для его реализации.

Изобретение относится к области нанотехнологий и наноматериалов и касается получения нанодисперсных порошков (НП).

Известен способ получения нанодисперсных порошков и устройство для его осуществления (патент RU на изобретение Ns 2462332 С2, B22F9/16, В82ВЗ/00, опубл. 27.09.2012, бюл. N° 18). Однако его недостатками являются низкая производительность, нестабильная работа вследствие налипания к внутренним стенкам предкамеры устройства конденсированных продуктов, быстрый нагрев корпуса и большие энергозатраты.

Указанный способ получения НП по своей технической сущности является наиболее близким к предлагаемому изобретению.

Перед изобретением была поставлена задача повышения производительности и обеспечение стабильной работы, снижение энергетических затрат.

Техническим результатом является повышение производительности, обеспечение стабильной работы, снижение энергетических затрат.

Технический результат достигается за счет того, что в способе получения нанодисперсных порошков, включающим подачу исходного порошкообразного металла в предкамеру устройства, смешивание его с первичным активным газом, применяемым отдельно или в сочетании с другими газами, воспламенение металло- газовой смеси в предкамере и перевод металла в газовую фазу за счет самоподдерживающейся экзотермической реакции, подачу в основную камеру сгорания образующейся смеси и смешивание её с вторичным активным газом, дожигание металла в газовой фазе и образование в устройстве отбора суспензии конденсированных продуктов сгорания (далее - суспензии) посредством их охлаждения, конденсации и отбора с последующим выделением из неё нанодисперсных порошков, в предкамеру для охлаждения и предотвращения налипания на её стенки конденсированной фазы подают химически нейтральный по отношению к металлу газ, в основную камеру сгорания для снижения её температуры подают дистиллированную воду, часть суспензии после дополнительного охлаждения возвращают в устройство отбора для использования совместно с дистиллированной водой. На чертеже изображена блок-схема устройства для получения нанодисперсных порошков (далее - устройства). Сплошной стрелкой показано направление движения исходных продуктов, участвующих в образовании содержащей нанодисперсные порошки суспензии.

Устройство содержит узел подачи исходного порошкообразного металла 1 , предкамеру 2, систему подачи кислорода 3, систему подачи аргона 4, основную камеру сгорания 5, узел подачи вторичного активного газа б, устройство отбора 7, узел подачи дистиллированной воды 8, охладитель суспензии 9, ёмкость сбора суспензии 10, установку для выделения нанодисперсных порошков П .

Устройство работает следующим образом.

Из узла подачи исходного порошкообразного металла 1 в предкамеру 2 под давлением подают порошкообразный металл алюминий и смешивают с кислородом, поступающим из системы подачи кислорода 3. Далее воспламеняют металлогазовую смесь и переводят алюминий в газовую фазу за счет самоподдерживающейся экзотермической реакции с вьщелением большого количества тепла и образованием газообразных продуктов сгорания (паров алюминия и субокислов А1 ₂ 0, АЮ). Для снижения температуры в предкамере 2 и предотвращения налипания на её внутренних стенках находящейся в жидком состоянии конденсированной фазы (расплавленных частиц алюминия, а также частиц конденсированного оксида А1 ₂ 0 ₃ ), в предкамеру 2 под давлением из системы подачи аргона 4 подают аргон. Струи аргона снижают температуру, удаляют продукты сгорания от стенок предкамеры 2, что обеспечивает стабильную работу устройства в целом. Меняя количество аргона, давление, с которым он подаётся, регулируют температуру в предкамере 2 и массовую долю конденсированной фазы, оседающей на её внутреннюю поверхность.

Далее образовавшаяся смесь поступает в основную камеру сгорания 3, куда подают воздух из узла подачи вторичного активного газа 6.

В результате смешения образовавшейся смеси с воздухом и дожигания газообразный алюминий превращается в конденсированный оксид, в том числе, в ианооксид алюминия. С целью снижения затрат на охлаждение и предотвращение разрушения устройства в основную камеру сгорания 5 подают не дорогой инертный газ, а более дешевую дистиллированную воду из узла подачи дистиллированной воды 8.

В устройстве отбора 7, в которое также подают дистиллированную воду из узла подачи дистиллированной воды 8, происходит выделение конденсированного оксида алюминия и образование суспензии, которая через охладитель суспензии 9 попадает в ёмкость сбора суспензии 10 и далее в установку для выделения нанодисперсных порошков 1 1.

Для экономии затрат часть суспензии возвращают в устройство отбора 7 для использования совместно с уменьшенным количеством дистиллированной воды.

Когда в качестве порошкообразного металла используют алюминий, а первичным активным газом является кислород, перевод частиц исходного порошкообразного металла в газовую фазу осуществляют при значении коэффициента избытка окислителя а больше 0,30 и меньше 0,36 (0,30 < а < 0,36), в качестве химически нейтрального по отношению к металлу газа применяют аргон или гелий или водород, при этом от расхода алюминия расход аргона составляет мае. % : 25-50, расход гелия 3-5, расход водорода 1 -2.

В устройство отбора 7 возвращают до 90% суспензии конденсированных продуктов сгорания.

Предлагаемым способом, имея в предкамере 2 порошкообразный металл с размерами частиц 10-20 мкм, на выходе получают нанодисперсный порошок с размерами частиц порядка 100 нм (0,1 мкм) с улучшенными свойствами.

Устройство для получения нанодисперсных порошков характеризуется тем, что его используют для реализации указанного выше способа.

Предлагаемые изобретения являются промышленно применимыми, обладают новизной и изобретательским уровнем.