способ получения порошка оксида алюминия

Формула изобретения

Способ получения порошка оксида алюминия, включающий электрический взрыв алюминиевого проводника и окислительную обработку образующегося порошка водой, отличающийся тем, что перед взрывом алюминиевый проводник размещают над поверхностью воды на расстоянии не более 120 диаметров проводника, а взрыв ведут в защитной газовой среде.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к порошковой технологии, а именно к получению порошковых оксидных материалов, и может найти применение для изготовления керамики и металлокерамики, адсорбентов и носителей катализаторов.

Наиболее близким по технической сущности является способ получения порошка оксида алюминия (Ляшко А.П. и др. Особенности взаимодействия сумбикронных порошков алюминия с жидкой водой. Кинетика и анализ 1990, т.31, в. 4, с. 967-972). Порошок алюминия, полученный методом ЭВП (электрического взрыва и проводников) в защитной газовой среде (например, в вагоне), смешивают с дистиллированной водой и подогревают суспензию при температуре 60 - 100^oC.

Недостатком данного способа являеттся низкий выход готового продукта, который составляет от 40 до 60% порошка оксида алюминия в зависимости от размеров исходных частиц алюминия.

Основной технической задачей является повышение выхода готового продукта. Предложенное решение позволяет повымить выход годного продукта порошка оксида алюминия с площадью удельной поверхности более 520 м² г до 92 - 94% что в 1,5 раза превышает выход порошка оксида алюминия, полученного реализацией способа-прототипа.

Цель достигается тем, что в способе получения порошка оксида алюминия, включающем электрический взрыв алюминиевого проводника и окислительную обработку образующего порошка водой, согласно изобретению перед взрывом алюминиевый проводник размещают над поверхностью воды на расстоянии не более 120 диаметров проводника, а взрыв ведут в защитной среде.

Образующийся порошок алюминия в заявляемом техническом решении в отличие от известных не успевает скоагулировать, и в водой взаимодействуют фактически отдельные частицы порошка. Таким образом, существенно меньше образуется агломератов частиц, которые приводят к образованию крупных частиц более 1 мкм и снижению числа частиц ультрадисперсного диапазона по размерам 0,1 0,01 мкм.

Пример конкретного выполнения. Способ осуществляется следующим образом. Разрядную камеру заполняли газом аргоном и наливали дистиллированную воду комнатной температуры объемом 220 мл. Алюминиевую проволоку диаметром 2,5 10^-4 м и длиной 1 10^-1 м размещали над поверхностью воды на расстоянии 3 10 м^-2 и диспергировали мощными импульсами тока. Образующийся в результате ЭВП порошок алюминия попадал в воду, где происходила реакция окисления алюминия (без стадии нагревания) с образованием высокодисперсного порошка оксида алюминия и газообразного водорода. Общая масса взорванного алюминиевого проводника составляла 4 10^-4 кг.

Образующийся оксид алюминия отделяли от дисперсионной среды и от крупных частиц центрифугированием и последующей декантацией. Полученный порошок оксида алюминия сушили при комнатной температуре и определяли площадь удельной поверхности методом низкотемпературной адсорбции аргона (Буянова Н.Е. Карнаухов А. П. Алабужев Ю.А. Определение удельной поверхности дисперсных и пористых материалов. Методическое руководство. Новосибирск, ИКСО АН СССР, 1978, с. 11 25).

Экспериментально установлено, что выход ультрадисперсной фракции порошка оксида алюминия зависит от расстояния до поверхности воды, причем наилучший выход наблюдается при круглом сечении проводника, так как минимальное количество материала проводника участвует в концевых эффектах, которые приводят к образованию крупных капель. В таблице представлен выход годного продукта при электрическом взрыве проводника диаметром 2,5 10^-4 м в зависимости от расстояния проводника до поверхности воды.

Из данных таблицы видно, что увеличение расстояния более 120 диаметров проводника приводит к снижению выхода Al₂O₃ с площадью удельной поверхности более 500 м²/г.