Получение металлических порошков сплава PtPdCu методом электрического взрыва проводника
В работе представлены результаты по возможности получения порошков сплава Pt-Pd-Cu методом электрического взрыва проводника в среде гелия и аргона. А так же исследования влияния начальных условий ЭВП и состава газовой атмосферы на закономерности протекания процесса взрыва. Экспериментально определены параметры ЭВП, обеспечивающие режимы взрыва с максимальным уровнем энергии вводимой в проводник.
Изучены свойства порошков сплава Pt-Pd-Cu полученных в среде аргона и гелия. Установлено, что порошки, полученные в среде гелия, имеют в 5 раз меньший размер частиц по сравнению с порошками, полученными в среде аргона. Частицы порошка состоят из сплава Pt-Pd-Cu.
Введение ………………………………………………………………………………………………………………. 16
Глава 1. Получение металлических нанопорошков ………………………………………………… 18
1.1. Основные методы получения порошков в том числе порошков благородных
материалов ………………………………………………………………………………………………………… 18
1.2. Получение закпорошков довметодом сотавэлектрического доввзрыва закпроводника. ……………… 32
1.3 Заключение – формулировка целей дови задач …………………………………………………… 35
Глава 2. Методика сотавэкспериментов …………………………………………………………………………. 36
Глава 3. Электрический взрыв Pt-Pd-Cu проводника в среде Ar и He ……………………… 39
Глава 4. Получение металлических порошков сплава Pt-Pd-Cu………………………………. 44
Глава 5. Ресурсоэффективность и финансовый менеджмент ………………………………….. 52
5.1 Предпроектный анализ. Потенциальные потребители результатов исследования
………………………………………………………………………………………………………………………….. 52
5.2 Инициация проекта ………………………………………………………………………………………. 56
5.3 Планирование управления научно-техническим проектом …………………………….. 58
Глава 6. Социальная ответственность ……………………………………………………………………. 67
6.1 Описание рабочего места ……………………………………………………………………………… 67
6.2 Анализ выявленных вредных факторов проектируемой производственной среды
………………………………………………………………………………………………………………………….. 68
6.3 Электробезопасность ……………………………………………………………………………………. 78
6.4 Освещенность ………………………………………………………………………………………………. 80
6.5 Шум и вибрация …………………………………………………………………………………………… 83
6.6 Охрана окружающей среды ………………………………………………………………………….. 84
6.7 Защита в ЧС …………………………………………………………………………………………………. 85
6.8 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности ………………… 86
Заключение …………………………………………………………………………………………………………… 88
Список используемых источников: ……………………………………………………………………….. 89
Приложение А ………………………………………………………………………………………………………. 98
CD – Диск – Получение металлических порошков сплава Pt-Pd-Cu методом
электрического взрыва проводника
Особые химические характеристики, а именно уникальные
каталитические свойства, коррозионная стойкость, высокая
электропроводность, высокая температура плавления, высокая твердость
обеспечивают применение платины не только в качестве ювелирных изделий,
но в автомобильной и электронной промышленности, а так же в медицине.
Однако, платина является и одним из дорогих металлов, а ее твердость и
высокие температуры плавления усложняют изготовление детали. Это в
конечном итоге приводит и к удорожанию изделия. Переход от компактного
металла, к платиновому порошку, несомненно, упрощает процессы
изготовления детали, увеличивает коэффициент использования металла, а так
же может привести к улучшению ряда свойств конечной детали. Например,
использование платинового порошка при производстве фильерных питателей,
для стекольной промышленности, увеличивает их стойкость более чем в два
раза. За счет увеличения площади поверхности, при переходе от компактного
металла к порошку, возможно уменьшение содержания платины в
автомобильном катализаторе с одновременным повышением его
производительности. Уменьшение температуры плавления частиц платны,
приводит к расширению областей использования металла в качестве припоя. А
развитее 3D печати металлом способствует удешевлению конечного изделия за
счет снижения трудозатрат и расхода металла.
Существует множество методов получения металлических порошков,
однако получение порошков платны, а тем более порошков сплава
компонентом которого является платина в настоящее время затруднительно.
Для решения этой задачи, хорошо подходит метод электрического взрыва
проводника. Данный метод основан на разрушении металлической проволоки
импульсом тока большой плотности. Основным продуктом разрушения
является металлический пар, который в последствие конденсируется в
наноразмерные частицы.
Не смотря на достаточно глубокие исследования как самого процесса
ЭВП так и свойств получаемых продуктов, в литературе практически не
встречаются публикации о получении порошка платины данным методом.
Цель работы: изучить дов возможность зак получения сотав нанопорошков дов сплава Pt-
Pd-Cu дов методом сотав электрического дов взрыва зак проводника, дов исследовать свойства
полученных частиц.
Для выполнения поставленной цели необходимо решить следующие
задачи:
1. Исследовать протекание электрического взрыва проводника
состоящего из сплава Pt-Pd-Cu в атмосфере аргона и гелия;
2. Найти режимы электрического взрыва, обеспечивающие высокие
уровни энергии вводимой в проводник.
3. Исследовать фазовый состав, дисперсность и морфологию порошков
полученных в среде аргона и гелия.
Глава 1. Получение металлических нанопорошков
1.1. Основные методы получения порошков в том числе порошков
благородных материалов
Все группы методов получения нанопорошков можно условно разделить на
две группы (рисунок 1). К первой группе можно отнести технологии,
основанные на химических процессах, а ко второй – на физических процессах.
В соответствии с этим более подробно рассмотрим основные из используемых
в настоящее время методов получения нанопорошков.
Анализируя полученные данные, были сделаны следующие выводы:
1. Характер протекания электрического взрыва проводника, состоящего
из сплава Pt-Pd-Cu схож с электрическим взрывом проводников обладающих
высоким коэффициентом электропроводности (Cu, Al). Были определены
условия, при которых ЭВП наблюдалась в режимах с паузой тока, критическом
режиме взрыва и режимах без паузы тока.
2. Определены зависимости уровня удельной энергии, вводимой в
проводник от длины взрываемого проводника, установлены условия ЭВП
обеспечивающие наибольший уровень удельной энергии, вводимой в
проводник.
3. Закономерности протекания ЭВП Pt-Pd-Cu в среде гелия, схож ЭВП в
среде аргона. Однако уровень удельной, энергии вводимой в проводник при
взрыве примерно на 15% больше, чем в аргоне при тех же условиях
эксперимента.
4. ЭВП в среде гелия обеспечивает получение порошков большей
дисперсности. Гелий благодаря своей низкой плотности газа, более высоким
коэффициентом теплопроводности, по сравнению с аргоном, обеспечивает
получение металлических порошков, состоящих из сплава Pt-Pb-Cu с размером
частиц около 25-30 нм, что более чем в 5 раз меньше, чем размеры частиц
образующихся в аргоне.
Хочешь уникальную работу?
Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!
4.9 (522 отзыва)
4.8 (13 отзывов)
4.9 (826 отзывов)
4.9 (35 отзывов)
4.6 (92 отзыва)
4.8 (9 отзывов)
4.7 (82 отзыва)
5 (21 отзыв)
5 (8 отзывов)
