Способ диспергирования нитевидныхкристаллов

; ОЛ ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУСова Советских Социалистических Республик/127/00 с присоединением заявки Х Государственный комитет Совета Министров СССР во делам изобретений и открытий) Приоритет 43) Опубликована 30.03.76,Бюллетень 12 46) Дата опубликования описания 0507.77(72) Авт Парфенов, С. С. Леньков, Ю. Б. Куников иШиш ацкий обретени(71) Заявитель ковск ОБ ДИСПЕРГИРОВАНИЯ НИТЕВИДНЫХ КРИСТАЛ Изобретение относится к процессу дис,пергирования нитевидных кристаллов, который явпяется одним иэ этапов получении ;композиционных материалов.Известно,что нитевидные кристаллы сап фира, карбида кремния, нитрида кремния, нитрида алюминия и других тугоплавких соединений в исходном состоянии представ пяют собой войлокообразные, ватоподобные массы спутанных волокон. Дпя получения иэ них композиционного материапа прово:дят диспергирование этой кристаппической массы в вязкой жидкости, их жидкостную сортировку и очистку, осаждение кристаллов с получением полуфабриката и последующей его пропитки метричным материалом, например металлом ипи попимером.Й".;:пергирование в жидкости имеет цель дезинтеграцию массы, т. е, равномерное распреде ение индивидуальных частичек в ;объеме я:ядкости, исключая при этом поломку кристаллов, или сводя ее к минимуму.Извес гний способ диспергирования ни тевидных кристаллов состоит в перемешивании кристаплической массе В Вязкой жид кости с помощью проц пако такой способ при рования 95% приводиткристаллов. Кроме тогпроиэводителен,пперной мешалки. Одстепени деэинтегри-к поломке до 30%о, он недостаточно. Бель изобретения - уменьшение процен 1 та поломки кристаллов и времени прДпя этого перемешивание ведут 10 1 ме ламинарного течения жидкостирями Тейлора " в коаксиапьном зазоре гп,костенного роторного аппарата.1Это обеспечивает уменьшение процентаполомки кристаппов до 3 -5 Ъ при той же 1 б степени дезинтегрирования и уменьшениевремени процесса в 2- 3 раза.Способ осуществляют в роторномаппа 1 рате который представляет собой цилиндрический корпус диаметром 70 мм, внут,ри которого соосно установлен ротор диаметром 64 мм, образуя таким образом,коаксиапьный зазор в 3 мм,В качестве жидкости может быть испопьзована инертная по отношению к ма териапу нитевидных крисгалпов жидкос оцесса, в режим с "вих адордена Ленина и ордена Трудового Красного Знаменивысшее техническое училище им, Н, Э, Баумана508262,ЦНИИПИ За 1 аз 1125/509 Тираж 864 Подписное фипивл ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 с вязкостью 20-500 сот, например водный раствор глицерина, этипенгпикопя, по пиэтипенгликопя, маспа, смопы.Способ осуществпяют при режиме пеперемешивання жидкости в коаксиальном за" зоре, соответствующем паминарному режиму течения с вихрями Тейлорами. Задача кругового течения жидкости в коаксивйьном зазоре решена Дж, Тейлором.В зависимости от скорости вращения ротора в коаксиапьном зазоре возмсцкны." ламинарный ражим, ламинарный режим с фвихрями Тейлора, турбулентный режим с фвихрями Тейлора" и турбулентный режим,Режим зарождения в паминарном круговом потоке вихрей Тейлорами опредепяет са по .ритерию Тейлорае еФее Ъ Ьегде Те, - критерий Тейлора;И) - окружная скорость ротора, со ответствующая зарождений "вихрей Тейлорами (сек ) у1 - радиус ротора (см);Ь - размер коаксиапьного зазора (см)- кинематический коэффициент в вязкости жидкости (см /сек).аВ аппарате укаэанных выше размеров моменту зарождения "вихрей Тейпораф соответствует скорость вращения ротора об/мин. Увепичение скорости вращения до 400 -500 об/мин увепичивает масштаб вихрей, .делая их соизмеримыми с коакси- мапьныЫ зазором.При укаэанных режимах, вращения ротора в ламинарных концентрических слоях вязкой жидкости в коакснальном зазоре возникают чередующиеся поперечные вихри- "вихри Тейлора , которые способствуют перемещению кристаллической массы в поперечном и продольном направпениях коаксиапьного зазора, тем самым обеспечивая пространственное приложение снп вязкости к кристаппической массе, что приводит к эффективному разъединению войпокообразной кристаллической массы. При этом значительно сокращается возможность поломки кристаллов, поскольку дезинтегрирование осуществляется за счет воздействия сип вязкости "вырывающих элементарный кристапл из массы кристаллического войпока. Кроме того, равномерность гидродинамического воздействия. е 1 я:.кой жидкости на кристаллическую маосу по объему коак,сиапьного зазора способствует образованиюболее однородной дисперсии..Известно, чтоодним из наиболее радикальных способов повышения устойчивостидисперсных систем явпяется повышение вязкости дисперсионной среды, поэтому деэинтегрирование кристаппической массы нитевидных кристаплов в вязкой жидкости приводит дополнительно к получению устойщ,чивой пульпы.П р и м е р . В вязкую жидкую среду,например, в 757 о-ный водный раствор гпицерина (вязкостьф 25 сот), при слабомперемешивании поменают кусочки войпокои образной кристаллической массы, напримернитевидные кристаллы сапфира в колнчесис.ве 0,1 - 0,5% по объему. Указаннаясмесь попадает в коаксиапьный ципиндричесткий зазор роторного -дезинтегратора. Ско-, щ рость вращения ротора 336 об/мин, Увлекаемая ротором жидкость будет вращатьсяконцетрически цилиндрическими слоями с.градиентом скорости, определяемым скоростью вращения ротора, концентрацией26 кристаллов, вязкостью жидкости и величиной зазора. Время перемешивания 10 мин,В результате перемешивания жидкостии кристалпической массы происходит дезинтегрирование ее и получение. устройчи.30 ,вой дисперсии вопокон в водном раствореглицерина.Использование предлагаемого способапозволяет полностью,разъединитьвойпокообразную кристаллическую массу на инднви дуальные волокна без их существенной поломки, получить равномерное распределениенитевидных кристаллов в вязкой жидкойсреде, устройчиво сохраняющей это состояние длительное время. Способ характериэу ется большой производительностью поскольку в процессе дезинтеграции находи-. всякристаллическая масса нитевидных ккс гап- ЛОВе формула иэобрете ни Способ диспергирования нитевидных кристаллов путем перемешивания кристаллической массы в вязкой жидкости, О тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельк 1 уменьшения процента поломки кристаллов и времени процесса, перемешивание ведут в режиме ламинарного течения жидкости с "вихрями Тейлора в коаксиальном зазоре гпадкостенного роторного аппарата,