Изображения изломов пористого диоксида титана. Сканирующий электронный микроскоп (увеличение 1000)

Изображения изломов пористого диоксида титана. Сканирующий электронный микроскоп (увеличение 1000)

 

Исследователи из Пермского Политеха предложили способ получения пористой проницаемой керамики. Ее можно использовать для изготовления фильтрующих материалов и получения катализаторов в нефтехимической промышленности и энергетике. В частности, такую керамику применяют на производстве для очистки горячих жидкостей и газов от патогенных микроорганизмов или пылевидных частиц, например, сажи. Пористый материал улавливает металлы и соли. В отличие от аналогов, изобретение позволяет «управлять» структурой материала и задавать ее заранее. Ученые уже зарегистрировали патент. Работа выполнена в рамках Программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030».

Для получения материала разработчики смешали керамический оксидный порошок с водным раствором гелеобразующего полимера в пропорции (2-1):1. Далее они залили суспензию в форму для литья из немагнитного сплава и воздействовали на нее постоянным магнитным полем с индукцией от 5 до 10 мкТл. Полученную заготовку неделю выдерживали в морозильной камере при температуре не ниже -10°С. Затем ученые спекали суспензию в течение часа при высоких температурах на воздухе. В результате они получили керамику с открытыми порами и заранее заданной структурой.

– Известные технологии получения пористой проницаемой керамики недостаточно экологичны, так как поры образуются за счет удаления токсичных газов, и включают сложные технологические процессы. Наш способ позволяет управлять структурой керамики, – рассказывает руководитель разработки, профессор кафедры «Механика композиционных материалов и конструкций» Пермского Политеха, ведущий научный сотрудник научного центра порошкового материаловедения, доктор технических наук, доцент Светлана Порозова.

Уникальность решения пермских ученых состоит в том, что они воздействовали на суспензию слабым постоянным магнитным полем при литье, формировали пористую структуру и сушили будущий материал при дополнительном замораживании геля. Оптимальные условия проведения реакций ученые определили в результате серии экспериментов.

По словам исследователей из Пермского Политеха, в качестве порошка можно использовать любую оксидную керамику. В частности, спекание может проходить при пониженных температурах, если применять наноразмерные порошки с «мягкими» агломератами наночастиц.

Используя новый способ, ученым удалось при различных условиях получить изделия с открытой пористостью, регулируемой в интервале от 14-16 до 35-45%, диаметр пор составил от 200 до 600 мкм.

Технологию пермских разработчиков можно применять в производстве фильтрующих материалов и носителей катализаторов в машиностроении, химической промышленности и энергетике. Это позволит обеспечить технологический суверенитет России.


Информация и фото предоставлены пресс-службой Пермского Политеха