порошки, плакированные никелем (кобальтом), а порошки с нанесенным на их поверхность алюминием являются самыми распространенными среди порошков конгломератного типа. Композиционные порошки при напылении обеспечивают достижение следующих основных преимуществ по сравнению с напылением механических смесей: защиту основного материала ядра частицы от взаимодействия с газовой струей (WC—Ni, алмаз—Ni, Ti—Ni); получение гетерогенных мелкодисперсных структур с равномерным распределением компонентов в покрытии А1₂О₃—Ni* А1—ZrO₂, WC—BN—Ni; экзотермическое взаимодействие, способствующее нагреву порошка и улучшению условий формирования покрытий (Ni—Al, Ti—Si₃N₄, Al—NiO); образование принципиально новых фазовых и структурных составляющих из диссоциируемых материалов (NiMo—Fe₃O₄, W—CuO); образование покрытий из материалов, самостоятельно не формируемых покрытий (графит—Ni, алмаз—Ni, Сu—SiC); повышение прочности капсулированных порошков (WC—BN—Ni, Al—WO₃—Ni); повышение плотности (МgО—-Ni), теплопроводности (Al—А1₂О₃, ZrO₂—Сu), текучести порошков; повышение коэффициента использования порошка; расширение номенклатуры порошков. Недостатки газотермических покрытий из композиционных порошков проявляются в основном при наличии реагирующих в струе композиций и состоят в высокой гетерогенности по сравнению с покрытиями из сплавов. Завершение взаимодействия в покрытии из композиционных порошков при эксплуатации покрытия может привести к объемным изменениям и нарушениям сплошности покрытий и отколам. Рассмотренные типы композиционных порошков (плакированные, конгломерированные) можно классифицировать (рис. 1.2, см. ксерокс) с учетом технологии формирования структуры частиц различными физическими, физико-механическими и физико-химическими способами.

1.2. Плакирование порошков

Среди существующих методов плакирования дисперсных материалов, используемых для получения напыляемых композиционных порошков, первым был использован метод восстановле- ния никеля или кобальта из их солей водородом. Этот метод в настоящее время используется зарубежными фирмами—изготовителями порошков для напыления [Метко (Metco) и др ]. Однако при использовании взрывоопасного водорода необходимо соблюдать особые требования к оборудованию, что осложняет эксплуатацию, а очистка сливов требует дополнительных затрат. В отечественной практике для получения никель-алюминиевого композиционного порошка разработан метод контактного никелирования [32], основанный на реакции восстановления никеля алюминием, 3NiCl₂ + 2A1 = 2А1С1₃ + 3Ni. К его недостаткам относятся возможность получения только одного вида композиционного порошка (Ni—А1), потребность в чистых реактивах (NiCl₂), наличие HF в сливах производства (HF используется для удаления оксидной пленки с частиц алюминия). Нанесение металлических покрытий на частицы порошков методом испарения или конденсации в вакууме находится в настоящее время на стадии лабораторных испытаний [28, 44]. Существующее оборудование пока малопроизводительно, довольно сложно по устройству и в эксплуатации. Порошковые материалы, частицы которых плакированы никелем, кобальтом, медью, оловом, а также оболочками сложного состава — никель—фосфор, кобальт—фосфор, могут быть получены методом химического восстановления. Наиболее простым вариантом данного метода получения плакированных порошков является восстановление с помощью гипофосфита натрия. Средняя скорость осаждения никель-фосфорных покрытий достаточно высока — 10—13 мкм/ч. Отличительной особенностью является параллельное с металлом восстановление фосфора, также осаждающегося в объеме плакирующей оболочки, поэтому получить оболочку из чистого никеля таким путем практически невозможно. Процесс химического кобальтирования аналогичен химическому никелированию. При осаждении на поверхность частиц покрытий из меди в качестве восстановителя необходимо использовать гидразин солянокислый, из олова — тиомочевину. Электролитический метод с точки зрения промышленного применения является одним из наиболее простых и доступных. К его недостаткам относятся невысокая удельная производительность (табл. 1.2), невозможность непосредственного плакирования неэлектропроводных порошковых материалов (требуется предварительная металлизация частиц иными методами). Для получения композиционных плакированных порошков электролитическим методом в Белорусском институте механизации сельского хозяйства разработана установка КЗП-2. Метод диффузионного насыщения достаточно широко применяется для легирования различных металлических порошков, характеристики различных методов плакирования порошковых материалов водородом)гипофос-фитом

юльзуемых в технологии порошковой металлургии. Обширный ечень вариантов химико-термической обработки металлов и 1авов, применяемых при создании композиционных порошков, бывает широкие возможности разработок в этом направлении. Карбонильный метод плакирования вызывает интерес благо-аря ряду значительных преимуществ по сравнению с другими эцессами получения металлических осадков. К числу этих преимуществ следует отнести: низкую температуру процесса и, следовательно, возможность шильной металлизации материалов с низкой температурой разложения, вплоть до отдельных типов пластмасс; высокую скорость процесса металлизации (5—10 мкм/мин, что в 5—10 раз выше скорости металлизации при электролизе); возможность полной автоматизации процесса осаждения металла из карбонильной газовой фазы; высокое качество металлических слоев со значительно меньшей пористостью по сравнению с другими способами металлизации; отсутствие в процессе агрессивных газов, коррозирующих аппаратуру; отсутствие жидкой фазы, что исключает необходимость таких вспомогательных операций, как фильтрация и сушка готового продукта, регенерация растворов и т. д.; возможность осуществления экологически замкнутого процесса и полностью безотходного производства. Нанесение компактного никелевого осадка на различные поверхности путем термического разложения паров тетракарбонила никеля является наиболее универсальным и сравнительно экономичным методом молекулярного формирования покрытий из газовой фазы. …(см. стр.12 …Газотермическое напыление композиционных порошков/А.Я. Кулик и др.) Свойства связующих веществ Связующее вещество Массовое содержание сухого остатка, % Растворитель Температуре кнпевв» растворяв ля. — Z Лак НЦ-62 Фенольный лак Фенолоспирт Жидкое стекло 11,0 52,5 47,9 40,0 Ацетон или растворитель марки 646 Спирт этиловый Вода дисциллирован-ная Вода 00,0— 76.. 100 100

Конгломерирование порошков

Из общего числа существующих методов конгломерирования (см. рис. 1.2) в практике получения композиционных порошка для напыления покрытий использованы методы формирования конгломератов с использованием неорганических и органических связок, прокатки порошковых смесей, предварительного спекания и дробления полученных спеков, а также метод самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС). Метод получения композиционных порошков для газотермического напыления с применением связующих веществ в настоящее время приобретает все более преимущественное развитие. Это связано в первую очередь с возможностью создавать таким путем композиции на основе комбинации любых компонентов. Кроме того, технологические варианты его осуществления отличаются простотой и экономичностью. Зарубежные фирмы используют для этой цели смесители, выпускаемые фирмой «Хабарт» (Habart, США), или распылительные сушилки типа Боуэн. new balance avis Принцип работы смесителей для конгломерации состоит в совмещении непрерывного перемешивания объема, заполненного смесью исходных порошков и связующего вещества, с удалением растворителя связки сушкой. Перечень связующих веществ и их свойства представлены в табл. 1.3. Конгломерация на связках при сушке как в смесителях, так и в процессе распыления не всегда обеспечивает достаточную прочность частиц порошков. Поэтому в ряде случаев возможно дополнительно к конгломерированию использовать высокотемпературное спекание, позволяющее повысить прочность частиц, удалить связующее. adidas x В связи с тем что конгломерировать можно только материалы с высокой температурой плавления (оксиды, карбиды, нитриды, бориды, молибден, вольфрам, хром, тантал и т. п.), при температуре спекания, равной половине температуры плавления, достигается высокая степень конгломерации и прочность частиц порошков. Технология получения конгломерированных порошков состава WC—Со12 [пат. 3881911 (США)] предусматривает следующие операции (рис. Nike Air Max 1.3). На первой стадии изготавливается суспензия из исходных компонентов на органической связке [суспензия на парафиновом воске и стеариновой кислоте с растворителем (трихлорэтан) до содержания твердых фракций 70—80 %1. Суспензия подвергается распылению в сушильном аппарате при ■температуре на входе 120—125 °С, на выходе 67—75 °С до получения конгломерированных порошков. Часть порошка, не об-эазовавшая конгломератов (циклонный продукт), поступает обратно в суспензию для повторного распыления. Порошок конгломератного типа (камерный продукт) классифицируется на две фракции: больше и меньше ~4 мкм. Более крупный порошок, не пригодный для напыления, проходит процесс депарафинирования для удаления части связки при нагреве, затем измельчается, просеивается (причем крупные частицы измельчаются вторично) и поступает обратно в суспензию. Годный камерный продукт после просеивания предварительно спекается в среде водорода при 500—700 °С в течение 4,5 ч, чтобы удалить связующее, и просеивается на две фракции. Порошок крупнее 74 мкм поступает на размол, рассев и суспензирование, а порошок мельче 44 мкм а порошок мельче 44 мкм поступает на рафинирование, а затем суспензируется. Порошок фракции 44—74 мкм спекается в среде водорода при 1240 °С, чтобы уплотнить и упрочнить конг ломерат без связки. Полученный продукт просеивается, чтобы отделить крупные спеки и очень мелкие частицы, которые соответственно поступают на мельницу и в суспензию. Порошок фракции 34—54 мкм представляет собой готовый продукт. adidas stan smith pas cher homme Одним из перспективных способов получения порошков конгломератного типа является совместное деформирование компонентов путем прокатки или перемешивания в шаровых мельницах. Технология конгломерирования прокаткой заключается в следующем. При введении в механическую смесь порошков пластичного металла проводится ее прокатка с усилием 10 000—12 000 Н через валки с получением компактной ленты толщиной 0,3—3 мм. Для повышения прочности ленты из смесей с малым содержанием пластичной компоненты в смесь добавляются органические связующие в количестве 1—2 %. Christian Louboutin Pas Cher После прокатки ленту подвергают измельчению, из полученного конгломерированного порошка выделяют фракцию 40—100 мкм. Остаток измельчают до исходного тонкодисперсного состояния (1 —10 мкм) и снова подвергают прокатке. Для повышения прочности частиц, конгломерированных прокаткой, их подвергают плакированию, чем достигается образование капсул конгломератов, повышение сыпучести порошка, защита некоторых компонентов от окисления, а главное — обеспечение протекания экзотермических реакций синтеза алюми-нидов никеля при напылении металлотермических конгломератных порошков. Повышение прочности конгломератов может быть достигнуто спеканием частиц дробленой ленты. Выбор режимов спекания для экзотермически реагирующих композиций следует проводить на основе данных предварительного дифференциального термического анализа. Температуру спекания устанавливают на 50—100 °С ниже температуры начала реакции. Это обеспечивает получение спеченного материала без существенного изменения химического состава.

1.4. Свойства композиционных порошков

Для получения композиционных порошков методами плакирования и конгломерирования используют исходные порошковые дисперсные материалы с различными физико-механическими свойствами. На свойства получаемого композиционного порошка оказывает влияние дисперсность исходных порошков, их морфология, плотность, насыпная плотность, текучесть, ювенильность поверхности частиц, удельная поверхность, химическая активность и т. д. Для плакирования могут быть использованы порошки любого химического состава. При получении конгломератных гомодисперсных порошков используют тонкодисперсные порошки фракцией 1 —10 мкм. Для проведения экзотермических реакций с участием алюминия важно обеспечить минимальную степень окисленности исходных частиц. В ряде случаев целесообразно введение в состав для конгломерации веществ, обладающих восстановительной способностью, например галогенидов, присутствие которых в порошке при напылении обеспечивает очистку контактирующих поверхностей и повышение реакционной способности компонентов порошка. Одной из важных характеристик плакированных порошков является толщина плакирующего слоя. Поэтому выделим условный радиус исходной частицы (ядра) r, плакированной частицы R и толщину оболочки δ. Для частиц конгломерированного порошка радиус исходных частиц выразим через r₁, г₂ и т. д. К характеристикам состава композиционного порошка относятся массовое β и объемное т содержание компонентов, средняя плотность частиц ρ. Из схемы двухкомпонентной плакированной частицы следует ряд выражений для определения т, β, ρ: …(см. стр.