При избора на порест метален филтър за генериране на водород или химическа обработка съотношението насинтерован метален прах използван по време на производството е от решаващо значение. Този очевидно прост параметър влияе върху механичната якост, проводимостта и еднородността на размера на порите. Знаейки как съотношенията на праха влияят на производителността на филтъра, може да ви помогне да направите избор, който засяга ефективността и живота на системата.
Микроскопичната архитектура на синтерованите филтри зависи от състава на металния прах и съотношенията на смесване. Различни размери на частиците, нива на чистота и комбинации от материали образуват архитектури на порите, които подобряват или възпрепятстват филтрирането. PEM системите за електролиза на вода и промишлените филтри с високо{2}}налягане зависят от праховото съотношение за оптимална производителност или скъпи оперативни повреди.
1.Спецификация
Име на продукта: синтерован метален прах
Вътрешен код: NAVI-2-002
Марка: NAVI Titanium®
Общи форми: кръг, диск, лист, тръба, кръг, прът, капачка или персонализация
Суровини:
(1) Титан --- 0A клас чист прах
(2) Неръждаема стомана---/SS304/SS316/SS316L и др.
(3) Никел---Сплави на базата на никел/MONEL/INCONEL/Hastelloy (C22/C276)
Разширени области на NAVI: PEM, полупроводници и електроника, фармацевтични продукти и др.
2. Ръководство за закупуване
(1) Процес
NAVI Titanium (от 2008 г.) може да обработва според вашите дизайнерски чертежи
(2) Проба
Ефективен, икономичен, висококачествен
Вземете само основните разходи за форми за потребителски продукт, синтероване заедно за поръчки на проби, нула неквалифицирани
(3) Технологична поддръжка
Професионална-за-услуга, добре дошли да се свържете с нас
Как съотношенията на синтерован метален прах определят ефективността на филтъра за порест метал?
Микроскопски има връзка между количеството прах и колко добре работи филтърът. Когато металните прахове се синтероват, частиците се слепват при високи температури, създавайки мрежи от пори, които са свързани помежду си. Съотношението между големи и малки частици пряко влияе върху размера и местоположението на тези дупки, което от своя страна влияе върху три важни показателя за ефективност: точността на филтрирането, способността за преминаване на течности и здравината на структурата.
Когато се използват внимателно балансирани прахови съотношения за направата на филтърни елементи от синтерован порест метал, те се представят по-добре. Когато има повече малки частици, порите стават по-малки и филтърът работи по-добре, улавяйки замърсители, които са 5 микрометра или по-малки. От друга страна, добавянето на повече груби частици прави порите по-големи и скоростта на потока става по-бърза, така че филтърът може да се използва в ситуации, които изискват голям поток, но не прекалено много филтриране.
Количеството въздух в металния прах и неговата чистота също са много важни. Титанов прах с висока-чистота и ниски нива на кислород прави екрани, които са по-добри в провеждането на електричество и предотвратяват корозията, което е важно качество за електрохимични приложения. Международният журнал за прахова металургия съобщава, че порестите структури на базата на титан- са много по-електрохимично стабилни, когато нивото на кислород е под 0,15%. Това означава, че структурите могат да издържат по-дълго в сурови условия.
Количествата на праха влияят на якостта на опън в допълнение към характеристиките на порите. Активността на синтероване на частици с различни размери е различна, което променя степента на слепване на частиците при нагряване. Доброто съотношение гарантира, че частиците се слепват добре, създавайки здрава рамка, която може да се справи с промените в налягането и механичния стрес, без да губи способността си да прониква. Проучванията показват, че филтрите с добре-обмислени-градации на праха могат да запазят структурата си твърда при налягания, по-високи от 10 бара, като същевременно поддържат дебита в определени граници.
Дизайн на съотношението на синтерован метален прах за персонализирани порести структури на филтърния елемент
Изборът на правилното разпределение на размера на частиците е първата стъпка в създаването на персонализирани структури на порите. Частици отсинтерован метален прах между 10 и 150 микрометра могат да се смесват в различни количества, за да се получат пори с размери между 5 и 80 микрометра. Кривата на разпределение на тези частици не само показва средния размер на порите, но също така показва колко правилни са порите, което е ключов фактор, за да се гарантира, че филтърът работи постоянно.
Производителите използват теорията за опаковане на частиците, за да отгатнат как смеси с различни размери ще реагират на синтероване. Малките частици запълват пространствата между по-големите, правейки порите по-малки и по-равномерни. Инженерите могат да използват тази идея, за да направят градиентни структури, при които размерът на порите се променя плавно с промяната на дебелината на филтъра. Това прави филтъра по-ефективен при отстраняване на мръсотия и задържане на повече от нея. Тези градиентни дизайни предпазват филтрите от запушване твърде рано, като разпространяват частиците, които улавят из целия филтър, вместо да ги събират в горната част.
Съответствие на съотношенията на праха с изискванията за приложение
Различните индустриални приложения изискват пори с определени свойства. PEM системите за електролиза на вода се нуждаят от филтърни елементи с внимателно контролирани структури на порите, които помагат за ефективното движение на водата, като същевременно спират преминаването на газ. За да се постигне този баланс, съотношенията на праха трябва да са идеални за пори с размер между 10 и 40 микрометра. Това позволява достатъчно течна вода да премине, като същевременно прави достатъчно усукване, за да предотврати смесването на водород и кислород.
За работни места в химическото производство, които включват високи температури и налягания, са необходими екрани, които са по-здрави механично. В този случай съотношенията на праха благоприятстват порите с умерени размери и силни синтеровани връзки. Чрез смесване на определени количества никел-базирани или специализирани прахове от неръждаема стомана, можете да направите синтеровани филтърни елементи, които могат да запазят формата си при температури над 300 градуса и да се борят с киселинни среди.
Оптимизирането на разходите също влияе върху избора на съотношение на праха. Когато филтърните части се произвеждат масово-за обща промишлена употреба, те могат да използват по-евтини типове прах и по-широк диапазон от размери на частиците, без да губят ефективност. Производителите могат да намерят най-добрия баланс между нуждите от производителност и икономиката на производството, като направят стратегически промени в съотношението. Това им позволява да предложат стойностни-инженерни решения, които отговарят на изискванията, като същевременно поддържат ниски разходи.
Как градацията на синтерован метален прах влияе върху точността на филтриране и скоростта на потока?
Основното нещо, което определя колко добре работи филтрирането, е градирането на праха, което е разпространението на размерите на частиците в сместа от метален прах. Когато имате тесни степени и строго контролирани диапазони на размера на частиците, вие получавате правилни структури на порите, които могат да се използват за прогнозиране на резултатите от филтрацията. Когато частиците са по-малко от 20% по-малко от средния размер, размерите на порите на филтъра остават същите. Това означава, че замърсителите се отстраняват надеждно с микронната степен, която е дадена.
Вярно е, че производителността на дебита и точността на филтъра са донякъде обратно пропорционални, но този компромис-може да бъде намален с добър дизайн на степента. Добре-проектираната градация на праха създава канали на порите, които пропускат най-много течност, като същевременно запазват необходимото ниво на точност на филтъра.
Уравнението на Kozeny-Carman, което се използва много при изследването на порести среди, показва, че пропускливостта е свързана както с броя на порите, така и с начина, по който са разпределени по размер. Като се възползват максимално от градацията, производителите могат да получат по-високи скорости на потока със същото ниво на филтрация като прахообразните смеси, които не са проектирани добре.
Коефициентът на равномерност, който е мярка за диапазона от степени, има пряк ефект върху това колко последователно работи филтърът. По-ниските коефициенти на еднородност означават, че градациите са тесни, което прави поведението на филтриране по-последователно в производствените партиди. Производителите на синтеровани метални филтри за употреба с висока-прецизност обикновено изискват коефициенти на еднородност под 1,5. Това гарантира, че консистенцията от партида до партида отговаря на строгите стандарти за качество за важни филтриращи системи.
Комбинация от груб и фин синтерован метален прах за усъвършенствани порести филтри
Когато смесвате груб и фин металсинтерован метален прах, получавате усъвършенствани филтърни структури със слоеста структура на порите. Основната носеща-структура е съставена от груби частици, които придават здравина на материала и образуват големи пори, които позволяват на много течност да тече през него. Когато грубите и фините частици се смесят, те образуват вторични мрежи от пори, които подобряват точността на филтриране и увеличават повърхността за улавяне на замърсители.
Тази дву{0}}мащабна структура е много по-добра от екраните с размер на един-частица-по много важни начини. Грубият скелет запазва пропускливостта, докато матрицата с фини частици улавя замърсителите. Това прави филтъра по-дълъг, преди диференциалното налягане да стане твърде високо.
Технологията за разделяне и пречистване публикува изследване, което показва, че структури със смес от частици с размер 50–100 микрометра-и фини частици с размер 10–20 микрометра имат до 40% по-дълги интервали на обслужване от структури, които са с еднакъв размер.
Важно е да помислите внимателно как грубите и фините частици ще се слепят по време на синтероването. За фините частици е по-лесно да се синтероват от големите, защото имат повече повърхностна енергия. Като намерите най-добрите фактори за синтероване (температура, време и атмосфера), можете да се уверите, че частиците с различни размери се слепват добре, без да се синтероват прекалено фините, което би направило материала по-малко порест и по-малко пропусклив. Когато температурите се контролират внимателно по време на вакуумно синтероване, най-доброто свързване се случва, докато се запазва проектираната структура на порите.
Оптимизиране на съотношението на смесване на синтерован метален прах за PEM синтеровани филтърни елементи
Водната електролиза на PEM изисква уникални порести метални филтърни компоненти. В корозивни, киселинни електролитни среди, тези системи се нуждаят от силна електрическа проводимост, за да пестят енергия. Намирането на подходящи съотношения на смесване на прах за използване на PEM изисква балансиране на устойчивостта на корозия, проводимостта и механичната издръжливост.
PEM филтрите използват-титанов прах с висока чистота с по-малко от 0,12% кислород. За да се установи структурата на порите, се смесват 70–85% частици между 20 и 45 микрометра. Останалият процент се разделя между 10–20 микрометра частици за усъвършенстване на повърхността и 45–75 микрометра частици за пропускливост. Този дизайн създава дупки, които позволяват на водата да достигне до мембраната и газовете да дифундират от електрода.
Изборът на правилния прах и модифицирането на съотношението увеличава проводимостта и подобрява работата на електролизера. Електричеството протича по-лесно през титанови прахове с ниско{1}}кислород; обаче тяхната маса променя синтерованата структура и електрическите пътища.
Съотношение на порьозност 30–40% балансира непрекъснатите метални канали за електричество и обем на порите за транспортиране на течности. Най-добрите съоръжения за производство на водород установиха, че настройката на структури с правилното количество прах намалява загубите на напрежение с 50 до 100 миливолта. Това значително подобрява-системите за електролиза в голям мащаб.
За да оцелеят в киселинен PEM, нещата трябва да генерират малко оксиди и да имат много устойчива-на корозия повърхност. Градациите на праха намаляват областите на концентрация на напрежение, които причиняват корозия, като изглаждат повърхностите на порите. Атмосферата на синтероване и температурните профили трябва да се регулират, за да се предотврати повърхностното окисляване на титанов прах. Филтърните елементи от порест метал могат да издържат хиляди часове при взискателни настройки на PEM електролиза, когато тези параметри и съотношения на смесване са оптимизирани. С оптимални съотношения на смеси и оптимизиране на параметрите, синтерованите метални филтърни елементи могат да работят надеждно в продължение на хиляди часове при тежки условия на PEM електролиза.
Заключение
Оптимизираните съотношения на метален прах правят синтерованите порести метални филтри работещи.Спечен метален прахградацията е ключовият елемент на дизайна, който отличава страхотните системи за филтриране. Структурата на порите, проводимостта и устойчивостта на корозия се контролират от него. Когато инженерите и експертите по доставките разберат как грубите и фините частици влияят върху точността на филтриране, скоростта на потока и механичните качества, те могат да изберат филтри, които отговарят на техните нужди.
Оптимизирането на прахообразното съотношение може да повиши производителността в по-сложни приложения като PEM водна електролиза. Титанови прахове с висока-чистота и ниско{2}}кислород, комбинирани в определени количества, осигуряват филтърни елементи, които подобряват ефективността и дълготрайността на системата. Оптимизирането на съотношението на праха при производството на филтри ще се увеличи с водородната енергия и други приложения с високо -търсене.
Когато създавате следващото поколение системи за електролиза или актуализирате вашата филтрираща инфраструктура, специалистите по прахова металургия и оптимизиране на съотношението ще ви гарантират получаване на филтърни елементи, които отговарят на вашите изисквания. Изборът и смесването на малки частици влияят на работата на филтъра.
ЧЗВ
Въпрос 1: Какво съотношение на размера на частиците на праха работи най-добре за филтри, изискващи както висок дебит, така и фино филтриране?
+
-
Балансираното тримодално разпределение обикновено дава най-добри резултати. Той има 40–50% частици с размер между 30 и 50 микрометра за пропускливост, 30–40% частици с размер между 10 и 25 микрометра за прецизност на филтъра и 10–20% частици в средния размер за свързване на различните размери. Този метод получава рейтинги на филтриране от около 10 до 15 микрометра, като същевременно поддържа скорости на потока с 20 до 30 процента по-високи от методите с един-режим.
Q2: Как чистотата на праха влияе върху продължителността на живота на синтерованите метални филтри в корозивни среди?
+
-
Чистотата на праха е пряко свързана с това колко добре е устойчив на ръжда и колко дълго издържа филтърът. При настройки за киселинна PEM електролиза скоростите на корозия са много по-ниски за титанов прах с висока-чистота с ниво на кислород под 0,15%. Данните от полето показват, че филтрите, направени от прахове с висока-чистота, могат да издържат повече от 8000 часа, докато филтрите, направени от материали със стандартна{7}}чистота, издържат само 3000 до 5000 часа.
Въпрос 3: Могат ли съотношенията на праха да се регулират, за да се създадат градиентни структури на порите в рамките на един филтърен елемент?
+
-
Да, контролирани прахови слоеве или бавни промени в съотношенията по време на формоването могат да се използват за създаване на градиентни форми. Дълбочинните-тип филтри се правят чрез постепенна промяна на съотношението грубо-към-фино по дебелината на филтъра. Това прави отворите по-големи от входната страна и по-малки от изходната страна. Тази настройка прави филтъра по-добър при задържане на мръсотия и удължава времето между услугите, като разпространява мръсотията, която събира в дълбините, вместо само на няколко места в горната част.
Търсите доверен доставчик на синтерован метален прах за високо{0}}ефективни порести филтри?
NAVI Titanium е специализирана в производството на първокласни филтърни елементи от синтерован метален прах, проектирани за взискателни приложения. Нашият опит в оптимизирането на прахообразното съотношение осигурява филтри с превъзходна равномерност на порите, подобрена проводимост и изключителна издръжливост. Независимо дали се нуждаете от персонализирани порести структури, вариращи от 5 до 80 микрометра за PEM системи за електролиза или стабилни решения за филтри с високо-налягане, нашата технология за титанов прах с висока-чистота и ниско{6}}кислород гарантира постоянна производителност и удължен експлоатационен живот. Като опитенсинтерован метален прахдоставчик, ние предоставяме персонализирани решения, които намаляват износването на оборудването, подобряват оперативната ефективност и поддържат широко{0}}изискванията за производство. Свържете се с нашия технически екип днес наsales@navititanium.comза да обсъдим как нашите специализирани прахообразни системи могат да оптимизират ефективността на филтриране и да стимулират успеха на вашия проект.
Референции
1. Немски, RM (2014). Теория и практика на синтероване. Wiley-VCH, Поредица от монографии за материалознание.
2. Liu, Y., et al. (2019 г.). „Микроструктура и свойства на титанови порести материали за PEM водна електролиза.“ Международен журнал за водородна енергия, том 44, брой 15.
3. Thummler, F. & Oberacker, R. (2018). Въведение в праховата металургия. Институт по материали, Лондон.
4. Смит, AR (2020). „Оптимизиране на разпределението на размера на частиците в синтеровани метални филтри.“ Powder Technology Journal, том 372.
5. Джан, В. и Чен, Х. (2021). „Корелация между характеристиките на праха и електрохимичните характеристики на транспортните слоеве от порест титан.“ Journal of Materials Science and Engineering, том 815.
6. Андерсън, MP (2017). Пореста среда: теория и приложения в транспортните явления. Химически инженерни монографии, Academic Press.
