Разработка химико-металлургического способа получения ультрадисперсных порошков железа и их применение в отраслях экономики

• Автор: Фолманис, Гундар Эдуардович
• Шифр специальности: 05.16.06
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 135 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Глава I. Низкотемпературное водородное восстановление
оксидов железа. Литературный обзор
Глава II. Электрохимические способы получения порошковых
материалов
Глава III. Химико-металлургический способ получения ультрадисперсних порошков железа
Глава IY. Гибкие теплопроводящие среды на основе ультрадисперсних порошков железа
Глава Y. Физико-химические свойства и биологические
особенности ультрадисперсного порошка железа. 67 Глава YI. Технико-экономические показатели производства
ультрадисперсних порошков железа и их использования в растениеводстве
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность. Ультрадисперсные порошки металлов, обладающие комплексом уникальных свойств, нашли применение в промышленности для изготовления новых материалов, в том числе функционального назначения, и формирования покрытий. Разработаны различные способы их получения и созданы технологические схемы, обеспечивающие получение новых порошковых материалов.
В настоящей работе на основе современных представлений о самоорганизации физико-химических процессов в системах, далеких от равновесия, развиты физико-химические основы получения ультрадисперсных порошков железа с размерами частиц, определяемыми функциональным назначением порошков; исследованы физико-химические свойства получаемых ультрадисперсных порошков железа и их способность влиять на биологические объекты; организовано наукоемкое производство ультрадисперсных порошков железа с использованием технологий, включающих неравновесные физико-химические процессы, с целью производства наполнителей гибких теплопроводящих сред, отводящих тепловые потоки от электронных схем, пигментов для высококачественных красителей; созданы биопрепараты на основе ультрадисперсных порошков железа в результате проведенных систематических исследований биологического характера и статистической обработки данных; освоен выпуск биопрепаратов для нужд сельского хозяйства.
Цель работы - развитие физико-химических основ получения ультрадисперсных порошков железа низкотемпературным водородным восстановлением в условиях самоорганизации процесса и изучение

физико-химических свойств получаемых ультрадисперсных порошков железа и их способность влиять на биологические объекты.
В связи со сказанным были поставлены следующие задачи:
1. определить требовния к исходному сырью и условиям его восстановления, обеспечивающим получение порошка железа с частицами ультрадисперсных размеров и узким разбросом частиц по размерам;
2. Исследовать процесс низкотемпературного водородного восстановления частиц коллоидных размеров и определить температурно-временные режимы их восстановления, обеспечивающие сохранность ультрадисперсных размеров частиц.
3. Исследовать физико-химические свойства получаемых порошков, изучить возможность управления теплопроводящими свойствами порошков и определить требования к дисперсным компонентам, пригодным для использования в теплопроводящих средах, обеспечивающих значения коэффициента теплопроводсти на на уровне 2,0 Вт/м.К.
4. Исследовать биологические особенности ультрадисперсных порошков железа, разработать на их основе высокоактивные биопрепараты нового поколения и определить возможные области их использования на практике.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА работы состоит в следующем:
- установлены основные требования к ультрадисперсным порошкам железа в качестве функциональных материалов для решения широкого круга задач - получения высококачественных пигментов, наполнителей гибких теплопроводящихсред, высокоэффективных биопрепаратов;
- развиты физико-химические основы получения ультра-

выводами 7, Получаемый медный порошок собирают в нейтральной среде на плоском катоде. Растворимый медный анод, имеющий графитовую вставку, расположен в основном объеме ячейки соосно с катодом.
Способ осуществляют следующим образом: известное
количество однохлорной меди разводят в этаноле и полученный раствор заливают в электролитическую ячейку до уровня 6. Затем на медный диск-анод 2 подают положительный, а на катод 4 отрицательный потенциал. Электролиз ведут с использованием растворимого медного анода при известном напряжении и заданной плотности анодного тока. Выделение дисперсной меди и водорода наблюдается на катоде 4.. После выработки достаточного количества медного порошка положительный потенциал с медного диска-анода переносят на графитовую вставку и продолжают электролиз. В этом случае растворимый анод не участвует в процессе электролиза: электролизу подвергается только
электролит. При этом выделение дисперсной меди и водорода на катоде продолжается до тех пор, пока не выработается раствор солей в дополнительном объеме. После этого процесс прекращается. В этом случае медный порошок, насыщенный водородом, накапливается в среде этанола. Это препятствует окислению порошка, что существенно в случае получения ультрадисперсного порошка с сильно развитой поверхностью.
Функция распределения частиц порошка меди по размерам приведена на рис.10. Около 70% от общего количества составляют частицы с размерами менее 80 нм. Удельная поверхность медного порошка составляла около 25.,,30 м2/г.
Основными технологическими параметрами, позволившими снизить размеры частиц получаемого медного порошка, являются