Тезисы докладов

Доклады новосибирских участников

Разработан и реализован новый высокопроизводительный способ получения ультрадисперсного диоксида кремния и оксидов других элементов путем испарения твердых веществ с последующей конденсацией. Необходимая для испарения плотность мощности (до 5000 кВт/см2) обеспечивается использованием в качестве теплового источника стандартного ускорителя серии ЭЛВ мощностью до 100 кВт с выпуском в атмосферу концентрированного пучка электронов. Процесс осуществляется в непрерывном режиме с производительностью десятки килограммов в час и заключается в следующем: испарение твердого материала пучком электронов, быстрое охлаждение паро-воздушной смеси с конденсацией вещества в виде наночастиц и улавливание полученного порошка [1,2]. Исходным сырьем служит оксид крупных фракций (порошок, песок, щебень), полученный обычными способами, или дешевое природное сырье, как правило, с кристаллической структурой. Разработанный способ имеет ряд преимуществ, главные из которых: - химическая чистота, в процессе участвуют только электронный пучок и исходный материал, не требуется никаких других химических реагентов; - объемный ввод энергии непосредственно в объект облучения обеспечивает высокий к.п.д. трансформации электрической энергии в тепловую энергию; - возможность изменения размеров образующихся частиц посредством регулирования степени начального разбавления пара воздухом, управления мощностью пучка электронов и скоростью охлаждения паров; - в процессе быстрого охлаждения частицы приобретают аморфную структуру; - производство УДП по этой технологии является экологически чистым и безопасным. По разработанному способу уже получены ультрадисперсные порошки оксидов кремния, алюминия, магния и циркония, состоящие из частиц размером 50-200 нм с удельной поверхностью более 100 м2/г. Проведены разнообразные физико-химические исследования порошков в различных научных организациях. Они показали, что действительно, частицы в полученных порошках входят в состав вторичных конгломератов, обладают определенной пористостью и имеют полностью аморфизованную структуру. Обнаружены отличия электронных состояний атомов кремния и кислорода в частицах полученных порошков от соответствующих состояний в природном кварце. Исследования в организациях, представляющих возможные применения, показали, что полученные порошки могут быть использованы в ряде производств, например в качестве наполнителей композиционных материалов, белых и цветных резин, основного компонента уникальных керамик, наполнителей зубных паст, диспергаторов при производстве слеживающихся продуктов, тиксотропирования жидкостей и т.д. Например, полученные порошки проявляют более высокую активность при спекании, а температуры начала их спекания на 150 градусов ниже, по сравнению с обычными порошками, зерна керамики имеют субмикронный размер. Проведенные маркетинговые исследования показали, что производство нано- порошков по описанной технологии может быть высокорентабельным с быстрой окупаемостью капитальных вложений. В перспективе имеется возможность проведения процесса в контролируемой атмосфере (использование вакуума, инертных и других газов) что позволит получать ультрадисперсные порошки различных химических элементов и их соединений (карбидов, нитридов и др.), а также активированные порошки с помощью подачи в испарительную зону водородсодержащих соединений.

Список литературы

1. Лукашов В.П., Бардаханов С.П., Салимов Р.А., Корчагин А.И., Фадеев С.Н., Лаврухин А.В. Патент РФ №2067077, Бюлл. №27, 27.09.96.
2. Bardakhanov, S.P. The formation of fine silica powder after vaporization of quartz; In: Abstracts of V International Conference on "Computer-Aided Design of Advanced Materials and Technologies (CADAMT-97)", 1997, pp. 88-89, Baikal Lake, Russia.

Примечание. Тезисы докладов публикуются в авторской редакции

Ваши комментарии Обратная связь

[Головная страница] [Конференции]

© 1996-2001, Институт вычислительных технологий СО РАН, Новосибирск
© 1996-2001, Сибирское отделение Российской академии наук, Новосибирск