Способ получения фильтрующего материала из наноразмерных порошков

(51) МПК (2009) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФИЛЬТРУЮЩЕГО МАТЕРИАЛА ИЗ НАНОРАЗМЕРНЫХ ПОРОШКОВ(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт порошковой металлургии(72) Авторы Пилиневич Леонид Петрович Савич Вадим Викторович Шпаковская Ольга Казимировна(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт порошковой металлургии(57) Способ получения фильтрующего материала из наноразмерных порошков, включающий нанесение на пористую заготовку слоя наноразмерного порошка и последующую термообработку, отличающийся тем, что наноразмерный порошок наносят на поверхность пористой заготовки путем свободной насыпки, помещают заготовку в устройство, где с помощью электромагнитного поля приводят наноразмерный порошок в состояние псевдоожижения, после чего, уменьшая мощность электромагнитного поля, осаждают наноразмерный порошок на поверхность пористой заготовки, а последующую термообработку осуществляют при температуре, величина которой обеспечивает отношение диаметра межчастичного контакта к диаметру частиц наноразмерного порошка, равное 0,2-0,3. Изобретение относится к области порошковой металлургии, а именно к способам получения фильтрующих материалов, изготавливаемых из порошков. Известен метод получения фильтрующих материалов 1, включающий формование заготовки и осаждение мелкодисперсных частиц методом анодного микродугового оксидирования, причем поверхность заготовки, кроме поверхности, подвергаемой анодному микродуговому оксидированию, перед осаждением покрывают тонкоизолирующим слоем. Недостатком данного способа является низкая проницаемость и неравномерность размеров пор всей площади фильтрующего материала. Известен способ 2, который включает прессование крупнодисперсного порошка с нанесенным на него с помощью связующего мелкодисперсного порошка. При этом мелкодисперсный порошок наносится на предварительно разогретый до температуры 6575 С пуансон со слоем расплавленного парафина. 13488 1 2010.08.30 Недостатками данного способа является невозможность достижения наноразмерных пор и загрязнение окружающей среды, так как необходимо выжигать парафин. Наиболее близким по достигаемому результату является способ 3, по которому мелкодисперсный порошок осаждается на пористую подложку методом окупания с последующей термообработкой. Недостатком данного способа является закупоривание отдельных пор в процессе осаждения и неравномерность осаждаемого слоя по объему материала, что приводит к снижению проницаемости при заданной тонкости очистки. Задачей изобретения является увеличение равномерности распределения размеров пор по площади фильтрации и увеличения проницаемости, путем создания наноразмерных пор, гомогенно расположенных на поверхности фильтрующего материала. Техническая сущность изобретения заключается в том, что формование слоя из наноразмерных частиц производят с помощью электромагнитного поля путем приведения наноразмерного порошка вначале в состояние псевдожижения, а затем, плавно уменьшая мощность электромагнитного поля, - в состояние покоя. В результате вначале происходит разбивка всех конгломератов, образованных из наноразмерных порошков, а затем его равномерное осаждение на пористой подложке. Затем сформированный на пористой подложке слой из наноразмерных порошков подвергается термической обработке при температуре, величина которой обеспечивает отношение диаметра межчастичного контакта к диаметру частиц порошка, равное 0,2-0,3. При таком отношении обеспечивается высокая проницаемость фильтрующего материала и необходимая механическая прочность. Пример исполнения. Из порошка меди с размером частиц 100-160 мкм методом прессования и спекания изготовляли пористые заготовки диаметром 30 мм и толщиной 3 мм. Пористые заготовки имели следующий размер пор 20 мкм, коэффициент проницаемости 3410-13 м 2. На поверхность заготовки насыпали наноразмерный порошок меди с размером частиц 0,010,05 мкм. Затем заготовки с наноразмерным порошком поочередно помещали в устройство, в котором с помощью электромагнитного поля приводили наноразмерный порошок в состояние псевдожижения, после чего, плавно уменьшая мощность электромагнитного поля, порошок осаждали на пористые подложки. В результате на поверхности пористой заготовки образовывался равномерный по толщине и плотности слой наноразмерного порошка. После формования заготовки с слоем наноразмерного порошка подвергали термообработке. Свойства порошков, полученные при различных режимах термообработки Величина отноПредел Коэффициент Средний Среднеквадратическое шения межчапрочности проницаемости, размер отклонение локальной стичного контакта при сжатии,10-13 м 2 пор, мкм проницаемости к размеру частиц МПа 0,1 120 6 0,06 0,03 0,2 190 4 0,003 0,03 0,3 200 4 0,003 0,03 0,4 240 0,1 0,02 0,03 0,2 190 4 0,01 0,06 Анализ данных таблицы показывает, что фильтрующий материал, полученный по предлагаемому способу и в пределах заявленных технологических режимов характеризуется высокой равномерностью по площади фильтрации и высокой проницаемостью. 13488 1 2010.08.30 Источники информации 1. Патент РБ 5813 1, МПК 22 3/10, 2003. 2. Кусин Р.А., Черняк И.Н. и др. Оптимизация процесса получения двухслойных порошков фильтрующих материалов при прессовании формообразующим элементом с нанесенным слоем мелкозернистого порошка. Сообщение 2. Исследование и оптимизация процесса Сб. порошковая металлургия. Вып. 29. - Минск, 2006. - С. 223-228. 3. Ратько А.И., Азарова Т. А., Бондарева Г.В., Азаров С.М. Особенности формирования слоев -23 и поверхности пористой алюмосиликатной керамики Сб. порошковая металлургия. Вып. 28. - Минск, 2005. - С. 276-282 (прототип). Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3