Способ получения двухслойного пористого порошкового материала

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДВУХСЛОЙНОГО ПОРИСТОГО ПОРОШКОВОГО МАТЕРИАЛА(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт порошковой металлургии(72) Авторы Ильющенко Александр Федорович Андреев Михаил Анатольевич Кусин Руслан Анатольевич Черняк Ирина Николаевна Рыкунов Дмитрий Борисович Капцевич Вячеслав Михайлович Корнеева Валерия Константиновна(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт порошковой металлургии(56) Ильющенко А.Ф. и др. Создание и применение высокоэффективных наукоемких ресурсосберегающих технологий,машин и комплексов. Материалы международной конференции. - Могилев,2001. - С. 43-44.449775, 1974. Валькович И.В и др. Порошковая металлургия Сб. научн. тр., 1995. Вып. 18. - С. 64-69. Витязь П.А. и др. Пористые порошковые материалы и изделия из них. - Мн. Вышэйшая школа, 1987. - С. 62-63.1521523 1, 1989.(57) Способ получения двухслойного пористого порошкового материала, включающий изготовление пористой подложки путем ее формования из металлического порошка и спекания, и нанесение на одну сторону подложки тонкого проницаемого покрытия путем ионно-плазменного напыления, отличающийся тем, что перед нанесением покрытия в поверхностные поры подложки вводят порошок , который после напыления удаляют путем растворения в воде. Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к способам получения пористых порошковых материалов (ППМ), и может быть использовано для изготовления фильтров для очистки жидкостей и газов, аэраторов, распределителей газовых потоков, огнепреградителей и других проницаемых изделий. Известен способ получения двухслойных ППМ путем совместного прессования порошков одного химического состава, но различных по размерам частиц, и последующего спекания 1, 2. Недостатком известных способов является большая толщина слоя, образованного более мелкими (мелкодисперсными) частицами, что ограничивает величину повышения коэффициента проницаемости (соответственно пропускной способности) материала при заданном размере пор (определяет тонкость очистки материала) вследствие высокого гидравлического сопротивления мелкодисперсного слоя. 10832 1 2008.06.30 Наиболее близким по технической сущности является способ получения двухслойных пористых порошковых материалов, включающий формование подложки из металлического порошка, ее спекание и нанесение с одной стороны путем ионно-плазменного напыления тонкого проницаемого покрытия 3. Недостатком известного способа является невысокое повышение коэффициента проницаемости. Недостаточное повышение коэффициента проницаемости при изготовлении двухслойных ППМ известным способом обусловлено недостаточной разницей в размерах пор подложки и поверхностного слоя со стороны напыления, поскольку первоначально слой равномерно покрывает частицы порошка, сужая поверхность пор, т.е. уменьшая их диаметр и повышая таким образом тонкость очистки, а затем покрытие приобретает столбчатый характер, гидравлическое сопротивление материала повышается за счет увеличения толщины покрытия, в то время как размеры поверхностных пор уменьшаются уже в меньшей степени. В любом случае дальнейшее зарастание пор приводит к уменьшению пористости и снижению, таким образом, коэффициента проницаемости. Задача изобретения - повышение проницаемости пористых порошковых материалов. Задача решается тем, что в известном способе получения двухслойного пористого порошкового материала, включающем изготовление пористой подложки путем ее формования из металлического порошка и спекания, и нанесение на одну сторону подложки тонкого проницаемого покрытия путем ионно-плазменного напыления, особенность заключается в том, что перед нанесением покрытия в поверхностные поры подложки вводят порошок , который после напыления удаляют путем растворения в воде. Таким образом, размер пор поверхностного слоя полученного материала определяется уже не размерами частиц подложки, а размерами частиц порошка удаляемого агента, что обеспечивает существенную разницу в размерах пор подложки и нанесенного (второго) слоя и соответственно существенное повышение проницаемости ППМ при заданном размере пор. Сущность изобретения поясняется примерами. Пример 1. По предлагаемому способу изготавливали фильтры в виде дисков диаметром 30 и толщиной 3 мм. Из порошка оловянно-фосфористой бронзы с размерами частиц (минус 630400) мкм методом спекания со свободной насыпкой в атмосфере эндогаза при температуре 860 С в течение 1 ч была изготовлена пористая подложка. С одной стороны подложки ее поверхностные поры заполняли удаляемым агентом - порошкомс гранулометрическим составом (минус 4020) мкм. Для обеспечения более качественного сцепления частиц удаляемого агента между собой и с материалом основы в качестве связующего использовали 5 раствор карбоксилметилцеллюлозы (КМЦ) в воде. Соотношение КМЦ в смеси-КМЦ составляло 4(объемных). Затем со стороны удаляемого агента методом ионно-плазменного напыления в вакууме наносили медное покрытие толщиной 35 мкм,после чегоудаляли растворением в воде и определяли средний размер пор и коэффициент проницаемости полученного фильтра. Результаты измерений приведены в таблице (строка 1). Пример 2. По известному способу 3 изготавливали фильтры в виде дисков диаметром 30 и толщиной 3 мм. Из порошка оловянно-фосфористой бронзы с размерами частиц (минус 630400) мкм методом спекания со свободной насыпкой в атмосфере эндогаза при температуре 860 С в течение 1 ч была изготовлена пористая подложка. Затем с одной стороны подложки методом ионно-плазменного напыления в вакууме наносили медное покрытие толщиной 35 мкм, после чего определяли средний размер пор и коэффициент проницаемости полученного фильтра. Результаты измерений приведены в таблице (строка 2). 2 10832 1 2008.06.30 Пример 3. По известному способу 3 изготавливали фильтры в виде дисков диаметром 30 и толщиной 3 мм. Из порошка оловянно-фосфористой бронзы с размерами частиц (минус 250200) мкм методом спекания со свободной насыпкой в атмосфере эндогаза при температуре 860 С в течение 1 ч была изготовлена пористая подложка. Затем с одной стороны подложки методом ионно-плазменного напыления в вакууме наносили медное покрытие толщиной 35 мкм, после чего определяли средний размер пор и коэффициент проницаемости полученного фильтра. Результаты измерений приведены в таблице (строка 3). Размер часРазмер частиц Коэффициент тиц порошка Средний удаляемого проницаемости, п/п подложки,размер пор агента, мкм м 21013 мкм Предлагаемый способ высокая проницаемость при высокой тонкости очистки(малой величине среднего размера пор) высокая проницаемость, не достигнута заданная тонкость очистки (большой размер пор) Анализ приведенных в таблице данных показывает, что изготовленные по предложенному способу изделия обладают в 1,65 раза большей проницаемостью (характеризуется коэффициентом проницаемости) при заданном (в примере равном 38 мкм) среднем размере пор. Увеличение проницаемости по известному способу путем увеличения размеров частиц подложки (пример 2) не обеспечивает достижения заданной тонкости очистки (определяемой средним размером пор). Источники информации 1. Гатушкин А.А., Солонин С.М. Исследование фильтрующих свойств двухслойных металлокерамических фильтров // Порошковая металлургия. - 1966. -7. - С. 32-37. 2. Валькович И.В., Кусин Р.А., Сорокина А.Н. К вопросу получения двухслойных пористых материалов методом прессования / Порошковая металлургия Республиканский межведомственный сборник научных трудов. - Мн. Кибер, 1995. - Вып. 18. - С. 64-69. 3. Ильюшенко А.Ф., Капцевич В.М., Калиновский В.Р., Кусин Р.А. Использование ионно-плазменного напыления в вакууме для получения двухслойных фильтрующих материалов на основе металлических порошков / Материалы международной научно-технической конференции. - Могилев, 2001. - С. 43-44. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3