Спосіб отримання металевого порошку

 

Винахід відноситься до області електролітичного отримання дрібнодисперсних металевих порошків і може бути використане при виготовленні порошків для їх використання в якості каталізаторів або фільтруючих матеріалів.

Відомий спосіб отримання металевого порошку (патент РФ №2325472 від 05.07.2006 р.). За відомим способом виробляють осадження металу з електроліту на підкладку з електропровідного матеріалу, індиферентний по відношенню до осаждаемому металу і володіє низькою теплопровідністю, до закінчення стадії формування з некристалічних зародків пентагональних мікро - і наночастинок з порожниною всередині, після чого створюють умови для руйнування отриманих частинок внутрішніми напругами, зменшуючи товщину оболонки частинок травленням або підвищуючи їх температуру або збільшуючи розмір частинок. Потім частинки відокремлюють від підкладки. При отриманні порошку за відомим способом збільшується площа питомої поверхні частинок, що підвищує ефективність порошку при його застосуванні в якості каталізатора або фільтруючого матеріалу. Однак відомий спосіб трудомісткий внаслідок необхідності проводити додаткові операції по створенню умов для �606 на видачу патенту на винахід від 27.10.2008, МКИ С25С 5/02, В82В 3/00, який прийнятий за прототип. По прототипу ведуть електроосадження металу з електроліту на підкладку до закінчення стадії формування з некристалічних зародків огранених икосаэдрических мікро - і наночастинок, потім частинки піддають відпалу в нейтральному середовищі, після чого створюють умови для руйнування цих частинок. Відпал проводять разом з підкладкою або після відокремлення частинок від підкладки. Спосіб по прототипу також забезпечує збільшення площі питомої поверхні частинок, що підвищує ефективність порошку при його застосуванні в якості каталізатора або фільтруючого матеріалу. Однак додаткові операції відпалу та забезпечення умов для руйнування частинок збільшують трудомісткість процесу отримання порошку.

Технічний результат запропонованого способу - зниження трудомісткості виготовлення дрібнодисперсного металевого порошку з розвиненою питомою поверхнею.

Суть винаходу полягає в тому, що виробляють електроосадження металу з електроліту на підкладку з електропровідного матеріалу, індиферентний по відношенню до осаждаемому матеріалу і володіє низькою теплопровідністю. Після осадження утворилися мікро - і �саждения блокують зростання низкоэнергетичних граней мікро - та нанокристалів та ініціюють зростання граней з іншого кристалографічною орієнтацією. Блокування росту низькоенергетичних граней здійснюють хімічним шляхом, для чого в електроліт додають бромід амонію NH4Br у кількості 0,1...0,3 г/л. Осадження металу на підкладку ведуть в потенциостатическом режимі при перенапруженні на катоді в інтервалі 80...200 мВ або в гальваностатическом режимі при щільності струму 0,01...0,1 А/дм2.

Сукупність ознак пропонованого винаходу забезпечує технічний ефект у зв'язку з тим, що при блокуванні низькоенергетичних граней зростаючих кристалів одночасно ініціюється зростання граней з іншого кристалографічною орієнтацією, що призводить до появи численних пор і каналів в кристалах утворюється на підкладку металу. В результаті відпадає необхідність в операціях відпалу і руйнування частинок порошку.

Спосіб ілюструється кресленнями, де на фіг.1 показано кристали срібла, отримані без блокування зростання низкоэнергетичних граней зростаючих мікро - та нанокристалів, а на фіг.2 - кристали срібла, отримані за пропонованим способом.

Пропонований спосіб здійснюється наступним чином. В заповнену електролітом ванну поміщають два електрода. Один з електродів виконують з металу, з якого � підкладки з електропровідного матеріалу з низькою теплопровідністю (наприклад, графіту, титану або хромонікелевої сталі) і індиферентний по відношенню до осаждаемому металу. Його використовують в якості катода. Між електродами пропускають електричний струм і виробляють процес електроосадження металу анода на підкладку в потенциостатическом режимі при перенапруженні на катоді в інтервалі 80...200 мВ або в гальваностатическом режимі при щільності струму 0,01...0,1 А/дм2. Ці межі параметрів обох режимів забезпечують найбільшу швидкість осадження металу з електроліту на підкладку. В процесі осадження металу на підкладку і його кристалізації блокують зростання низкоэнергетичних граней зростаючих мікро - та нанокристалів (наприклад, щільноупакованих площин типу {111} ГЦК-решітки) та ініціюють зростання граней з іншого кристалічної орієнтацією. Блокування росту низкоэнергетичних граней кристалів осаждаемого металу досягають хімічним шляхом, для чого в електроліт додають бромід амонію NH4Br у кількості 0,1...0,3 г/л. При кількості NH4Br менше 0,1 г/л ефект блокування зростання низкоэнергетичних граней зростаючих мікро - та нанокристалів різко знижується. При збільшенні кількості NH4Br більше 0,3 г/л ефект блокування зростання низкоэнергетичних грчества NH4Br 0,1...0,3 г/л є оптимальними. Після закінчення процесу осадження металу утворені кристали відділяють від підкладки, і отриманий порошок використовують в якості каталізатора або фільтруючого матеріалу.

Блокування росту та ініціювання зростання граней з іншого кристалічної орієнтацією, що володіють більшою поверхневою енергією, призводить до появи великої кількості пор і каналів на поверхні і всередині мікро - та нанокристалів (фіг.2). Це так само, як і при способі по прототипу, призводить до збільшення питомої площі поверхні частинок порошку, що покращує властивості порошку як каталізатора або фільтруючого матеріалу. Однак за пропонованим способом цей ефект досягається з допомогою меншої кількості операцій - відпадає необхідність в відпалі і руйнування частинок порошку. Таким чином, пропонований спосіб забезпечує отримання технічного ефекту, що полягає в зниженні трудомісткості отримання металевого порошку.

Прикладом застосування запропонованого способу може служити элекроосаждение срібла на підкладку з нержавіючої сталі 12×18Н10Т. Товщина підкладки становила 2 мм. На її поверхню наносили іонно-плазмовим напиленням шар нітриду титану товщиною 10 мкм. Поверхня цього �суспільстві анода використовували пластину з афінажної срібла чистотою 99,995%. Розміри пластини вибирали такими, щоб відношення її до площі поверхні підкладки складало 10:1. Підкладку - катод і срібну пластину - анод опускали у ванну з азотнокислим електролітом, приготованому на бидистилляте і містить 35 г/л азотнокислого срібла AgNO3, 150 г/л сірчанокислого амонію (NH4)2SO4по кількості, відповідному загальної кислотності розчину рН 9,8...10,0. Через електроди і електроліт пропускали електричний струм щільністю 2,0 А/дм2. В результаті на підкладці отримували мікро - і нанокристали срібла правильної форми, не мають пор і порожнин (фіг.1). В наступному досвіді хімічним шляхом блокували зростання низкоэнергетичних граней {111} і ініціювали зростання граней з іншого кристалографічною орієнтацією, для чого в електроліт додавали бромід амонію NH4Br із розрахунку 0,2 г/л. Отримані в цьому випадку мікро - і нанокристали мали численні пори і порожнини (фіг.2).

Таким чином, одержувані за пропонованим способом частки металевого порошку мають розвинену поверхню без додаткових операцій їх відпалу і руйнування. Це забезпечує зниження трудомісткості виготовлення дрібнодисперсного металевого порошку з развитов і коштів. Отже, він має промислову придатність.

Спосіб отримання металевого порошку з розвиненою питомою поверхнею, що включає електроосадження металу на підкладку з електропровідного матеріалу, индиферентного по відношенню до осаждаемому матеріалу і володіє низькою теплопровідністю, відділення утворилися мікро - та нанокристалів від підкладки, відрізняється тим, що в процесі осадження металу блокують зростання низкоэнергетичних граней мікро - та нанокристалів та ініціюють зростання граней з іншого кристалографічною орієнтацією шляхом додавання в електроліт броміду амонію NH4Br у кількості 0,1...0,3 г/л в потенциостатическом режимі при перенапруженні на катоді 80...200 мВ або в гальваностатическом режимі при щільності струму 0,01...0,1 А/дм2.



 

Схожі патенти:
Винахід відноситься до області гідрометалургії рідкісних елементів, а саме до способів глибокого очищення вісмуту від Ag, Te, Po при використанні солянокислих розчинів. Спосіб очищення вісмуту включає електрорафінування вісмуту з використанням солянокислого розчину вісмуту в якості електроліту з отриманням вісмутовій губки. Потім ведуть плавлення отриманої вісмутовій губки і барботирование розплаву інертним газом. При цьому перед электрорафинированием солянокислий розчин вісмуту приводять у контакт з дрібнозернистою вісмутовій губкою, отриманої шляхом электрорафинирования вісмуту з використанням солянокислого розчину вісмуту в якості електроліту, що містить додатково поверхнево-активна речовина. В якості поверхнево-активної речовини використовують технічну суміш оксіетилірованих алкилфенолов з торговим назвою «Неонол марки АФ 9-6 в концентрації 0,01-0,1 мас.%. Технічним результатом є отримання високочистого вісмуту з пониженим вмістом Ag, Te, Po. 1 табл., 1 пр.
Винахід відноситься до способу отримання ультрамикродисперсного порошку оксиду нікелю. Спосіб отримання ультрамикродисперсного порошку оксиду нікелю включає електроліз в 17 М розчині гідроксиду натрію на змінному синусоїдальній струмі частотою 20 Гц з нікелевими електродами. При цьому процес електролізу проводять при температурі 20-30°C і напрузі на електродах 4 Ст. Технічним результатом даного винаходу є розробка способу отримання ультрамикродисперсного порошку оксиду нікелю, придатного для використання в процесі каталітичного отримання нановуглецевих матеріалів піролізом вуглеводневої сировини при зменшенні витрат на обігрів клітинки і спрощення її конструкції. 3 пр.

Катод електролізера для одержання металевих порошків

Винахід відноситься до порошкової металургії, пристроїв для одержання металевих порошків електролізом, а саме до катода електролізера, який може бути використаний у виробництві композиційних матеріалів, наприклад паст, лаків, фарб, клеїв, компаундів з електро - і теплопровідними властивостями
Винахід відноситься до способу отримання ультрамикродисперсного порошку оксиду нікелю з нікелевих електродів

Спосіб одержання електролітичних порошків металів

Винахід відноситься до способу одержання електролітичних порошків металів електролізом з водного розчину, що містить сіль відповідного металу і буферні добавки

Спосіб отримання металевого порошку

Винахід відноситься до електролітичного отримання дрібнодисперсних металевих порошків, які можуть бути використані в якості каталізаторів або фільтруючих матеріалів
Винахід відноситься до отримання наночастинок міді, які можуть бути використані в якості біоцидного компонента в медицині, ветеринарії
Винахід відноситься до отримання наночастинок металів, які можуть бути використані в якості біоцидного компонента в медицині, ветеринарії, біотехнології, наноелектроніці
Винахід відноситься до порошкової металургії, зокрема одержання електролітичних порошків

Спосіб отримання срібного порошку і срібний порошок (варіанти), отриманий зазначеним способом

Винахід відноситься до порошкової металургії, зокрема до срібних порошків для електродів хімічних джерел струму та металокерамічних контактів та способу їх отримання
Up!