×
20.09.2015
216.013.7d35

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ РАДИАЦИОННО-ЗАЩИТНОГО МАТЕРИАЛА НА ОСНОВЕ СВЕРХВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНОГО ПОЛИЭТИЛЕНА С ПОВЫШЕННЫМИ РАДИАЦИОННО-ЗАЩИТНЫМИ СВОЙСТВАМИ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к способу получения радиационно-защитного материала на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена для изготовления конструкционных изделий радиационной защиты. Способ включает предварительную сушку при температуре 100-130°C порошков сверхвысокомолекулярного полиэтилена, вольфрама и карбида бора. Затем порошки сверхвысокомолекулярного полиэтилена в количестве 32 мас.%, вольфрама - 60 мас.% и карбида бора - 8 мас.% смешивают и подвергают обработке в высокоэнергетичной планетарной мельнице с металлическими мелящими телами, с последующим термопрессованием смеси порошков при температуре 180-200°C и давлении 35-40 МПа. 1 ил., 1 пр.
Основные результаты: Способ получения радиационно-защитного материала на полимерной основе, заключающийся в предварительной сушке порошков сверхвысокомолекулярного полиэтилена в количестве 32 мас.%, вольфрама в количестве 60 мас.%, карбида бора в количестве 8 мас.% при температуре 100-130°C, после чего порошки смешивают и подвергают обработке в высокоэнергетичной планетарной мельнице с металлическими мелящими телами, затем осуществляют термопрессование при температуре 180-200°C и давлении 35-40 МПа.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к способу получения радиационно-защитного материала на полимерной основе с повышенными рентгенозащитными и нейтронозащитными свойствами и заключается в твердофазном формировании композиции, состоящей из полимерной матрицы сверхвысокомолекулярного полиэтилена, и наполнителей - нанопорошков вольфрама и карбида бора.

Известен способ (RU 02148062 С1 20000427 «СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ПОЛИМЕРНОЙ КОМПОЗИЦИИ»), который может быть применен для изготовления конструкционных изделий биологической защиты от нейтронных излучений. Данный способ получения полимерной композиции включает смешение олефинового полимера, представляющего собой полипропилен или полиэтилен, с наполнителем с последующим экструдированием, отличающийся тем, что в качестве наполнителя используют нитрид бора и осуществляют его смешение с частью олефинового полимера при их массовом соотношении от 1:2 до 1:1 соответственно в шаровом смесителе при соотношении массы металлических шаров к массе перемешиваемой композиции 4:1 в течение 1-2 ч с последующим добавлением оставшейся части олефинового полимера и продолжением смешения в шаровом смесителе в течение 0,5-1 ч.

Недостатком является введение нанопорошков тяжелых металлов, защищающих от рентгеновского излучения, что отрицательно сказывается на биологической инертности.

Также известен способ (RU 02368629 С2 20090927 «РАДИАЦИОННО-ЗАЩИТНЫЙ КОМПОЗИЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ»), запатентована технология получения радиационно-защитного композиционного материала, который может быть использован при изготовлении элементов защиты в различной аппаратуре, применяемой для дефектоскопии, для медицинских целей, для радиоактивного каротажа нефтяных и газовых скважин, в портативных нейтронных генераторах и др. Способ включает полимеризацию этилена на поверхности частиц элементарного бора среднего размера 3-8 мкм в присутствии иммобилизованной на нем каталитической системы, состоящей из тетрахлорида ванадия и алюминийорганического соединения. Сначала на поверхности частиц бора проводят фтор-полимеризацию этилена при 25-30°C и давлении этилена 1 атм в течение 8-10 минут, затем температуру повышают до 50-60°C и продолжают полимеризацию этилена при 50-60°C и давлении в диапазоне от 1 до 10 ата до образования на них покрытия из сверхвысокомолекулярного полиэтилена с молекулярной массой не менее 1·106 и толщиной 0,01-20 мкм. Радиационно-защитный композиционный материал представляет собой частицы элементарного бора с полиолефиновым покрытием в виде агломератов среднего размера 20-100 мкм.

Недостатком данного способа является использование микропорошков наполнителя, которые в отличии от нанопорошков не показывают высоких свойств.

В способе (RU 02137225 С1 19990910, «СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МНОГОКОМПОНЕНТНОЙ РАДИАЦИОННОЙ ЗАЩИТЫ С ГИДРИДОМ ЛИТИЯ») для изготовления теневых радиационных защит, предназначенных для снижения нейтронного и гамма-излучения от ядерного реактора или изотопного источника. Способ включает размещение в отсеке предварительного приготовленного сплава гидрида лития с диспергированным в него порошком вольфрама с последующим нагревом до 450-550°C. Затем осуществляют охлаждение со скоростью около 2°C/ч. При этом свободное пространство отсека заполняют расплавленным гидридом лития. Полученный монолит с необходимым профилем гидрида лития и диспергированного в него тяжелого компонента герметизируют. В результате повышается массогабаритная характеристика многокомпонентной радиационной защиты.

Недостатком данного способа является невозможность получения компактного готового изделия.

Прототипом является (RU 02157754 С1 20001020 «СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ НЕЙТРОНОЗАЩИТНОГО МАТЕРИАЛА») способ изготовления нейтронозащитного материала, включающий пропитку цельной или измельченной древесины. Пропитку выполняют боросодержащими препаратами равномерно по всему объему древесины, например, в поле центробежных сил или методом электроосмотического переноса жидкости, причем в качестве боросодержащего препарата используют, например, препарат, содержащий изотопы бора, в частности В10, или насыщенный раствор борной кислоты.

В предлагаемом изобретении материал, содержащий карбид бора и вольфрам в качестве наполнителей, получается в процессе твердофазного деформационного синтеза посредством высокоэнергетичных шаровых мельниц планетарного типа. Данный метод позволяет равномерно распределить наполнители по материалу матрицы, с одной стороны, и обеспечить высокую адгезию наполнителей к матрице за счет модификации поверхности, деагломерации наночастиц, обладающих высокой поверхностной энергией.

Технический результат изобретения заключается в получении композиционных смесей на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена, наполненного наночастицами карбида бора и вольфрама, за счет введения нанопорошков наполнителей, обеспечивается увеличение коэффициента поглощения рентгеновского излучения до 30% по сравнению с микрокристаллическими аналогами.

Технический результат достигается следующим образом.

Способ получения материала заключается в предварительной сушке порошков сверхвысокомолекулярного полиэтилена, вольфрама, карбида бора при температуре 100-130°C, после чего порошки смешивают и подвергают обработке в высокоэнергетичной планетарной мельнице с металлическими мелящими телами, затем осуществляют термопрессование при температуре 180-200°C и давлении 35-40 МПа.

В предлагаемом материале повышение уровня радиационно-защитных свойств достигается за счет введения в композит порошка вольфрама и карбида бора дисперсностью менее 50 нм. Эффективное распределение наноразмерных наполнителей по полимерной матрице обеспечивается за счет применения метода совестного механического синтеза в высокоэнергетичных планетарных мельницах с металлическими мелящими телами. Получение изделия необходимой формы из композита осуществляется методами термопрессования и экструзии при температуре 180-200°C. Благодаря хорошей перерабатываемости материала изделие радиационной защиты из данного материала может быть изготовлено практически любой сложной формы.

Возможность промышленной применимости предлагаемого материала и его использования в качестве радиационно-защитного материала подтверждается следующим примером реализации.

Пример

В качестве исходных материалов использовались сверхвысокомолекулярный полиэтилен (СВМПЭ) марки GUR 4120, нанопорошок вольфрама дисперстностью 50 нм, полученный методом водородного восстановления специально приготовленного прекурсора на основе вольфрамовой кислоты, и карбид бора, полученный механическим измельчением в шаровом механоактиваторе промышленного порошка карбида бора.

Порошки - СВМПЭ, вольфрама, карбида бора, проходят предварительную сушку при температуре 100-130°C, затем смешиваются и подвергаются обработке в высокоэнергетичной планетарной мельнице АПФ-3 с металлическими мелящими телами в следующей композиции: 60% масс. вольфрама с 8% масс. карбида бора, СВМПЭ остальное. Полученная после перемешивания в мельнице композиционная смесь подвергается термопрессованию при температуре 180-200°C и давлении 35-40 МПа, параметры были подобраны опытным путем.

При прессовании выше или ниже указанного интервала температуры и давления наблюдается снижение радиационно-защитных свойств. При прессовании ниже температуры 180°C наблюдается низкая адгезия между материалом наполнителя и полимерной матрицей, при температурах выше 200°С происходит интенсивное окисление полимерной матрицы. При давлении ниже 35 МПа материал получался с высокой степенью пористости, а при давлениях выше 40 МПа материал начинает течь из объема пресс-формы.

На чертеже показан пример структуры композита, полученной на сканирующем электронном микроскопе, путем получения среза композита. На верхнем рисунке показана структура композита, обработанного в низкоэнергетичной шаровой мельнице, а на нижнем рисунке в высокоэнергетичной мельнице в соответствии с предлагаемым способом. Видно, что структура композита при использовании предлагаемого способа получения является более однородной, а следственно лучше защищает от ионизирующего излучения.

Способ получения радиационно-защитного материала на полимерной основе, заключающийся в предварительной сушке порошков сверхвысокомолекулярного полиэтилена в количестве 32 мас.%, вольфрама в количестве 60 мас.%, карбида бора в количестве 8 мас.% при температуре 100-130°C, после чего порошки смешивают и подвергают обработке в высокоэнергетичной планетарной мельнице с металлическими мелящими телами, затем осуществляют термопрессование при температуре 180-200°C и давлении 35-40 МПа.
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ РАДИАЦИОННО-ЗАЩИТНОГО МАТЕРИАЛА НА ОСНОВЕ СВЕРХВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНОГО ПОЛИЭТИЛЕНА С ПОВЫШЕННЫМИ РАДИАЦИОННО-ЗАЩИТНЫМИ СВОЙСТВАМИ
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 31-40 of 255 items.
10.07.2013
№216.012.539a

Связка на основе меди для изготовления режущего инструмента со сверхтвердым материалом

Изобретение относится к порошковой металлургии, к способам получения композиционных материалов и может быть использовано в качестве связок при изготовлении режущего инструмента со сверхтвердым материалом для стройиндустрии и машиностроения. Связка содержит, мас.%: Cu 27,5-49,5, Со 13,75-24,75,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487005
Дата охранного документа: 10.07.2013
10.07.2013
№216.012.539b

Связка на основе меди для изготовления режущего инструмента со сверхтвердым материалом

Изобретение относится к порошковой металлургии, к способам получения композиционных материалов и может быть использовано в качестве связок при изготовлении режущего инструмента со сверхтвердым материалом. Связка содержит, мас.%: медь 27,5-49,5, кобальт 13,75-24,75, железо 13,75-24,75, никель...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487006
Дата охранного документа: 10.07.2013
10.07.2013
№216.012.5441

Способ загрузки металлизованных окатышей в дуговую печь (варианты)

Изобретение относится к металлургии, а именно к способу загрузки металлизованных окатышей в дуговую печь. Способы основаны на принципе подачи металлизованных окатышей через узел подачи, выполненный в виде подводящего гибкого шланга и конусной воронки с шаровой вставкой и цилиндрическим...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487172
Дата охранного документа: 10.07.2013
10.07.2013
№216.012.544a

Способ электрошлакового переплава металлосодержащих отходов

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к электрошлаковому переплаву металлосодержащих отходов. В способе используют электрод с осевым отверстием для образования на его торце вертикальной электрической дуги и кристаллизатор, на внутренней поверхности стенки которого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487181
Дата охранного документа: 10.07.2013
10.07.2013
№216.012.545e

Способ получения гальванического композиционного покрытия, содержащего наноалмазные порошки

Изобретение относится к получению гальванических композиционных покрытий, в частности на основе никеля с дисперсной фазой в виде наноалмазных порошков. Способ включает приготовление суспензии из наноалмазных порошков и жидкой фазы, введение суспензии в электролит и электролиз для осаждения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487201
Дата охранного документа: 10.07.2013
10.07.2013
№216.012.54c7

Устройство для загрузки металлизованных окатышей в дуговую печь

Изобретение относится к металлургии, а именно к устройствам загрузки шихты, например, металлизованных окатышей и других сыпучих материалов в плавильные агрегаты. Устройство содержит узел подачи металлизованных окатышей, выполнено в виде подводящего гибкого шланга, конусной воронки из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487306
Дата охранного документа: 10.07.2013
20.07.2013
№216.012.568a

Пневматическая флотационная машина

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых и может быть использовано при переработке минерального сырья, содержащего цветные, черные, редкие, благородные металлы, а также неметаллические полезные ископаемые, и при очистке сточных вод от твердых частиц и нефтепродуктов....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487762
Дата охранного документа: 20.07.2013
27.08.2013
№216.012.6397

Пневматическая флотационная машина

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых и может быть использовано при переработке минерального сырья, содержащего цветные, черные, редкие, благородные металлы, а также неметаллические полезные ископаемые, и при очистке сточных вод от твердых частиц и нефтепродуктов....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002491132
Дата охранного документа: 27.08.2013
27.08.2013
№216.012.63a0

Способ эксплуатации хромистых рабочих валков листопрокатной клети

Изобретение предназначено для повышения эксплуатационной стойкости валков листовых станов горячей и холодной прокатки и сокращения трудоемкости их перешлифовки между завалками в клеть в процессе эксплуатации. Способ включает чередование работы валка в клети и механический съем поврежденного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002491141
Дата охранного документа: 27.08.2013
27.08.2013
№216.012.6472

Способ подготовки к работе и установки воздушной фурмы доменной печи

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при подготовке к работе и установке воздушных фурм доменных печей. Способ включает удаление с поверхности внутреннего стакана фурмы со стороны дутьевого канала и рыльной части окисленного слоя механическим путем, нанесение на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002491351
Дата охранного документа: 27.08.2013
Showing 31-40 of 268 items.
10.07.2013
№216.012.5382

Способ изготовления сварных труб большого диаметра

Изобретение относится к производству сварных труб большого диаметра. Осуществляют пошаговую подгибку продольных кромок заготовки одновременно с двух сторон, формовку основной части профиля на прессе шаговой формовки, сборку заготовки и сварку ее кромок технологическим швом на сборочно-сварочном...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486981
Дата охранного документа: 10.07.2013
10.07.2013
№216.012.539a

Связка на основе меди для изготовления режущего инструмента со сверхтвердым материалом

Изобретение относится к порошковой металлургии, к способам получения композиционных материалов и может быть использовано в качестве связок при изготовлении режущего инструмента со сверхтвердым материалом для стройиндустрии и машиностроения. Связка содержит, мас.%: Cu 27,5-49,5, Со 13,75-24,75,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487005
Дата охранного документа: 10.07.2013
10.07.2013
№216.012.539b

Связка на основе меди для изготовления режущего инструмента со сверхтвердым материалом

Изобретение относится к порошковой металлургии, к способам получения композиционных материалов и может быть использовано в качестве связок при изготовлении режущего инструмента со сверхтвердым материалом. Связка содержит, мас.%: медь 27,5-49,5, кобальт 13,75-24,75, железо 13,75-24,75, никель...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487006
Дата охранного документа: 10.07.2013
10.07.2013
№216.012.5441

Способ загрузки металлизованных окатышей в дуговую печь (варианты)

Изобретение относится к металлургии, а именно к способу загрузки металлизованных окатышей в дуговую печь. Способы основаны на принципе подачи металлизованных окатышей через узел подачи, выполненный в виде подводящего гибкого шланга и конусной воронки с шаровой вставкой и цилиндрическим...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487172
Дата охранного документа: 10.07.2013
10.07.2013
№216.012.544a

Способ электрошлакового переплава металлосодержащих отходов

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к электрошлаковому переплаву металлосодержащих отходов. В способе используют электрод с осевым отверстием для образования на его торце вертикальной электрической дуги и кристаллизатор, на внутренней поверхности стенки которого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487181
Дата охранного документа: 10.07.2013
10.07.2013
№216.012.545e

Способ получения гальванического композиционного покрытия, содержащего наноалмазные порошки

Изобретение относится к получению гальванических композиционных покрытий, в частности на основе никеля с дисперсной фазой в виде наноалмазных порошков. Способ включает приготовление суспензии из наноалмазных порошков и жидкой фазы, введение суспензии в электролит и электролиз для осаждения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487201
Дата охранного документа: 10.07.2013
10.07.2013
№216.012.54c7

Устройство для загрузки металлизованных окатышей в дуговую печь

Изобретение относится к металлургии, а именно к устройствам загрузки шихты, например, металлизованных окатышей и других сыпучих материалов в плавильные агрегаты. Устройство содержит узел подачи металлизованных окатышей, выполнено в виде подводящего гибкого шланга, конусной воронки из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487306
Дата охранного документа: 10.07.2013
20.07.2013
№216.012.568a

Пневматическая флотационная машина

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых и может быть использовано при переработке минерального сырья, содержащего цветные, черные, редкие, благородные металлы, а также неметаллические полезные ископаемые, и при очистке сточных вод от твердых частиц и нефтепродуктов....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487762
Дата охранного документа: 20.07.2013
27.08.2013
№216.012.6397

Пневматическая флотационная машина

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых и может быть использовано при переработке минерального сырья, содержащего цветные, черные, редкие, благородные металлы, а также неметаллические полезные ископаемые, и при очистке сточных вод от твердых частиц и нефтепродуктов....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002491132
Дата охранного документа: 27.08.2013
27.08.2013
№216.012.639e

Способ производства фасонного проката

Изобретение предназначено для снижения ресурсозатрат при изготовлении стальных фасонных профилей. Способ включает нагрев заготовок и последующее их многопроходное деформирование в горизонтальных и вертикальных валках с калибрами. Экономичность изготовления качественных изделий повышается за...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002491139
Дата охранного документа: 27.08.2013
+ добавить свой РИД