Кашапов Р.Н.

Кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник, Казанский (Приволжский) федеральный университет, кафедра «Биомедицинской инженерии и управления инновациями», НИЛ Плазмохимическое получение функциональных материалов, Россия

Плазменно-электролитное получение порошка оксида титана

https://doi.org/10.58224/2618-7183-2022-5-6-75-84
Аннотация
Работа посвящена исследованию плазменно-электролитного процесса реализуемого в условиях катодной полярности активного металлического электрода и его погружении в электролит для получения микро- и наночастиц оксида титана, а также частиц титана размером до 10 мкм, покрытых оксидом титана. Установлено влияние два режима горения разряда, отличающихся тепловыделением и концентрации раствора электролита на распределение частиц по размерам. Повышение напряжения может приводить к горению разряда в дуговом режиме за счет термоэмиссиии электронов и интенсивного нагрева катода-титана. Это в свою очередь приводит к образованию частиц титана размером до 10 мкм, поверхность которых окислена. Установлено что горение разряда в режиме с меньшим тепловыделением приводит к формиро-ванию частиц оксида титана размером менее 1 мкм. Данные порошки можно использовать в аддитивном производстве, порошковой металлургии и в качестве добавок в композиционных материалах.
PDF

Структура и анализ наночастиц аморфного диоксида кремния

https://doi.org/10.58224/2618-7183-2022-5-6-85-94
Аннотация
Одним из наиболее распространенных методов изучения, а также контроля окружающей среды и продуктов производства является метод хроматографии. Основным рабочим элементом, разделяющий компоненты на составляющие, в частности, является порошок диоксида кремния нано и микроразмеров. В то же время порошковые материалы широко применяются и актуальны для порошковых технологий аддитивного построения. Целью работы является изучение структуры и анализ полученных наночастиц аморфного диоксида кремния, удовле-творяющего по своим характеристикам для использования в колонках высокоэффективной жидкостной хроматографии, а также в различных аддитивных технологиях. Проведенные ис-следования показали, что метод ввода пара воды в плазмохимический реактор установки для получения аморфного диоксида кремния существенно влияет на наличии свободных гидрок-сильных групп. В инфракрасном спектре продукта, который уловили на расстоянии 2 метра линия 3750 см-1 отсутствует. На расстоянии 1 метр интенсивность линии как эталон со 100% значением. При добавлении незначительного количества NaCl в брикет, используемого при распылении, интенсивность упала на 50%. При удалении на 1,5 метра интенсивность составля-ет 75%. Из этого следует, что в более горячем газе при быстром охлаждении образуются боль-ше гидроксильных групп ОН на поверхности агрегатов, при удалении от реактора т.е. охлажде-ние выходящего газа ОН групп образуются меньше.
PDF

Исследование плазменно-электролитного процесса получения наночастиц оксида титана

https://doi.org/10.58224/2618-7183-2022-5-5-70-79
Аннотация
Работа посвящена исследованию процесса получения наночастиц оксида титана при горении высоковольтного газового разряда постоянного тока в атмосфере аргона, когда в качестве одного из электродов используется водный раствор. Установлено, что при использовании водного раствора глицина в среде инертного газа, плазменно-электролитный процесс с использованием стримерного разряда хорошо подходит для получения наночастиц оксида ти-тана. Была выявлена важная закономерность уменьшения размера частиц с повышением давле-ния аргона в камере. Так при повышении давления с 1 МПа до 3 МПа наблюдается резкое уменьшение средних размеров частиц с 62 нм до 16 нм, а уже в процессе повышения давления до 5 МПа изменения в средних размерах частиц не кардинальны. Определено сужение разброса дисперсного состава с повышением давления для давления 1 МПа - ± 40 нм, 3МПа – ± 20 нм и 5 МПа – ± 8 нм. Наличие частиц оксида титана было подтверждено на основании обнаружения плазмонного резонанса при 224, 230 и 235 нм.
PDF

Плазменная технология получения аморфного диоксида кремния

https://doi.org/10.58224/2618-7183-2022-5-5-80-90
Аннотация
Одним из наиболее перспективных направлений производства является аддитивные технологии построения, в частности порошковая 3D-печать. Целью работы является создание плазмохимического метода получения аморфного диоксида кремния, удовлетворяющего по своим характеристикам для использования аддитивных технологиях построения изделий, а также в колонках применяемых а высокоэффективной жидкостной хроматографии – одного из наиболее распространенных методов изучения, а также контроля окружающей среды и продук-тов производства. Одно из основных требований к частицам – это наличие пористой структуры, поверхность которой имеет химически связанную или физически покрытую активную фазу, используемую для разделения. Разработана опытная установка получения аморфного кремнезема, особенностью которой являлась возможность быстрой и непрерывной подачи прессованных брикетов, а не порошкового материала как было ранее. Проведенные исследования показали, что разработанный плазмохимический процесс, реализуемый в условии испарения брикетов, состоящих на 70% из песка и 30% кокса достаточно эффективен для получения наночастиц оксида кремния размером менее 200 нм. Разработанный метод получения наночастиц необходимо дополнительно исследовать на способность получения наночастиц размером менее 20 нм, это так необходимо для получения удельной площади поверхности 200 м2/г, что даст возможность изготавливать из данного сырья частицы носителя неподвижной фазы колонки высокоэффективной жидкостной хроматографии.
PDF