Исследователи Нижегородского государственного технического университета им. Р.Е. Алексеева разработали уникальную технологию производства пористых лент из никелевых порошков. Изобретение позволяет создавать прочные фильтрующие элементы из материалов, которые ранее считались непригодными для прокатки. Соответствующий патент (№ 2868292) уже внесен в Государственный реестр изобретений РФ.
Никелевые порошки с формой частиц, близкой к идеальной сфере (коэффициент формы 0,75–1), обладают ценными физико-химическими свойствами, но имеют существенный технологический недостаток: они практически не «сцепляются» друг с другом при прокатке. Из-за гладкой поверхности частицы не образуют целостного полотна, что делало невозможным их использование в производстве фильтров методом прокатки.
Команда ученых кафедры «Материаловедение, технологии материалов и термическая обработка металлов» НГТУ им. Р.Е. Алексеева нашла элегантное решение этой проблемы. В состав шихты они предложили добавлять 15–20% мелкодисперсного никелевого порошка с «разветвленной» формой частиц.
Представьте это как пазл, - объясняет соавтор разработки, доцент кафедры «Материаловедение, технологии материалов и термическая обработка металлов» Евгений Беляев. - Крупные шаровидные частицы не могут схватиться между собой, но если мы добавим к ним мелкие частицы с разветвленной поверхностью, они создадут своего рода каркас. Эти "разветвленные частицы" обволакивают сферы, обеспечивая надежное сцепление при прокатке.
Технологический процесс включает холодную прокатку до толщины 0,60–0,63 мм и последующее спекание в водородной среде при температуре не менее 76% от температуры плавления никеля. На выходе получается высокопористая лента с пористостью 36–39%, которая идеально подходит для тонкой очистки жидкостей и газов.
При формовании ленты в прокатном стане, должно происходить взаимное заклинивание частиц между собой, но гладкие порошки с формой частиц близкой к сферической между собой не заклинивают. Наш метод позволяет создать прочную структуру, которая держится целиком за счет формируемого микрокаркаса, - дополняет старший преподаватель кафедры «Материаловедение, технологии материалов и термическая обработка металлов» Юрий Гетмановский.
Разработка уже прошла научную апробацию: результаты экспериментов опубликованы в авторитетном рецензируемом издании «Известия вузов. Порошковая металлургия и функциональные покрытия». В работе над проектом также приняла участие магистрант кафедры Алена Сайфутдинова.
Авторы подчеркивают, что внедрение технологии не потребует от предприятий капитальных затрат. Если на производстве уже есть порошковые прокатные станы и печи для спекания, переход на новый метод будет практически бесшовным. Изобретение особенно актуально для отраслей, где критически важна чистота рабочих сред — от химической промышленности до высокотехнологичного приборостроения.
Источник: Минобрнауки России
