RU2112629C1

RU2112629C1 - Process of production of aluminium powder

Info

Publication number: RU2112629C1
Application number: RU97100049A
Authority: RU
Inventors: В.С. Седой
Original assignee: Институт сильноточной электроники СО РАН
Priority date: 1997-01-06
Filing date: 1997-01-06
Publication date: 1998-06-10

Abstract

FIELD: production of metal powders. SUBSTANCE: sealed chamber is pumped out in advance and filled with nitrogen. Then aluminium wire is fed without interruption into gap between electrodes and pulse of electric current is passed through it. Explosion is carried out in atmosphere of nitrogen under pressure 13.3<P<10⁴ Pa. EFFECT: increased efficiency of process, enhanced area of specific surface of powder. 1 tbl

Description

Изобретение относится к области получения порошка алюминия, который может использоваться при производстве катализаторов, адсорбентов, керамических материалов и композиционных сплавов. The invention relates to the field of production of aluminum powder, which can be used in the manufacture of catalysts, adsorbents, ceramic materials and composite alloys.

Известен способ получения алюминиевого порошка путем электрического взрыва алюминиевой проволоки в атмосфере азота [1] при давлении 1,3 • 10⁵ Па.A known method of producing aluminum powder by electric explosion of aluminum wire in a nitrogen atmosphere [1] at a pressure of 1.3 • 10 ⁵ PA.

В известном способе происходит химическая реакция и образуется порошок, содержащий 17,5% нитрида алюминия, что является существенным недостатком. In the known method, a chemical reaction occurs and a powder is formed containing 17.5% aluminum nitride, which is a significant drawback.

Известен также способ получения алюминиевого порошка путем электрического взрыва алюминиевой проволоки в атмосфере аргона [2]. Взрыв происходит а атмосфере инертного газа (в аргоне) и химических соединений не образуется. There is also a method of producing aluminum powder by electric explosion of aluminum wire in an argon atmosphere [2]. The explosion occurs while an inert gas atmosphere (in argon) and chemical compounds are not formed.

К недостаткам указанного способа можно отнести следующее. The disadvantages of this method include the following.

1. Аргон имеет низкую электрическую прочность, в пять раз меньше, чем, например, воздух или азот. Чтобы исключить прохождение электрического тока в атмосфере аргона, чтобы ток протекал по проволоке и приводил к ее взрыву, необходимо поддерживать в камере взрыва высокое давление газа. В результате повышается расход дорогостоящего газа, повышаются ударные нагрузки и требования к механической прочности камеры взрыва. 1. Argon has a low dielectric strength, five times less than, for example, air or nitrogen. To exclude the passage of electric current in an argon atmosphere, so that the current flows through the wire and leads to its explosion, it is necessary to maintain a high gas pressure in the explosion chamber. As a result, the consumption of expensive gas increases, shock loads and requirements to the mechanical strength of the explosion chamber increase.

2. Повышенное давление инертного газа и его высокий удельный вес обеспечивают условия для образования более крупных частиц порошка с меньшей удельной прочностью. 2. The increased pressure of the inert gas and its high specific gravity provide conditions for the formation of larger powder particles with lower specific strength.

Задачей изобретения является повышение удельной поверхности алюминиевого порошка и его активности, а также повышение экономичности способа. The objective of the invention is to increase the specific surface of aluminum powder and its activity, as well as increasing the efficiency of the method.

Поставленная цель достигается тем, что электрический взрыв алюминиевой проволоки проводят в атмосфере азота при давлении 13,3 < P < 5•10⁴ Па.This goal is achieved in that an electric explosion of aluminum wire is carried out in a nitrogen atmosphere at a pressure of 13.3 <P <5 • 10 ⁴ Pa.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом. The proposed method is as follows.

Герметичную камеру взрыва предварительно вакуумируют и наполняют азотом. Затем непрерывно подают алюминиевую проволоку в зазор между электродами и пропускают через нее импульс электрического тока. После требуемого количества взрывов проводят анализы собранного порошка: состав определяют рентгеноструктурным анализом и методами аналитической химии, площадь удельной поверхности определяют методами низкотемпературной адсорбции и электронной микроскопии. The pressurized explosion chamber is pre-evacuated and filled with nitrogen. Then, the aluminum wire is continuously fed into the gap between the electrodes and an electric current pulse is passed through it. After the required number of explosions, analyzes of the collected powder are carried out: the composition is determined by X-ray diffraction analysis and analytical chemistry methods, the specific surface area is determined by low-temperature adsorption and electron microscopy.

В таблице представлены значения площади удельной поверхности образцов алюминиевого порошка (S, м²/г), состав и условия их получения: газ, давление газа (P, Па), введенная в алюминиевую проволоку энергия w, отнесенная к энергии сублимации алюминия w_s (w/w_s).The table shows the values of the specific surface area of the samples of aluminum powder (S, m ² / g), the composition and conditions for their production: gas, gas pressure (P, Pa), energy w introduced into the aluminum wire, referred to the sublimation energy of aluminum w _s ( w / w _s ).

Из таблицы видно, что получение алюминиевого порошка по предлагаемому способу существенно повышает площадь удельной поверхности. Повышение давления в камере взрыва до значений, превышающих 5•10⁴ Па, нецелесообразно, т.к. содержание алюминия чистого в порошке уменьшается. При давлении в камере взрыва 13,3 Па и менее взрыва проволоки не происходит, т.к. электрический ток протекает по окружающему проволоку газу.The table shows that the production of aluminum powder by the proposed method significantly increases the specific surface area. The increase in pressure in the explosion chamber to values exceeding 5 • 10 ⁴ Pa is impractical because the pure aluminum content of the powder is reduced. At a pressure in the explosion chamber of 13.3 Pa or less, wire explosion does not occur, because electric current flows through the gas surrounding the wire.

Предлагаемый способ более экономичен не только из-за использования более дешевого газа и низкого давления в камере взрыва. Как видно из таблицы, площадь удельной поверхности увеличивается с ростом введенной в проволоку энергии w/w_s. Получение алюминиевого порошка по предлагаемому способу не требует высоких энергозатрат.The proposed method is more economical not only due to the use of cheaper gas and low pressure in the explosion chamber. As can be seen from the table, the specific surface area increases with the increase of the energy w / w _s introduced into the wire. Obtaining aluminum powder by the proposed method does not require high energy consumption.

Таким образом, предлагаемый способ экономичен и позволяет существенно увеличить площадь удельной поверхности алюминиевого порошка. Thus, the proposed method is economical and can significantly increase the specific surface area of aluminum powder.

Источники информации, принятые во внимание при составлении заявки
1. M. J. Joncich, J.W. Vaughn, and B.F. Knutsen. Preparation of metal nitrides by the exploding wire technique. Canadian Journ of Chemistry, vol. 44, 1966, No. 2, pp. 137-142.Sources of information taken into account when preparing the application
1. MJ Joncich, JW Vaughn, and BF Knutsen. Preparation of metal nitrides by the exploding wire technique. Canadian Journ of Chemistry, vol. 44, 1966, No. 2, pp. 137-142.

2. Ю. А. Котов, Н.А. Яворовский. Исследование частиц, образующихся при электрическом взрыве проводников. - Физика и химия обработки материалов, 1978, N 4, с. 24-29. 2. Yu. A. Kotov, N.A. Yavorovsky. The study of particles formed by an electric explosion of conductors. - Physics and chemistry of material processing, 1978, N 4, p. 24-29.

Claims

A method of producing aluminum powder by electric explosion of aluminum wire in a gas atmosphere, characterized in that the explosion is carried out in a nitrogen atmosphere at a pressure of 13.3 <P <5 • 10 ⁴ Pa.