ИЗУЧЕНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПОРОШКА ОКСИДА АЛЮМИНИЯ МАРКИ СТ800

АННОТАЦИЯ

 Изучены свойства порошка оксида алюминия CT800 фирмы «Almatis GmbH», Германия, такие как: реологические свойства статическим, динамическим методом, средний размер частиц и удельная поверхность.

Ключевые слова: оксид алюминия, реологические свойства, плотность, размер частиц, удельная поверхность.

Введение

Выпускаемые в настоящее время в России промышленные порошки оксида алюминия (ГК, Г ОО и др.) получаемые по методу Байера [1], содержат в своём составе много щёлочных элементов [2]. Напрямую использовать их для изготовления изделий электротехнического назначения без их предварительной очистки становится всё более затруднительно т.к. требования к свойствам изделий всё возрастают. Имеющиеся в настоящее время способы очистки являются очень энергозатратными [3]. Данная статья посвящена возможности применения данного порошка, выпускаемого в промышленном масштабе фирмой «Almatis GmbH» [4], Германия для изготовления изделий сложной конфигурации электротехнического назначения.

Цель данной работы заключается в исследовании свойств порошка CT800 и дана оценка возможности использования данного порошка в изготовлении керамических изделий электротехнического назначения сложной конфигурации методом горячего литья под давлением.

Исследование физических свойств порошка оксида алюминия СТ800

Физико-технические характеристики порошка оксида алюминия представлены в таблице 1.

Таблица 1.

Физико-технические свойства порошка оксида алюминия CT800 фирмы «Almatis GmbH», Германия

Определение удельной поверхности и среднего размера частиц порошка проводили на приборе ПСХ-10А. Приборы этого типа хорошо зарекомендовал себя в различных отраслях промышленности РФ. Работа прибора основывается на методе газопроницаемости по уравнению Козени и Кармана. Метод измерения заключается в определении времени прохождения фиксированного объема воздуха через слой образца [5]. Результаты этих исследований представлены в таблице 2.

Таблица 2.

Результаты гранулометрического анализа порошка оксида алюминия CT800 на приборе ПСХ-10А.

Распределение частиц порошка по размерам определяли на лазерном анализаторе частиц марки «Аnalysette 22», фирма Frith GmbH, Германия. Приборы этой фирмы всё чаще приобретаются промышленными предприятиями РФ. Результаты этих исследований представлены в таблице 3.

Таблица 3.

Результаты гранулометрического анализа порошка оксида алюминия CT800 на лазерном анализаторе частиц марки «Аnalysette 22»

При промышленной переработке порошка важными являются его реологические свойства (текучесть, слёживаемость и т.д.). Реологические свойства порошков оксида алюминия на первом этапе исследования (насыпная плотность, текучесть, угол естественного откоса) определяли статическим методом по методикам измерения, описанным в [6-7]. При этом диаметр выходного отверстия воронки составлял 5 мм, а количество порошка, используемого для проведения одного измерения, составляло 10 см³. Результаты этих исследований представлены в таблице 4.

Таблица 4.

Результаты реологических свойств порошка оксида алюминия CT800 статическим методом

На основании данных представленных в табл. 4. Можно сделать вывод о том, что для получения «плотнейшей» упаковки необходимо высокоэнергетическое воздействие.

Измерить текучесть и угол естественного откоса порошка по этой методике не представлялось возможным т.к. порошок «зависал» в воронке. В связи с этим на втором этапе исследований проводили определение реологических свойств порошков оксида алюминия динамическим методом. Определение реологических характеристик динамическим методом проводили на приборе «REVOLUTION», фирма «Mercury Scientific Inc», США. Принцип действия этого прибора заключается в скоростной съемке и оценке поведения порошка во время вращения барабана с заданной скоростью. Во время вращения барабана цифровая камера позволяет производить съемку изображения порошка. В процессе вращения барабан поднимает массу порошка на определенный угол. В некоторый момент времени происходит падение «лавины», т.е. части порошка под действием собственного веса. Объем лавины, угол, при котором она падает, потенциальная энергия лавины (порции порошка) и другие геометрические и энергетические параметры лавины связаны с реологическими свойства порошка. Реологические свойства порошков оксида алюминия, полученных этим представлены в таблице 5.

Таблица 5.

Результаты реологических свойств порошка оксида алюминия CT800 динамическим методом

Максимальную энергию перед сходом лавины составляет 11,5 мДж. Эта характеристика порошка показывает какую необходимо приложить силу (энергию) для преодоления внутренних сил трения и придания порошку подвижности. Максимальный угол перед сходом лавины порошка марки CT800 (70 градусов).

Выводы

На основании полученных результатов порошок оксида алюминия марки СТ800 можно отнести к субмикронным порошкам, так как средний размер частиц составляет около 2,7 мкм, а размер частиц D₁₀ меньше 1 мкм.

Результаты реологических свойств и среднего размера частиц косвенно подтверждают возможность использования данного порошка в изготовлении керамических изделий электротехнического назначения сложной конфигурации методом горячего литья под давлением.

Список литературы:

1. Мальц Н.С. Новое в производстве глинозёма по схемам Байер – спекание, М, Металлургия, 1989, 176 с.
2. ГОСТ 30559-98. Глинозём неметаллургический, Технические условия.
3. Кайнарский И.С., Дегтярева Э.В., Орлова И.Г. Корундовые огнеупоры и керамика, М., Металлургия, 1981, 167 с.
4. http://www.almatis.com/, Продукция фирмы «Almatis GmbH», Германия
5. Плаченов Т.Г., Колосенцев С.Д. Порометрия, Л., Химия, 1988, 175 с.
6. ГОСТ 27801-93 (ИСО 903-76) Глинозем. Метод определения насыпной плотности
7. ГОСТ 25279-93 (ИСО 3953-85) Порошки металлические. Определение плотности после утряски