Материалы

Новое электродное покрытие

Покрытие для сварочного электрода изобрели в Институте порошковой металлургии Национальной академии наук Беларуси (отечественный патент №12922, МПК-2009: В23К35/365; авторы изобретения: З.Игнатович, О.Клюшня, Д.Олешкевич, А.Никитина, Л.Астрейко; заявитель и патентообладатель: это Государственное научное учреждение. Изобретение может использоваться в производстве электродов для ручной дуговой сварки углеродистых и низколегированных сталей.
 

 
Конечной целью, поставленной перед собой авторами, являлось улучшение технологичности изготовления сварочных электродов, повышение качества и улучшение условий проведения сварочных работ.
 

 
Запатентованное электродное покрытие содержит в строгих пропорциях следующие ингредиенты: рутил, мрамор, ферромарганец, полевой шпат, электродную целлюлозу и слюду.
 
Поясняется, что содержание шлакообразующих компонентов (рутила, мрамора, слюды и полевого шпата) в электродном покрытии выбрано авторами в пределах, обеспечивающих минимальную температуру плавления шлаковой фазы и необходимую газовую защиту при сварке. Применение указанных компонентов вне запатентованных пределов приводит к крайне нежелательному резкому повышению температуры плавления шлака и к «вредоносным» изменениям его вязкости и величины поверхностного натяжения на границе шлак-металл. Введение ферромарганца в покрытие обеспечивает раскисление и легирование наплавлавляемого металла.
 

 
Введение слюды с одновременным увеличением содержания рутила стабилизирует горение дуги. Кроме того, слюда облегчает процесс прессования электродов, является дополнительным шлакообразующим элементом.
 
Сейчас не так много специализированных магазинов, в которых можно и купить компьютерную технику и комплектующие, а также произвести ремон, так вот москомпьютерс один из тех магазинов предоставляющий сразу весь спектр услуг.
Электроды авторы изготавливали путем нанесения запатентованного покрытия на стальные стержни методом опрессовки. В качестве связующего они использовали калиево-натриевое жидкое стекло. Испытания технологических свойств полученных электродов проводили в соответствии с ГОСТ. Убедительно показано, что оптимальный состав ингредиентов нового электродного покрытия обеспечивает легкое ведение процесса сварки, минимальное разбрызгивание металла, отсутствие пор в наплавленном металле. Кроме того, изготовленные электроды обеспечивают ведение процесса сварки как на постоянном, так и на переменном токе.

Новые слоистые композиционные материалы

Слоистые материалы, предназначенные для изготовления нейтральных светофильтров, можно успешно производить в нашей республике двумя способами, изобретенными дружным творческим коллективом в составе А.Кравцевича, Т.Ковапевской, М.Игнатовского, А.Свиридёнка и А.Крауклиса (патент РБ на изобретение №14217, МПК (2009): В32В17/06, G02B5/22; заявитель и патентообладатель: Государственное научное учреждение «Научно-исследовательский центр проблем ресурсосбережения НАН Беларуси»). Изготавливаемые новыми способами нейтральные светофильтры, как подчеркивают авторы, могут быть применимы в производстве мониторов, светозащитных козырьков, защитных щитков шлемов, стекол спортивных самолетов, в оптической промышленности и научных исследованиях.
Задача, на решение которой были направлены усилия авторов, состояла в стабилизации значений коэффициента пропускания слоистого композиционного материала в пределах диапазона допустимой неравномерности 27 %, а также в упрощении и удешевлении технологии получения этого материала. Согласно первому из запатентованных способов, в водный раствор поливинилового спирта вводят светопоглощающую добавку в виде углеродного наноматериала. Полученную суспензию подвергают ультразвуковой обработке, отстаивают и равномерно наносят на горизонтальную подложку из листового органического стекла. После сушки получают блок, состоящий из органического стекла и светопоглощающей полимерной пленки толщиной 50-140 мкм.
Согласно второму запатентованному способу, отстоявшуюся предварительно обработанную ультразвуком суспензию поливинилового спирта и углеродного наноматериапа наносят на горизонтальную поверхность уже силикатного стекла. После сушки полученную полимерную пленку толщиной 55-90 мкм отделяют и закрепляют между двумя пластинами листового органического стекла.
Из полученных слоистых материалов, имеющих равномерную серую окраску, в дальнейшем можно вырезать нейтральные светофильтры с требуемыми формами и размерами.
Применяемый для приготовления суспензии светопоглощающий углеродный наноматериал, как поясняется авторами, представляет собой продукт разложения метана в плазме высоковольтного разряда и состоит из аморфного углерода, углеродных нановолокон и углеродных нанотрубок. Этот наноматериал производят в Институте тепло- и массообмена имени А.В.Лыкова НАН Беларуси.
Новые слоистые композиционные материалы, наряду с прочими их достоинствами, позволяют полностью отсечь ультрафиолетовую составляющую проходящего через них света вплоть до длины волны 340 нм.

Больше выход искусственных алмазов

Оригинальный синтез алмазов фракций «28/20-10/7», на основе которых в дальнейшем изготавливается алмазный инструмент, проводят Геннадий Говор, Александр Вечер и Владимир Дубровенский (патент РБ на изобретение №13553, МПК (2009): С30В29/04, В01J3/0G; заявитель и патентообладатель: Государственное научно-производственное объединение «Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по материаловедению»).
Предложенный авторами способ получении алмазов фракций «28/20-10/7» включает: 1) приготовление шихты с определенным средним размером ее частиц, состоящей из порошка графита, порошка никель-марганцевого катализатора и специальной добавки; 2)помещение приготовленной шихты в контейнер с инертной газовой средой; 3) облучение шихты в таком контейнере в течение небольшого времени высокочастотным электромагнитным полем для ее предварительною прогревания; 4) изымание шихты из контейнера и ее охлаждение до комнатных температур; и, далее уже как водится по «классике» — 5) воздействие на шихту высокими давлением и температурой.
Для реализации пункта 5. из шихты под давлением 0,5 МПа прессуют заготовки и вставляют их в центральное отверстие известного контейнера высокого давления. Далее этот контейнер устанавливают в центральное углубление известной камеры высокого давления и подвергают изотермическому сжатию в течение 30 сек при величине давления 5.5 ГПа и температуре 1500 ‘С. В этих термобарических условиях и происходит синтез алмазов отмеченных выше фракций. Продукт синтеза получается в виде спека. Полученные спеки дробят в щековой дробилке до размера 1-2 мм и затем продукт дробления подвергают известной химической обработке с целью выделения собственно порошка алмаза.
«Изюминка» изобретения состоит в слаженности подбора среднего размера частиц приготавливаемой шихты, частоты и мощности воздействующего на нее высокочастотного электромагнитного излучения, времени этого воздействия в условиях инертной газовой среды. Авторами экспериментально установлено, что облучение шихты высокочастотным электромагнитным излучением в подобранных технологических условиях изменяет общее состояние ингредиентов исходной шихты таким образом, что при ее дальнейшей «классической» обработке высокими давлением и температурой наблюдается повышенный выход наиболее дефицитных порошков алмаза — порошков фракций «28/20-10/7».
Использование запатентованного способа, как утверждают авторы, позволяет увеличить выход микропорошков искусственных алмазов, в сравнении с прототипом при идентичных условиях синтеза, в среднем с 15-20 до 55-65%.
А это — немало!

Магнитная полимерная композиция

Адгезивная полимерная композиция с магнитными свойствами изобретена в Гомельском государственном техническом университете имени П.О.Сухого (патент РБ на изобретение №14233, МПК (2009): C09J9/00; авторы: Д.Белый, В.Павлов, Е.Подденежный, А.Бойко; заявитель и патентообладатель: это Учреждение образования).
Изобретение относится к составам полимерных композиций (клеев, компаундов, герметиков), обладающих магнитными свойствами, и может найти применение при производстве и ремонте электрооборудования, в частности при изготовлении магнитопроводов, для склеивания сердечников катушек дросселей, трансформаторов, электромагнитов и т.п.
Задачей изобретения, на решение которой были направлены усилия авторов, являлось создание полимерной композиции с высокой адгезионной прочностью и микротвердостью.
Заявленная полимерная композиция включает в свой состав полимерное связующее и наноразмерные частицы магнитного материала, стабилизированные поверхностно-активным веществом. Ее отличие от композиции-прототипа заключается в том, что в качестве полимерного связующего она содержит смесь полиметилфенилсилоксанового лака с эпоксидной смолой, а в качестве наноразмерных частиц магнитного материала — частицы оксида железа размером
100-200 нм, стабилизированные амином (например, моноэтаноламином или гексаметилентетрамином). Всё — при строгом соотношении компонентов.
Отмечается, что адгезионное сцепление нового композиционного материала с металлом и микротвердость у заявленного композиционного материала значительно выше, чем у прототипа изобретения. К тому же время же его полного затвердевания в 3,5 раза меньше. Новый композиционный материал, в отличие от прототипа, можно наносить на поверхности деталей без их предварительного подогрева.

 

Абразивную стойкость повысили в 10 раз!

Сверхтвердые материалы поликристаллического типа с повышенной прочностью, термической и абразивной стойкостью могут изготовить в Научно-практическом центре Национальной академии наук Беларуси по материаловедению из шихты разработанного здесь состава (патент РБ на изобретение №14073, МПК (2009): C30B29/10, C04B35/528, C04B35/583; авторы изобретения: Л.Ракицкая, Н.Аниченко; заявитель и патентообладатель: это Государственное научно-производственное объединение).
 

 
Новая шихта включает в свой состав алмаз, кубический нитрид бора (КНБ), металл (выбранный из группы — алюминий, хром, марганец), графит и/или графитоподобный нитрид бора в определенных пропорциях.
 
Поясняется, что введение в шихту графита и/или графитоподобного нитрида бора позволяет получать поликристаллы, в которых отдельные частицы сверхтвердого материала образуют жесткий каркас из «сросшихся» между собой зерен алмаза и КНБ со связью алмаз-алмаз, алмаз-КНБ, КНБ-КНБ. Именно такой каркас, по мнению авторов, проводивших качественный рентгеновский анализ полученной субстанции, ответственен за повышение прочности и износостойкости сверхтвердого материала. Зачастую в пределах столичных регионов осуществляется продажа участков, на которых уже используется новая технология абразивных веществ.
 
Поликристаллический сверхтвердый материал получают методом прессования шихты под высоким давлением с одновременным ее нагреванием. Схема взаимодействия компонентов шихты между собой и образующимися при этом химическими продуктами довольно сложна. В процессе нагрева заготовки под высоким давлением нитрид бора при взаимодействии с металлом образует нитрид металла и свободный бор. Далее бор взаимодействует с избыточным металлом, давая при этом соответствующий борид металла. Бор также взаимодействует с углеродом и превращается карбид бора. Образующийся нитрид металла инициирует превращение графитоподобного нитрида бора в КНБ, а свободный бор и карбид бора инициируют превращение графита в алмаз. Находящиеся в «межзерновом пространстве» алмаз и кубический нитрид бора связывают отдельные зерна между собой, образуя жесткий каркас, пустоты в котором заполнены другими продуктами взаимодействия.
 
Проведенными механическими испытаниями показано, что по сравнению с известными техническими решениями применение новой шихты для получения поликристаллических сверхтвердых материалов обеспечивает увеличение их абразивной стойкости, прочности к одноосному сжатию и термостойкости, соответственно, в ~10, ~1,7 и ~1,3 раза.

 

Новое боросиликатное стекло

Особое боросиликатное стекло для изготовления изделий, использующихся в условиях резкого перепада температур, таких, например, как бытовая посуда для СВЧ-печей, изобрели Л.Папко и И.Левицкий из Белорусского государственного технологического университета (патент Республики Беларусь на изобретение №14295, МПК (2009): C03C3/076; заявитель и патентообладатель: упомянутое Учреждение образования).

 
Существует ряд недостатков известных технологий производства стекол, использующихся для изготовления посуды подобного назначения, среди которых авторы заметили следующие: ненужное окрашивание стекла чрезмерным содержанием в нем оксида железа; излишне высокие температуры варки стекла; введение в качестве ускорителей варки соединений фтора, являющихся токсичными компонентами; широкий температурный интервал формования стеклянных изделий, вследствие чего увеличивается время формования и снижается производительность формующего оборудования; недопустимо высокая степень миграции вредных веществ (например, бора или алюминия) в пищу и другие.
 
Эти недостатки устранены данным изобретением, согласно которому боросиликатное стекло содержит оксиды кремния, бора, алюминия, кальция, магния, натрия, калия и железа в иных, чем в известных стеклах, пропорциях. Но самая «изюминка» изобретения состоит во введении в состав стекла оксида бария.
 
Авторами убедительно показано, что оксид бария оказался здесь как нельзя к стати для снижения температуры плавления стекла и повышения его температурного коэффициента линейного расширения, для повышения его плотности и показателя преломления, для уменьшения температурного интервала его формования и снижения миграции бора и алюминия в приготавливаемую пищу.
 
В качестве сырьевых источников для изготовления образцов стекол авторы использовали кварцевый песок, борную кислоту, глинозем, мел, доломит, соду кальцинированную, калиевую селитру и углекислый барий. Температура варки стекла составляла 1530 ± 10 °С.
 
Потребительские свойства полученных стекол определены по стандартным методикам стекольного производства. При этом использовались различные сертифицированные приборы, например, дилатометр DIL-402-PC фирмы «Netzsch» и вискозиметр модели Orton-BBV-1000. Показательно, что последний рекомендован для определения характеристических точек отжига и трансформации стекол в соответствии со спецификацией С-598 Американского общества по испытанию материалов. Интересно, что вся элитная недвижимость в турции обладает приборами, которые содержат боросиликатное стекло, потому что установка такого терма стекла в квартирах является наиболее приемлемым вариантом  при установке камина.
 
Степень миграция бора и алюминия из стеклянных изделий определялась после их обработки 4 %-ным раствором уксусной кислоты фотометрическим методом.По показателям термической и химической стойкости запатентованное стекло не уступает прототипу. Допустимые количества мигрирующих элементов бора и алюминия составляют не более 0,5 мг/дм3, в то время как прототип имеет повышенный уровень их миграции в кислые среды.
 
Авторы надеются, что данное изобретение будет широко внедрено в Беларуси, что решит проблему импортозамещения по данному виду изделий.

 

Благородные металлы из отходов

Запатентован в Беларуси способ извлечения благородных металлов из глинисто-солевых отходов — шламов калийных производств, содержащих хлориды щелочных и щелочноземельных элементов (патент РБ №14311, МПК (2009): C22B11/00, C22B1/14, C22B3/00; авторы изобретения: В.Синегрибов, А.Сметанников, Т.Юдина, П.Новиков, И.Логвиненко, А.Красноштейн; заявитель и патентообладатель: Закрытое акционерное общество «УРАЛКАЛИЙ-ТЕХНОЛОГИЯ» (Россия).
Способ реализуют посредством проведения следующих операций. Из концентрата, полученного при обогащении глинисто-солевых отходов — шламов предприятий, перерабатывающих калийные руды и каменную соль, представляющего собой сгущенную пульпу, без дальнейшей отмывки хлоридов выделяют нерастворимый остаток и его гранулируют. Полученные гранулы сушат и затем обжигают при температуре 500-950 °С. После этого проводят выщелачивание благородных металлов из огарка раствором соляной кислоты и извлечение их из остатка пульпы сорбцией на смоле АМ-2Б.
Как утверждают авторы изобретения, при использовании разработанного ими способа можно максимально извлечь металлы платиновой группы, золота и серебра из указанного выше минерального сырья, причем — по упрощенной схеме и при сниженном расходе воды за счет отказа от операций избыточной отмывки хлоридов.  

Уменьшили затраты, повысили качество

Способ активирования дорожных минеральных материалов в асфальтобетонных смесях для улучшения сцепления минерального наполнителя с битумом изобрели в Белорусском национальном техническом университете (патент РБ №14303, МПК (2009): C04B14/00; авторы изобретения: Я.Ковалев, С.Будниченко, Г.Чепцов).
Техническая задача изобретения — уменьшение затраты времени на обработку минерального материала и повышение качества дорожных покрытий за счет увеличения сцепления минерального материала с вяжущим.
Для достижения цели минеральный материал предварительно нагревают до температуры 200 °С, после чего его перемешивают с торфом в специальном смесителе. Температура нагревания выбрана авторами изобретения, исходя из анализа проведенных ими экспериментальных исследований.
Поясняется, что в результате контакта горячего минерального материала с торфом происходит пиролиз последнего, в результате чего образуется аэрозоль, содержащий торфяную смолу, воду и другие химические вещества. Сообщается также о том, что продукты пиролиза, оседая на поверхности минерального материала, проникают в его приповерхностную микропористую структуру. В конечном итоге образуется тонкий и прочно связанный с поверхностью минерального материала слой торфяной смолы, который достаточно гидрофобен и имеет химическое сродство с битумом. Это обеспечивает хорошую «смачиваемость» минерального материала битумом и большую величину адгезии, что приводит к повышению качества асфальтобетона. Для активирования можно использовать любой тип торфа, но наилучший результат достигается, как утверждают авторы, при применении верховой его разновидности.  

Состав шихты для изготовления стекла

Состав шихты для изготовления стекла изобретен А. Рубцом, А. Лянцевичем, Т. Быстровой и М. Шут. Среди недостатков известных составов шихты для варки стекол авторы усмотрели следующие: часто в шихту добавляют дорогостоящие синтетические составляющие; случается также, что используемая шихта приводит к неэкономичности всего процесса стекловарения.
Интенсификация процесса стекловарения и повышение его экономичности – задача, решенная данным изобретением. Предложенный состав шихты для изготовления стекла содержит в строго определенных пропорциях: кварцевый песок, мел, доломит, алюмосодержащие компоненты, соду кальцинированную и плав соды кальцинированной, являющийся отходом производства капролактама.
Изобретение несет немаловажные выгоды: 1) поскольку оптовая цена плава соды кальцинированной значительно ниже оптовой цены самой соды, то снижается себестоимость шихты, 2) использование плава соды позволяет с выгодой утилизировать отходы производства капролактама, 3) улучшается качество оттенка стекла за счет содержания в плаве окислов железа, превращающихся при варке в его сульфат. (Патент Республики Беларусь №10615, МП К: С03С6/00; заявитель и патентообладатель: ОАО «Гродненский стеклозавод»).

Усовершенствовали модификацию волокон

Успешно модифицировать химические волокна и нити позволяет устройство, которое предложили изобретатели Л.Пинчук, В. Гольдаде, Н. Винидиктова. И. Борисевич, С. Герасименко, Л. Шустов и В. Сыцко (патент Республики Беларусь № 11662, МПК: D01D10/00, D01D11/10; заявитель и патентообладатель: Государственное научное учреждение «Институт механики металлополимерных систем имени В. А. Белого Национальной академии наук Беларуси»).
Прототипом изобретения является устройство для изготовления бактерицидного акрилового волокна, описанное в патенте Японии № 2841092 (МПК: D01F6/54). В Стране Восходящего Солнца с помощью тянущих роликов волокно пропускают через ванну с замасливателем, подвергают ориентационной вытяжке на вытяжном стане, термообработке в паровой камере, а затем методом погружения или распыления обрабатывают волокно модифицирующей жидкостью, после чего его пропускают через камеру отпуска.
Усовершенствованное белорусскими учеными устройство, как показано авторами, позволяет: 1) обеспечить контакт модифицирующей жидкости с волокнами во время их ориентационной вытяжки, 2) минимизировать расход модифицирующей жидкости, 3) обеспечить полное смачивание поверхности волокон.
В качестве примера реализации предложенной конструкции авторы привели созданное ими устройство для модифицирования ПЭТФ-волокон раствором триклозана, обладающим бактерицидными свойствами. Устройство успешно прошло испытания на штапельном агрегате ОАО «Могилевхимволокно».