Способ диспергирования нитевидныхкристаллов

Способ диспергирования нитевидныхкристаллов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОЛ ИСАН ИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено02. 07,7 3 (21) 1947458/23-26. i с присоединением заявки №

Сова Советских

Социалистических

Республик (11@08262 (51) М. Кле

В 01 F 3/12

B 01 3 17/00

С 04 В 43/02

Государственный квинтет

Совета Министров СССР во делам изобретений и открытий (23) Приоритет (43) Опубликоваиа30.03.76,Бюллетень №12 (53) УЙК 66.063.6:

: 621,315.616.97 . (088.8) (46) Дата опубликования описания05.07.77

В. П..Парфенов, С. С. Леньков, Ю. Б. Куников и В. А. Шишацкий (72) Авторы изобретения (71) Заявитель Московское оРдена Ленина и оРдена ТРУдового КРасного Знамени высшее техническое училище им. Н. Э. Баумана (54) СПОСОБ ДИСПЕРГИРОВАНИЯ НИТЕВИДНЫХ КРИСТАЛЛОВ

2 ! кости с помошьта пропеллерной мешалки, Однако такой способ при степени дезинтегри- рования 95% приводит к поломке до 30% ! кристаллов, Кроме того, он недостаточно. проиэводителен.

Изобретение относится к процессу дис, пергирования нитевидных кристаллов, кото:рый является одним иэ этапов получении

;композиционных материалов.

Известно,что нитевидные кристаллы сапфира, карбида кремния, нитрида кремния, нитрида алюминия и других тугоплавких соединений в исходном состоянии представ ляют собой войлокообразные, ватоподобные массы спутанных волокон. Для получения 10 иэ них композиционного материала прово:дят диспергирование этой кристаллической массы в вязкой жидкости, их жидкостную сортировку и очистку, осаждение кристаллов с получением полуфабриката и последую- 1а шей его пропитки метричным материалом, например металлом или полимером.

Й".:,пергирование в жидкости имеет цель дезинтеграцию массы, т. е, равномерное распреде- ение индивидуальных частичек в 2О

;объеме я:ядкости, исключая при этом поломку кристаллов, или сводя ее к минимуму.

Извес гний способ диспергирования ни» тевидных кристаллов состоит в леремешиI

BBHBH KpNCTBHJIIPIeCKOH MGCCbt B вязкой жидБель изобретения - уменьшение процен1та поломки кристаллов и времени процесса.

Для этого перемешивание ведут в режим

1 ме ламинарного течения жидкости с вихрями Тейлора " в коаксиальном зазоре глад,,костенного роторного аппарата.

Это обеспечивает уменьшение процента поломки кристаллов до 3 -5 Ъ при той же ,степени дезинтегрирования и уменьшение времени процесса в 2- 3 раза.

Способ осушествляют в роторном аппа1 рате который представляет собой цилиндрический корпус диаметром 70 мм, внут:ри которого соосно установлен ротор ди аметром 64 мм, образуя таким образом ,коаксиальный зазор в 3 мм, В качестве жидкости может быть использована инертная по отношению к ма териалу нитевидных крис галлов жидкость

508262, ЦНИИПИ За1 .аз 1125/509 Тираж 864

Подписное

Филивл ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 с вязкостью 20-500 сот, например водный раствор глицерина, этипенгликоля, по пиэтиленгликопя, маспа, смопы.

Способ осуществпяют при режиме пеперемешивання жидкости в коаксиапьном за» зоре, соответствующем ламинарному режиму течения с вихрями Тейлора . Задача кругового течения жидкости в коакси альном зазоре решена Дж, Тейлором.

В зависимости от скорости вращения ротора в коаксиальном зазоре возможны: ламинарный ражим, ламинарный режим с . вихрями Тейлора, турбулентный режим с вихрями Тейлора" и турбулентный режим, Режим зарождения в паминарном круговом потоке вихрей Тейлора" определяет . са по ..ритерию Тейпора т те (6 е h где Тэ„, - критерий Тейлора;

Ob® - окружная скорость ротора, со» ответствующая зарождений "вихрей Тейлора (сек " ) j г - радиус ротора (см);

h - размер коаксиального зазора

{см); о

) - кинематический коэффициент в вязкости жидкости (см /сек). а

В аппарате укаэанных выше размеров моменту зарождения "вихрей Тейлора" соответствует скорость вращения ротора336 об/мин. Увепичение скорости вращения до 400 -500 об/мин увепичивает масштаб вихрей, -депая их соизмеримыми с коаксимальныЫ зазором.

При укаэанных режимах, вращения ротора в ламинарных концентрических слоях вязкой жидкости в коакснальном зазоре возникают чередующиеся поперечные вихривихри Тейлора, которые способствуют перемещению кристаллической массы в поперечном и продольном налравпениях коаксиального зазора, тем самым обеспечивая пространственное приложение снл вязкости к кристаплической массе, что приводит к эффективному разъединению войлокообразной кристаллической массы. При этом значительно сокращается возможность поломки кристаллов, поскольку дезинтегрирование осуществляется! за счет воздействия сип вязкости,, "вырывающих элементарный кристапл из массы кристаллического войпока. Кроме того, равномерность гидродинамического воздействия дя:. кой жидкости на кристаллическую маосу по объему коак, сиального зазора способствует образованию более однородной дисперсии. .Известно, что одним из наиболее радикальных способов повышения устойчивости дисперсных систем явпяется повышение вяэ кости дисперсионной среды, поэтому деэинтегрирование кристаппической массы нитевидных кристаплов s вязкой жидкости приводит дополнительно к попучению устойщ .чивой пупьпы.

П р н м е р . В вязкую жидкую среду, например, в 75%-ный водный раствор глицерина (883KocTb«25 сот), при спабом перемешивании помещают кусочки войлокои образной кристаллической массы, например нитевидные кристаллы сапфира в количеств ве 0,1 - 0,5% по объему. Указанная смесь попадает в коаксиальный ципиндричесq кий зазор роторного -дезинтегратора. Ско-, щ рость вращения ротора 336 об/мин, Увпекаемая ротором жидкость будет вращаться концетрически цилиндрическими слоями с .градиентом скорости, определяемым скоростью вращения ротора,.концентрацией > кристаллов, вязкостью жидкости и величиной зазора. Время перемешивания 10 мин, В результате перемешивания жидкости и кристалпической массы происходит дезинтегрирование ее и получение. устройчи

30,вой дисперсии вопокон в водном растворе глицерина.

Использование предлагаемого способа позволяет полностью,разъединитьвойлокооб разную кристаляическую массу на инднви85 дуальные волокна без их существенной по ломки, подучить равномерное распределение нитевидных кристаллов в вязкой жидкой среде, устройчиво сохраняющей это состояние длительное время. Способ характериэу-I

4О ется большой прОИзводИтепьиоотью, поскольку в процессе дезинтеграции находи-с . вся кристаллическая масса нитевидных крi!c галЛОВе

Формула иэобрете ни

Способ диспергирования нитевидных кристаллов путем перемешивания крист«плической массы в вязкой жидкости, О т -. л и ч а ю шийся тем, что, с цельк уменьшения процента поломки крнстаплов и времени процесса, перемешивание ведут в режиме ламинарного течения жидкости с "вихрями Тейлора в коаксиальном. зазоре гладкостенного роторного аппарата.