ChemNet
 

[На предыдущий раздел]

2. Мембраны TRUMEM

2.1. Структура и материалы

Обычно мембраны TRUMEM имеют трехслойную структуру, состоящую из фильтрующего и промежуточного слоев и подложки. Верхний фильтрующий слой, обращенный к потоку, является рабочим слоем, изготовленным из гибкой керамики [1–3]. (Термин “гибкая керамика” объясняется ниже.) Толщина верхнего слоя лежит в пределах 1–15 мкм. Для изготовления гибкого керамического слоя может быть использована любая нанокерамика. Это является существенным преимуществом технологии TRUMEM по сравнению с химическими методами, такими как золь–гель, химическое осаждение паров, анодное окисление и т.п., которые позволяют получать только ограниченный набор керамических материалов. Подходящие керамические соединения могут быть выбраны из групп оксидов, нитридов, карбидов, боридов, их твердых растворов и смесей. Мы должны заметить, что в соответствии с технологией TRUMEM и патентами фильтрующий слой может быть получен и на основе наночастиц металлов, таких как никель, серебро, медь, титан, железо и их сплавы. В зависимости от выбранных материалов мембрана TRUMEM будет в этом случае металлической, а не металлокерамической. Однако сохраняется конструкция и преимущества мембраны типа TRUMEM.

Второй слой (так называемый промежуточный слой, подслой) является композиционным материалом на основе керамики и материала подложки. Состав промежуточного слоя изменяется по поперечному сечению мембраны от фильтрующего слоя к третьему слою (подложке) таким образом, что в верхней части он состоит на 100% из керамики, а в нижней части на 100% из металла.

Третий слой – подложка – является пористым металлом. В нашей программе R&D мы используем пористые металлы никель, железо, серебро, титан и пористые сплавы инконель, хастеллой, фекраллой. В этой работе для подложек использовались имеющиеся на рынке пористые материалы. Испытывались спеченные порошки и волокна (сплетенные и не сплетенные). Кроме этого, для специальных целей мы сами изготавливали пористые металлические подложки. Эти подложки были тонкими (100300 мкм толщиной) и изготавливались методом холодной прокатки порошков.

В общем, технология TRUMEM является достаточно гибкой в отношении выбора материалов, толщины слоев, размера пор фильтрующего слоя. Она позволяет наилучшим образом отвечать требованиям специальных применений как по форме мембраны (плоская, трубчатая), так и по стойкости к износу, коррозии, по электропроводности и т.п.

Для приготовления различных нанокристаллических порошков используется сверхвысокочастотный (СВЧ) плазмохимический процесс [3]. В этом процессе, разработанном нами в бывшем Советском Союзе, микроволновая энергия, генерируемая в магнетроне, переносится в реактор при помощи волноводов. Соответствующие химические продукты и газы реагируют в низкотемпературной плазме, производя нанокристаллы, которые, в общем, имеют сферическую форму с очень узким распределением частиц по размеру. Основные преимущества этого процесса в том, что он относительно эффективен, может применяться при контролируемых высоких температурах, и продукты не загрязняются при контакте с электродами или газами горения. Авторы утверждают, что 90% частиц, получаемых в этом процессе, находятся в пределах ± 10% от номинального размера. С использованием СВЧ было произведено более 20 тугоплавких керамических соединений и много композитных порошков, имеющих контролируемый состав, параметры решетки и размеры частиц. Представляется важным отметить, что имеется много производителей тугоплавких нанопорошков, чьи продукты могут всегда использоваться для производства мембран TRUMEM.

[На следующий раздел] [На Содержание]

Copyright ©


Для того, чтобы мы могли качественно предоставить Вам информацию, мы используем cookies, которые сохраняются на Вашем компьютере (сведения о местоположении; ip-адрес; тип, язык, версия ОС и браузера; тип устройства и разрешение его экрана; источник, откуда пришел на сайт пользователь; какие страницы открывает и на какие кнопки нажимает пользователь; эта же информация используется для обработки статистических данных использования сайта посредством интернет-сервисов Google Analytics и Яндекс.Метрика). Нажимая кнопку «СОГЛАСЕН», Вы подтверждаете то, что Вы проинформированы об использовании cookies на нашем сайте. Отключить cookies Вы можете в настройках своего браузера.

Сервер создается при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований
Не разрешается  копирование материалов и размещение на других Web-сайтах
Вебдизайн: Copyright (C) И. Миняйлова и В. Миняйлов
Copyright (C) Химический факультет МГУ
Написать письмо редактору