Установка для получения наноструктурных композитов
Предложение относится к процессам получения наноструктурных композиционных материалов, предназначенных для использования в аппаратах, трансформирующих энергию излучений. Установка содержит несколько реакционных камер, сообщенных последовательно с помощью магистралей. При этом используют не менее трех реакционных камер, одна из которых - камера 1 вырабатывает наноорганический компонент; камера 2 производит нанофракции минерального компонента; из камер 1 и 2 компоненты поступают последовательно в камеру 3, где они смешиваются с добавлением силоксана; смесь поступает в сушильную камеру 4, а после сушки - в контейнер 5, который герметизирую в среде инертного газа. При использовании полученного компонента в аппаратах, трансформирующих энергию излучений, например, - в электрическую, его наносят слоем заданной толщины на токопроводящую полимерную основу 6 с помощью клеящего вещества, также обладающего токопроводящим свойством. При торможении потока излучения на таком покрытии в нем вырабатываются электротоки, которые отводят из основы и используют в качестве электроэнергии.
Предложение относится к процессам получения наноструктурных композиционных материалов, предназначенных для использования в аппаратах, трансформирующих энергию излучений, предназначенных для использования в электрической перерабатывающей промышленности, металлургии и в качестве нанодобавки к минеральным материалам.
Фундаментальные и прикладные работы в этой области выявляют направления получения фуллеритов и композиций на их основе, из которых наиболее представительными являются методы получения фуллеритов и композиций, включающие переработку исходных углеродсодержащих материалов и введение их в жидкие среды: масла, жиры, поливинилпирролидон [RU 114957, G10М 177/00; RU 2327518, В01J 20/32, 2007; RU 2279402, С01В 31/02, 2004, RU 2198136, С01В 31/00, 02, 2002]. Последнее из указанных технических решений является наиболее близким по сущности и достигаемому результату.
Существенным недостатком аналогов и прототипа является ограниченность направлений получения композиционных материалов на основе фуллерена (фуллерита) и фуллеренсодержащих материалов (ФСМ). Известный способ предусматривает получение композиций только с использованием жидких растворов, что существенно ограничивает возможности его использования в порошковой металлургии, в производстве фильтров, сорбентов, добавок к гранулированным и молотым материалам.
Технической задачей и положительным технологическим результатом установки является расширение технологических возможностей использования установки за счет оперативного выбора количеств расходуемых компонентов и увеличения при этом производительности получения композитов.
Установка для получения наноструктурных композитов, содержащая реакционную камеру, плазмообразующий аппарат, бункеры с исходными компонентами, магистрали подачи этих компонентов в реакционную камеру, контейнер для накопления отводимого композита, оригинальна тем, что она снабжена двумя дополнительными реакционными камерами, одна из которых оснащена плазмообразующим аппаратом, сообщена с дополнительным бункером, заполненным еще одним исходным компонентом и соединена магистралью с указанной второй дополнительной реакционной камерой, оснащенной смесителем и сообщенной с бункером, заполненном текучим исходным компонентом, при этом первая из указанных реакционных камер также сообщена со второй дополнительной реакционной камерой, которая, в свою очередь, соединена с сушильной камерой, соединенной с газоводом и с контейнером для накопления отводимого композита.
Установка характеризуется, тем, что сушильная камера оснащена многослойной микроячеистой сеткой, под которой расположена перфорированная трубка, соединенная с газоводом, питаемой от источника инертного газа.
Установка характеризуется также тем, что полученный композит взаимодействует посредством токопроводящего клеящего вещества с полимерным токопроводящим материалом.
На фиг.1 изображена блок-схема установки;
на фиг.2-деталь использования композитов. Установка содержит несколько реакционных камер, сообщенных последовательно с помощью магистралей. При этом используют не менее трех реакционных камер, одна из которых - камера 1 вырабатывает наноорганический компонент; камера 2 производит нанофракции минерального компонента; из камер 1 и 2 компоненты поступают последовательно в камеру 3, где они смешиваются с добавлением силоксана; смесь поступает в сушильную камеру 4, а после сушки - в контейнер 5, который герметизируют в среде инертного газа. При использовании полученного компонента в аппаратах, трансформирующих энергию излучений, например, - в электрическую, его наносят слоем заданной толщины на токопроводящую полимерную основу 6 с помощью клеящего вещества, также обладающего токопроводящим свойством. При торможении потока излучения на таком покрытии в нем вырабатываются электротоки, которые отводят из основы и используют в качестве электроэнергии.
Реакционная камера 1 оснащена плазмообразующим аппаратом - плозмотроном 7, бункером 8 с исходным компонентом (С42-48), а камера 2 имеет плазмотрон 9, бункер 10 с минеральным компонентом (Si 28); камера 3 сообщена с бункером 11, заполненным текучим компонентом (силоксаном) и оснащена смесителем в виде импеллера 12 для равномерною перемешивания композиции веществ, поступающих из камер 1 и 2 по магистралям 13 и 14. Сушильная камера 4 оснащена многослойной микроячеистой сеткой 15, имеет перфорированную трубку 16, соединенную с газоводом 17, подключенным через нагреватель газа 18 к пневмонасосу 19 и баллону 20 с, инертным газом (Аr; Кr; Нe). Полость камеры 4 соединена посредством регулируемого трехходового клапана 21 с контейнером бис насосом 19, при этом незначительная подача газа в камеру 4 не способна создать восходящий поток материала к крышке камеры, поэтому газ поступает в систему оборотной газоподачи (в насосе 19), а повышении расхода газа материал из камеры 4 поднимается восходящим потоком и, при открытом в контейнер 5 клапане 21, подается в полость этою контейнера.
Конкретное использование полученного композита ведут нанесением на токопроводящий материал - основу 6 клеящего слоя 22 (фиг.2), на который наносят равномерный слой 23 полученного композита. При облучении слоя композита энергию излучения трансформируют в электрическую.
Работа установки, как она частично изложена, осуществляется следующим образом. Включают плазмотроны 7 и 9, в камеру 1 подают из бункера 8 исходный материал С 42-48, осуществляют его возгонку температурным полем струи плазмотрона; включают подачу порошка Si28 из бункера 10 в камеру 2, осуществляя его аналогичную возгонку. Полученные наночастицы компонентов из камер 1 и 2 подают по магистралям 13, 14 в камеру 3, добавляют раствор силоксана из бункера 11, перемешивают смесь до однородного состава импеллером 12. Смесь подают далее в сушильную камеру 4, где ее обрабатывают нагретым инертным газом, газ подают в оборотное газоснабжение, а просушенный материал отводят в контейнер 5, или используют, как указано выше, для производства преобразователя потока излучения. Такой процесс использования установки приводит к заметному расширению ее технологических возможностей за счет оперативного выбора количества компонентов, подаваемых из камер 1 и 2 в камеру 3, а также за счет обработки материала в камере 4 инертным газом. Это исключает окисление и необходимость сортировки материала, и - возврат некачественных фракций на вторичную обработку, что приводит к увеличению производительности установки на 30-35% в смену, а также улучшает экологические показатели.
Установка для получения наноструктурных композитов, содержащая реакционную камеру, плазмообразующий аппарат, бункеры с исходными компонентами, магистрали подачи этих компонентов в реакционную камеру, контейнер для накопления отводимого композита, отличающаяся тем, что она снабжена двумя дополнительными реакционными камерами, одна из которых оснащена плазмообразующим аппаратом, сообщена с дополнительным бункером, заполненным еще одним исходным компонентом и соединена магистралью с указанной второй дополнительной реакционной камерой, оснащенной смесителем и сообщенной с бункером, заполненном текучим исходным компонентом, при этом первая из указанных реакционных камер также сообщена со второй дополнительной реакционной камерой, которая, в свою очередь, соединена с сушильной камерой, соединенной с газоводом и с контейнером для накопления отводимого композита, при этом сушильная камера оснащена многослойной микроячеистой сеткой, а ее полость соединена с источником инертного газа.
