Изобретения в области нанотехнологий и наноматериалов позволяют добиться значительного эффекта в различных отраслях экономики

Эпоксидная композиция для высокопрочных, щелочестойкихконструкций (RU 2536141)

Изобретение относится к эпоксидной композиции в качестве связующего для получения высокопрочных, тепло-, щелочестойких стеклопластиковых материалов, которые могут быть использованы при изготовлении строительной арматуры для упрочнения бетонных конструкций. Описывается полимерная композиция, содержащая эпоксидный диановый олигомер ЭД-20, изометилтетрагидрофтале-вый ангидрид (изо-МТГФА), катализатор реакции полимеризации – 2,4,6,-трис(диметиламинометил)фенол, а также наноматериалы углеродного типа [1].

Разработка полимерной матрицы композиционного материала – важная технологическая задача, поскольку многие свойства полимер-

ОБЗОР ПАТЕНТОВ НА ИЗОБРЕТЕНИЯ, ПОЛЕЗНЫЕ МОДЕЛИ, ПРОМЫШЛЕННЫЕ ОБРАЗЦЫ ных композиционных материалов определяются матрицей. Путем подбора состава и свойств наполнителя и связующего, их соотношения, ориентации наполнителя можно получить материалы с требуемым сочетанием эксплуатационных и технологических свойств.

Технический результат состоит в повышении механической прочности, модуля упругости, щелочестойкости и температуры стеклования изделий на основе предлагаемой композиции. Технический результат достигается тем, что эпоксидная композиция горячего отверждения в качестве связующего для изготовления стеклопластиковых материалов включает в себя эпоксидный диановый олигомер марки ЭД-20, отвердитель – изо-метилтетрагидрофталевый ангидрид (изо-МТГФА) и катализатор реакции полимеризации. Согласно изобретению в качестве модифицирующей добавки она дополнительно содержит наноматериалы углеродного типа, представляющие собой углеродные нанотрубки (УНТ), либо углеродные нановолокна (УНВ), либо смесь углеродных наноматериалов: фуллерен, нанотрубки, нановолокна (СУНМ), либо сажевый углерод (сажа).

Способ получения наноструктурированной реакционной фольги(RU 2536019)

Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к технологии получения многослойных реакционных фольг. Может использоваться для соединения разнообразных материалов, включая металлические сплавы, керамику, аморфные материалы и чувствительные к нагреву компоненты микроэлектронных устройств [2]. Исходную смесь компонентов подвергают холодной прокатке для придания ей формы ленты. Полученную ленту подвергают плакирующей прокатке между слоями пластичного металла (например, алюминия) с обжатием реакционной смеси от 30 до 60%. Полученная фольга содержит плакирующие наружные слои пластичного металла и внутренние реакционные слои с размером реагентов 10–100 нм. Обеспечивается снижение трудоемкости и энергоемкости, а также возможность получения фольг с заданным запасом энергии и высокими механическими свойствами.

В предложенном изобретении достигаются следующие технические результаты:

                                                             ( к содержанию2)

ОБЗОР ПАТЕНТОВ НА ИЗОБРЕТЕНИЯ, ПОЛЕЗНЫЕ МОДЕЛИ, ПРОМЫШЛЕННЫЕ ОБРАЗЦЫ

• •    получение реакционных фольг в широком диапазоне составов;

• •    получение реакционных фольг с заданным запасом энергии;

• •    получение реакционных фольг с высокими механическими свойствами;

• •    снижение трудоемкости и энергоемкости способа получения реакционных фольг.

Способ получения наноструктурированных реакционных фольг состоит из трех основных операций, которые можно рассмотреть на примере системы Ni–Al.

Сначала исходную смесь порошков никеля и алюминия при молярном отношении реагентов, равном, например 1:1, подвергают высокоэнергетической механической обработке в высокоскоростной планетарно-шаровой мельнице в течение 4–5 минут в атмосфере инертного газа при давлении 1–5 атм. Отношение массы шаров к массе исходной смеси при обработке в высокоскоростной планетарно-шаровой мельнице составляет (5–40):1, диаметр шаров равен 2–8 мм, частота вращения барабанов мельницы равна 1800–2500 об/мин.

На первом этапе полученные таким методом композиционные на-ноструктурированные частицы Ni/Al подвергают холодной прокатке. Данный процесс позволяет придать реакционному порошку форму ленты.

На втором этапе полученную формованную среду реагентов подвергают плакирующей прокатке между слоями пластичного металла (например, алюминия) с обжатием реакционной смеси от 30 до 60%.

Таким образом, полученная наноструктурированная фольга содержит плакирующие наружные слои пластичного металла (в данном примере алюминия) и внутренние – беспористый никель/алюминиевый реакционный с размером реагентов от 10 до 100 нм.

Способ получения наноструктурированных покрытий с эффектом памяти формы на стали (RU 2535432)

Изобретение относится к области металлургии, а именно нанесению покрытий с эффектом памяти формы. Способ получения нано-структурированных покрытий с эффектом памяти формы на стальной поверхности включает нанесение порошка с эффектом памяти формы на основе Ni на стальную поверхность, закалку с нагревом до 1000оC

ОБЗОР ПАТЕНТОВ НА ИЗОБРЕТЕНИЯ, ПОЛЕЗНЫЕ МОДЕЛИ, ПРОМЫШЛЕННЫЕ ОБРАЗЦЫ и последующим охлаждением в жидком азоте, пластическую деформацию полученного покрытия в три этапа при нагреве [3]. После каждого этапа пластической деформации проводят отжиг. Используют порошок с эффектом памяти формы, содержащий компоненты при следующем соотношении, мас.%: Ni – 41–44, Cu – 5–10, Ti – остальное. Перед нанесением покрытия осуществляют предварительную механическую активацию порошка TiNiCu в вакууме. Нанесение порошка осуществляют высокоскоростным газопламенным напылением. Полученное TiNiCu покрытие с эффектом памяти формы обладает повышенными механическими свойствами за счет повышения адгезии, снижения пористости покрытий, а за счет формирования наноструктуры улучшаются пластические свойства покрытия.

Способ интенсификации процесса сжигания низкореакционного угляв котлах ТЭС (RU 2535425)

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано на тепловых электрических станциях. Способ интенсификации процесса сжигания низкореакционного угля в котлах ТЭС включает воспламенение и горение пылеугольного низкореакционного топлива при вводе в процесс горения водной эмульсии с нанодобавкой в виде растворимого таунита. Техническим результатом является увеличение динамики процесса горения и полноты выгорания угля в котлах ТЭС [4].

Достижение технического результата возможно благодаря попаданию в топку котла, посредством сбросных горелок, водной эмульсии с нанодобавкой в виде растворимого таунита. Растворимый таунит посредством терморадиационного и светового воздействия факела в топке котла как фотосенсибилизатор генерирует синглетно-возбужденный кислород. Кислород в высокостабильном синглетном состоянии имеет энергию на 94,2 кДж/моль (0,98 эВ на молекулу) большую, чем в стабильном состоянии, что обеспечивает снижение энергии активации химических реакций горения и повышение скорости окисления органической составляющей угля и, непосредственно, рост скорости процессов воспламенения и горения в целом. Увеличение динамики процесса воспламенения и горения приводит к более полному выгоранию пылеугольного низкореакционного топлива и снижению механического недожога.

ОБЗОР ПАТЕНТОВ НА ИЗОБРЕТЕНИЯ, ПОЛЕЗНЫЕ МОДЕЛИ, ПРОМЫШЛЕННЫЕ ОБРАЗЦЫ

Таким образом, введение в зону горения водной эмульсии с нанодобавкой в виде растворимого таунита позволяет повысить динамику горения и полноту выгорания низкореакционного угля в котлах тепловых электростанций при исключении необходимости использования смешивающих малоэффективных, в данных условиях, устройств, ухудшающих аэродинамику пылепотока и отрицательно влияющих на эффективность процесса горения в целом.

Способ интенсификации процесса сжигания низкореакционного угля в котлах ТЭС, включающий воспламенение и горение пылеугольного низкореакционного топлива, отличающийся тем, что в процесс горения вводят водную эмульсию с нанодобавкой в виде растворимого таунита.

Способ получения нанопорошков металлов с повышеннойзапасенной энергией (RU 2535109)

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению нанопорошков металлов с повышенной запасенной энергией [5]. Может использоваться для повышения реакционной способности нанопорошков при спекании, горении, в энергосберегающих технологиях. Образец нанопорошка металла облучают потоком ускоренных электронов с энергией не более 6 МэВ в вакууме с обеспечением положительного заряда внутренней части частицы металла. Толщина образца не превышает длину пробега электронов. Обеспечивается повышение запасенной энергии на 10–15%.

Дисперсный композиционный материал (RU 2534479)

Изобретение относится к сварке, в частности к изготовлению порошков, используемых для плазменно-порошковой наплавки антифрикционных упрочняющих покрытий при изготовлении износостойких деталей. Дисперсный композиционный материал для наплавки антифрикционных покрытий на основе алюминиевой бронзы содержит, мас.%: 0,5–2,5 нанопорошка оксида алюминия с размером частиц 20–140 нм; порошок алюминиевой бронзы – остальное. Использование композиционного материала позволяет повысить твердость и износостойкость покрытий или сварных соединений [6].

( к содержанию2)

ОБЗОР ПАТЕНТОВ НА ИЗОБРЕТЕНИЯ, ПОЛЕЗНЫЕ МОДЕЛИ, ПРОМЫШЛЕННЫЕ ОБРАЗЦЫ

Способ получения нанопорошков (RU 2534477)

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению нанопорошка. Порошкообразное сырье в виде микрогранул с размером 20–60 мкм, состоящих из частиц сырья с размером 0,1– 3 мкм и связующего компонента, имеющего температуру испарения не более 300оC, в количестве 5–25 мас.%, вводят в поток термической плазмы. Обеспечивается получение нанопорошков, не содержащих примесей частиц сырья [7].

Способ получения нетканого нанокомпозиционного материалана основе полиамида-6 (RU 2533553)

Изобретение относится к способу получения нетканого наноком-позиционного материала, который может быть использован в сфере фильтрации и медицинских целях. Способ получения нетканого материала заключается в том, что в экструдере смешивают исходные компоненты и в реакционной зоне экструдера проводят каталитический синтез полиамида-6. Затем методом электроформования из расплава полиамида-6 получают волокна. Исходная смесь содержит монтмориллонит и ε -капролактам в качестве исходного мономера. Изобретение позволяет уменьшить энергетические затраты на получение нанокомпозиционного материала, уменьшить количество технологических стадий и позволяет регулировать структуру готового материала [8].

Устройство ориентации образца для нанотехнологического комплекса(RU 2533075)

Изобретение относится к области нанотехнологии и может быть использовано в автоматизированных транспортных системах передачи и позиционирования образца в вакууме и контролируемой газовой среде. Устройство содержит средство захвата образца и механизм его перемещения, носитель образца в виде кольца, профилированного по внешней окружности. Средство захвата содержит платформу, две пары роликов, попарно расположенных на противоположных краях платформы и выполненных с элементами взаимодействия с носителем образца, и при-

ОБЗОР ПАТЕНТОВ НА ИЗОБРЕТЕНИЯ, ПОЛЕЗНЫЕ МОДЕЛИ, ПРОМЫШЛЕННЫЕ ОБРАЗЦЫ вод перемещения роликов вдоль горизонтальной оси. Механизм перемещения средства захвата содержит U-образную раму, соединенную с приводом перемещения вдоль вертикальной оси, установленным на основании устройства. U-образная рама своими проушинами охватывает платформу средства захвата образца, и на них порознь установлены привод поворота средства захвата вокруг горизонтальной оси и привод вращения одного из роликов. Устройство позволяет выполнять независимые функции ориентации и переворота образца рабочей поверхностью вверх или вниз, функцию механизма межоперационной передачи образца из одной камеры кластера в другую без переворота и ориентации образца [9].

Способ получения нанодисперсных порошков и устройстводля его реализации (RU 2533580)

Группа изобретений относится к получению нанодисперсного порошка оксида алюминия. Способ включает подачу в предкамеру порошкообразного алюминия и первичного активного газа, их смешивание, воспламенение металлогазовой смеси в предкамере с обеспечением перевода алюминия в газовую фазу за счет самоподдерживающейся экзотермической реакции, подачу образовавшейся смеси в основную камеру сгорания с дожиганием металла в газовой фазе при подаче вторичного активного газа – воздуха – и образованием конденсированных продуктов сгорания. Стенки предкамеры охлаждают и предотвращают налипание на них конденсированной фазы путем подачи в предкамеру химически нейтрального по отношению к алюминию газа. В основную камеру сгорания для охлаждения подают дистиллированную воду. Полученные конденсированные продукты сгорания совместно с дистиллированной водой подают в устройство отбора, затем охлаждают образовавшуюся суспензию конденсированных продуктов сгорания с выделением из нее нанодисперсного порошка оксида алюминия. Часть суспензии после дополнительного охлаждения возвращают в упомянутое устройство отбора. Предложено также устройство для осуществления данного способа. Обеспечивается повышение производительности способа получения нанодисперсного порошка и стабильности работы устройства [10].

ОБЗОР ПАТЕНТОВ НА ИЗОБРЕТЕНИЯ, ПОЛЕЗНЫЕ МОДЕЛИ, ПРОМЫШЛЕННЫЕ ОБРАЗЦЫ

Способ получения ультрадисперсных порошков сплавов(RU 2533622)

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для производства ультрадисперсных порошков сплавов. Способ получения ультрадисперсных порошков сплавов с размерами частиц 5–200 нм и удельной поверхностью 80–170 м2/г включает подачу порошка исходной смеси основного и дополнительного металлов со средним размером частиц 100–150 мкм потоком инертного плазмообразующего газа в реактор газоразрядной плазмы, испарение исходной смеси основного и дополнительного металлов, охлаждение продуктов термического разложения охлаждающим инертным газом и конденсацию полученного ультрадисперсного порошка сплавов в водоохлаждаемой приемной камере. При охлаждении продуктов термического разложения обеспечивают их перемешивание в зоне охлаждения факела электромагнитным полем, создаваемым электромагнитным переме-шивателем, расположенным с внешней стороны зоны охлаждения реактора. Получают ультрадисперсные наноразмерные порошки сплавов с равномерным распределением в них компонентов [11].

Также представляют интерес для специалистов следующие изобретения в области нанотехнологий:

• •    Тонкодисперсная органическая суспензия углеродных металлсодержащих наноструктур и способ ее изготовления (RU 2515858) [12].

• •    Дисперсия углеродных нанотрубок (RU 2494961) [13].

• •    Композиция для армирования строительных конструкций (RU 2493337) [14].

• •    Армированный пластинчатый элемент из природного или конгломератного камня и его многослойное защитное покрытие (RU 2520193) [15].

• •    Способ изготовления чувствительного элемента датчиков газов с углеродными нанотрубками (RU 2528032) [16].

• •    Способ упрочнения металлических изделий с получением нано-структурированных поверхностных слоев (RU 2527511) [17].

ОБЗОР ПАТЕНТОВ НА ИЗОБРЕТЕНИЯ, ПОЛЕЗНЫЕ МОДЕЛИ, ПРОМЫШЛЕННЫЕ ОБРАЗЦЫ

• •    Способ производства микрошариков и микросфер (RU 2527427) [18].

• •    Способ изготовления солнечного элемента и модуль солнечных элементов (RU 2532137) [19].

• •    Способ нанесения наноалмазного материала комбинированной электромеханической обработкой (RU 2530432) [20].

• •    Тандемный солнечный фотопреобразователь (RU 2531767) [21].

• •    Способ получения керамического шликера (RU 2531960) [22].

• •    Способ ультразвуковой финишной обработки деталей из конструкционных и инструментальных сталей и устройство для его осуществления (RU 2530678) [23].

• •    Способ получения стабильных суспензий металлических наночастиц и стабильные коллоидные суспензии, полученные таким способом (RU 2536144) [24].

У важаемые коллеги !

П ри использовании материала данной статьи просим делать библиографическую ссылку на неё :

D ear colleagues !

T he reference to this paper has the following citation format :

ОБЗОР ПАТЕНТОВ НА ИЗОБРЕТЕНИЯ, ПОЛЕЗНЫЕ МОДЕЛИ, ПРОМЫШЛЕННЫЕ ОБРАЗЦЫ