Электровзрывные нанопорошки неорганических материалов: технология производства, характеристики, области применения

• Автор: Лернер, Марат Израильевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 325 с. : ил.

Глава 1. Получение нанопорошков неорганических материалов методом электрического взрыва проводника. Обзор литературных источников

1.1. Электрический взрыв проводников. Физические модели

1.2. Методы расчета характеристик и выборы параметров электрического взрыва

1.3. Зависимость характеристик нанопорошков от условий ЭВП и области их применения

1.3.1. Нанопорошки металлов

1.3.2. Нанопорошки химических соединений

1.3.3. Некоторые свойства и перспективные области применения электровзрывных нанопорошков

1.4. Анализ конструкций устройств для получения нанопорошков методом ЭВП

1.5. Выводы

1.6. Постановка задачи исследования

Глава 2. Методики исследования

2.1. Исследования характеристик частиц в зависимости от условий электрического взрыва
2.2. Исследования процессов спекания, пассивации и деагломерации порошков
2.3. Определение показателей пожароопасности нанопорошков
2.4. Испытание смазочных композиций на основе нанопорошков
Глава 3. Зависимость свойств нанопорошков от условий электрического взрыва
3.1. Нанопорошки металлов
3.1.1. Влияние начального диаметра проводника на средний размер 75 наночастиц
3.1.2. Влияние удельного энергосодержания взрывающегося 78 проводника, давления и рода газовой атмосферы на дисперсность нанопорошков металлов
3.1.3. Зависимость среднего диаметра наночастиц от энергии дугового 81 разряда
3.1.4. Зависимость строения и среднего диаметра наночастиц от 82 температуры газовой среды
3.1.5. Строение и химический состав наночастиц металлов
3.2. Нанопорошки химических соединений металлов
3.2.1. Влияние условий электрического взрыва проводников и состава 101 газовой атмосферы на характеристики нанопорошков химических соединений
3.2.2. Строение и химический состав наночастиц алюмонитридной 112 композиции
3.3. Низкотемпературное спекание нанопорошков металлов
3.4. Агломерация и фрактальная структура нанопорошков
3.5. Обсуждение полученных результатов и выводы
3.5.1. Формирование нан очастиц при ЭВП 13
3.5.2. Зависимость среднего размера наночасгиц металлов от 146 параметров электрического взрыва
3.5.3. Образование нанопорошков химических соединений при ЭВП
Глава 4. Технологический процесс получения нанопорошков 157 методом ЭВП
4.1. Технологическое оборудование
4.1.1. Устройство сепарации
4.1.2. Механизм подачи проводника и датчик длины проволоки
4.1.3. Механический разрядник
4.1.4. Фильтр

4.1.5. Реактор
4.1.6. Устройства охлаждения потока газа и выгрузки порошков
4.1.7. Конструкция модернизированной установки
4.2. Пассивация металлических нанопорошков
4.2.1. Пассивация кислородосодержащей атмосферой
4.2.2. Пассивация органическими растворителями
4.3. Деагломерация и микрокапсуляция нанопорошков меди и алюминия
4.3.1. Анализ седиментационных кривых
4.3.2. Влияние дисперсионной среды на седиментацию нанопорошков
4.3.3. Деагломерация и микрокапсулирование наночастиц 199 поверхностными органическими и неорганическими слоями
4.3.4. Влияние поверхностно - активных веществ и ультразвукового 204 воздействия на деагломерацию нанопорошков
4.3.5. Деагломерация при охлаждении рабочего газа
4.3.6. Микрокапсулирование нанопорошков алюминия
4.4. Критерии пожароопасности и классификация нанопорошков по 221 классам опасности
4.4.1. Определение показателей пожароопасности нанопорошков
4.4.2. Классификация нанопорошков по классу опасности
4.4.3. Требования к упаковке нанопорошков
4.5. Результаты исследований и выводы
Глава 5. Некоторые области применения электровзрывных
нанопорошков
5.1. Смазочные материалы, легированные нанопорошками
5.2. Применение нанопорошков в высокоэнергетических материалах и 245 процессах
5.3. Синтез сплавов и тугоплавких химических соединений
5.4. Синтез нановолокон оксидно-гидроксидных фаз алюминия из 254 порошков алюмонитридной композиции
5.5. Модификация эпоксидных клеев с использованием нановолокон

3. Высоковольтный источник питания, формирующий импульс тока для взрыва проволоки, в состав которого входят емкостной накопитель и зарядное устройство.
4. Системы вакуумирования, газоснабжения и принудительной циркуляции газа для создания требуемой газовой атмосферы и обеспечения её движения внутри установки.
5. Цепи контроля и управления работой элементов установки.
Многие элементы предложенной схемы установки продолжают использоваться в настоящее время.
Рис. 4. Принципиальная конструкция (а) и блок схехма (б) установок для получения высокодисперсных порошков, (а) - патент [132], (б) - патент [133]:
(а): 1 - зарядное устройство, 2 - емкостной накопитель, 3 - блок коммутатора,
- делитель напряжения, 5 - двухэлектродный разрядник, 6 -реактор, 7 -высоковольтный электрод, 8 — заземленный электрод, 9 - механизм подачи проводников, 10 - проходной изолятор, 11 — изоляционное основание механизма подачи, 12 - узел деформации проволоки, 13 - подающие ролики,
- катушка с проволокой, 15 - взрываемый отрезок проволоки, 16 - патрубок подачи газа из реактора в сборник порошка, 17 - патрубок подачи газа из сборника порошка в реактор, 18 сборник порошка, 19 — емкость для порошка;
(б): 1 - источник питания, 2 - емкостной накопитель энергии, 3 - система коммутации, 4 - реактор, 5 - механизм подачи проволоки с узлом деформации