Способ изготовления спеченных пористых изделий из алюминиевых порошков

Союз СоветскикСоциапистическикРеспублик ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 933252(53)М. Кл, В 22 Р 3/10 Государственный комитет по делам изобретений и открытийП.А.Витязь, В.К.Шелег, В.Е.Романенков, В Н,Ананьин,А.И.Трохимец, Л,К,Гудин, М. Д. Резников,и Э.Д.Яковлев 1Белорусское республи кан с кое научно-про родственноеобъединение порошковой металлургии и И ститут.физико-,органицеской химии АН Белорусской ССР(51 СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СПЕЧЕННЫХ ПОРИСТЫХ ИЗДЕЛИ 11 ИЗ АЛЮМИНИЕВЫХ ПОРОШКОВ. Известен способ изготовления объемно-пористых анодов для электролитических конденсаторов, включающий Формование изделия из порошка, спеканиеи обработку в растворе электролитаи в горячей деионизированной воде 1Однако известный способ позволяет получать аморфную оксидную пленку толщиной 0,2-0,25 мкм, состоящую из при Олегающего к металлу слоя окиси алюминия и внешнего слоя - гидроокисиалюминия, что предопределяет низкуюкоррозионную стойкость изделий в вг 5рессивных средах,Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности и достигаемому результату является способ изготовления спеченных пористых изде"20лий из алюминиевых порошков, включающий формование заготовки из порошка, ее спекание путем нагревания дотемпературы спекания в атмосфере,содержащей влагу, с одновременнымоксидированием 1 21,Однако в известном способе при на.гревании алюминиевой прессовки вовлажной среде образуется слой гидро"окиси, которая разлагаясь при повышенных температурах, образует -А 10и водород, Образующийся водород Разрывает поверхностную пленку, а в местах несплошностей вновь образуетсягидроокись алюминия. Этим определяется низкая коррозионная стойкостьизделий, особенно при повышенных температурах, а также невозможностьполучения анодов для оксидно-полупроводниковых и электролитицеских кон"денсаторов, так как гидроокись алюминия не обладает вентильными свойствами.Целью изобретения является увеличение коррозионной стойкости изделийи возможность образования на разви"той поверхности изделия оксидногослоя с вентильными свойствами, 3 93325Для достижения поставленной цели предложен способ изготовления спеченных пористых изделий из алюминие" вых порошков, включающий формование заготовки из порошка, спекание и оксидирование, в котором оксидирование проводят после спекания путем нагрева и выдержки в атмосфере кисло рода до образования оксида алюминия модификации сК-АЗ 0 толщиной 1- 1 р 5 мкм.Нагрев целесообразно проводить до температуры 950-1600 С.Сущность способа состоит в следующем. 15Спеченные пористые алюминиевые изделия загружают в контейнер с атмос-. Ферой кислорода и нагревают до температуры 950-1600 С с последующей выдержкой при этой температуре до обра зования оксидного слоя толщиной 1 5 мкм, При этом скорость оксидирования должна быть определенной, обеспечивающей непрерывный рост оксидной пленки, которая, достигая некоторой толщины, образует сплошной жесткий каркас, соответствующий внутренней структуре пористого тела, и предотвращает растекание жидкого алюминия, А температурный интервал 950- 1600 С необходим только для получения заданной модификации оксида, а именно Ы-м,о.При толщине менее 1 мкм оксидный слой имеет недостаточно высокие35 механические свойства, вследствие чего из-за разных значений коэффициентов термического расширения алюминия и оксида алюминия возможно образование трещин в слое, что снижает кор 40 розионную стойкость изделия. При увеличении толщины слоя более 5 мкм возрастает общее содержание оксида алюминия в иэделии, а следс 1 вательно, уменьшается общая механическая проч 45 ность изделия. Кроме того, это приводит к значительному снижению емкости конденсаторов, в которых изделие используется в качестве анодов. П р и м е р. Из .сферического порошка алюминия марки ПА-ВЧ с размером частиц 30-60 мкм прессовали заготовку с пористостью 40 и спекали в вакууме, затем спеченную заготовку загружали в камеру из кварцевого стек ла с атмосферой кислорода, нагревали до температуры 1450 С и выдерживали при этой температуре в течение 5 ч. 2Толщину окисной пленки определяли на изломах образцов с помощью сканирующего электронного микроскопа, Окисная пленка на образцах, полученныхизвестным и предложенным способами,имела толщину соответственно 0,40,8 мкм и 2,5-4,5 мкм.Методом рентгеноструктурного фазового анализа было выявлено, что поверхностная пленка на образцах, полученных известным способом, представляет собой гидроокись алюминия с небольшим количеством оксида 3 -модиФикации. Поверхностная пленка на образцах, полученных предложенным спо"собом, содержала только одну Фазу -оксид о.-модификации (корунд)Коррозионную стойкость образцовиспытывали. путем их выдержки в 2 Г-чомрастворе едкого кали в течение 24 ч.Вес изделия, полученного известным путем, уменьшился на 27,7. Весиэделия, полученного предложеннымспособом, увеличился на 2,53. Следовательно, изделия, полученные предложенным способом, имеют более высокуюкоррозионную стойкость.Вентильные свойства поверхностныхпленок определяли при погружении образцов в раствор лимонной кислоты.При анодном включении сопротивлениеоксида на образце, полученном предложенным способом было в 1,05 1 О разбольше, чем при катодном включенииобразца, т, е, поверхностная пленкаобладает отчетливо выраженными вентильными свойствами,Было установлено, что напряжениепробоя диэлектрика, полученного предложенным способом, находится в пре -делах 100-120 В, т, е, в 2,5-3 разавыше, чем у диэлектрика, полученногоизвестным способом (35-40 В), А токиутечки ниже в 1,5-2 раза, что говорито более высокой сплошности диэлектрика.Таким образом, приведенные сведения показывают, что предложенный способ по сравнению с известным позволяет увеличить коррозионную стойкость и получать на изделиях оксидный слой с вентильными свойствами. Формула изобретения1, Способ изготовления спеченных пористых изделий из алюминиевых поТираж 852 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, К, Раушская наб д. /5Заказ ч 017/13 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,5 933252 6 рошков, преимуще.ственно анодов ок- миния модификации К -Л 1 О толщинойЯ сидно-полупроводниковых электролити-. 1-5 мкм.ческих конденсаторов, включающий формо 2. Способ по и. 1, о т л и ч авание заготовки иэ порошка, ее спе- ю щ и й с я тем, что нагрев прокание и оксидирование, о т л и ч а- % водят до температуры 950- 1600 С. ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения коррозионной стойкости иэделий Источники информации, и возможноати образования на разви- ,принятые во внимание при экспертизе той поверхности изделия оксидного1, Авторское свидетельство СССР слоя с вентильными свойствами, окси о 11 570117 кл. Н 01 С 9/2" 1977 дирование проводят после спекания 2. Патент США У 33661179, путем нагрева и выдержки в атмосфере кл. В 22 Р 3/10, опублик. 1968 кислорода до образования оксида алю- (прототип).