Способ разделения механической смеси компонентов

Способ разделения механической смеси компонентов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

нститут новых химических проблем АН СССР витель (54) СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ НЕХАНИЧЕСКОЙ СНЕСИ

КОИПОНЕНТОВ

Изобретение относится к физическим методам разделения веществ, а именно к технологии разделения сверхпроводящих материалов.

Известны магнитные способы разделения смесей, содержащих ферромагнитные вещества, такие как Fe, Ni, Со-содержащие соединения и сплавы. Выделение ферромагнитных веществ из смесей осуществляют под действием магнитного поля !11 - ГЗ).

Недостатком этих способов является невозможность разделить неферромагнитные вещества, например соединения переходных металлов с азотом, углеродом, которые являются сверхпроводниками.

Известен также способ отделения постоянного магнита от сверхпроводящего тела. Отделение магнита от . сверхпроводника осуществляют путем охлаждения сверхпроводника, находящегося в поле отделяемого постоянного магнита, до температуры, ниже температуры перехода в сверхпроводящее состояние Г4).

Такой способ- позволяет отделить постоянный магнит только от сверхпроводников 1 рода, таких как чистые металлы, например Hg Ч, РЬ, Sn

ZA но недостаточно эффективен (или невозможен) в слвчае отделения магнита от сверхпроводников fl рода, 1О к которым, в частности, от юсятся нитриды и карбиды переходных металлов, а также интерметаллические соединения со структурой типа f5-%, 15 так как при переходе их в сверхпроводящее состояние в магнитном поле происходит замораживание магнитноrо потока. Кроме того, вследствие произвольного характера охлаждения 0 системы магнит - сверхпроводник и подвижности магнита, этот метод не позволяет разделять смесь сверх. проводников с различной критической температурой.

Ти

Филиал ППП "Патент", r.. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 95044

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ разделения механической смеси компонентов путем воздействия на нее магнитного поля и температуры (5 1.

Однако этот способ не позволяет разделить механическую смесь сверхпроводящих компонентов.

Цель изобретения — обеспечение выделения сверхпроводящих компонен- 1о тов.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу разделения механической смеси компонентов путем воздействия на нее магнитного поля и температуры смесь ступенчато охлаждают при температуре каждой ступени, равной температуре перехода в сверхпроводящее состояние компонента, следующего за отделяемым в ряду критических -температур от больших к меньшим, а магнитным. полем воздействуют после каждого охлаждения.

После перехода в сверхпроводящее состояние отделяемый компонент, взаимодействуя с магнитным полем, приходит в движение и выделяется из смеси. При этом интенсивность выделения его. из смеси выше, чем ниже температура, до которой он охлажден, так как „ при этом можно приложить большее поле, не разрушая сверхпроводимости отделяемого компонента. В пределе это критическое магнитное поле данного компонента. Установлено, что для материалов с высокими критическими полями для надежного разделения достаточно поля, составляющего 103 от критического. Для исключения одновременного отделения следующего компонен4Q та. смесь нельзя охлаждать ниже его кри- критической температуры.

Пример 1. Смесь порошков, содержащую 100 мг нитрида титана (Т -=

=5,2 К) и 1Îà мг б (Т =9,1 К), помещают в двухкамерную разделитель" ную ячейку (в камеру 1). Смесь порошков охлаждают до температуры 5,2 К.

Затем на нее воздействуют магнитным полем 1,2 кЭ (0,9 критического магнитного поля ниобия при 5,2 К).В резуль-. " тате проведенных операций в камере 1 разделительной ячейки остается 100 мг нитрида титана, а ниобий перемещается в камеру 2, что свидетельствует о полном разделении смеси.

ВНИИПИ Заказ 5811/12

2 ф

Пример 2. Смесь порошков, содержащую 100 мг TiN (Tc=5,2 К), 100 мг VN (Tc=8,8 К) и 100 мг NbN (Тс=15 К), помещают в камеру 1 двухкамерной разделительной ячейки. Смесь охлаждают до температуры 8,8 К, затем на нее воздействуют магнитным полем 10 кЭ (что составляет 0,2 Нс, нитрида ниобия при 8,8 К), в результате чего 100 мг NbN перемещается в камеру 2 разделительной ячейки и удаляется иэ нее. После снятия магнитного поля оставшуюся смесь охлаждают до температуры 5,2 К и воздействуют на нее магнитным полем 5 кЭ (что составляет 0,1 Нс, нитрида ванадия при 5,2 К).

В разделительной ячейке (камера 1) остается 100 мг TiN, à VN переместился в камеру 2, что свидетельствует о полном разделении трехкомпонентной смеси.

Предложенный способ можно использовать также для разделения сверхпроводящих материалов по размеру частиц, а также для выделения сверхпроводящих компонентов из механических смесей, содержащих несверхпроводящие материалы. формула изобретения

Способ разделения механической смеси компонентов путем воздействия на нее магнитного поля и температуры, отличающийся тем, что, с целью обеспечения выделения сверхпроводящих компонентов, смесь ступенчато охлаждают при температуре каждой ступени, равной температуре перехода в сверхпроводящее состояние компонента, следующего в ряду критических температур от больших к меньшим, а магнитным полем воздействуют после каждого охлаждения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

И 1!9156, к . В О3 С 1/ОО, 1957, 2. Авторское свидетельство СССР

N 524565, кл. В 03 C 1/00, 1969.

3. Авторское свидетельство СССР

Н 526388, кл. В 03 С 1/00, 1974.

Мендельсон К. Физика низких температур, М., !Иностранная литера" тура", 1969, с. 114-117.

5. Авторское свидетельство СССР и 68384, кл. В 03 С 1/00, 1946 (прототип). раж 594 Подписное