Пристрій для отримання металевих нанопорошків в аморфному стані

1. Пристрій для отримання металевих нанопорошків в аморфному стані, що містить керований генератор імпульсів з блоком регулювання енергії імпульсів, вхід якого є керуючим входом, реактор з електродами, підключеними до виходів 3 23962 4 му, вхід якого підключений до другого виходу датрідини і патрубком 4 для завантаження льоду і з чика струму, а ви хід порогового елементу - до електродами 5 і 6, завантажують металеві гранули входу робочого генератора, що керує. Робочий 12. Через патрубки 2 і 3 прокачується деіонізована генератор виконаний з блоками управління тривавода, через патрубок 4 завантажують лід, отрималості робочого імпульсу, вхід якого підключений до ний заморожуванням деіонізованої води. виходу вирішувального пристрою [Патент России Диспергування гранул 12 здійснюють електри№2065342. Способ управления электрическими чними імпульсами, які формують за допомогою разрядами при электроэрозионной обработке и генератора імпульсів 7 і подають на електроди 5 і устройство для его осуществления МПК6 B22F 6. 9/14. Опубл. 27.04.1997]. За допомогою блоку 8 встановлюють енергію Недоліками відомого пристрою є мала частка імпульсів вище за енергію сублімації випарованого порошку в аморфному стані в загальному об'ємі металу. При цьому в точках контакту металевих отримуваногопорошку і низька продуктивність як гранул 12 один з одним і з електродами 5, 6 винипо порошку в аморфному стані, так і по порошку в кають іскрові розряди, в яких здійснюється вибукристалічному стані. хове диспергування металу. Досягнення енергією В основу корисної моделі поставлена задача імпульсів величини вищої за енергію сублімації підвищення продуктивності пристрою. випарованого металу, тобто досягнення вибуховоПоставлена задача вирішується створенням в го режиму диспергування контролюється за допореакторі пристрою умов для кавітації, при якій вимогою індикатора кавітації 11. При вибухоподібноникає імпульсний високий тиск в зонах розплавлему випаровуванні металу під дією електричних них нанокрапель шляхом дії на металеві гранули імпульсів струм у в рідині виникає кавітація, що електричними розрядами в діелектричній рідині. приводить до появи характерного спектру ультраЗапропонований, як і відомий пристрій для звукових хвиль в реакторі 1. Ультразвукові колиотримання металевих нанопорошків в аморфному вання уловлюються п'єзоелектричним датчиком 9 і стані містить керований генератор імпульсів з блочерез смуговий фільтр 10 поступають на індикатор ком регулювання енергії імпульсів, вхід якого є кавітації 11. Перевищення певного порогу покавходом, що керує, реактор з електродами, підклюзань індикатора 15 вказує на стійкий режим вибученими до виходів керованого генератора імпульхового диспергування металу і кавітації в рідині. сів, і з патрубками для прокачування деіонізованої При цьому ділянки поверхні металевих гранул 12 в води і для подачі льоду і, відповідно до цієї пропозонах ерозійних проміжків і в точках контактів гразиції, в нього введені послідовно з'єднані п'єзоеленул плавляться і вибухоподібне руйнуються на ктричний датчик, встановлений на корпусі реактонайдрібніші наночастки і пару. В каналах розряду ра нижче за рівень рідини, смуговий фільтр і температура досягає 10 тис. Градусів, і виникають індикатор кавітації, при цьому п'єзоелектричний ударні хвилі. Продукти руйнування розлітаються з датчик, а індикатор кавітації містить послідовно швидкостями, що перевищують 1км/с, і дуже швиз'єднані діод і накопичувальний конденсатор, падко охолоджуються в рідині, що містить лід. В рералельно якому підключений індикатор, а діод зультаті в рідині, що має температуру 0...4°С, наодним своїм виходом підключений до входу індикопичується нанодисперсний металевий порошок катора кавітації. в аморфному стані. Введення в пристрій послідовно з'єднаних п'єПід дією ударних хвиль в рідкому середовищі зоелектричного датчика, встановленого на корпусі розвиваються значні гідродинамічні сили і виникареактора нижче за рівень рідини, смугового фільтють ультразвукові хвилі, які підтримують кавітацію ру і індикатора кавітації дозволяє контрольованим і сонолюмінесценцію. чином досягати в пристрої такого режиму дисперПри кавітації ультразвукова хвиля у фазі розгування металевих гранул, при якому здійснюється рідження, тобто на зворотному фронті ударної вибухоподібне перетворення на порошок ділянок хвилі, викликає велику напруженість в рідині, що поверхні гранул в точках їх електричних контактів, приводить до локального розриву суцільного сеа в рідині виникає кавітація. редовища і створення в ній кавітаційних пузирів, На фіг.1 представлена схема пристрою для заповнених водяною парою і розплавленими наотримання металевих нанопорошків в аморфному нокраплями металу. Через півперіоду, під дією стані, на фіг.2 приведена схема індикатора кавітастискаючого ефекту ультразвуку і сил поверхневоції. го натягнення, ці пузирі схлопуються. При цьому з Пристрій містить реактор 1 з патрубками 2 і 3 великою швидкістю здійснюється охолоджування для прокачування робочої рідини і патрубком 4 розплавлених нанокрапель. Різке зниження тиску у для завантаження льоду, електроди 5 і 6, з'єднані фазі розрядки ударної хвилі і різке охолоджування з виходами керованого генератора імпульсів 7, що нанокрапель переводить метал в аморфний стан. містить блок регулювання енергії імпульсів 8, поАморфний стан металу додає наночасткам слідовно з'єднані п'єзоелектричний датчик 9, смунові фізичні властивості. Металеві нанопорошки в говий фільтр 10 і індикатор кавітації 11. Індикатор аморфному стані спалахують на повітрі без якогокавітації 11 містить послідовно з'єднані діод 13 і небудь нагріву, в той час як тіж самі метали таких накопичувальний конденсатор 14, паралельно же розмірів, але в кристалічному стані спалахують якому підключений індикатор 15. лише при достатньо високому нагріві - до Пристрій для отримання металевих нанопо300...400°С. Нанорозмірні кристалічні метали по рошків в аморфному стані працює таким чином. У своїй активності різко поступаються активності реактор 1, виготовлений з діелектричного матерінанорозмірних безструктурних аморфних металів. алу з патрубками 2 і 3 для прокачування робочої Наприклад, застосування добавок аморфних на 5 23962 6 норозмірних порошків молібдену в процесі полімельной Академии Наук Армении, 2004, Том 104, ризації поліфеніл сульфідів дозволяє збільшити їх №4]. зносостійкість на порядок, тоді як добавки нанокТаким чином, в пропонованому пристрої використалічних порошків молібдену приблизно таких нуються всі умови для отримання нанопорошків же розмірів підвищують зносостійкість всього лише металів в аморфному стані: висока температура на 20-30% (Malkhasyan R. Т., PogosianA., Makaryan до 10000°С, високий тиск в зонах електричних V., Isajanyan A. - Proceedings of MRS FALL розрядів, різке зниження тиску при виникненні каMEETING. 2003. V.795, p.273-279.) При зворотновітаційних пузирів і швидке охолоджування розму переході речовини з аморфного стану в крисплавлених нанокрапель в рідині, що містить лід, з талічне виділяється багато тепла, а також спостешвидкостями близько 106град/с і більш. При цьорігаються світлові явища. Наприклад, температура му, висока швидкість охолоджування рідкофазної переходу в кристалічний стан для аморфних понаночастки обумовлює фіксацію її рідкофазної рошків вольфраму і молібдену знижується до структури, перешкоджає розміщенню молекул ре1000...1100 К [Р. Т. Малхасян. Доклады национачовини в місцях можливої кристалічної решітки, тобто обумовлює аморфізацію наночасток. Комп’ютерна в ерстка Г. Паяльніков Підписне Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601