×
14.02.2019
219.016.ba45

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА НА ОСНОВЕ ЛЕДЯНОЙ МАТРИЦЫ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области получения композиционных материалов. Способ получения композиционного материала на основе льда включает послойную наморозку слоев льда из воды в формах. Послойную наморозку слоев льда осуществляют при температуре от минус 10 до минус 17°С, толщина слоя льда при этом не превышает 1,2 мм, интервал времени между заливками не превышает 30 минут. В процессе наморозки слоев льда осуществляют армирование получаемого композиционного материала путем выкладки по меньшей мере двух слоев армирующего компонента, в качестве которого используют нити РУСАР-С по 5 или 25 нитей в слое, на поверхность намороженного слоя с дальнейшей заливкой нового слоя льда. Использование данного способа позволяет обеспечить прочность композиционного материала на основе льда.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области получения композиционных материалов, в которых матрицей выступает лед, а инструментом воздействия на его структуру и свойства являются наполнители (арматура) разного химического состава и морфологии. Данное изобретение может быть использовано для повышения физико-механических характеристик льда при строительстве ледяных переправ, дамб, сооружений и пр.

Лед использовался как строительный материал и даже велись исследования композиционных материалов на основе льда с натуральными растительными наполнителями, в частности, опилками, сообщения о которых были в середине прошлого столетия. При строительстве ледовых дорожных переправ используют искусственное намораживание льда, причем для увеличения выдерживаемой нагрузки в лед вмораживают различные армирующие компоненты (бревна, шпалы, ветки деревьев, стальные тросы и т.д.).

Известен способ усиления ледовых переправ при помощи стальных тросов (RU 2132898 C1, E01D 15/14, опубл. 10.07.1999 г.). В ледяном покрове по обеим сторонам от оси переправы устраивают канавки глубиной меньше толщины ледяного покрова, в которые укладывают стальные тросы. Недостатком данного способа является расположение тросов вверху (в сжатой зоне), что значительно уменьшает прочность переправы.

Известен способ получения многослойного ледового покрытия для керлинга, получаемого последовательным намораживанием слоев толщиной не более 1 мм, с использованием модифицированных высокомолекулярными соединениями растворов (RU 2364806 C1, F25C 3/02, опубл. 20.08.2009 г.), выбранный в качестве прототипа. Недостатком данного способа является отсутствие армирующего компонента, что значительно снижает прочность покрытия.

Техническая задача заявленного изобретения состоит в создании композиционного материала на основе ледяной матрицы, обладающего прочностью на изгиб, превышающей прочность чистого льда (неармированного материала) за счет использования наполнителей.

Технический результат состоит в повышении физико-механических характеристик, прочности на изгиб композиционного материала на основе льда, а также повышении деформационных характеристик.

Для достижения заявленного технического результата предложен способ получения композиционного материала на основе льда, включающий послойную наморозку слоев льда из воды в формах, при этом послойная наморозка слоев льда осуществляется при температуре от минус 10 до минус 17°С, толщина слоя льда при этом не превышает 1,2 мм, интервал времени между заливками не превышает 30 минут, в процессе наморозки слоев льда осуществляют армирование получаемого композиционного материала путем выкладки, по меньшей мере, двух слоев армирующего компонента, в качестве которого используют нити РУСАР-С по 5 или 25 нитей в слое, на поверхность намороженного слоя с дальнейшей заливкой нового слоя льда.

Предпочтительно, в качестве армирующего компонента используют стекловолоконную сетку в шесть слоев равномерно расположенных в объеме образца.

Предпочтительно, в качестве армирующего компонента используют стекловолоконные нити по 10 нитей в слое.

Предпочтительно, в качестве армирующего компонента используют углеродные нити по 10 нитей в слое.

Предпочтительно, в качестве армирующего компонента используют природные волокна в количестве 10 об. %.

Предпочтительно, послойную наморозку слоев льда проводят в формах, выполненных из металлических или полимерных материалов.

Послойная наморозка слоев льда осуществлялась в холодильной камере при температуре от минус 10 до минус 20°С, что позволяет провести достаточно быструю наморозку слоя без образования дефектов, при этом вода послойно заливалась в охлажденные формы, выполненные из металлических (например, алюминиевых сплавов, нержавеющих сталей и т.д.) или полимерных материалов, обеспечивающих необходимые размеры образцов, таким образом, чтобы жидкость равномерно покрывала поверхность, толщина единичного разливаемого слоя не превышала 1,5 мм, при большей толщине слоя возможно образовывание объемных дефектов в образце, что может снижать прочность материала. Интервал времени между заливками не превышал 30 минут и определялся временем, необходимым для полной кристаллизации залитого слоя. В процессе наморозки слоев льда осуществляли армирование получаемого композиционного материала путем выкладки армирующего компонента в заданном количестве на поверхность намороженного слоя с последующей заливкой методом описанным выше. Такой способ армирования позволяет повысить физико-механические характеристики образцов. Влияния армирующего компонента на прочность при изгибе композиционного материала оценивали по диаграмме нагружения, а именно по наличию скачкообразных падений нагрузок, возникающих вследствие разрушения (полного или частичного) материала, остаточной прочности (прочности после разрушения композиционного материала на основе льда) и деформации образцов материала в процессе испытания.

Примеры осуществления.

Пример 1. Получали композиционный материал на основе льда путем заливки слоев воды в алюминиевые формы, в объеме обеспечивающей толщину слоя льда не более 1,5 мм и последующую заморозку слоя льда охлаждением форм с водой в холодильных камерах при температуре от минус 10 до минус 20°С. Армирование материала проводили путем выкладки стекловолоконной сетки в два слоя. Полученный материал обладал прочностью на изгиб 3,44 МПа, при этом разрушение ледяной матрицы и армирующего компонента (стекловолоконной сетки) происходили одновременно, деформация составила 0,5 мм.

Пример 2. Получали композиционный материал на основе льда, армированный стекловолоконной сеткой в шесть слоев равномерно расположенных в объеме образца. Полученный материал обладал прочностью на изгиб 2,31МПа (разрушение ледяной матрицы), остаточная прочность составляла 3,46 МПа, общая деформация при этом составила 1,6 мм.

Пример 3. Получали композиционный материал на основе льда, армированный полимерными нитями РУСАР-С по 5 нитей в три слоя. Полученный материал обладал прочностью на изгиб 2,94 МПа (разрушение ледяной матрицы) остаточная прочность составляла 2,40 МПа, деформация составила 0,5 мм.

Пример 4. Получали композиционный материал на основе льда, армированный полимерными нитями РУСАР-С по 25 нитей в два слоя. Полученный материал обладал прочностью на изгиб 2,51 МПа (разрушение ледяной матрицы) остаточная прочность составляла 6,23 МПа, деформация составила 34,1 мм.

Пример 5. Получали композиционный материал на основе льда, армированный стекловолоконными полимерными нитями по 10 нитей в пять слоев. Полученный материал обладал прочностью на изгиб 2,33 МПа (разрушение ледяной матрицы) остаточная прочность составляла 5,45 МПа, деформация составила 12,5 мм.

Пример 6. Получали композиционный материал на основе льда, армированный углеродными нитями по 10 нитей в два слоя. Полученный материал обладал прочностью на изгиб 3,03 МПа (разрушение ледяной матрицы) остаточная прочность составляла 8,23 МПа, деформация составила 32,9 мм.

Пример 7. Получали композиционный материал на основе льда путем заливки слоев воды в алюминиевые формы, армированный льноволокном объемным содержанием - 10%. Полученный материал обладал прочностью на изгиб 6,32 МПа, при этом разрушение ледяной матрицы и армирующего компонента происходили одновременно, деформация составила 13,5 мм.

Пример 8. Получали композиционный материал на основе льда путем заливки слоев воды в алюминиевые формы, армированный волокнами люфы объемным содержанием - 10%. Полученный материал обладал прочностью на изгиб 3,04 МПа (разрушение ледяной матрицы) остаточная прочность составляла 1,09 МПа, деформация составила 7,8 мм.

Приложение к примерам осуществления

Пример 9. Получали композиционный материал на основе льда путем заливки слоев воды в алюминиевые формы, в объеме обеспечивающей толщину слоя льда не более 1,2 мм и последующую заморозку слоя льда охлаждением форм с водой в холодильных камерах при температуре от минус 10 до минус 17°С. Армирование материала проводили путем выкладки стекловолоконной сетки в два слоя. Полученный материал обладал прочностью на изгиб 2,89 МПа, при этом разрушение ледяной матрицы и армирующего компонента (стекловолоконной сетки) происходили одновременно, деформация составила 0,4 мм.

Пример 10. Получали композиционный материал на основе льда, армированный стекловолоконной сеткой в шесть слоев равномерно расположенных в объеме образца. Полученный материал обладал прочностью на изгиб 2,11 МПа (разрушение ледяной матрицы), остаточная прочность составляла 3,19 МПа, общая деформация при этом составила 1,6 мм.

Пример 11. Получали композиционный материал на основе льда, армированный полимерными нитями РУСАР-С по 5 нитей в три слоя. Полученный материал обладал прочностью на изгиб 2,73 МПа (разрушение ледяной матрицы), остаточная прочность составляла 2,35 МПа, деформация составила 0,4 мм.

Пример 12. Получали композиционный материал на основе льда, армированный полимерными нитями РУСАР-С по 25 нитей в два слоя. Полученный материал обладал прочностью на изгиб 2,40 МПа (разрушение ледяной матрицы), остаточная прочность составляла 5,89 МПа, деформация составила 31,4 мм.

Пример 13. Получали композиционный материал на основе льда, армированный стекловолоконными полимерными нитями по 10 нитей в пять слоев. Полученный материал обладал прочностью на изгиб 2,25 МПа (разрушение ледяной матрицы), остаточная прочность составляла 5,08 МПа, деформация составила 12,3 мм.

Пример 14. Получали композиционный материал на основе льда, армированный углеродными нитями по 10 нитей в два слоя. Полученный материал обладал прочностью на изгиб 2,98 МПа (разрушение ледяной матрицы) остаточная прочность составляла 7,3 МПа, деформация составила 15,5 мм.

Пример 15. Получали композиционный материал на основе льда путем заливки слоев воды в алюминиевые формы, армированный льноволокном объемным содержанием - 10%. Полученный материал обладал прочностью на изгиб 5,07 МПа, при этом разрушение ледяной матрицы и армирующего компонента происходили одновременно, деформация составила 12,5 мм.

Пример 16. Получали композиционный материал на основе льда путем заливки слоев воды в алюминиевые формы, армированный волокнами люфы объемным содержанием - 10%. Полученный материал обладал прочностью на изгиб 2,65 МПа (разрушение ледяной матрицы), остаточная прочность составляла 1,01 МПа, деформация составила 6,7 мм.

Способ получения композиционного материала на основе льда, включающий послойную наморозку слоев льда из воды в формах, отличающийся тем, что послойная наморозка слоев льда осуществляется при температуре от минус 10 до минус 17°С, толщина слоя льда при этом не превышает 1,2 мм, интервал времени между заливками не превышает 30 минут, в процессе наморозки слоев льда осуществляют армирование получаемого композиционного материала путем выкладки по меньшей мере двух слоев армирующего компонента, в качестве которого используют нити РУСАР-С по 5 или 25 нитей в слое, на поверхность намороженного слоя с дальнейшей заливкой нового слоя льда.
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 354.
20.04.2013
№216.012.36e0

Эпоксидная композиция холодного отверждения

Изобретение относится к области создания двухкомпонентных эпоксидных композиций холодного отверждения для изготовления препрегов, которые могут быть использованы в строительстве, а также в авиационной, машиностроительной, судостроительной и других областях техники. Предлагаемая эпоксидная...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002479601
Дата охранного документа: 20.04.2013
27.04.2013
№216.012.3a7d

Состав для получения защитного покрытия на стальных деталях

Изобретение относится к химической поверхностной обработке стальных деталей и может быть использовано при изготовлении валов газотурбинных двигателей, шасси вертолетов и других деталей для защиты от коррозии при эксплуатации в различных климатических условиях, в том числе при повышенных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480534
Дата охранного документа: 27.04.2013
10.06.2013
№216.012.489a

Сплав на основе титана

Изобретение относится к цветной металлургии, а именно к производству титановых сплавов, и может быть использовано в конструкциях, работающих при температурах до 650°С, например для деталей корпуса и статорных лопаток компрессора высокого давления газотурбинных двигателей. Сплав на основе титана...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484166
Дата охранного документа: 10.06.2013
10.06.2013
№216.012.489b

Сплав на основе интерметаллида nial и изделие, выполненное из него

Изобретение относится к области металлургии, а именно к производству сплавов на основе интерметаллида NiАl и изделиям, получаемым из них методом направленной кристаллизации, с монокристаллической или столбчатой структурами, например лопаток газовых турбин, работающих при температурах до 1200°С....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484167
Дата охранного документа: 10.06.2013
27.07.2013
№216.012.59cf

Эпоксидная композиция для изготовления изделий из полимерных композиционных материалов методом вакуумной инфузии

Изобретение относится к эпоксидным композициям холодного отверждения и может быть использовано для изготовления конструкций, в том числе крупногабаритных, из полимерных композиционных материалов (ПКМ) методом вакуумной инфузии в областях техники. Эпоксидная композиция включает эпоксидную...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488612
Дата охранного документа: 27.07.2013
27.08.2013
№216.012.6531

Устройство для неразрушающего контроля труднодоступных элементов конструкции

Использование: для неразрушающего контроля труднодоступных элементов конструкции. Сущность: заключается в том, что устройство для неразрушающего контроля труднодоступных элементов конструкции включает приводной блок, имеющий, по крайней мере, один магнит, расположенный на внешней поверхности...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002491542
Дата охранного документа: 27.08.2013
10.09.2013
№216.012.670a

Способ получения монокристаллических изделий из никелевых жаропрочных сплавов с заданной кристаллографической ориентацией

Изобретение относится к металлургии. Способ включает отливку монокристаллической заготовки произвольной кристаллографической ориентации, ее травление на макроструктуру, определение ориентации заготовки как угла между ее геометрической осью и плоскостью выбранной кристаллографической ориентации,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492025
Дата охранного документа: 10.09.2013
10.09.2013
№216.012.670b

Устройство для получения отливок с направленной и монокристаллической структурой

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано для получения лопаток стационарных ГТД и ГТУ, створок и проставок реактивного сопла, дисковых заготовок. Устройство содержит вакуумную камеру с торцевыми крышками, индукционную плавильную печь, печь подогрева литейных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492026
Дата охранного документа: 10.09.2013
10.09.2013
№216.012.670d

Способ получения металлического порошка

Изобретение относится к порошковой металлургии, а именно к получению мелкодисперсных металлических порошков заданного гранулометрического состава. Может использоваться для соединения, ремонта и изготовления деталей газотурбинных двигателей (ГТД), двигателей внутреннего сгорания, применяемых в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492028
Дата охранного документа: 10.09.2013
27.09.2013
№216.012.6e9a

Способ получения высокоармированного композиционного материала al-sic и изделие, полученное на его основе

Изобретение относится к способам получения композиционных материалов для теплоотводящих оснований полупроводниковых приборов, в частности, композиционного материала Al-SiC, имеющего металлическое покрытие, и изделиям, полученным с использованием этих материалов. Способ включает пропитку порошка...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002493965
Дата охранного документа: 27.09.2013
Показаны записи 1-10 из 340.
10.01.2013
№216.012.18ce

Клеевая композиция

Изобретение относится к клеевой композиции для крепления резин на основе полярных и неполярных каучуков между собой и к металлам в изделиях авиационной, автомобильной промышленности и судостроения. Клеевая композиция включает бутадиеннитрильный каучук, фенолоформальдегидный олигомер,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471842
Дата охранного документа: 10.01.2013
10.01.2013
№216.012.18fb

Способ нанесения покрытия для защиты от высокотемпературного окисления поверхности внутренней полости охлаждаемых лопаток турбин из безуглеродистых жаропрочных сплавов на основе никеля

Изобретение относится к области металлургии, а именно к способам получения жаростойких хромоалюминидных покрытий, и может быть использовано в авиационном и энергетическом турбиностроении. Проводят насыщение поверхности внутренней полости лопатки углеродом путем заполнения внутренней полости...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471887
Дата охранного документа: 10.01.2013
20.04.2013
№216.012.36e0

Эпоксидная композиция холодного отверждения

Изобретение относится к области создания двухкомпонентных эпоксидных композиций холодного отверждения для изготовления препрегов, которые могут быть использованы в строительстве, а также в авиационной, машиностроительной, судостроительной и других областях техники. Предлагаемая эпоксидная...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002479601
Дата охранного документа: 20.04.2013
10.06.2013
№216.012.489b

Сплав на основе интерметаллида nial и изделие, выполненное из него

Изобретение относится к области металлургии, а именно к производству сплавов на основе интерметаллида NiАl и изделиям, получаемым из них методом направленной кристаллизации, с монокристаллической или столбчатой структурами, например лопаток газовых турбин, работающих при температурах до 1200°С....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484167
Дата охранного документа: 10.06.2013
27.07.2013
№216.012.5951

Способ изготовления полых изделий из композиционных материалов

Изобретение относится к области технологии формования конструкций из полимерных композиционных материалов, предназначенных для изготовления быстровозводимых арочных мостов, при сооружении тоннелей, ангаров и других строительных конструкций. Согласно способу заполняют газом надувную внутреннюю...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488486
Дата охранного документа: 27.07.2013
27.07.2013
№216.012.59cf

Эпоксидная композиция для изготовления изделий из полимерных композиционных материалов методом вакуумной инфузии

Изобретение относится к эпоксидным композициям холодного отверждения и может быть использовано для изготовления конструкций, в том числе крупногабаритных, из полимерных композиционных материалов (ПКМ) методом вакуумной инфузии в областях техники. Эпоксидная композиция включает эпоксидную...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488612
Дата охранного документа: 27.07.2013
10.09.2013
№216.012.670b

Устройство для получения отливок с направленной и монокристаллической структурой

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано для получения лопаток стационарных ГТД и ГТУ, створок и проставок реактивного сопла, дисковых заготовок. Устройство содержит вакуумную камеру с торцевыми крышками, индукционную плавильную печь, печь подогрева литейных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492026
Дата охранного документа: 10.09.2013
10.09.2013
№216.012.670d

Способ получения металлического порошка

Изобретение относится к порошковой металлургии, а именно к получению мелкодисперсных металлических порошков заданного гранулометрического состава. Может использоваться для соединения, ремонта и изготовления деталей газотурбинных двигателей (ГТД), двигателей внутреннего сгорания, применяемых в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492028
Дата охранного документа: 10.09.2013
27.09.2013
№216.012.6e9a

Способ получения высокоармированного композиционного материала al-sic и изделие, полученное на его основе

Изобретение относится к способам получения композиционных материалов для теплоотводящих оснований полупроводниковых приборов, в частности, композиционного материала Al-SiC, имеющего металлическое покрытие, и изделиям, полученным с использованием этих материалов. Способ включает пропитку порошка...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002493965
Дата охранного документа: 27.09.2013
20.12.2013
№216.012.8d24

Способ получения нанодисперсного фторопласта

Изобретение относится к получению нанодисперсного фторорганического материала, который может быть использован в качестве твердой смазки, а также в составе композиций для приборов, устройств, машин и механизмов, в том числе, масляных композиций для двигателей и трансмиссий автомобилей. Способ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002501815
Дата охранного документа: 20.12.2013
+ добавить свой РИД