SU645950A1 - Mrthod of obtaining powdery material - Google Patents
Mrthod of obtaining powdery materialInfo
- Publication number
- SU645950A1 SU645950A1 SU772477672A SU2477672A SU645950A1 SU 645950 A1 SU645950 A1 SU 645950A1 SU 772477672 A SU772477672 A SU 772477672A SU 2477672 A SU2477672 A SU 2477672A SU 645950 A1 SU645950 A1 SU 645950A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- solution
- mrthod
- temperature
- powdery material
- carried out
- Prior art date
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 14
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 12
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 9
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 7
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 6
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 4
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 4
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 3
- 238000004108 freeze drying Methods 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 3
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 3
- 239000012798 spherical particle Substances 0.000 description 3
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 3
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VOPWNXZWBYDODV-UHFFFAOYSA-N Chlorodifluoromethane Chemical compound FC(F)Cl VOPWNXZWBYDODV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 230000005686 electrostatic field Effects 0.000 description 2
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 2
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 description 2
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 2
- 238000000859 sublimation Methods 0.000 description 2
- 230000008022 sublimation Effects 0.000 description 2
- 241000270730 Alligator mississippiensis Species 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002679 ablation Methods 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- OPQARKPSCNTWTJ-UHFFFAOYSA-L copper(ii) acetate Chemical compound [Cu+2].CC([O-])=O.CC([O-])=O OPQARKPSCNTWTJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000004945 emulsification Methods 0.000 description 1
- 239000003995 emulsifying agent Substances 0.000 description 1
- 230000001804 emulsifying effect Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013067 intermediate product Substances 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000005304 optical glass Substances 0.000 description 1
- 239000012254 powdered material Substances 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000000941 radioactive substance Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000004449 solid propellant Substances 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Description
Изобретение относитс к области получени поликристаллических материалов на основе солей или окислов различных металлов, таких как спецкерамика , исходные материалы дл выращивани монокристаллов, оптического стекловарени и др. Изобретение может быть использовано в химической, металлургической, электронной и других отрасл х промыш ленности дл получени различных химических реактивов, катализаторов, порошковых металлов и сплавов, твердого топлива и т.п., а также и в дру гих- област х, где в качестве конечных или промежуточных продуктов требуютс порошки с контролируемой высо кой однородностью смешени компонентов , или контролируемо- высокой удельной поверхностью, или имеющие оба эти. качества одновременно. Известны методы получени порошко образных материалов, включающие стадии приготовлени солевых растворов или суспензий веществ, способных дать требуемый состав конечного продукта , распылени приготовленного раствора или суспензии в виде капель замораживани в среде жидкого или га зообразного хладагента, практически не смешивающегос с исходным раствором или суспензией, удалени растворител или суспензирующей среды из . замороженных сферических частиц сублимацией н перевод остающегос после сублимации порошка в конечный продукт при помощи соответствующей термообработки ij . Наиболее близким к предложенному игобретенига вл етс способ получени порошков дл приготовлени поликристаллических материалов путем введени потока мелкодисперсных капель растворов солей в хладагент с последу й14ей сублимационной сушкой и термообработкой, в котором мелкодисперсный поток предварительно рассеивают до моно.дисперсного состо ни воздействием вибрации с частотой 10 гц 1 МГЦ в электростатическом поле с напр жением от .10 в до 2 кв 2. Использование монодисперсных капель вместо полидисперсных делает метод более технологичньом, так как уменьшает унос продукта на последующих ста.ди х процесса и способствует сохранению более стабильного качества конечного продукта. Однако и этот способ получени порошкообразного материала не свободен от р да недостатков, наиболее су щественным из которых вл етс недос таточно высока скорость замораж.иваии раствора, вызванна применением хот и монодисперсных, но относитель но крупных капель раствора (диаметром более 50 микрометров), что приводит к по влению сегрегации раствореннглх веществ, и, как следствие, к ухудшению однородности конечного продукта, Дл получени высокой скорости замораживани , необходимой дл хлредо вращени значительной сегрегации рас творенных веществ, требуетс распыл ть раствор на чрезвычайно мелкие капли, микронных и субмикронных размеров (до 0,1 микрометра и мельче), Получение монодисперсных капель таких размеров представл ет значительные трудности и в насто щее врем решение этой задачи неизвестно. Кроме того, распыление раствора провод т в воздуишой среде с нггложением электростатических полей до 2 кв., что создает ограничени з выборе исходных веществ и растворителе так как легкоокисл емые или легковоспламен к циес на воздухе вещества и растворители не могут быть использованы в указанном процессе. Далее, превращение потока жидкост в поток монодисперсных капель проводитс в открытом возду1.ином объеме, .что создает значительньае сложностив работе а) со стерильными; б) высокотоксичными; в) радиоактивными веществами . Цель изобретени - повьшение одно родности и увеличение удельной повер ности порошков при сокращении времен термообработки. Поставленна цель достигаетс тем что в способе получени порошкообраз ного материала. диспергирование осуществл ют эмульгированием раствора в несмешивающейс с ним жндкости при температуре вьше температу ры замерзани раствора, а замораживание провод т путем испарени эмуль гатора. В качестве летучей жид}-сости может быть использован хладов. Процесс эмульгировани провод т при давлении выше или равном атмосферному , а процесс испарени эмульСвойства поронпса скиси железа, полученного предлагаемом и известным методами.The invention relates to the field of producing polycrystalline materials based on salts or oxides of various metals, such as special ceramics, raw materials for growing single crystals, optical glass melting, etc. The invention can be used in the chemical, metallurgical, electronic and other industries to obtain various chemical reagents, catalysts, powder metals and alloys, solid fuels, etc., as well as in other areas, where as final or intermediate products required such as are for powders with controlled uniformity SEASON Coy mixing components or kontroliruemo- high specific surface, or with both. quality at the same time. Methods are known for producing powdered materials, including the steps of preparing salt solutions or suspensions of substances capable of producing the desired composition of the final product, spraying the prepared solution or suspension in the form of freezing drops in a liquid or gaseous refrigerant that is practically incompatible with the original solution or suspension, and removing solvent or suspending medium from. frozen spherical particles by sublimation and the transfer of the powder remaining after sublimation into the final product using the appropriate heat treatment ij. The closest to the proposed invention is a method for producing powders for preparing polycrystalline materials by introducing a stream of fine droplets of salt solutions into a refrigerant followed by freeze-drying and heat treatment, in which a fine stream is pre-scattered to a single dispersed state by vibration with a frequency of 10 Hz MHz in an electrostatic field with a voltage from .10 volts to 2 sq. 2. The use of monodisperse drops instead of polydisperse makes the method more technolog This is due to the fact that it reduces the ablation of the product in the subsequent stages of the process and contributes to maintaining a more stable quality of the final product. However, this method of obtaining a powdery material is not free from a number of disadvantages, the most significant of which is the insufficiently high freezing rate of the solution and caused by the use of although monodisperse, but relatively large drops of solution (more than 50 micrometers in diameter), which leads to the occurrence of segregation of dissolved substances, and, as a consequence, to a deterioration in the homogeneity of the final product. In order to obtain a high freezing rate, which is necessary for chemical rotation of significant segregation of These substances require spraying the solution into extremely small droplets, micron and submicron in size (up to 0.1 micrometer and smaller). Obtaining monodisperse droplets of this size presents considerable difficulties and at present the solution of this problem is unknown. In addition, the spraying of the solution is carried out in an air medium with an electrostatic field loading up to 2 square meters, which creates restrictions on the choice of starting materials and solvents, since easily acidic or easily flammable air mixtures and solvents cannot be used in this process. Further, the conversion of a fluid stream into a monodisperse droplet stream is carried out in an open air volume, which creates considerable difficulty in the operation of a) sterile; b) highly toxic; c) radioactive substances. The purpose of the invention is to increase the uniformity and increase the specific surface of the powders while reducing the heat treatment times. This goal is achieved by the fact that in the method of obtaining a powder material. dispersion is carried out by emulsifying the solution in an immiscible state at a temperature higher than the freezing temperature of the solution, and freezing is carried out by evaporating the emulsion. Chills can be used as a volatile liquid. The process of emulsification is carried out at a pressure higher than or equal to atmospheric pressure, and the process of evaporation of emulsion of the properties of poronpsy iron oxide, obtained by the proposed and known methods.
СвойстваProperties
СWITH
Температура разложени , Врем разложени , мин,Decomposition temperature, Decomposition time, min,
Предлагаемый Proposed
Известный метод. методKnown method. method
850 850
850 10 гатора провод т при атмосферном давлении или в вакууме. Причем испарение летучей жидкости провод т с такой интенсивностью, чтобы процесс замораживани происходил с требуемой скоростью. Пример 1. В герметичную теплоизолированную емкость, содержащую 3 литра хладона 22, наход щегос под давлением 10 атм и комнатной т.емпературе , ввод т 0,5 л 15% (в пересчете на безводную соль) водного раствора (NH) SO -. Feso (103,5 г соли на 426,5 млводы), Смесь эмульгируют пропеллерной мешалкой в течение. 30 мин,, после чего данную емкость присоедин ют через вакуумный затвор к другой 200литровой емкости, соединенной через аэрозольный фильтр с .атмосферой и открывают вакуумный затвор, в результате чего происходиз; быстрое испарение эмульгатора (хладона), и, как следствие , замерзание капелек раствора, эмульгированных в нем. Полученный в результате замороженный раствор, состо щий из сферических частиц размером менее 6 микрометров, перенос т в сублиматор, где при общем давлении в камере 10 торр и подводе тепла тепловьд. излучением из него в течение 8 часогэ удал етс замороженный растворитель (лед). Смесь веществ, полученную после сублимационной супдки, разлагают в туннельной печи в непрерывном режиме при скорости подъема температуры 300 град/час до температуры 850°С и выдержив 1ют в зоне с температурой 850°С в течение 5 мин после чего охлажда-от со скоростью 300 градусов в час до комнатной температуры. Полученный порошок прессуют в вакуумных пресс-формах при удельном давлений 10 тонн/см в таблетки диаметром .О мл и толщиной 4 мм, после чего провод т спекание в режиме: скорость нагревани и охлаждени 300 град/час, температура изотермической выдержки 900 С, врем изотермической вы,цержки 1 час Т а б л и ц а 1850 10 gator is carried out at atmospheric pressure or in vacuum. Moreover, the evaporation of the volatile liquid is carried out with such intensity that the freezing process takes place at the required rate. Example 1. A sealed, heat-insulated container containing 3 liters of freon 22, which is under a pressure of 10 atm and room temperature, is injected with 0.5 liter of a 15% (based on anhydrous salt) aqueous solution (NH) SO -. Feso (103.5 g of salt per 426.5 ml of water). The mixture is emulsified with a propeller stirrer for. 30 minutes, after which this tank is connected through a vacuum seal to another 200 liter tank, connected through an aerosol filter to the atmosphere and the vacuum seal is opened, resulting in a result; rapid evaporation of the emulsifier (freon), and, as a consequence, the freezing of droplets of the solution emulsified in it. The resulting frozen solution, consisting of spherical particles with a size of less than 6 micrometers, is transferred to a sublimator, where at a total pressure of 10 Torr in the chamber and heat supply is heated. radiation from it over 8 hours removes the frozen solvent (ice). The mixture of substances obtained after freeze-drying is decomposed in a tunnel kiln in a continuous mode at a temperature rise rate of 300 degrees / hour to a temperature of 850 ° C and keeping it in a zone with a temperature of 850 ° C for 5 minutes after which it cools at a rate of 300 degrees per hour to room temperature. The obtained powder is pressed in vacuum molds at a specific pressure of 10 tons / cm into tablets with a diameter of O ml and a thickness of 4 mm, after which the sintering is carried out in the mode of: heating and cooling rates of 300 degrees / hour, isothermal holding temperature of 900 ° C, time isothermal you, cerzhki 1 hour T a b l and c a 1
Продолжение табл. 1Continued table. one
Удельна поверхность порошка после разложени , The specific surface of the powder after decomposition,
Средний размер частиц, микрометрыAverage particle size, micrometers
Свойства керамики окиси железа, полученной предлаДавление прессовани , тонна/смProperties of ceramics of iron oxide, obtained by pressing. Pressing pressure, ton / cm
Температура спекани , °С Врем спекани , час.Sintering temperature, ° С Sintering time, hour.
Относительна плотность порошка,The relative density of the powder
% от рентгенографической% of radiographic
Точность определени плотности керс1мики ±0,01%,Accuracy of the determination of the density of the cross-section is ± 0.01%,
Пример 2,В герметичную, теплоизолированную емкость, содержащую 3 л хладова 22, наход щегос под давлением 10 атм и комнатной температуре, ввод т 0,5 литра водного раствора, содержащего 30 г ацетата меди. Смесь эмульгируют про пеллерной мешалкой в течение 15 мин, после чего данную емкость присоедин ют через вакуумный затвор к другой 206-литровой емкости, предварительно вакуумированной до давлени 10 тор и первую емкость разгерметизируют во вторую.Example 2 A 0.5 liter of an aqueous solution containing 30 g of copper acetate is introduced into a sealed, heat-insulated container containing 3 liters of refrigerant 22, which is under a pressure of 10 atm and room temperature. The mixture is emulsified with a pelletic stirrer for 15 minutes, after which this container is connected through a vacuum seal to another 206-liter container, previously evacuated to a pressure of 10 torr, and the first container is depressurized to the second.
Свойства порошка меди, полученного предлагаемым и известным (2) методами.Properties of copper powder, obtained by the proposed and known (2) methods.
Температура разложени , сDecomposition temperature, s
Врем разложени , час, Средний размер частиц, АDecomposition time, h, Average particle size, A
22,3 22.3
30,2 0,36 0,2830.2 0.36 0.28
Таблица гаемым и иавестным методамиChart table and random methods
10 900 1,010,900 1.0
99,199.1
Полувоенный в результате замороженный раствор, состо щий из сферических частиц диаметром 4-6 микрометров, перенос т в сублш 1атор и сублимируют при атмосферном давлении в потоке сухого азота при температуре -35°С в течение 45 час. Полученный после сублимационной сушки продукт разлагают в атмосфере водорода при температуре 280с.The resulting paramilitary frozen solution consisting of spherical particles with a diameter of 4-6 micrometers is transferred to a subzero and sublimated at atmospheric pressure in a stream of dry nitrogen at -35 ° C for 45 hours. The product obtained after freeze-drying is decomposed under hydrogen at a temperature of 280 ° C.
Электронно-микроскопические исследовани показалиг что полученный в результате порошок металлической меди имел средний размер кристаллита 110 Л.Electron microscopic studies showed that the resulting metallic copper powder had an average crystallite size of 110 L.
Таблица 3Table 3
280280
5five
о about
14001400
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU772477672A SU645950A1 (en) | 1977-04-20 | 1977-04-20 | Mrthod of obtaining powdery material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU772477672A SU645950A1 (en) | 1977-04-20 | 1977-04-20 | Mrthod of obtaining powdery material |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU645950A1 true SU645950A1 (en) | 1979-02-05 |
Family
ID=20705635
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU772477672A SU645950A1 (en) | 1977-04-20 | 1977-04-20 | Mrthod of obtaining powdery material |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SU (1) | SU645950A1 (en) |
-
1977
- 1977-04-20 SU SU772477672A patent/SU645950A1/en active
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Liu et al. | Preparation of spherical fine ZnO particles by the spray pyrolysis method using ultrasonic atomization techniques | |
| JP3510262B2 (en) | Method for producing particles or powder | |
| Palakodaty et al. | Supercritical fluid processing of materials from aqueous solutions: the application of SEDS to lactose as a model substance | |
| US4999182A (en) | Stabilized zirconia powders | |
| US5861136A (en) | Method for making copper I oxide powders by aerosol decomposition | |
| US5207973A (en) | Method and apparatus for the production of metal oxide powder | |
| JP2002520155A (en) | Method and apparatus for ultrafine grinding of solid particles | |
| US3516935A (en) | Compacted body and method of formation | |
| JPS63295405A (en) | Manufacture of finely crushed powdery composition | |
| Bouyer et al. | Suspension plasma spraying for hydroxyapatite powder preparation by RF plasma | |
| US4999323A (en) | Production of ceramic powders by emulsion precipitation processes and the products thereof | |
| Kawashima et al. | Improvement of solubility and dissolution rate of poorly water‐soluble salicylic acid by a spray‐drying technique | |
| US3551533A (en) | Method of forming particulate material | |
| US6074441A (en) | Process for producing ultrafine-crystallization products | |
| SU645950A1 (en) | Mrthod of obtaining powdery material | |
| JPH0280321A (en) | Production of barium titanate and/or strontium titanate crystal and barium titanate and/or strontium titanate crystal | |
| US3916532A (en) | Method for producing particulate material by freeze drying | |
| EP1450950A2 (en) | PRODUCTION AND SHAPING OF SHAPED BODIES BY MEANS OF LOW−TEMPERATURE COOLING AND DRYING PROCESSES | |
| Kawashima et al. | Physicochemical properties of spray‐dried agglomerated particles of salicylic acid and sodium salicylate | |
| WO1993023189A1 (en) | Method of obtaining materials in dispersed state with cluster structure of particles | |
| Riman | The chemical synthesis of ceramic powders | |
| WO1993023332A1 (en) | Carbon dispersion composition and method of obtaining it | |
| RU2023319C1 (en) | Process of manufacture of finely divided powder materials | |
| JPH01172221A (en) | Synthesis of starting material comprising fine oxide particle | |
| Nieto et al. | Synthesis of gamma-alumina nanoparticles by freeze drying |