способ получения гранулированной алюминиевой пудры

Классы МПК:B22F1/00 Специальная обработка металлических порошков, например для облегчения обработки, для улучшения свойств; металлические порошки как таковые, например смеси порошков различного состава
B22F9/04 из твердого материала, например дроблением, измельчением или помолом
Автор(ы):,
Патентообладатель(и):Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2012-05-30
публикация патента:

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению алюминиевой гранулированной пудры. Может использоваться в строительстве, химии, водородной энергетике, топливах. Алюминиевую пудру смешивают с органической добавкой в мешалке миксерного или роторного типа при скорости вращения ротора до 10 об/мин в течение 5-9 мин до получения гранул. В качестве органической добавки используют водный раствор клея ПВА-М в соотношении 1:1-3 вес. частей, который подают в зону смешивания в соответствии с водотвердым отношением, равным 0,6-0,85 отн.ед. Обеспечивается равномерное распределение связки по всему объему пудры, высокая степень распускания в воде и высокая прочность. 2 табл.

Формула изобретения

Способ получения гранулированной алюминиевой пудры, включающий смешивание гранулируемой пудры с органической добавкой, отличающийся тем, что смешивание проводят в мешалке миксерного или роторного типа при скорости вращения ротора до 10 об/мин в течение 5-9 мин до получения гранул, органическую добавку подают в зону смешивания в соответствии с водотвердым отношением, равным 0,6-0,85 отн.ед., причем в качестве органической добавки используют водный раствор клея ПВА-М в соотношении 1:1-3 вес.ч.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области порошковой металлургии, к получению алюминиевой гранулированной пудры, и может быть использовано в строительстве, химии, водородной энергетике, топливах.

Известен способ получения алюминиевой пудры в виде паст, получаемых методом смешивания ее с водным раствором, содержащим ингибиторы коррозии алюминия - хромпик (K2Cr2O 7), соли лигносульфоновых кислот, сульфитный щелок и другие (а.с. СССР № 777005, опубликовано: 07.11.1980, МПК 5 С04В 15/02). Указанный способ заключается в простом смешивании пудры с водным раствором и обеспечивает получение газообразователей, обладающих способностью диспергироваться в воде. Такие пасты находят применение в строительной промышленности для получения пористых бетонов, в лакокрасочной промышленности в качестве пигмента водных красок и т.д. Недостатками известных способов и состава получаемых газообразователей являются низкая стабильность водных паст и непрерывное газообразование вследствие реакции алюминия с водой.

Известен способ смешения алюминиевой пудры с уайт-спиритом, содержащим от 1 до 4% ОП-10 от веса пудры, до пастообразного состояния Т:Ж=1, паста подвергается центрифугированию до содержания твердых частиц 60-65%, затем подсушиванию на воздухе до содержания твердых частиц 80-90%. Продукт представляет собой скомкованную массу, легко рассыпающуюся на отдельные комки, непылящую. При добавлении в воду паста легко диспергируется, образуя равномерно распределенную в воде суспензию (RU 2194029, опубл. 10.12.2002). Недостатком данного изобретения является сложная технология и образование комков алюминиевой пудры без сохранения ее формы при нажатии, а также отсутствие прочности гранул.

Наиболее близким является способ получения алюминиевой гранулированной пудры для производства газобетона (RU 2363562, опубл. 10.08.2009 г.). Способ включает сухое измельчение частиц алюминия с жирующей добавкой в атмосфере инертного газа, отделение измельченного алюминия и его осаждение в виде пудры, которую смешивают с органической добавкой, состоящей из смеси сложных эфиров на основе триэтаноламина и 2-этилгексановой кислоты, а также полиэтиленгликоля с молекулярной массой до 400, перед смешением с пудрой органическую добавку доводят до жидкой консистенции и подают в зону смешения точно дозировано из расчета 5-20% от веса пудры. Недостатком этого способа получения гранулированной алюминиевой пудры является сложность технологии и многокомпонентность состава органического происхождения.

Задача настоящего изобретения состоит в получении гранул алюминиевой пудры различного размера от 1 до 10 мм и распусканием в воде до 10 минут.

Поставленная задача достигается тем, что способ получения гранулированной алюминиевой пудры включает смешивание алюминиевой пудры с органической добавкой, смешивание проводят в мешалке миксерного или роторного типа при скорости вращения ротора до 10 об/мин в течение 5-9 мин до получения гранул. Органическую добавку подают в зону смешивания в соответствии с водотвердым отношением, равным 0,6-0,85 отн.ед., в качестве органической добавки используют водный раствор клея ПВА-М в соотношении 1:1-3 вес. частей.

При этом обеспечивается высокая степень равномерности распределения связки по всему объему алюминиевой пудры с получением гранулированной пудры с высокой степенью растворимости в воде от 8 до 10 г/мин и предела прочности при сжатии от 3,9 до 6,2 МПа.

Для приготовления гранулированной алюминиевой пудры были исследованы 9 составов (таблица 1), отличающиеся содержанием органической добавки растворенной в воде и водотвердым отношением (водно-клеевой раствор: алюминиевая пудра).

Состав 1 изготавливали следующим образом: навеску алюминиевой пудры 16 г помещают в барабан мешалки роторного или миксерного типа, закрывают крышкой и при медленном введении органической добавки в количестве 9,6 мл (что соответствует водотвердому отношению 0,6) через специальное отверстие и медленным вращением ротора до 10 об/мин гранулируют в течение 5 мин. Полученные гранулы высыпают в чашу для затвердевания в течение 1 суток, после чего исследовались основные физико-механические свойства, таблица 2. Остальные составы были изготовлены по аналогии с первым.

Новый технический результат, который может быть достигнут при реализации заявленного способа, заключается в высокой степени равномерности распределения связки по всему объему алюминиевой пудры с образованием гранул и высокой степенью распускания в воде, а также высокой прочности, что расширяет область использования алюминиевой пудры и снижает трудозатраты при ее использовании.

Таблица 1
№ составаОтношение Вода: Клей, вес. частиВодотвердое отношение В/T, отн.ед. Время гран-я, мин
11:30,60 5
2 1:10,605
31:2 0,605
41:3 0,757
51:10,75 7
6 1:20,757
71:3 0,859
81:1 0,859
91:20,85 9

Таблица 2
Изделие из смеси состава, № Средний размер гранул, мм Растворимость, г/минПрочность образцов при сжатии, МПа
1 1-310,05,5
21-4 8,45,0
31-4 8,03,9
42-610,0 6,0
5 2-68,5 4,8
6 2-68,04,5
74-8 106,2
84-8 9,55,9
94-88,0 5,9

Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2489228

patent-2489228.pdf

Класс B22F1/00 Специальная обработка металлических порошков, например для облегчения обработки, для улучшения свойств; металлические порошки как таковые, например смеси порошков различного состава

способ изготовления скользящих контактов -  патент 2529605 (27.09.2014)
композиция, улучшающая обрабатываемость резанием -  патент 2529128 (27.09.2014)
способ подготовки шихты порошковой проволоки и устройство для определения угла естественного откоса порошковых материалов -  патент 2528564 (20.09.2014)
способ приготовления твердосплавной шихты с упрочняющими частицами наноразмера -  патент 2525192 (10.08.2014)
способ получения диффузионно-легированного порошка железа или порошка на основе железа, диффузионно-легированный порошок, композиция, включающая диффузионно-легированный порошок, и прессованная и спеченная деталь, изготовленная из упомянутой композиции -  патент 2524510 (27.07.2014)
способ получения многослойного композита на основе ниобия и алюминия с использованием комбинированной механической обработки -  патент 2521945 (10.07.2014)
способ получения модифицированных наночастиц железа -  патент 2513332 (20.04.2014)
способ получения дисперсноупрочненной высокоазотистой аустенитной порошковой стали с нанокристаллической структурой -  патент 2513058 (20.04.2014)
порошковая ферромагнитная композиция и способ ее получения -  патент 2510993 (10.04.2014)
смазка для композиций порошковой металлургии -  патент 2510707 (10.04.2014)

Класс B22F9/04 из твердого материала, например дроблением, измельчением или помолом

способ получения суспензии высокодисперсных частиц металлов и их соединений и устройство для его осуществления -  патент 2523643 (20.07.2014)
способ получения пористого порошка никелида титана -  патент 2522257 (10.07.2014)
способ получения полупроводниковых наночастиц, заканчивающихся стабильным кислородом -  патент 2513179 (20.04.2014)
устройство для получения наночастиц материалов -  патент 2493936 (27.09.2013)
способ подготовки порошка на основе чугунной стружки -  патент 2486031 (27.06.2013)
способ получения порошковых магнитных материалов -  патент 2484926 (20.06.2013)
устройство вторичного охлаждения литых тонких лент из сплава на основе неодима, железа и бора и устройство для литья тонких лент из сплава на основе неодима, железа и бора -  патент 2461441 (20.09.2012)
способ получения композиционного порошкового материала системы металл - керамика износостойкого класса -  патент 2460815 (10.09.2012)
способ получения порошковой композиции на основе карбосилицида титана для ионно-плазменных покрытий -  патент 2458168 (10.08.2012)
способ получения порошковой композиции на основе карбосилицида титана для плазменных покрытий -  патент 2458167 (10.08.2012)
Наверх