Уникальные научные установки

Уникальная плазменная установка получения нанопорошков (ПУ - плазменная установка)

УНУ создана в 1995 году

Данная УНУ была поддержана в рамках мероприятия 1.8 ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2013 годы»
Данная базовая организация ЦКП имеет статус "государственный научный центр (ГНЦ)"
Адрес
  • Центральный
  • 105118, г. Москва, шоссе Энтузиастов, д. 38
  • 🌎нет
Руководитель работ
  • 👤Стороженко Павел Аркадьевич
  • 📞 (495) 673-49-53
  • info@eos.su
Сведения о результативности за 2016 год (данные мониторинга)
Участие в мониторинге Число организаций-пользователей, ед. Число публикаций, ед. Загрузка в интересах внешних организаций-пользователей, %
да110.58
Базовая организация

Акционерное общество «Государственный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт химии и технологии элементоорганических соединений»

Информация об уникальной научной установке (УНУ)

В АО "ГНИИХТЭОС" выполнен значительный объем фундаментальных исследований по получению нанодисперсных порошков различных веществ и соединений оригинальным плазменным методом на встречных потоках. Создан большой научно-технический задел, в результате которого разработана УСУ, позволяющая получать различные нанопорошки с регулируемым размером частиц от 10 до 100 нм. Плазменная установка, имеющая высокие технико-экономические характеристики, предназначена для получения нанокомпонентов и нанопорошков высокой чистоты и создания на их основе нанокомпозиций, в том числе для специальных целей.   Основным элементом установки является реактор - представляющий электродуговой испаритель-конденсатор с вихревой стабилизацией плазменной струи большого удлинения. Сущность способа получения нанопорошков металлов, их сплавов, а также боридов и др. соединений и композиционных материалов на их основе с высокой степенью реализации энергетических ресурсов заключаетсяв его универсальности, а так же в том, что благодаря специальной конструкции реактора, позволяющей ввод транспортного и охлождающего инертного газа таким образом, чтобы температура плазмы  (около 10000°С) не переходила к стенке реактора. Кроме того, конструкция реактора позволяет получить вихревую плазму с регулируемыми параметрами, что обеспечивает большее время пребывания исходных компонентов в зоне плазмы. Универсальность метода позволяет в зависимости от режима технологического процесса регулировать не только  дисперсность, но и форму частиц и др. характеристики получаемых нанопорошков. Кроме того, метод открывает уникальную возможность плазмохимического синтеза самых различных соединений в нанодисперсном состоянии.  Предложена принципиально навая технология разработки и производства нанопродукции, позволяющая усовершенствовать тактико-технические характеристики керамических материалов, катализаторов, сплавов и высокоэнергетических материалов. Нанопродукция по новому методу имеет повышенные эксплуатационные характеристики в части надежности и долговечности продукции. Снижена стоимость нанопродукции по сравнению с зарубежными и отечественными аналогами в 2-3 раза.  Нарабатываемые в АО "ГНИИХТЭОС" по контрактам с разными фирмами образцы нанодисперсных порошков боридов алюминия, гидридов титана и др. плазменным методом на встречных потоках получили высокую оценку ведущих зарубежных химических и космических фирм (Dow Coring, ATK Tiokol Propulsion и др.). Получаемые нанопорошки находят применение при разработке ведущими научными институтами России современных композиционных материалов. Например, нанокарбид кремния используется для получения образцов уникальной карбидокремниевой нанокерамики, которая необходима для изготовления нового поколения теплонагруженных деталей ракетно-космической техники. Введение нанокарбида кремния в в предкерамические полимеры позволяет существенно повысить прочностные характеристики композиционных волокон, а их применение в интерметаллидной матрице дает возможность получать уникальные квазиаморфные композиты.

Главные преимущества, обоснование уникальности установки, в том числе сопоставление УНУ с существующими аналогами

Основным элементом УСУ является реактор - электродуговой испаритель-конденсатор с вихревой стабилизацией плазменной струи большого удлинения, кроме него в состав установки входят: дозатор дисперсного сырья – аппарат поршневого типа с ожижением подаваемого сырья; холодильник дисперсного сырья – типа “труба в трубе” с высокими скоростями аэрозольного потока; классификаторы порошков – циклон инерционного типа и вихревой соотношением dвых\D≤0,33; фильтр улавливания НП рукавного типа (фильтрующий элемент – лавсановая ткань). Применяется стандартное оборудование: компрессоры технологического газа; ресиверы газового контура; дозаторы газовые и водяные; водяной насос; вакуумный насос. Сведения об аналогах данной установки получения нанопорошков плазмохимическим методом в России и мировой практике отсутствуют. Известен аналог получения металлических нанопорошков методом «взрывающейся проволоки» (Россия, Канада), но качество получаемых этим методом нанопорошков хуже по химической активности и по распределению размеров частиц, кроме того, этот метод исключает возможность получения нанопорошков оксидов, нитридов и боридов. Плазменная технология позволит получать нанокомпоненты и на их основе композиции с высокой чистотой и высокими технико-экономическими характеристиками. Так, в нанокомпонентах (железо, бориды алюминия, оксид железа, оксид алюминия и др.), получаемых по данной технологии, содержание примесей будет ниже 0,5 %. В случае боридов и оксидов металлов чистота нанопорошков составит не менее 99,8 %. При производстве нанокомпозиций по разработанной технологии расход сырья и материалов предполагается уменьшить в 2 раза, снизить энергозатраты не менее чем на 20%, а цену – в более чем 2-2,5 раза.

Основные направления научных исследований, проводимых с использованием УНУ

  • Отработка методов получения, технологии и наработка образцов нанопорошков металлов и их различных соединений с размером частиц не более 100 нм;
  • Разработка технологии изготовления наноструктурных специальных сплавов, нанокерамики, нанокомпозитов и др. на основе нанодисперсных порошков;
  • Изготовление опытных порошков нанопорошков  алюминия для высокоэффективных энергетических композиций;
  • Изготовление опытных образцов нанопорошков бора, алюминия и др. для использования в ТРТ;
  • Наработка экспериментальных образцов нанодисперсного алюминия, бора и борида алюминия для использования в специальных составах;
  • Наработка нанодисперсного порошка алюминия с удельной поверхностью 8 кв. м/г для специальных композиций.

Наиболее значимые научные результаты исследований

Получены новые знания и результаты в области новых перспективных порошков металлов, а также их гидридов и оксидов, используемых в качестве высокоэффективных катализаторов разложения высококонцентрированного пероксида водорода и других химических процессов, обеспечивающих конкурентоспособность на внутреннем и внешних рынках и необходимые для химической, ракетно-космической и др. отраслей промышленности, а также обеспечены научно-исследовательские, опытно-конструкторские и технологические работы, проводимые организациями Российской Федерации. Проведены теоретические и экспериментальные исследования, проработаны основные вопросы технологии получения нанокомпозиций и выбраны наиболее перспективные нанопорошки для создания нанокомпозиций различного назначения. Отличительной особенностью созданного метода является универсальность, а также высокая чистота получаемых нанопорошков и высокие технико-экономические характеристики продукции. Универсальность метода позволяет в зависимости от режима технологического процесса регулировать не только дисперсность, но и форму частиц и др. характеристики получаемых нанопорошков.

105118, г. Москва, шоссе Энтузиастов, д. 38

Перечень объектов в составе УНУ (10)

Наименование Изготовитель Страна Год выпуска Количество единиц
Вакуумный насос. ГНЦ РФ АО "ГНИИХТЭОС" Россия 2009 1
Водяной насос. ГНЦ РФ АО "ГНИИХТЭОС" Россия 2009 1
Дозаторы газовые и водяные. ГНЦ РФ АО "ГНИИХТЭОС" Россия 2009 1
Ресиверы газового контура. ГНЦ РФ АО "ГНИИХТЭОС" Россия 2009 1
Компрессор технологического газа. ГНЦ РФ АО "ГНИИХТЭОС" Россия 2009 1
Фильтр улавливания нанопорошков рукавного типа. ГНЦ РФ АО «ГНИИХТЭОС» Россия 2009 1
Классификаторы порошков – циклон инерционного типа и вихревой. ГНЦ РФ АО «ГНИИХТЭОС» Россия 2009 3
Холодильник дисперсного сырья – типа «труба в трубе» с высокими скоростями аэрозольного потока. ГНЦ РФ АО «ГНИИХТЭОС» Россия 2009 3
Дозатор дисперсного сырья – аппарат поршневого типа с предварительным псевдоожижением подаваемого сырья. ГНЦ РФ АО «ГНИИХТЭОС» Россия 2009 3
Реактор-электродуговой испаритель-конденсатор. ГНЦ РФ АО «ГНИИХТЭОС» Россия 2009 3

Услуги (8)

Для подачи заявки на оказание услуги щелкните по ее наименованию.
Наименование Приоритетное направление
Наработка нанопорошка алюминия для исследования по замене алюминия УДК
Индустрия наносистем
Наработка нанопорошков оксида алюминия и меди для исследования влияния нанопорошков на трибологические свойства смазочных материалов и повышения микротвердости гальванических покрытий
Индустрия наносистем
Наработка нанопорошков железа и меди для исследования возможности их использования в области ветеринарии для профилактики заболеваний связанных с недостатком микроэлементов
- наиболее востребованная услуга
Индустрия наносистем
Наработка нанопорошков оксидов железа, алюминия, кремния, титана, а так же кремния и углерода для применения в исследовательских работах по разработке новых источников тока
Индустрия наносистем
Наработка нанопорошков оксида железа и кобольта для использования их в исследовательских работах при микроэлементозах животных
Индустрия наносистем
Наработка нанопорошков оксида железа, циркония, карбидов кремния и бора, для исследования влияния этих материалов на свойства полимерных нанокомпозитов
Индустрия наносистем
Наработка порошка нанодисперстного алюминия для высокоэнергетических композиций для спецтехники
Индустрия наносистем
Наработка парти нанодисперстного порошка оксида алюминия
Индустрия наносистем

Методики (5)

Наименование методики Наименование организации, аттестовавшей методику Дата аттестации
Определение удельной поверхности нанопорошков с использование прибора "Акусорб" (Франция). ГОСТ 23401-78
Определение массовой доли металлического наножелеза в нанооксиде железа. ТУ 2123-024-00209013-2002 ФГУП "ГНИИХТЭОС"
Определение массовой доли бора в нанопорошках бора и боридов алюминия. ТУ 1791-062-00209013-2009 ФГУП "ГНИИХТЭОС"
Определение массовой доли алюминия в нанооксиде алюминия. ТУ 2123-044-00209013-2006 ФГУП "ГНИИХТЭОС"
Определение массовой доли металлического наноалюминия. ТУ 1791-062-00209013-2009 ФГУП "ГНИИХТЭОС"

Возврат к списку


0 комментариев

Комментарии отсутствуют!

Вы можете оставить свое сообщение первым.

Написать комментарий