[go: up one dir, main page]

RU2664149C2 - Method for producing fine-grained corundum - Google Patents

Method for producing fine-grained corundum Download PDF

Info

Publication number
RU2664149C2
RU2664149C2 RU2016110004A RU2016110004A RU2664149C2 RU 2664149 C2 RU2664149 C2 RU 2664149C2 RU 2016110004 A RU2016110004 A RU 2016110004A RU 2016110004 A RU2016110004 A RU 2016110004A RU 2664149 C2 RU2664149 C2 RU 2664149C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
corundum
powder
aluminum
electrodes
voltage
Prior art date
Application number
RU2016110004A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2016110004A (en
Inventor
Евгений Петрович Новиков
Евгений Викторович Агеев
Екатерина Владимировна Агеева
Александр Юрьевич Алтухов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ)
Priority to RU2016110004A priority Critical patent/RU2664149C2/en
Publication of RU2016110004A publication Critical patent/RU2016110004A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2664149C2 publication Critical patent/RU2664149C2/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01FCOMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F7/00Compounds of aluminium
    • C01F7/02Aluminium oxide; Aluminium hydroxide; Aluminates
    • C01F7/42Preparation of aluminium oxide or hydroxide from metallic aluminium, e.g. by oxidation
    • C01F7/428Preparation of aluminium oxide or hydroxide from metallic aluminium, e.g. by oxidation by oxidation in an aqueous solution
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/08Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
    • B01J19/087Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing electric or magnetic energy
    • B01J19/088Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing electric or magnetic energy giving rise to electric discharges
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/02Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
    • B22F9/14Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes using electric discharge
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23HWORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
    • B23H1/00Electrical discharge machining, i.e. removing metal with a series of rapidly recurring electrical discharges between an electrode and a workpiece in the presence of a fluid dielectric
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/10Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on aluminium oxide
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/62204Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products using waste materials or refuse
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B29/00Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
    • C30B29/10Inorganic compounds or compositions
    • C30B29/16Oxides
    • C30B29/20Aluminium oxides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B30/00Production of single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the action of electric or magnetic fields, wave energy or other specific physical conditions
    • C30B30/02Production of single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the action of electric or magnetic fields, wave energy or other specific physical conditions using electric fields, e.g. electrolysis

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)

Abstract

FIELD: manufacturing technology.SUBSTANCE: invention relates to the production of abrasive refractory materials, in particular to the production of a powder-alumina (corundum), and can be used in a metalworking, machine-building, chemical-metallurgical industry. Electrical aluminum wire waste containing not less than 99.5 % aluminum (GOST 14838-78), are subjected to electrospark dispersion in distilled water at a pulse repetition rate of 50 Hz, a voltage on the electrodes of 90  V, and a capacitance of 65 mcF.EFFECT: invention makes it possible to obtain fine-grained corundum from aluminum waste with low cost, low energy costs and environmental purity of the process.1 cl, 10 dwg, 3 ex

Description

Изобретение относится к производству абразивных тугоплавких материалов, в частности к получению порошка - оксида алюминия (корунда), и может быть использовано в металлообрабатывающей, машиностроительной, химико-металлургической промышленности.The invention relates to the production of abrasive refractory materials, in particular to the production of powder - aluminum oxide (corundum), and can be used in the metalworking, engineering, chemical and metallurgical industries.

Наиболее распространенный способ получения порошкового α-Аl2О3 (корунда) заключается в высокотемпературном (выше 1200°С) обжиге на воздухе гидроксида алюминия (гидраргиллита) или оксигидроксида алюминия (бемита) без/с добавками кристаллов - затравок и/или легирующих веществ [RU 2076083, 1997, С04В 35/10]. Полученный таким методом порошок α-Аl2О3 преимущественно содержит крупнозернистые агломерированные частицы неправильной формы. Порошок α-Аl2О3 перемалывается и затем классифицируется по размерам сухим и/или мокрым способом, часто с использованием специальных добавок [US 5277702, 1994, С09С 1/68; US 5387268, 1995, С09С 1/68; US С1 51/309]. Метод трудоемкий и энергоемкий, поскольку состоит из нескольких операций и включает высокотемпературный обжиг. Кроме того, метод не позволяет в процессе синтеза регулировать размер кристаллов полученного корунда.The most common method for producing powder α-Al 2 O 3 (corundum) is high-temperature (above 1200 ° C) firing in air of aluminum hydroxide (hydrargillite) or aluminum oxyhydroxide (boehmite) without / with the addition of crystals - seeds and / or alloying substances [ RU 2076083, 1997, C04B 35/10]. The α-Al 2 O 3 powder obtained by this method mainly contains irregularly shaped coarse-grained agglomerated particles. The α-Al 2 O 3 powder is ground and then sized according to the dry and / or wet method, often using special additives [US 5277702, 1994, C09C 1/68; US 5387268, 1995, C09C 1/68; US C1 51/309]. The method is time-consuming and energy-intensive, since it consists of several operations and includes high-temperature firing. In addition, the method does not allow the synthesis process to control the crystal size of the obtained corundum.

Известен способ получения порошка α-А12О3 включающий стадию прокаливания гидроксида алюминия 500-1500°С в атмосфере галогенида водорода в присутствии затравочных кристаллов и/или форморегулирующего агента (Mg, Са, Sr, Y, V, Mo, Сu, Zn, В, Lf, Nd, Се) и их соединений. Способ позволяет получать порошок α-А12О3 с размером кристаллов в интервале 0,8-20 мкм различного габитуса. Однако способ имеет недостатки: большие энергетические затраты и использование в процессе синтеза агрессивных сред (НСl, Сl2 и МеСl), что делает способ экологически неблагоприятным [RU 2118612, 1998, С01F 7/02].A known method of producing a powder of α-A1 2 O 3 comprising the step of calcining aluminum hydroxide 500-1500 ° C in an atmosphere of hydrogen halide in the presence of seed crystals and / or form-regulating agent (Mg, Ca, Sr, Y, V, Mo, Cu, Zn, B, Lf, Nd, Ce) and their compounds. The method allows to obtain α-A1 2 O 3 powder with a crystal size in the range of 0.8-20 μm of various habit. However, the method has disadvantages: high energy costs and the use of aggressive media in the synthesis process (HCl, Cl 2 and MeCl), which makes the method environmentally unfavorable [RU 2118612, 1998, C01F 7/02].

Недостатками известных способов являются высокая энергоемкость, размер кристаллов полученного корунда невозможно регулировать, а также экологические проблемыThe disadvantages of the known methods are high energy consumption, the crystal size of the obtained corundum cannot be regulated, as well as environmental problems

Заявляемое изобретение направлено на решение задачи получения корунда из алюминиевых отходов с низкой себестоимостью, невысокими энергетическими затратами и экологической чистотой процесса.The invention is aimed at solving the problem of producing corundum from aluminum waste with low cost, low energy costs and environmental cleanliness of the process.

Поставленная задача достигается способом получения корунда из алюминиевых отходов, отличающимся от прототипа тем, что отходы электротехнической алюминиевой проволоки (ГОСТ 14838-78) подвергают электроэрозионному диспергированию в дистиллированной воде при частоте следования импульсов 50 Гц; напряжении на электродах 90 В и емкости конденсаторов 65 мкФ.The problem is achieved by the method of producing corundum from aluminum waste, which differs from the prototype in that the waste electrical aluminum wire (GOST 14838-78) is subjected to electroerosive dispersion in distilled water at a pulse repetition rate of 50 Hz; the voltage at the electrodes is 90 V and the capacitance of the capacitors is 65 μF.

На фигуре 1 описаны этапы получения корунда; на фигуре 2 - схема процесса ЭЭД, на фигуре 3 - фотография полученного порошка оксида алюминия (корунда), на фигуре 4 - распределение по размерам микрочастиц порошка корунда, на фигуре 5 - параметры формы микрочастиц порошка, на фигуре 6 - микрофотографии частиц порошка корунда; на фигуре 7 - элементный состав порошка корунда, в таблице 1 - численные значения элементного состава порошка корунда, на фигуре 8 - рентгенограмма порошка корунда, на фигуре 9 - рентгенограмма порошка корунда, на фигуре 10 - рентгенограмма порошка корунда.Figure 1 describes the steps for producing corundum; figure 2 is a diagram of the EED process, figure 3 is a photograph of the obtained alumina powder (corundum), figure 4 is the size distribution of microparticles of corundum powder, figure 5 is the shape parameters of the microparticle powder, figure 6 is a micrograph of corundum powder particles; figure 7 is the elemental composition of corundum powder, table 1 is the numerical values of the elemental composition of corundum powder, figure 8 is an x-ray of corundum powder, figure 9 is an x-ray of corundum powder, and figure 10 is an x-ray of corundum powder.

Процесс ЭЭД представляет собой разрушение токопроводящего материала в результате локального воздействия кратковременных электрических разрядов между электродами [Немилов, Е.Ф. Электроэрозионная обработка материалов. Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1983. - 160 с]. Получение алюминиевого порошка на экспериментальной установке для получения нанодисперсных порошков из токопроводящих материалов [Патент RU на изобретение № 2449859] проводилось по схеме, представленной на фигуре 1 в четыре этапа:The EED process is the destruction of conductive material as a result of local exposure to short-term electrical discharges between the electrodes [Nemilov, E.F. Electroerosive processing of materials. L .: Engineering, Leningrad. Department, 1983. - 160 s]. Obtaining aluminum powder in an experimental setup for producing nanodispersed powders from conductive materials [RU Patent for the invention No. 2449859] was carried out according to the scheme shown in figure 1 in four stages:

- 1 этап - подготовка к процессу электроэрозионного диспергирования;- 1 stage - preparation for the process of electroerosive dispersion;

- 2 этап - процесс электроэрозионного диспергирования;- 2 stage - the process of electroerosive dispersion;

- 3 этап - выгрузка порошка из реактора.- 3 stage - unloading of powder from the reactor.

- 4 этап - сушка и взвешивание порошка оксида алюминия.- Stage 4 - drying and weighing of alumina powder.

Получаемые этим способом порошковые материалы, имеют в основном сферическую и эллиптическую форму частиц. Причем, изменяя электрические параметры процесса диспергирования (напряжение на электродах, емкость конденсаторов и частоту следования импульсов) можно управлять шириной и смещением интервала размера частиц, а также производительностью процесса.The powder materials obtained in this way are generally spherical and elliptical in particle shape. Moreover, by changing the electrical parameters of the dispersion process (voltage at the electrodes, capacitance of the capacitors and pulse repetition rate), it is possible to control the width and offset of the particle size interval, as well as the performance of the process.

На первом этапе производили сортировку алюминиевых отходов, их промывку, сушку, обезжиривание и взвешивание. Реактор заполняли рабочей средой - дистиллированной водой, отходы загружали в реактор. Монтировали электроды. Смонтированные электроды подключали к генератору. Устанавливали необходимые параметры процесса: частоту следования импульсов, напряжение на электродах, емкость конденсаторов.At the first stage, aluminum waste was sorted, washed, dried, degreased, and weighed. The reactor was filled with a working medium - distilled water, the waste was loaded into the reactor. Mounted electrodes. Mounted electrodes were connected to a generator. The necessary process parameters were set: pulse repetition rate, voltage at the electrodes, capacitor capacitance.

На втором этапе - этапе электроэрозионного диспергирования включали установку. Процесс ЭЭД представлен на фигуре 2. Импульсное напряжение генератора 2 прикладывается к электродам 5 и далее к алюминиевым отходам 8 (в качестве электродов также служат алюминиевые отходы). Алюминиевые отходы расположены в реакторе 3. При достижении напряжения определённой величины происходит электрический пробой рабочей среды 10, находящийся в межэлектродном пространстве, с образованием канала разряда. Благодаря высокой концентрации тепловой энергии, материал в точке разряда плавится и испаряется, рабочая среда испаряется и окружает канал разряда газообразными продуктами распада (газовым пузырём 9). В результате развивающихся в канале разряда и газовом пузыре значительных динамических сил, капли расплавленного материала выбрасываются за пределы зоны разряда в рабочую среду, окружающую электроды, и застывают в ней, образуя каплеобразные частицы алюминиевого порошка 7. Регулятор напряжения 1 предназначен для установки необходимых значений напряжения, а встряхиватель 4 передвигает один электрод, что обеспечивает непрерывное протекание процесса ЭЭД.At the second stage - the stage of electroerosive dispersion included installation. The EED process is presented in figure 2. The pulse voltage of the generator 2 is applied to the electrodes 5 and then to the aluminum waste 8 (aluminum waste also serves as the electrodes). Aluminum waste is located in the reactor 3. When a voltage of a certain value is reached, an electrical breakdown of the working medium 10 occurs, located in the interelectrode space, with the formation of a discharge channel. Due to the high concentration of thermal energy, the material at the discharge point melts and evaporates, the working medium evaporates and surrounds the discharge channel with gaseous decomposition products (gas bubble 9). As a result of significant dynamic forces developing in the discharge channel and the gas bubble, droplets of molten material are ejected outside the discharge zone into the working medium surrounding the electrodes and freeze in it, forming droplet-like particles of aluminum powder 7. Voltage regulator 1 is designed to set the necessary voltage values, and the shaker 4 moves one electrode, which ensures the continuous flow of the EED process.

На третьем этапе проводится выгрузка рабочей жидкости с порошком из реактора.At the third stage, the working fluid with the powder is unloaded from the reactor.

На четвертом этапе происходит выпаривание раствора, его сушка, взвешивание, фасовка, упаковка и последующий анализ порошка.At the fourth stage, the solution is evaporated, dried, weighed, packaged, packaged and then analyzed with powder.

При этом достигается следующий технический результат: получение оксида алюминия (корунда) с частицами правильной сферической формы с невысокими энергетическими затратами и экологической чистотой процесса способом электроэрозионного диспергирования (ЭЭД).This achieves the following technical result: the production of aluminum oxide (corundum) with particles of the correct spherical shape with low energy costs and environmental cleanliness of the process by electroerosive dispersion (EED).

Способ позволяет получить корунд без использования химических реагентов, что существенно влияет на себестоимость порошка и позволяет избежать загрязнения рабочей жидкости и окружающей среды химическими веществами.The method allows to obtain corundum without the use of chemicals, which significantly affects the cost of the powder and avoids contamination of the working fluid and the environment with chemicals.

Средние удельные затраты электроэнергии при производстве алюминиевого электроэрозионного порошка составляет 2,1 кг/кВт⋅ч, что ниже других способов получения корунда. Электроэрозионное диспергирование позволяет эффективно утилизировать алюминиевые отходы с невысокими энергетическими затратами и экологической частотой процесса и получать оксид алюминия.The average specific cost of electricity in the production of aluminum electroerosive powder is 2.1 kg / kW⋅h, which is lower than other methods for producing corundum. Electroerosive dispersion allows efficient disposal of aluminum waste with low energy costs and environmental frequency of the process and to obtain aluminum oxide.

Корунд, получаемый электроэрозионным диспергированием алюминиевых отходов, может быть использован в металлообрабатывающей, машиностроительной и химико-металлургической промышленности. Также корунд применяется как огнеупорный материал. Керамика на основе оксида алюминия обладает высокой твёрдостью, огнеупорностью и антифрикционными свойствами, а также является хорошим изолятором. Она используется в горелках газоразрядных ламп, подложек интегральных схем, в запорных элементах керамических трубопроводных кранов, в зубных протезах и т.д.Corundum obtained by electroerosive dispersion of aluminum waste can be used in the metalworking, engineering and chemical-metallurgical industries. Corundum is also used as a refractory material. Alumina-based ceramics have high hardness, fire resistance and antifriction properties, and is also a good insulator. It is used in gas-discharge lamp burners, integrated circuit substrates, in shut-off elements of ceramic pipeline valves, in dentures, etc.

Пример 1Example 1

Для получения оксида алюминия (корунда) на экспериментальной установке методом электроэрозионного диспергирования использовали отходы алюминиевой проволоки ГОСТ 14838-78, предварительно нарезанную по 5…7 см. Проволоку загружали в реактор, заполненный рабочей жидкостью - дистиллированной водой. При этом использовали следующие электрические параметры установки:To obtain aluminum oxide (corundum) in an experimental setup by the method of electroerosive dispersion, we used waste products of GOST 14838-78 aluminum wire, pre-cut to 5 ... 7 cm. The wire was loaded into a reactor filled with a working fluid - distilled water. The following electrical parameters of the installation were used:

- частота следования импульсов 50 Гц;- pulse repetition rate of 50 Hz;

- напряжение на электродах 90 В;- voltage at the electrodes 90 V;

- емкость конденсаторов 65 мкФ.- capacitance of 65 microfarads.

Полученный оксид алюминия (корунд) (Фигура 3) исследовали различными методами. Гранулометрический состав порошка оксида алюминия, полученного методом электроэрозионного диспергирования в дистиллированной воде, был исследован на лазерном анализаторе размеров частиц «Analysette 22 NanoTec». (Фигура 4). На Фигуре 5 представлены параметры формы микрочастиц порошка корунда, установлено, что коэффициент элонгации (удлинения) частиц размером 25.489 мкм составляет 1.245, что говорит о сферической форме частиц порошка корунда. Установлено, что средний размер частиц составляет 28.5 мкм, арифметическое значение - 28.503 мкм, удельная площадь поверхности - 16266.5 см2/см3.The resulting alumina (corundum) (Figure 3) was investigated by various methods. The particle size distribution of alumina powder obtained by electroerosive dispersion in distilled water was studied on a Analysette 22 NanoTec laser particle size analyzer. (Figure 4). The Figure 5 presents the parameters of the shape of the microparticles of corundum powder, it was found that the elongation coefficient (elongation) of particles with a size of 25.489 microns is 1.245, which indicates the spherical shape of the particles of corundum powder. It was found that the average particle size is 28.5 μm, the arithmetic value is 28.503 μm, and the specific surface area is 16266.5 cm 2 / cm 3 .

Исследование элементного состава образцов порошка проводили на электронно-ионном сканирующем (растровом) микроскопе с полевой эмиссией электронов «QUANTA 600 FEG» (Фигура 6) и энерго-дисперсионного анализатора рентгеновского излучения фирмы «EDAX» (Фигура 7).The study of the elemental composition of the powder samples was carried out on an electron-ion scanning (raster) microscope with field emission of electrons "QUANTA 600 FEG" (Figure 6) and energy-dispersive x-ray analyzer company "EDAX" (Figure 7).

Фазовый анализ полученного порошка проводили на рентгеновском дифрактометре Rigaku Ultima IV, результаты которого показаны на Фигуре 8.A phase analysis of the obtained powder was carried out on a Rigaku Ultima IV X-ray diffractometer, the results of which are shown in Figure 8.

Пример 2Example 2

Для получения оксида алюминия (корунда) на экспериментальной установке методом электроэрозионного диспергирования использовали отходы алюминиевой проволоки ГОСТ 14838-78, предварительно нарезанную по 5…7 см. Проволоку загружали в реактор, заполненный рабочей жидкостью - дистиллированной водой. При этом использовали следующие электрические параметры установки:To obtain aluminum oxide (corundum) in an experimental setup by the method of electroerosive dispersion, we used waste products of GOST 14838-78 aluminum wire, pre-cut to 5 ... 7 cm. The wire was loaded into a reactor filled with a working fluid - distilled water. The following electrical parameters of the installation were used:

- частота следования импульсов 140 Гц;- pulse repetition rate of 140 Hz;

- напряжение на электродах 100 В;- voltage at the electrodes 100 V;

- емкость конденсаторов 65 мкФ.- capacitance of 65 microfarads.

Фазовый анализ полученного порошка проводили на рентгеновском дифрактометре Rigaku Ultima IV, результаты которого показаны на Фигуре 9.A phase analysis of the obtained powder was carried out on a Rigaku Ultima IV X-ray diffractometer, the results of which are shown in Figure 9.

На Фигуре 9 представлена рентгенограмма порошка алюминия полученного при следующих электрических параметрах: емкость разрядных конденсаторов 65 мкФ, напряжение 100 В, частота импульсов 140 Гц., по которой можно установить, что основными фазами в алюминиевом порошке являются Байерит - Аl(ОН)3 и Гиббисит - Аl(ОН)3.The Figure 9 presents the x-ray diffraction pattern of aluminum powder obtained with the following electrical parameters: capacitance of discharge capacitors 65 μF, voltage 100 V, pulse frequency 140 Hz., By which it can be established that the main phases in the aluminum powder are Bayerite - Al (OH) 3 and Gibbitsite - Al (OH) 3 .

Пример 3Example 3

Для получения алюминиевого нанодисперсного порошка на экспериментальной установке методом электроэрозионного диспергирования использовали отходы алюминиевой проволоки ГОСТ 14838-78, предварительно нарезанную по 5…7 см. Проволоку загружали в реактор, заполненный рабочей жидкостью - дистиллированной водой. При этом использовали следующие электрические параметры установки:To obtain aluminum nanodispersed powder in an experimental setup by the method of electroerosive dispersion, we used waste products of GOST 14838-78 aluminum wire, pre-cut to 5 ... 7 cm. The wire was loaded into a reactor filled with a working fluid - distilled water. The following electrical parameters of the installation were used:

- частота следования импульсов 50 Гц;- pulse repetition rate of 50 Hz;

- напряжение на электродах 100 В;- voltage at the electrodes 100 V;

- емкость конденсаторов 65 мкФ.- capacitance of 65 microfarads.

Фазовый анализ полученного порошка проводили на рентгеновском дифрактометре Rigaku Ultima IV, результаты которого показаны на Фигуре 10. На представленной рентгенограмме порошка алюминия полученного при следующих электрических параметрах: емкость разрядных конденсаторов 65 мкФ, напряжение 50 В, частота импульсов 100 Гц., по которой можно установить, что основными фазами в алюминиевом порошке являются алюминий - Аl и бемит - АlO(ОН).Phase analysis of the obtained powder was carried out on a Rigaku Ultima IV X-ray diffractometer, the results of which are shown in Figure 10. On the presented X-ray diffraction pattern of aluminum powder obtained with the following electrical parameters: capacitance of discharge capacitors 65 μF, voltage 50 V, pulse frequency 100 Hz. that the main phases in the aluminum powder are aluminum - Al and boehmite - AlO (OH).

Claims (1)

Способ получения мелкокристаллического корунда, отличающийся тем, что отходы электротехнической алюминиевой проволоки, содержащие не менее 99,5 % алюминия (ГОСТ 14838-78), подвергают электроэрозионному диспергированию в дистиллированной воде при частоте следования импульсов 50 Гц, напряжении на электродах 90 В и емкости разрядных конденсаторов 65 мкФ. A method of producing fine crystalline corundum, characterized in that the waste electrical aluminum wire containing not less than 99.5% aluminum (GOST 14838-78) is subjected to electroerosive dispersion in distilled water at a pulse repetition rate of 50 Hz, voltage on the electrodes of 90 V and discharge capacitance 65 uF capacitors.
RU2016110004A 2016-03-21 2016-03-21 Method for producing fine-grained corundum RU2664149C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016110004A RU2664149C2 (en) 2016-03-21 2016-03-21 Method for producing fine-grained corundum

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016110004A RU2664149C2 (en) 2016-03-21 2016-03-21 Method for producing fine-grained corundum

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2016110004A RU2016110004A (en) 2017-09-25
RU2664149C2 true RU2664149C2 (en) 2018-08-15

Family

ID=59930873

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016110004A RU2664149C2 (en) 2016-03-21 2016-03-21 Method for producing fine-grained corundum

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2664149C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2846343C1 (en) * 2024-09-27 2025-09-04 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" Method of producing aluminium hydroxide powder from ad0e aluminium metal wastes in distilled water

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019160520A1 (en) * 2018-02-16 2019-08-22 Николай Константинович МОНАСТЫРЕВ Method for producing a mixture of ultra-fine and nano-sized aluminium oxide and hydroxide powders for use as coagulants when deactivating liquid radioactive waste produced by nuclear power plants

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1060379A1 (en) * 1981-11-26 1983-12-15 Научно-производственное объединение "Тулачермет" Method of electroerosion dispersion of metals and alloys
SU1681466A1 (en) * 1989-10-20 1995-03-10 Новомосковский Филиал Государственного Научно-Исследовательского И Проектного Института Азотной Промышленности И Продуктов Органического Синтеза Plant for the electro-erosion dispersion of current-conducting materials for producing single- and multiple-component catalytic systems

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1060379A1 (en) * 1981-11-26 1983-12-15 Научно-производственное объединение "Тулачермет" Method of electroerosion dispersion of metals and alloys
SU1681466A1 (en) * 1989-10-20 1995-03-10 Новомосковский Филиал Государственного Научно-Исследовательского И Проектного Института Азотной Промышленности И Продуктов Органического Синтеза Plant for the electro-erosion dispersion of current-conducting materials for producing single- and multiple-component catalytic systems

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
KHANAMIROVA A. A., Synthesis of Ultradisperse Corundum from Industrial Waste, "Russian Journal of Applied Chemistry", 2001, Vol. 74, No.7 pp 1088-1092. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2846343C1 (en) * 2024-09-27 2025-09-04 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" Method of producing aluminium hydroxide powder from ad0e aluminium metal wastes in distilled water

Also Published As

Publication number Publication date
RU2016110004A (en) 2017-09-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Wang et al. Correlations between crystallite/particle size and photoluminescence properties of submicrometer phosphors
Kalinina et al. The influence of nanoparticle aggregation on formation of ZrO2 electrolyte thin films by electrophoretic deposition
Singh et al. Synthesis of different crystallographic Al 2 O 3 nanomaterials from solid waste for application in dye degradation
Zhan et al. The synthesis of micro and nano WO3 powders under the sparks of plasma electrolytic oxidation of Al in a tungstate electrolyte
Ivanov et al. High-efficiency synthesis of nanoparticles in a repetitive multigap spark discharge generator
Efimov et al. A new approach to the high-yield synthesis of nanoparticles by spark discharge
Liu et al. Effect of ZnO on the microstructure and dielectric properties of BaTiO3 ceramic coatings prepared by plasma spraying
Piriyawong et al. Effect of laser pulse energy on the formation of alumina nanoparticles synthesized by laser ablation in water
RU2664149C2 (en) Method for producing fine-grained corundum
Delaportas et al. γ-Al2O3 nanoparticle production by arc-discharge in water: in situ discharge characterization and nanoparticle investigation
Todera et al. Impact of electrical current on cluster nucleation production: Phase, structure, and nanosize for Al2O3
Gangwar et al. Microstructure, phase formations and optical bands in nanostructured alumina
RU2597445C2 (en) Method of producing copper nanopowder from wastes
RU2612117C1 (en) Method for producing aluminium nanopowders
KR20150061633A (en) Method for producing conductive mayenite compound having high electron density
RU2631549C1 (en) Method to produce titanium powder by electroerosion dispersion
JP2022159349A (en) Film-forming powder and film-forming method
Ginting et al. Synthesis and characterization of alumina precursors derived from aluminum metal through electrochemical method
Shahzamani et al. The use of low duty cycle pulsed-unipolar current mode for producing Alumina/ZnO nanocomposite coatings via plasma electrolytic oxidation process
Kaszewski et al. High pressure synthesis versus calcination–different approaches to crystallization of zirconium dioxide
Kim et al. Characterization of Cu and Ni nano-fluids synthesized by pulsed wire evaporation method
US11299398B2 (en) Modified calcium aluminate compound and production method therefor
Yaakop Plasma electrolytic oxidation of aluminium for power electronics applications
Shen et al. Preparation of fine copper powder by plasma discharge electrolysis process
Ctibor et al. Dielectric and electrochemical properties through-thickness mapping on extremely thick plasma sprayed TiO2

Legal Events

Date Code Title Description
FA92 Acknowledgement of application withdrawn (lack of supplementary materials submitted)

Effective date: 20180314

FZ9A Application not withdrawn (correction of the notice of withdrawal)

Effective date: 20180621

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180905