ИЗГОТОВЛЕНИЕ МИКРОПОРОШКОВ ТВЕРДЫХ МАТЕРИАЛОВ

Способ изготовления микропорошков твердых материалов осуществляют следующим образом. Включают роторно-истирающую мельницу. При этом привод мельницы обеспечивает вращение ротора. Мелющие элементы, в которых центр тяжести смещен относительно оси их вращения, за счет действующей на них центробежной силы, поворачиваются на осях вращения, перемещая тем самым мелющую вставку к поверхности футеровки. Мелющие вставки прижимаются к поверхности футеровки и скользят по ней с угловой скоростью вращения ротора. Использование в конструкции мельницы, используемой для реализации способа, футеровки и мелющих вставок из керамического композиционного материала алмаз - карбид кремния - кремний существенно увеличивает ресурс работы измельчительного оборудования, что повышает эффективность способа. Увеличение ресурса работы оборудования связано с тем, что использованный в конструкции мельницы керамический композит обладает высокой твердостью (до 55 ГПа) которая выше, чем твердость измельчаемого материала, например, оксида алюминия, карбида кремния, карбид бора (20, 23, 40 ГПа, соответственно). Высокая твердость композита и изготовленных из него футеровки и мелющих вставок определяет очень низкий износ этих элементов мельницы, что не только обеспечивает эффективное использование измельчающего оборудования без замены соответствующих элементов, но и позволяет получать чистые измельченные порошки твердых материалов, не загрязненные «намолом» деталей измельчающих устройств. Измельчаемые порошки твердых материалов подают через патрубок ввода, расположенный выше рабочей камеры. Опускаясь за счет собственного веса в рабочую камеру, частицы порошка отбрасываются ротором на поверхность футеровки, изготовленной из керамического композиционного материала алмаз - карбид кремния - кремний и подвергаются истирающему воздействию движущихся по поверхности футеровки мелющих вставок, также изготовленных из керамического композиционного материала алмаз - карбид кремния - кремний. Приложенные к частице усилия сжатия и сдвига (истирающее воздействие) вызывает разрушение частиц и измельчение материала. Увеличение окружной скорости вращение ротора увеличивает как линейную скорость движения мелющей вставки по поверхности футеровки, так и силу прижатия мелющей вставки к поверхности футеровки. Тем самым осуществляют регулирование степени измельчения исходных материалов. Если по высоте мельницы, на осях вращения, в зоне рабочей камеры, установлено несколько мелющих элементов, то измельчаемый материал после воздействия на него верхних мелющих элементов под собственным весом опускается в зону воздействия на него следующих по высоте элементов. За счет этого достигается повышение степени измельчения порошкообразных материалов, которые затем, под собственным весом, выводятся из мельницы через выходной патрубок, расположенный ниже рабочей камеры. Пример. Получение микропорошков карбида кремния осуществляют следующим образом. Исходные порошки карбида бора с размером частиц от 63 до 50 мкм подают с помощью питателя в роторно-истирающую мельницу с диаметром рабочей камеры 105 мм, мощность двигателя для вращения ротора - 2 кВт. Поверхность рабочей камеры выполнена из керамического композиционного материала, имеющего состав: алмаз - 42 об.%, карбид кремния - 50 об.%, кремний - 8 об.% В мельнице установлены 36 мелющих элементов со вставками из композита того же состава. Массовый расход подаваемых порошков - 1 кг/час. Измельчение осуществляют при скорости вращения ротора 500 об/мин. Средний размер частиц полученного микропорошка - 1,2 мкм. Содержание железа в микропорошке - менее 0,1%. Ресурс работы мельницы - более 500 часов.