Спосіб одержання тонкодисперсних пластинок з оксидних розплавів

Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к изготовлению дисперсных пластинок, и может быть использовано в промышленности строительных материалов, химической и электротехнической промышленности, машино- и судостроительной и других областях техники. Наиболее близким к изобретению является способ получения тонкодисперсных пластинок из разных расплавов, включающий диспергирование струи расплава и последующее охлаждение дисперсной фазы. Недостатком способа является невозможность регулирования фракционного состава получаемых частиц и в связи с этим низкий процент выхода однородной фракции требуемой дисперсности. В основу изобретения поставлена задача создать такой способ получения тонкодисперсных пластинок, который обеспечил бы получение пластинок размером 0,5 - 50мкм, толщиной 0,5 50мкм, с выходом годного до 90 - 95%. Поставленная задача решена тем, что в способе получения тонкодисперсных пластинок из оксидных расплавов, предусматривающем диспергирование струи расплава с последующим охлаждением полученной дисперсии, согласно изобретению, перед диспергированием струю расплава подают на вращающуюся и расположенную перпендикулярно упомянутой струе подложку в режиме, определяемом из условия F = kmql-1, где F - центробежная сила, действующая на струю расплава при ее соударении с подложкой, H; k - коэффициент трения расплава о подложку; q - удельный расход расплава, кг/с; m - кинематическая вязкость расплава, пуаз; l - линейный размер получаемых пластинок, м. Под действием деформирующей силы расплав, движущийся вдоль подложки например, металлической (K = 0,02 - 0,03), растягивается в тонкую пленку, которая под воздействием распиливающего агента распадается на тонкие пластины, которые под действием силы поверхностного натяжения преобразуются в мелкие дисперсные однородные частицы. Технологический процесс получения тонкодисперсных пластинок заключается в следующем: базальт (горные породы) дробится до фракции размером 3 - 40мм и загружается в плавильный бассейн печи. В печи при температуре 1500 - 1550°C базальт расплавляется, затем происходят реакции силикатообразования и гомогенизации расплава. Готовый расплав поступает в фидер, где происходит его доводка и охлаждение до необходимой кинематической вязкости 100 - 120 пуаз. Истечение расплава происходит со скоростью 40 - 60кг/ч за счет гидростатического давления. Струя расплава попадает на металлическую подложку. Под действием центробежных сил расплав движется вдоль металлической подложки (K = 0,02 - 0,008) и растекается в тонкую толщиной 0,5 - 50мкм пленку. В момент схода расплава в виде тонкой пленки с металлической поверхности происходит взаимодействие его с распиливающим агентом (воздухом), в результате чего расплав распадается на тонкие однородные пряди, а в дальнейшем на однородные пластины. Сила F определяется вязкостью расплава, удельным расходом поступающего для распыления расплава и коэффициентом трения расплава по подложке. В зависимости от вязкости расплава, смачивания расплавом подложки коэффициент K равен 0,007 - 0,035. Зависимость для силы деформирования определена для оксидных расплавов с вязкостью 100 - 120 пуаз, поверхностным натяжением 470 - 500МД/м3. Использование технологических параметров с указанием пределов, обеспечивает решение поставленной задачи, а именно, получение диспергированных базальтовых частиц (1 - 50мкм) с выходом данной фракции до 95%. Например: при T = 1500°C, m = 100 пуаз = 10кг/(м × с); для получения пластин толщиной 5мкм F = 0,004 × 10 × 0,0111111/0,000005 = 155,5Н и, соответственно, толщиной 50мкм F = 0,035 × 12 × 0,016666/0,00005 = 140Н.