Размер
A A A
Цвет
Ц Ц Ц Ц Ц
Разрядка
ИИ И И И И
Изображения
нет Ч/Б Цв.
30 июля 2021 | неделя четная
10 ноября 2016
Наука

Ученые ИРНИТУ предлагают использовать отходы кремниевого производства (пыль газоочистки) для получения сплавов и композиционных материалов на основе алюминия

Ученые ИРНИТУ предлагают использовать отходы кремниевого производства (пыль газоочистки) для получения наиболее широко применяемых литейных алюминиевых сплавов – силуминов, а также композиционных материалов. Исследования проводятся в рамках реализации совместного проекта университета и ОК «РУСАЛ» по созданию высокотехнологичного производства наноструктур на основе углерода и диоксида кремния (SiO2) путем обогащения пыли газоочистки.

Отметим, что силуминами принято называть литейные алюминиевые сплавы, с содержанием кремния 4–22 % (масс.).

В зависимости от содержания кремния сплавы могут обладать различными свойствами. Например, при увеличении содержания кремния, наряду с увеличением твёрдости сплава, происходит снижение его пластических свойств. На сегодняшний день практически нет ни одной отрасли промышленности, в которой бы не применялись алюминиевые сплавы. На основе силуминов изготавливают посуду, запчасти к автомобилям, судам и мотоциклам, корпусы для огнестрельного оружия и др.


По информации научного сотрудника Инновационно-технологического центра ФТИ, доцента кафедры металлургии цветных металлов Михаила Кузьмина, в настоящее время большой научный и практический интерес связан с изучением возможности получения сплавов системы алюминий–кремний методом прямого восстановления кремния из его оксидов алюминием. Особое внимание в данном направлении следует уделить возможности получения силуминов с использованием в качестве источника кремния – микро- и наночастиц аморфного кремнезёма, образующихся с системе газоочистки рудотермических печей кремниевого производства.

«При введении тонкодисперсных частиц SiO2 в алюминиевый расплав можно в определённом температурном диапазоне можно инициировать процесс их восстановления до Si. Таким образом, в процессе производства сплава происходит перевод отходов кремния производства, состоящих на 80–90 % из частиц аморфного кремнезёма, из класса «отход» в класс «продукт».

С использованием микро- и наночастиц диоксида кремния планируется получение не только сплавов, но и алюмоматричных композиционных материалов. Основное отличие композитов от сплавов состоит в том, что они объединяют в себе разнородные материалы – алюминий и оксид кремния. Поэтому, при получении композитов необходимость восстановления кремния из его оксида отсутствует.

Основной целью исследования является, во-первых, получение доэвтекических и эвтектических силуминов, соответствующих ГОСТу, а, во-вторых, получение композиционных материалов с равномерным распределением частиц в объёме металла и, как следствие, улучшенными прочностными характеристиками.

Таким образом, в ходе работы над масштабным проектом с ОК «РУСАЛ» в результате обогащения пылевых отходов ЗАО «Кремний» будут не только получены нанодисперсные частицы кремнезёма, но и предложены перспективные способы их применения в алюминиевой промышленности», - подчеркнул М. Кузьмин.

Теоретические исследования в данной области уже завершены. Ученые установили термодинамическую возможность протекания процессов, провели комплекс экспериментов, который показал перспективность практической реализации способа получения силуминов и композиционных материалов заявленным методом. В настоящее время технология отрабатывается в лабораториях университета, с использованием муфельных и индукционных печей. Ученым предстоит исследовать различные способы ввода дисперсных частиц кремнезёма в алюминиевый расплав, отработать технологию, а также оценить эффективность её реализации в промышленных условиях.

Как уже сообщалось, научно-исследовательские работы сотрудники Инновационно-технологического центра ФТИ ведут в рамках совместного проекта Инженерно-технологического центра Объединенной Компании «РУСАЛ» и ИРНИТУ, которые выиграли конкурс по Постановлению Правительства РФ N 218 (кооперация вузов и предприятий).

 

ноябрь
2016
пн
вт
ср
чт
пт
сб
вс
4
5
6