Способ получения пористого материала Советский патент 1990 года по МПК B01D39/12 

Изобретение относится к технологии фильтрации растворов, в частности созданию фильтровальных перегородок для очистки вязких растворов, в частности вискозы.

Цель изобретения - повышение прочности с одновременным увеличением проницаемости материала.

Пример 1. Вязанные трикотажные сетки с диаметром проволоки 60 мки набирают в один пакет, а с диаметром проволоки 30 мки набирают в другой пакет до необходимых размеров, подвергают холодному прессованию при давлении до 500 МПа и проводят предварительное спекание при 1350°С и вакууме 0,133 Па в течение одного часа. Далее проводят окончательное прессование до заданной толщины и окончательное спекание при той же температуре и вакууме в течение двух часов.

Ударная вязкость образца 4,82 кгс/см2. Скорость фильтрованием вискозы 4700 л/м 2 ч. Чистота фильтрата (средний размер микрогельчастиц) 0,13 мкм.

Пример 2. Образец получен по примеру 1. Вакуумирование проводили при величине 0,0133 Па. Ударная вязкость образца 4,97 кгс/см . Скорость фильтрования вискозы 4810 л/м-ч. Чистота фильтрата 0,10 мкм.

Пример 3. Образец получен по примеру 1. Температура предварительного и окончательного спекания 1300°С. Ударная вязкость образца 4,75 кгс/см. Скорость фильтрования вискозы 4750 л/ма.ч. Чистота фипьтрата 0,12 мкм.

II р и м е р 4. Образец получен по примеру 1. Время окончательного спекания 1,5 ч. Ударная вязкость образца 4,52 кгс/см . Скорость фильтрования 4830 л/м. Чистота бшпьтрата 0,15 мкм.

ел

00

со

4

СЮ

П р и м е р 5 (сравнительный). Образец получен по примеру 1. Время предварительного спекания 0,5 ч. Уданая вязкость образца 3,56 кгс/см. Скорость фильтрации 4600 л/м-ч. Чистота фильтрата 0,15 мкм.

П р и м е р 6 (сравнительный). Образец получен по примеру 1. Время окончательного спекания 1 ч. Ударная вязкость образца 3,07 кгс/см2. Скорость фильтрования вискозы 4640 л/мЧистота фильтрата 0,21 мкм.

Пример (сравнительный). Образец получен по примеру 1. Температура предварительного и окончательного спекания 1200°С. Ударная вязкость образца 3,21 кгс/см2. Скорость фильтрования вискозы 4720 . Чистота фильтра 0,25 мкм.

Примерв (сравнительный). Образец получен по примеру 1. Ваку- умирование проводили при вакууме 0,250 Па. Ударная вязкость 3,87 кгс/с Скорость фильтрования вискозы 4680 . Чистота фильтрата 0,23 м

П р и м е р 9 (прототип). Ударная вязкость образца 1,57 кгс/см2. Скорость фильтрования 1700 . Чистота фильтрата 0,29 мкм.

Пример 10. Образец получен по примеру 1. Вакуумирование проводили при величине 0,16 Па. Ударная вязкость образца 2 кгс/см . Скорость фильтрования вискозы 400 л/м -ч. Чистота фильтрата 0,2 мкм.

Пример 11. Образец получен по примеру 1, Вакуумирование проводили при величине 0,009 Па. Ударная вязкость образца 4,75 кгс/см . Скорость фильтрования 2500 л/м2 ч. Чистота фильтрата 0,25 мкм.

Пример 12. Образец получен по примеру 1. Время спекания 0,5 ч. Ударная вяэкость образца 1,5 кгс/см Скорость фильтрования 4000 л/ма-ч. Чистота фильтрата 0,5 мкм.

Пример 13. Образец получен по примеру 1. Время спекания 2,5 ч. Ударная вязкость образца 4,70 кгс/см Скорость фильтрования 2000 . Чистота фильтрата 0,2 мкм.

Пример 14. Образец получен по примеру 1, но при соотношении диаметров проволоки 1:1. При этом скорость фильтрования 1800 л/м1. Чистота фильтрата 0,5 мкм.

Пример 15. Образец получен по примеру 1, но при соотношении диа

0

5

0

5

0

5

0

5

метров проволоки 3:1. Скорость фильтрования 2200 л/м2-ч. Чистота фильтрата 0,2 мкм.

Повышенная прочность с одновременным увеличением проницаемости достигается прессованием набора трикотажных сеток с последующим спеканием в вакууме при температуре 1300-1350°С, обеспечивающим равномерность распределения структурных элементов по объему материала при любых диаметрах волокна и пористости, причем при окончательном спекании без приложения нагрузки наряду с ростом межволоконных контактов происходит релаксация упругих напряжений, возникших при прессовании. Повышение температуры выше 1350°С приводит к ухудшению проницаемости в связи с температурной деформацией материала.

Для получения пористых материалов на основе металлических волокон (проволоки) из нержавеющей стали и хрома при низком вакууме происходит окисление материалов за счет Cr, A1, Ti и других компонентов, а при высоком вакууме и температурах происходит улетучивание основного компонента Сг, который очень влияет на прочностные характеристики материала.

Следует отметить, что данный спеченный материал с сеточной организованной структурой обладает высокими характеристиками прочности, на 10- 30% большими, чем волокнистый материал на основе дискретных волокон, а потенциально возможное упрочнение его грубыми ткаными сетками делает его еще более конструкционно-упрочненным при незначительном изменении фильтр-свойств.

При меньших временах выдержки нет гарантии однородности температурного поля по габаритам фильтроперегородки (по рабочему пространству печи). Увеличение выдержки более двух часов не оправдывается экономическими соображениями, так при достижении заданной температуры его время достаточно для протекания процессов стекания j металлических волокон между собой с целью получения оптимальных контактов. Кроме того, увеличение времени выдержки при температуре спекания приводит к увеличению процессов поверхностной диффузии металла, к неоправданному изменению остроугольной формы пор, к их округлению, сфероидиэации , а остроугольная форма пор благоприятна для разбивания геликов.

Переплетение типа Ластик является одним из видов переплетения, осуществляемых на серийно выпускаемых вязальных полуавтоматах.

Переплетение типа Ластик также выбрано как наиболее пригодное для получения листовых материалов (типа фильтроперегородок), так как он, обладая достаточной объемностью, позволяет при прессовании пакета сеток получить достаточно прочное соединение

пением при удовлетворительной фильт- руемости растворов.

При нарушении этого соотношения происходит отклонение от оптимальных соотношений фильтруемости, грязе- емкости и гидравлического сопротивления.

Формула изобретения

1. Способ получения пористого материала, заключающийся в формировании пакета металлических сеток, пред

Изобретение относится к способам получения фильтровальной перегородки, используемым в области технологии фильтрации вязких растворов, в частности для очистки вязких растворов вискозы, и позволяет повысить прочность при одновременном увеличении проницаемости материала. Способ получения пористого материала заключается в формировании пакета металлических сеток, предварительной деформации, причем спекание пакета сеток до и после окончательной деформации проводят при давлении 0,133-0,0133 Па и 1300-1350°С в течение 1-2 ч, при этом двухстадийную деформацию осуществляют холодным прокатыванием. 2 з.п. ф-лы.

слоев между собой, он не распускается )$ верительной и окончательной деформапо петлям.

Ввиду того, что технология получения фильтроматериала, как промежуточную операцию предусматривает резку (вырубку) сеточного полотна по шаблону на прямоугольные или другого вида части - это дает технологические удобства его применения.

При получении фильтроматериалов на основе непрерывных волокон, объединенных при вязании в сеточные полуфабрикаты, было экспериментально установлено, что оптимальным соотношением, определяющим работоспособность каждого слоя фильтроматериала (грубого слоя, промежуточного, более тонкого и т.д), является приведенное соотношение 2:1 (пример 1).

При этом фильтроматериал обладает минимальным гидравлическим сопротивции, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности при одновременном увеличении проницаемости материала, дополнительно осущест0 вляют спекание пакета сеток до и после окончательной деформации при давлении 0,133-0,0133 Па и температуре 1300-1350°С в течение 1-2 ч, а деформацию осуществляют холодным прокаты5 ванием.

о 3. Способ по п.1, отличающий с я тем, что соотношение диаметра проволоки, составляющей сетки каждого предыдущего пакета, диаметра проволоки каждого последующего пакета составляет 2:1.