Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка технологии получения α-оксида алюминия высокой чистоты

Номер контракта: 14.578.21.0072

Руководитель: Лысенко Андрей Павлович

Должность: Доцент кафедры ЦМиЗ НИТУ "МИСиС"

Организация: федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС"
Организация докладчика: Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Национальный Исследовательский Технологический Университет "МИСиС"

Аннотация скачать
Постер скачать
Ключевые слова:
оксид алюминия, лейкосапфир, оксид алюминия высокой чистоты

Цель проекта:
Проект направлен на создание отечественной конкурентоспособной технологии получения сырья для производства монокристаллического корунда, применяемого в гражданской и военной технике. Целью проекта является создание научно-технических основ технологии получения альфа-оксида алюминия с чистотой не менее 99,994 масс. % и апробация различных методов окисления алюминия с выбором наиболее перспективного способа.

Основные планируемые результаты проекта:
-определение оптимальных технологических параметров процесса окисления алюминия;
-создание экспериментального образца установки получения альфа-оксида алюминия высокой чистоты;
-определение влияния режимов процесса получения альфа-оксида алюминия на физико-химические свойства конечного продукта;
-наработка экспериментальных образцов альфа-оксида алюминия высокой чистоты;
-проведение испытаний качества полученных образцов альфа-оксида алюминия высокой чистоты на технологических площадках потенциальных потребителей;
-проведение укрупненных испытаний разработанной технологии совместно с Индустриальным партнером.

Краткая характеристика создаваемой/созданной научной (научно-технической, инновационной) продукции:
Конечным продуктом разрабатываемый технологии является альфа-оксид алюминия высокой чистоты, основное предназначение которого заключается в производстве монокристаллического корунда. В настоящее время, альфа-оксид алюминия является стратегически важным материалом, поскольку изделия на его основе применяются практически во всех современных областях гражданской и военной техники. При этом, в России базируются крупные производителей монокристаллического корунда, которые преимущественно используют импортное сырье, поскольку отечественный сектор производства альфа-оксида алюминия высокой чистоты отсутствует.
Главной особенностью разрабатываемой технологии является электрохимическая стадия окисления алюминия, которая является основополагающей для всей технологической схемы, что выражается в следующих преимуществах по сравнению с конкурирующими технологиями: простота конструкции основного аппарата окисления, низкие капитальные затраты, гарантированная чистота конечного продукта и высокая безопасность процесса.
Для возможности внедрения результатов ПНИ в промышленный сектор необходимо провести серию опытно-промышленных испытаний качества получаемой продукции на технологических площадях потенциальных потребителей с целью корректировки примесного состава и физических характеристик конечного продукта для конкретной установки выращивания монокристалла. Также, необходимо определить влияние определенных примесей на процесс роста и качество монокристаллического корунда.

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
Результаты ПНИ должны позволить создать наукоемкую, экологически безопасную и экономически рентабельную комплексную технологию получения альфа-оксида алюминия высокой чистоты. Результаты теоретических и экспериментальных исследований будут использованы для создания опытно-промышленного комплекса по получению альфа-оксида алюминия высокой чистоты, пригодного для выращивания лейкосапфиров, на технологической площадке Индустриального партнера в качестве которого выступает ООО "СУАЛ-ПМ" (Иркутская обл., г. Шелехов).

Текущие результаты проекта:
-проведен сравнительный анализ различных методов окисления алюминия при получении альфа-оксида алюминия высокой чистоты с выбором основной технологии;
-разработан и создан экспериментальный образец установки получения альфа-оксида алюминия высокой чистоты, состоящий из блока окисления алюминия, блока обработки промежуточного продукта и блока термической обработки;
-проведен анализ влияния исходных реагентов на качество конечного продукта;
-определены основные технологические условия процесса получения альфа-оксида алюминия высокой чистоты;
-разработан механизм очистки промежуточного продукта от некоторых нежелательных примесей, в том числе железо;
-получены предварительные образцы альфа-оксида алюминия с содержанием основного компонента не менее 99,99 масс. %;
-проведены испытания экспериментального образца установки получения альфа-оксида алюминия с определением окончательных технологических параметров.
На предприятии Индустриального партнера проведены исследования в целях модернизации технологии производства исходного алюминия, устранены нежелательные эффекты, ухудшающие качество исходного алюминия, а также разработана методика определения химического состава алюминиевого сырья.