Способ получения гранул электропроводящего материала

 

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к гранулированию расплавленного материала за счет пропускания через него электротока . Цель изобретения - получение гранул заданного размера. В ка честве исходного материала используют заготовки размерами, выбранными в соотношении I 5а при величине пропускаемого через заготовку электрического тока I , где 1 - длина заготовки; а - диаметр заготовкиj I - сила тока; oi -- коэффициент по- .верхностного натяжения расгшавланно го материала; Л - толщина расплавленного слоя; d ,р - диаметр гранул. На поверхности заготовки формр:руют яаад кий слой материала, пропуская через нее электроток заданной величины. В результате на ее поверхности создается жидкий проводящий слой. При приобретении жидким металлом кин ё тической энергии, достаточной для преодоления сил поверхностного натяжения , происходит отрью части растша ва от заготовки, т.е. ее гранулирование . 2 табл. & S

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (jg y В 22 F 9/14

ВСЕСдВЗК/ Я

ВТЕНТи -1м ". . ., ;."" л

E, :.Б/ . 10 L= .

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЧНРЬГГИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 417 7852/31-02 (22) 09. 01. 87 (46) 30.03. 89. Бюл. 9 12 (71) Физико-технический институт им. А.Ф.Иоффе (72) К.Б.Абрамова, Б.П.Перегуд, С.Л.Самуйлов и А.А.Семенов (53) 621.762.224 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 728282, кл. В 22 F 9/14, 1979.

Авторское свидетельство СССР

У 1367296, кл. В 22 F 9/16, 1985. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГРАНУЛ ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩЕГО МАТЕРИАЛА (57) Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к гранулированию расплавленного материала за счет пропускания через него электротока. Цель изобретения — получение гранул заданного размера. В качестве

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к гранулированию расплавленного материала и твердой заготовки за счет.пропускания через него электрического то" ка.

Цель изобретения — получение гранул заданного размера.

Сущность способа заключается в том, что на поверхности заготовки формируют слой жидкого материала, пропуская через нее электрический са д ток величиной I = 4 10 — — —, в

d

„,Я0„„8665 И исходного материала используют заготовки размерами, выбранными в соотношении 1 5а при величине пропускаемого через заготовку электрического

5Ыа Ь тока I = 4 10 — —, -, где 1 — длина а„ заготовки; а — диаметр заготовки;

I — сила тока; eC — коэффициент по.верхностного натяжения расплавленно)

ro материала; Ь вЂ” толщина расплавленного слоя; d „- — циаметр гранул. На поверхности заготовки формируют жид кий слой материала, пропуская через. нее электроток заданной величины.

В результате на ее поверхности создается жидкий проводящий слой. При а ф приобретении жидким металлом кине1 тической энергии, достаточной для преодоления сил поьерхностного натяиевии, ороисходит отрыв части расиоа-: С ва от заготовки, т.е. ее гранулирование. 2 табл.

2 качестве заготовки используют образцы диаметром и длиной, отвечающим

;соотношению 1 5а: где d„ — диаметр гранул; о — коэффициент поверхностного натяжения расплавляемого материала; а — диаметр заготовки;

1 — длина заготовки;

h. — толщина расплавленного . слоя;

I — сила тока.

При пропускании электротока по эа" готовке на ее поверхности создается

14686б 5 жидкий проводящий слой. В нем развивается перетяжечная магнитогидродинамическая неустойчивость формы. При приобретении жидким металлом кинети5 ческой энергии, достаточной для преодоления сил поверхностного натяжения, происходит отрыв части расплава от заготовки в виде капель., При уменьшении диаметра заготов- 10 ки меньше толщины расплавленного слоя магнитогидродинамическая неустойчивость приведет к разрушению заготовки,в связи с уменьшением прочности остающегося твердого стержня. Увеличение диаметра заготовки должно

° быть ограниченным„ так как для возбуждения неус-ойчивости требуется пропускать электрический ток большой величины, который приведет к разруше- о нию заготовки. Длина заготовки не может быть выбрана сколь угодно малой, так как вблизи токоподводов нарушается геометрия магнитного поля, что не позволяет создать магнитогид" 25 родинамическую неустойчивость с расчетной длиной волны, Длина заготовки не может быть больше некоторой величины, так .как с увеличением длины ,заготовки снижается ее прочность по отношению к изгибу. С уменьшением толщины расплавленного слоя снижается величина электрического тока, необходимая для получения гранул заданного размера, соответственно снижается скорость движения жидкости в

35 процессе развития неустойчивости и ее кинетическая энергия, При толщине слоя меньше некоторого минимального эта энергия становится недостаточной для преодоления сил поверхностного натяжения и отрыва жидкости оттвердого стержня. При увеличении толщины расплавленного слоя сверх некоторого максимума для возбуждения м@гнитогидродинамической неустойчивости с необходимой длиной волны требуются электрические токи большой величины, которые будут приводить к деформации и разрушению заготовки. Предложенный способ осуществляют следующим образом.

В качестве исходного материала используют заготовки размерами, выбранными в соответствии с указанными вьппе соотношениями. Жидкий слои за55 данной тохпцины на поверхности заго- товки можно получить, либо подавая жидкий материал на поверхность твердого стержня извне, либо путем плавления поверхностного слоя заготовки.

Плавление можно осуществлять с помощью внешних источников нагрева (электрическая дуга, электронный луч, плазматрон и т.п ) либо путем пропускания по проводнику электрического тока соответствующей частоты.

Пропускают электрический ток величиной, определяемой в соответствии с указанным вьппе соотношением. Электрический ток может быть испульсным

Ьп а- : с длительность импульса t--10 « р,I или высокочастотным.

Дальнейшее гранулирование материала осуществляют подачей или плавлением нового материала и пропусканием нового импульса тока либо последовательным плавлением и диспергированием материала переменным током высокой частоты.

В табл.1 приведены данные при получении гранул титана; в табл.2— гранул молибдена. В зависимости от заданного диаметра гранул были рассчитаны по указанным выше зависимостям режимы проведения предложенного способа. Из табл. 1 и 2 видно, что даже для относительно мягких метал- . лов возможно получение гранул размером 10-5 м и даже размером 1 мкм.

Эксперименты были проведены на установке, содержащей конденсаторную батарею, разрядник и разрядную камеру. Собственная частота разрядного контура составляла 250 кГц, а амплитуда импульса тока 130 кА при максимальном зарядном. напряжении

50 кВ. Выход годного составлял поряд:ка 60-80%.

Формула изобретения

Способ получения гранул электропроводящего материала, включающий расплавление поверхностного слоя заготовки заданной. толщины, гранулирование при пропускании через заготовку электрического тока с последующим охлаждением полученных гранул., о т

t л и ч а ю шийся тем, что, с целью получения гранул заданного размера, расплавлению. подвергают заготовку диаметром и длиной, отвечака ими соотношению: 1 5a а величину пропускаемого через. заготовку электрического тока определяют из условия

q

I = 4 ° 10

У

dcð

1468665 сс — коэффициент поверхностного натяжения расплавляемого материала;

6 — толщина, расплавляемого слоя;

tl — диаметр гранул. где 1 — длина заготовки; а — диаметр заготовки;

I — сила тока;

Т а б л и ц а,1 ®tttt м макс м

1, м

I макс

" KA

Т мкн кА

«11Р 1 м

9 м

213

4. 10

tf

2.10

2.10

5. 10

5. 10

ll

11

11

4,10

604

5. 10

107

1. 10

2. 10

11

ff

ft

302 .

854. (5

П р и м е ч а н и е: Титан Ti (BT-3), о6 = 1,39 Дж/м, Е,а = 1,12.10 н/м 9

Ы вЂ” коэффициент поверхностного натяжения титана °

E — модуль Вйга титана; д,р — диаметр гранул; а — диаметр заготовки;

1 — длина заготовки;

„, Ь „ — граничные величины толщины расплавленного слоя титана;

Ь1» 11 граничные величины силы тока, Таблица 2

Т„„„, кА

Cl p мин м

l j м

I макс 1 кА а, м

Макс м

9,1. 10 13000

4,8. 10 1900

1,9. 10 13000

5,9.10 370

4,7. 10 180

1, 3. 10 64000

3,0. 10 850

1,1.10 t 3.1((3, 1. 10 2600

1.10

1. 10

10.5. 10 5. 10

1. 10

5.10

1. 10

2,5.10

5,9. 10

5.10

9.tp

2,5. 10

6. 10

0,1

5. 10

0,15

0,1

0,24

5. 10

2.10

5. 10

8.10

0,15

2,5. 10

0,8

5. 10

1в1

4. 10

4. 10

4. 10

4 ° 10

4. 10

2.10

2..tO

2..10

2, tQ

720

5,5.

5.

3,6 °

2,4.

3,2.

2,4.

9,1.

5,9.

4,8.

8, 1.

4,8

7,3.

4,7.

10»

1g

10-

t0

10 ;, Г

1О.

361

1 000

1400

1468665

Продолжение табл.2

1 мак@ м

Юв июн ЭФВ Маве ° кА

aAINI э

ЬаеанеЮЮ

З,р к

2,5.10

1,5

5.10

3,.1.10

5в9.10

2,8.10

6,2.10 а,10

4 ° 10

4.10

4.10

5. 10

1. 10

59000

420

1,2.10

1300

360

П р и м е ч, а н и е; Молибден литой (Mo) o4 2,0 дЖ/с, Е 3,09.,10 н/м

Ы - коэффициент поверхностного натяжения молибдена.;

Š— модуль Юнга молибдена;

d „— диаметр гранул;.

Ь - диаметр заготовки;

1 -, длина заготовки; а мин макс — граничные величины толщины расплавленного слоя молибдена;: амй — граничные величины силы тока. смаке

Составитель Г.Портнова

Техред Л.Сердюкова Корректор M.Пожо

Редактор А.Долинич

Заказ 1296/12 Тираж 710 Подписное

ВЙИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101

Способ получения гранул электропроводящего материала Способ получения гранул электропроводящего материала Способ получения гранул электропроводящего материала Способ получения гранул электропроводящего материала 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области, порошковой металлургии

Изобретение относится к химической промышленности, в частности к установкам для производства гидроксида алюминия

Изобретение относится к порошковой металлургии и может быть использовано при получении металлических порошков

Изобретение относится к устройствам для электроэрозионного диспергирования металлов, преимущественно длинномерных отходов металлических изделий

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к устройствам для получения порошков электроэрозионным диспергированием ферромагнитных материалов

Изобретение относится к области получения порошка алюминия, который может использоваться при производстве катализаторов, адсорбентов, керамических материалов и композиционных сплавов

Изобретение относится к области получения высокодисперсных порошков металлов и их соединений, в частности к методам получения порошков путем электрического взрыва

Изобретение относится к металлургии, а именно к получению металлических порошков

Изобретение относится к области получения высокодисперсных металлических порошков и может быть использовано при производстве сорбентов, катализаторов, биопрепаратов, в порошковой металлургии при получении низкокристаллических керамических материалов и композиционных сплавов

Изобретение относится к технологии получения металлических порошков с микрокристаллической структурой для порошковой металлургии, гальванических элементов и т.п

Изобретение относится к области порошковой металлургии и может быть использовано в производстве композиционных материалов и режущих инструментов

Изобретение относится к области порошковой металлургии и может быть использовано при производстве сорбентов, катализаторов, биопрепаратов, нанокристаллических материалов и композиционных сплавов

Изобретение относится к порошковой металлургии, а именно к получению порошков металлов, сплавов и их химических соединений методом электрического взрыва проволоки для использования в производстве металлических, металлокерамических, керамических, композиционных и др

Изобретение относится к технологии получения ультрадисперсных материалов (УДМ) при непосредственном использовании высоких давлений и температур, развивающихся при детонации конденсированных взрывчатых веществ (ВВ)
Наверх