×
19.01.2018
218.016.0d9c

Результат интеллектуальной деятельности: Композиционный материал на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена для комбинированной радио и радиационной защиты, наполненный пентаборидом дивольфрама и техническим углеродом

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к области защиты от ионизирующего и сверхвысокочастотного излучения. Предлагаемый композиционный материал состоит из: сверхвысокомолекулярного полиэтилена - 50-75 масс.%, пентаборида дивольфрама - 20-30 масс.% и технического углерода УМ-76 - 5-20 масс.%. Изобретение позволяет комбинировать свойства поглощения гамма-, нейтронного и электромагнитного излучения. 3 табл., 1 ил.

Изобретение относится к композиционным материалам, обладающим комбинированными свойствами по защите от гамма-, нейтронного и электромагнитного излучения, в частности к материалам на основе полимерного связующего, в качестве которого используется сверхвысокомолекулярный полиэтилен (СВМПЭ), наполненный радио- и радиационно-защитными неорганическими компонентами. Изобретение может быть использовано для изготовления изделий, применяемых в средствах индивидуальной защиты медицинских и аварийно-спасательных служб, а также в атомной, авиакосмической, атомной отраслях промышленности и в медицине. Особенностью данного материала является способность поглощения быстрых нейтронов полимерной матрицей, которые впоследствии затормаживаются до тепловых нейтронов, в свою очередь пентаборид дивольфрама обладает способностью поглощения тепловых нейтронов и гамма-квантов, а технический углерод, образуя пространственную токопроводящую сеть, поглощает электромагнитное излучение.

Известен многослойный композиционный материал для защиты от электромагнитного излучения (RU 2529494 C1, опубл. 27.09.2014), состоящий из полимерной основы с распределенными в ней частицами сплава системы Fe-Cu-Nb-Si-B. Данный материал отличается тем, что он представляет собой многослойную конструкцию, каждый слой которой выполнен из указанного состава, а содержание частиц сплава в каждом слое составляет 70-90 масс. % и ограничено определенным диапазоном размеров частиц из непрерывного ряда 1-200 мкм с увеличением размерности частиц в каждом последующем слое. Совмещение однослойных композитов в многослойную структуру осуществляется с помощью специальных колландров, обеспечивающих требуемую механическую прочность композиции.

Недостатками данного материала являются:

- сложность конструкции, так как многослойные материалы теряют свои механические свойства по сравнению с монолитными образцами;

- материал не защищает от нейтронного и гамма-излучения.

Известна рентгенозащитная композиция (RU 2415485 C1, опубл. 27.03.2011), содержащая эпоксидное связующее, отвердитель, в качестве которого используется полиаминоамидная смола с аминным числом 280-310 мг КОН/г, и экранирующий порошкообразный наполнитель в виде смеси оксидов кадмия, церия, гадолиния, иттербия и висмута при следующем соотношении компонентов, масс. %: эпоксидное связующее 14,0-17,0; полиаминоамидная смола 10,0-12,0; кадмия оксид 31,0-32,0; церия оксид 31,5-33,0; гадолиния оксид 5,0-6,0; иттербия оксид 0,5-1,0; висмута оксид 3,0-4,0.

Недостатками данного материала являются:

- неспособность защищать на более высоких энергиях;

- не защищает от электромагнитного излучения.

Прототипом является полимерная композиция для радиационной защиты электронных приборов (RU 2530002 C2, опубл 10.10.2014), содержащая полимерное связующее, литий и бор в качестве экранирующих наполнителей (агентов), которая может быть использована для изготовления защитных материалов для биологической защиты, в качестве теневой защиты ядерных энергетических установок, аппаратуры ядерно-опасных объектов. Заявленная композиция содержит в качестве связующего полипропилен и/или полиэтилен, а литий и бор в составе соединения тетрагидридобората лития (ТГБЛ), капсулированного при следующем соотношении ингредиентов, % масс: порошкообразный экранирующий наполнитель - тетрагидридоборат лития не более 5, полиэтилен и/или полипропилен остальное.

Отличием является полимерная матрица и невозможность поглощения электромагнитного излучения.

Технический результат изобретения заключается в комбинации свойств, таких как поглощение гамма-, нейтронного и электромагнитного излучения за счет введения в полимерную матрицу (поглотитель быстрых нейтронов) порошка, состоящего из соединения бора и вольфрама (поглотитель гамма-квантов и тепловых нейтронов) и углеродного компонента (поглотитель электромагнитного излучения). При этом достигается низкий коэффициент потерь на отражение и увеличение коэффициента потерь на поглощение электромагнитного излучения, что является необходимым параметром.

Технический результат достигается следующим образом.

Радио-, радиационно-защитный материал на полимерной основе содержит сверхвысокомолекулярный полиэтилен в качестве матрицы, наполненный порошком пентаборида дивольфрама и технического углерода при следующем соотношении компонентов, масс. %:

Сверхвысокомолекулярный полиэтилен 50-75
Пентаборид дивольфрама 20-30
Технический углерод марки УМ-76 5-20

Изображением поясняется равномерное распределение и хорошее адгезионное взаимодействие наполнителей с полимерной матрицей.

В предлагаемом материале комбинирование свойств по поглощению гамма-, нейтронного и электромагнитного излучения достигается за счет введенного в композит порошка пентаборида дивольфрама с размером частиц 10-20 мкм и технического углерода дисперсностью 5-10 нм. Введение порошка пентаборида дивольфрама в количестве 20-30 масс. % обеспечивает высокий коэффициент поглощения гамма- (200 кэВ - 1,4 МэВ) и нейтронного излучения (Кγ=1,488-1,028 и Kn=4,8-6,13). Введение технического углерода в количестве 5-20 масс. % способствует высокому уровню поглощающих свойств электромагнитного излучения. Эффективное распределение наполнителей в объеме полимерной матрицы обеспечивается за счет ступенчатого введения наполнителей в ходе механического синтеза в высокоэнергетических планетарных мельницах с металлическими мелящими телами. Получение готового продукта необходимой формы из композиции осуществляется методом термопрессования при температуре 170-190°C. Композиционный материал податлив механической обработке, поэтому конечный продукт может изготавливаться практически любой сложной формы.

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

Пример.

В качестве исходных материалов использовались сверхвысокомолекулярный полиэтилен (СВМПЭ) марки GUR 4120, пентаборид дивольфрама (W2B5) с размером частиц 20-30 мкм и порошок технического углерода марки УМ-76, полученный термоокислительным разложением высокоароматизированного сырья и с размером частиц 5-10 нм.

Порошки СВМПЭ, пентаборида дивольфрама и технического углерода проходят предварительную сушку при температуре 110°C. Затем в металлические барабаны планетарной мельницы FRITSCH Pulverisette 5 с металлическими мелящими телами засыпают СВМПЭ с техническим углеродом для создания пространственной токопроводящей сетки, проводят смешивание в течение 30 минут в режиме 5 минут помола 10 минут «отдых». Затем к полученной смеси добавляется порошок пентаборида дивольфрама с теми же режимами смешения. Были получены следующие композиции: пентаборид дивольфрама в количестве 30 масс. %, технический углерод УМ-76 в количестве 5 масс. %, СВМПЭ - остальное; 20 масс. %, технический углерод УМ-76 в количестве 10 масс. %, СВМПЭ - остальное; 30 масс. %, технический углерод УМ-76 в количестве 10 масс. %, СВМПЭ - остальное; 30 масс. %, технический углерод УМ-76 в количестве 20 масс. %, СВМПЭ - остальное. Полученные композиции подвергались термопрессованию при температуре 170-190°C и давлении 20-40 МПа.

На чертеже представлен пример поверхности разрыва композиционного материала, прошедшего механические испытания.

Механические, радио- и радиационно-защитные свойства композитов приведены в таблицах 1, 2, 3.


Композиционный материал на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена для комбинированной радио и радиационной защиты, наполненный пентаборидом дивольфрама и техническим углеродом
Композиционный материал на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена для комбинированной радио и радиационной защиты, наполненный пентаборидом дивольфрама и техническим углеродом
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 171-180 из 335.
20.01.2018
№218.016.186d

Способ получения лигатуры на медно-никелевой основе

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при производстве лигатур на основе меди, никеля, магния и алюминия. При производстве лигатуры шихтовые материалы в виде гранул чистых металлов размером от 1 до 10 мм, таких как никель, медь и магний смешивают в требуемых пропорциях и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002635490
Дата охранного документа: 13.11.2017
13.02.2018
№218.016.20a4

Устройство для повышения тягового усилия локомотива

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта, в частности к устройствам для повышения тягового усилия локомотива. Устройство для повышения тягового усилия локомотива включает систему подачи песка под колеса локомотива, систему дополнительных воздуховодов, расположенных попарно по...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002641611
Дата охранного документа: 18.01.2018
13.02.2018
№218.016.22ce

Способ повышения тягового усилия локомотива

Изобретение относится к рельсовому железнодорожному транспорту, в частности к способам повышения тяговых усилий локомотива. Способ повышения тягового усилия локомотива включает подачу песка под ведущие колеса локомотива непосредственно в место контакта ведущего колеса с рельсом в момент начала...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002641957
Дата охранного документа: 23.01.2018
13.02.2018
№218.016.268e

Способ получения акриловой кислоты

Изобретение относится к одностадийному способу газофазного окисления пропана с образованием акриловой кислоты в присутствии смешанного металлоксидного катализатора в избытке кислорода воздуха по отношению к пропану. Изобретение также относится к области электротехники и может быть...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002644158
Дата охранного документа: 08.02.2018
13.02.2018
№218.016.2694

Способ получения адаптивного износостойкого покрытия ti-al-mo-n для защиты от изнашивания в меняющихся условиях трения

Изобретение относится к составам и способам получения износостойких покрытий для защиты от изнашивания и может быть использовано в парах трения в машиностроении, металлообработке и нефтедобыче. Способ получения износостойкого покрытия на основе TiN с добавлением Мо методом PVD на твердосплавном...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002644094
Дата охранного документа: 07.02.2018
13.02.2018
№218.016.2707

Промежуточный ковш для непрерывной разливки стали

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при обработке стали инертным газом в промежуточном ковше. В промежуточном ковше (3) установлена огнеупорная рафинирующая перегородка (1), разделяющая его полость на приемную (4) и разливочную (5) камеры. Перегородка (1) имеет...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002644095
Дата охранного документа: 07.02.2018
17.02.2018
№218.016.2bc3

Радиоизотопный механо-электрический генератор

Изобретение относится к радиоизотопным механо-электрическим генераторам с пьезоэлектрическим кантилевером. Устройство включает отдельно расположенный радиоизотопный источник постоянного напряжения в виде плоскопараллельного конденсатора, одна обкладка которого, закрепленная на первой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002643151
Дата охранного документа: 31.01.2018
17.02.2018
№218.016.2dd8

Способ фракционирования полидисперсных смесей нано- и микрочастиц

Изобретение относится к области фракционирования полидисперсных смесей нано- и микрочастиц и может быть применено для выделения фракций частиц заданного размерного диапазона. Согласно способу фракционирования полидисперсных смесей нано- и микрочастиц суспензию смеси частиц, приготовленную на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002643539
Дата охранного документа: 02.02.2018
04.04.2018
№218.016.2f1a

Способ определения термостойкости углей к их циклическому замораживанию и оттаиванию

Изобретение относится к метрологии, в частности к способам определения термостойкости углей при их циклическом замораживании и оттаивании. Сущность: осуществляют циклическое замораживание и оттаивание однотипных образцов углей при числе М циклов, равном порядковому номеру соответствующего...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002644615
Дата охранного документа: 13.02.2018
04.04.2018
№218.016.2f5b

Электролизер

Изобретение относится к электролизеру для электрохимического осаждения цинка электролизом водных растворов. Электролизер содержит корпус с расположенными внутри него монополярными электродами - анодами и катодами, и средство периодического реверса тока, выполненное в виде дополнительных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002644715
Дата охранного документа: 13.02.2018
Показаны записи 171-180 из 194.
20.01.2018
№218.016.186d

Способ получения лигатуры на медно-никелевой основе

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при производстве лигатур на основе меди, никеля, магния и алюминия. При производстве лигатуры шихтовые материалы в виде гранул чистых металлов размером от 1 до 10 мм, таких как никель, медь и магний смешивают в требуемых пропорциях и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002635490
Дата охранного документа: 13.11.2017
13.02.2018
№218.016.20a4

Устройство для повышения тягового усилия локомотива

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта, в частности к устройствам для повышения тягового усилия локомотива. Устройство для повышения тягового усилия локомотива включает систему подачи песка под колеса локомотива, систему дополнительных воздуховодов, расположенных попарно по...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002641611
Дата охранного документа: 18.01.2018
13.02.2018
№218.016.22ce

Способ повышения тягового усилия локомотива

Изобретение относится к рельсовому железнодорожному транспорту, в частности к способам повышения тяговых усилий локомотива. Способ повышения тягового усилия локомотива включает подачу песка под ведущие колеса локомотива непосредственно в место контакта ведущего колеса с рельсом в момент начала...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002641957
Дата охранного документа: 23.01.2018
13.02.2018
№218.016.268e

Способ получения акриловой кислоты

Изобретение относится к одностадийному способу газофазного окисления пропана с образованием акриловой кислоты в присутствии смешанного металлоксидного катализатора в избытке кислорода воздуха по отношению к пропану. Изобретение также относится к области электротехники и может быть...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002644158
Дата охранного документа: 08.02.2018
13.02.2018
№218.016.2694

Способ получения адаптивного износостойкого покрытия ti-al-mo-n для защиты от изнашивания в меняющихся условиях трения

Изобретение относится к составам и способам получения износостойких покрытий для защиты от изнашивания и может быть использовано в парах трения в машиностроении, металлообработке и нефтедобыче. Способ получения износостойкого покрытия на основе TiN с добавлением Мо методом PVD на твердосплавном...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002644094
Дата охранного документа: 07.02.2018
13.02.2018
№218.016.2707

Промежуточный ковш для непрерывной разливки стали

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при обработке стали инертным газом в промежуточном ковше. В промежуточном ковше (3) установлена огнеупорная рафинирующая перегородка (1), разделяющая его полость на приемную (4) и разливочную (5) камеры. Перегородка (1) имеет...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002644095
Дата охранного документа: 07.02.2018
17.02.2018
№218.016.2bc3

Радиоизотопный механо-электрический генератор

Изобретение относится к радиоизотопным механо-электрическим генераторам с пьезоэлектрическим кантилевером. Устройство включает отдельно расположенный радиоизотопный источник постоянного напряжения в виде плоскопараллельного конденсатора, одна обкладка которого, закрепленная на первой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002643151
Дата охранного документа: 31.01.2018
17.02.2018
№218.016.2dd8

Способ фракционирования полидисперсных смесей нано- и микрочастиц

Изобретение относится к области фракционирования полидисперсных смесей нано- и микрочастиц и может быть применено для выделения фракций частиц заданного размерного диапазона. Согласно способу фракционирования полидисперсных смесей нано- и микрочастиц суспензию смеси частиц, приготовленную на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002643539
Дата охранного документа: 02.02.2018
04.04.2018
№218.016.2f1a

Способ определения термостойкости углей к их циклическому замораживанию и оттаиванию

Изобретение относится к метрологии, в частности к способам определения термостойкости углей при их циклическом замораживании и оттаивании. Сущность: осуществляют циклическое замораживание и оттаивание однотипных образцов углей при числе М циклов, равном порядковому номеру соответствующего...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002644615
Дата охранного документа: 13.02.2018
04.04.2018
№218.016.2f5b

Электролизер

Изобретение относится к электролизеру для электрохимического осаждения цинка электролизом водных растворов. Электролизер содержит корпус с расположенными внутри него монополярными электродами - анодами и катодами, и средство периодического реверса тока, выполненное в виде дополнительных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002644715
Дата охранного документа: 13.02.2018
+ добавить свой РИД