Технология производства наноразмерных порошков методом испарения исходных материалов

Разработана новая технология получения нанопорошков методом испарения с последующим охлаждением высокотемпературного пара и конденсацией. Для испарения используется промышленный ускоритель электронов мощностью до 100 кВт непрерывного действия с системой фокусировки выпуска концентрированного пучка в атмосферу. Оборудование позволяет получение в материалах температур, достаточных для испарения любых известных в настоящее время тугоплавких материалов с темпом нагрева выше 1000 град/с. Получаемые порошки, состоящие из аморфных наноразмерных частиц, обладают свойствами, существенно отличающимися от свойств исходного материала и обеспечивающими широкое применение продукта.

Технико-экономические преимущества

Процесс является экологически чистым, в отличие от существующих промышленных, в которых применяются хлор, фтор, кислоты, тетрахлорид кремния и другие химически активные, опасные и ядовитые жидкие и газообразные вещества. Преимуществом предлагаемого способа является существенно меньшее число ступеней технологического процесса. По предлагаемой технологии может быть организовано производство наноразмерных порошков: оксидов - диоксида и оксида кремния (SiO₂, SiO), оксида магния (MgO), оксида алюминия (Al₂O₃), диоксида титана (TiO₂), оксида иттрия (Y₂O₃), оксида гадолиния (Gd₂O₃), закиси меди (Cu₂O), оксидов железа, оксидов вольфрама (в частности, WO₃) и молибдена (различные типы), оксида висмута (Bi₂O₃), оксида цинка (ZnO); металлов – вольфрама (W), тантала (Ta), молибдена (Mo), кобальта (Co), алюминия (Al), железа (Fe) никеля (Ni), серебра (Ag), меди (Cu), висмута (Bi) и некоторых других, в различных атмосферах; полупроводника – кремния (Si) в азоте и аргоне, наночастицы и нанонити; нитридов – алюминия (AlN), титана (TiN), в том числе в виде наностержней; карбидов – кремния (SiC), в том числе в виде нанонитей, вольфрама (WC); углеродных фуллеренов и углеродных одностенных и многостенных нанотрубок, композитных неорганических наночастиц типа ядро-оболочка, и других веществ. "ТАРКОСИЛ" и нанопорошки других веществ являются основой для создания широкого спектра новых материалов, в том числе для наноиндустрии.

Нанопорошок молибдена	Нанопорошок меди с покрытием из диоксида кремния

Область применения

Нанопорошки диоксида и оксида кремния (SiO₂, SiО) - "ТАРКОСИЛ" могут быть использованы в ряде производств в качестве:

• модификаторов лакокрасочных материалов, наполнителей композиционных материалов, в частности, белых и цветных резин и герметиков на различной основе;
• диспергаторов слеживающихся продуктов;
• компонента адсорбентов, тонкой керамики;
• перспективного материала для косметики и фармацевтики и т.д.

Проведены испытания опытно-промышленных установок различного масштаба для получения различных порошков и исследованы их физико-химические и потребительские свойства. Производительность установки мощностью 70 кВт по производству нанопорошков составляет 6 - 7 кг/ч, а при непрерывной работе - 40 тонн в год. Затраты на создание опытно-промышленного производства составят 130 млн. руб.

Ориентировочный срок окупаемости - два года.

Разработка запатентована в России.

Коммерческие предложения:

• организация совместного производства;
• экспорт продукции.

г.н.с. Бардаханов Сергей Прокопьевич, тел.: (383) 330-42-78, e-mail:bard@itam.nsc.ru

Заведующий лабораторией, д.ф.-м.н. Козлов В.В.,  тел.: (383) 330-42-78, e-mail:kozlov@itam.nsc.ru

Соразработчик - Институт ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН