СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПОЗИЦИОННОГО ИЗДЕЛИЯ

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПОЗИЦИОННОГО ИЗДЕЛИЯ


--- Закажите полную версию данного патента ---
RU (11) 2196747 (13) C2

(51) 7 C03C27/08 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 17.10.2007 - действует 

--------------------------------------------------------------------------------

(14) Дата публикации: 2003.01.20 
(21) Регистрационный номер заявки: 99102861/03 
(22) Дата подачи заявки: 1999.02.15 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 1999.02.15 
(43) Дата публикации заявки: 2001.01.10 
(45) Опубликовано: 2003.01.20 
(56) Аналоги изобретения: RU 2067060 C1, 27.09.1996. SU 235288 А, 30.06.1969. RU 2066635 C1, 20.09.1996. 
(71) Имя заявителя: Пикуль Владимир Васильевич 
(72) Имя изобретателя: Пикуль В.В. 
(73) Имя патентообладателя: Пикуль Владимир Васильевич 
(98) Адрес для переписки: 690068, г.Владивосток, ул. Кирова, 20, кв.23, В.В.Пикулю 

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПОЗИЦИОННОГО ИЗДЕЛИЯ 
Изобретение относится к строительной технике и предназначено для использования в несущих конструкциях в строительстве, судостроении, авиастроении и других отраслях промышленности. Для изготовления композиционного изделия между слоями металла укладывают слои стекломатериала. Полученный пакет листов нагревают до температуры размягчения стекломатериала и обжимают до полного прилегания его слоев по поверхностям соприкосновения. Заключительная операция сводится к выдержке пакета в обжатом положении до соединения листов между собой. Возможно осуществление гибочных работ при остывании пакета для придания изделию требуемой формы. Изобретение обеспечивает повышение прочности и ударостойкости полученного материала, а также уменьшение массы используемого металла в конструкции, изготавливаемой из данного изделия. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к строительной технике и предназначено для несущих конструкций в строительстве, судостроении, авиастроении и других отраслях промышленности.
Известны способы изготовления слоистого композита на основе стекломатериала, при котором формирование композита производится путем сборки из отдельных элементов, склеенных между собой и приклеенных к внешним металлическим листам [1].
Недостатки известных способов заключаются в том, что изготовляемые из стекломатериала композиты обладают низкой ударостойкостью и малой надежностью, определяемой качеством склеивания. Это существенным образом снижает эксплуатационную надежность несущих конструкций из слоистого композита и не позволяет в должной мере использовать известные приемы повышения прочности и ударостойкости стекломатериалов.
Известен способ изготовления слоистого композита на основе стекломатериала в виде трехслойной оболочки, выбранный в качестве прототипа, при котором формирование композита производится путем заливки расплавленной стекломассы в пространство, ограниченное металлическими обшивками, нагретыми до температуры, обеспечивающей надежное соединение их со стекломатериалом. За счет разницы в коэффициентах температурного расширения стеклослой при остывании композита обжимается, что в сочетании с соответствующим температурным режимом позволяет исключить образование поверхностных микротрещин в стеклослое и реализовать в промышленном масштабе известные закономерности многократного повышения прочности и ударостойкости стекломатериала [2].
Недостатки известного способа заключаются в необходимости использования жаростойких конструкционных металлов и в сложности изготовления многослойных композитов малой толщины из-за практических затруднений равномерного заполнения стекломассой глубоких щелей. Тем самым накладываются существенные ограничения на применение в композите высокоэффективных конструкционных металлов с низкой жаростойкостью, и ссужается область применимости композита на основе стекломатериала.
Целью изобретения является создание многослойного композита на основе стекломатериала с использованием металлических облицовок и прослоек, позволяющих реализовать в промышленном масштабе известные закономерности повышения прочности и ударостойкости стекломатериала. без существенных ограничений на жаростойкость металла и толщину композита.
Указанная цель достигается тем, что композит формируют из листов стекломатериала, которые укладывают между металлическими листами, используя стекломатериал с коэффициентом температурного расширения ниже, чем у металлических листов на заданную величину, нагревают пакет листов до температуры, при которой стекломатериал размягчается и приобретает способность надежно соединяться с самим собой и с металлическими листами, обжимают пакет набранных листов до плотного прилегания их поверхностей и выдерживают до надежного соединения слоев композита. Для достижения указанной цели использованы известные свойства стекломатериалов: способность изменять в широких пределах коэффициент температурного расширения за счет введения в жидкую фазу стекломассы небольшого количества специальных добавок, термопластичность и способность стекломассы при температуре 500-600oС надежно соединяться с металлом и другими материалами, нагретыми до той же температуры [3]. Эти свойства стекломатериала позволяют устранить поверхностные микротрещины в листах стекломатериала, обеспечить их надежное соединение с металлическими листами без применения клеевых составов и исключить образование поверхностных микротрещин в стеклянных слоях при формировании композита. Для этого достаточно нагреть пакет набранных листов до соответствующей принятому стекломатериалу температуры и прижать листы до плотного прилегания их поверхностей, выдержав их в таком состоянии до надежного соединения слоев композита. Вследствие размягчения и расширения стекломатериала при нагревании поверхностные микротрещины смыкаются и привариваются по поверхностям соприкасания. Обжатие набранного пакета слоев при соответствующей температуре обеспечивает надежное соединение слоев композита.
При остывании надежно соединенные между собой слои стекломатериала и металла уменьшают свои размеры. Вследствие разницы в коэффициентах температурного расширения металлические слои уменьшаются в большей мере, чем стеклянные, в результате чего происходит сокращение поверхностей стеклянных слоев. Сопротивление стекломатериала сокращению их поверхностей вызывает растяжение металлических слоев и сжатие стеклянных. Металлические слои, сокращая поверхности стеклянных слоев и обжимая последние, препятствуют образованию поверхностных трещин в слоях стекломатериала и уплотняют его. Тем самым устраняется основная причина резкого снижения ударостойкости и прочности стекломатериала, и стекломатериал в составе композита приобретает высокую ударостойкость и прочность.
Таким образом, предлагаемый способ позволяет изготовить многослойный композит любой требуемой толщины, состоящий из чередующихся слоев металла и стекломатериала с внешними металлическими обшивками, в котором все слои надежно соединены друг с другом и слои стекломатериала свободны от поверхностных микротрещин. В составе композита металлические слои растянуты, а слои стекломатериала сжаты. Регулировка меры растяжения металлических и сжатия стеклянных слоев композита осуществляется за счет изменения коэффициента температурного расширения стекломатериала путем введения в жидкую фазу стекломассы специальных добавок в процессе изготовления листов стекломатериала. За счет устранения поверхностных микротрещин и уплотнения слои стекломатериала приобретают повышенную прочность и ударостойкость. Умеренная температура разогрева пакета слоев позволяет использовать для изготовления композита не жаростойкие конструкционные металлы, например, алюминиево-магниевые сплавы. В результате достигается основная цель изобретения.
С целью придания листу композита поверхностной формы при остывании композита производят гибочные работы известными для однородных листов способами. Это позволяет получить листы композита требуемой для инженерного сооружения формы.
Сопоставляемый анализ с прототипом показывает, что заявляемый способ изготовления слоистого композита на основе стекломатериала отличается тем, что композит формируют из листов стекломатериала, которые укладывают между металлическими листами, используя стекломатериал с коэффициентом температурного расширения ниже чем у металлических листов на заданную величину, набирают пакет требуемой толщины, нагревают его до температуры, при которой стекломатериал размягчается и приобретает способность надежно соединяться с самим собой и с металлическими листами, обжимают пакет набранных листов до плотного прилегания их поверхностей и выдерживают до надежного соединения слоев композита; отличается тем, что в процессе остывания композита производят гибочные работы, придавая листам композита требуемую форму поверхности.
Таким образом, заявляемый способ изготовления слоистого композита на основе стекломатериала соответствует критерию "новизна".
Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "существенные отличия".
Изобретение поясняется чертежом, на котором в разрезе представлено схематическое изображение описываемого способа изготовления слоистого композита на основе стекломатериала.
На стол стенда 1 укладывают предварительно подготовленные листы из металла 3, 4, 5 и стекломатериала 6 и 7. При этом используют листы из стекломатериала, у которого коэффициент температурного расширения в полтора раза ниже, чем у металлических листов. Например, при использовании стальных листов с коэффициентом температурного расширения 1110-6 К-1 используют листы из стекломатериала с коэффициентом температурного расширения 7,310-6 К-1. На уложенный пакет листов опускают верхнюю крышку стенда 2. Пакет листов нагревают, например, электроконтактным методом, до температуры, размягчения стекла, например, для системы стекла Na2O - SiO2 до 700oС. Подают давление к верхней крышке стенда 2, которая прижимает пакет листов к столу стенда 1 усилием до 1 атм (~100 кПа), тем самым обеспечивая плотное прилегание поверхностей уложенных листов друг к другу. При температуре размягчения стекла выдерживают пакет листов в течение 20-30 минут тем самым обеспечивая полное устранение поверхностных микротрещин в стеклянных листах и надежное соединение их с металлическими листами. Отключают систему обогрева и переходят к процессу охлаждения композита. Вследствие различия в коэффициентах температурного расширения металлические слои 3, 4, и 5 сокращаются в большей мере, чем слои стекломатериала 6 и 7. Но поскольку слои композита соединены друг с другом, то стекломатериал оказывает сопротивление сокращению металлических слоев, вызывая в них растягивающие напряжения и сжатие своих поверхностей. В результате остывания металлические слои 3, 4, и 5 оказываются растянутыми, а слои стекломатериала 6 и 7 сжаты. Обжатие слоев стекломатериала 6 и 7 при остывании не позволяет образовываться поверхностным микротрещинам и уплотняет слои стекломатериала.
После остывания стенд раскрывают и из него извлекают слоистый композит, в котором стекломатериал заключен между растянутыми металлическими слоями. В случае необходимости придания композитному листу требуемой формы процесс охлаждения совмещают с гибочными работами.
Технико-экономический эффект изобретения заключается в создании слоистого композита на основе стекломатериала, у которого устранены поверхностные микротрещины и произведено его уплотнение. Вследствие этого ударостойкость и прочность стекломатериала повышаются в десятки раз [3]. Заключение стекломатериала между металлическими слоями создает дополнительный технический эффект, исключая непосредственный контакт стекломатериала с окружающей средой и создавая дополнительные барьеры, препятствующие разрушению композита. Многократное повышение прочности и ударостойкости стекломатериала в составе композита позволяет основную долю нагрузки, которая приходится на конструкцию из композита, распределить на стеклянные слои и тем самым уменьшить массу используемого металла и конструкции, изготовленной из стеклометалла. Это позволяет получить существенный экономический эффект, так как сырье, используемое для изготовления стекломатериала, очень дешевое, его запасы практически не ограничены, а энергозатраты на изготовление слоистого композита значительно ниже энергозатрат, которые требуются для изготовления листов из конструкционных металлов большой толщины.
Источники информации

1. Прочные оболочки из силикатных материалов. /Под ред. Г.С.Писаренко. Киев, Наукова думка, 1989, 224 с.
2. Патент РФ 2067060, МКИ В 63 В 3/13. Способ изготовления оболочки прочного корпуса подводного аппарата. /Пикуль В.В. опубл. 27.09.1996.
3. Технология стекла. /Под ред. И.И. Китайгородского. М., Стройиздат, 1967, 564 с. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


1. Способ получения композиционного изделия, включающего слои металлического и неметаллического материалов, причем коэффициент термического расширения неметаллического материала ниже, чем у металлического, отличающийся тем, что в качестве неметаллического материала используют стекломатериал, который в виде листов укладывают между листами из металла, осуществляют нагрев полученного пакета слоев до температуры размягчения стекломатериала, обжимают пакет до полного прилегания его слоев по поверхностям соприкосновения и выдерживают в этом состоянии до соединения листов между собой.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в процессе остывания изделия производят гибочные работы, придавая листам требуемую форму поверхности. 


РИСУНКИ

Рисунок 1




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к СТРОЙИНДУСТРИИ: строительные составы, смеси и композиции для производства строительных материалов и ведения строительных работ, бетон, специальный бетон, добавки для бетона, влияющие на его физические и химические свойства, специальные строительные составы, смеси и композиции обладающие гидроизолирующими, теплозащитными, звукоизоляционными, антикоррозийными, герметизирующими, радиационно-защитными свойствами и способы их получения, лакокрасочные, клеевые составы и композиции, строительные изделия, окна и двери. шторы и жалюзи. фурнитура, гарнитура и комплектующие, устройство кровли, крыш зданий и сооружений кровельные материалы и изделия. приспособления и устройства, устройство покрытий полов. наливные полы. смеси и композиции, строительство и ремонт гидротехнических сооружений, технологии строительства и ремонтно-строительные работы при возведении объектов промышленного и гражданского назначения, новые технологии и способы ведения ремонтно-строительных работ, строительная техника и оборудование для производства строительных материалов и ведения строительных работ.



Новые технологии и изобретения в стройиндустрии




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "и" означает, что будут найдены только те страницы, где встречается каждое из ключевых слов. Например, при запросе "силикатный кирпич" будет найдено словосочетание "силикатный кирпич". При использовании режима "или" результатом поиска будут все страницы, где встречается хотя бы одно ключевое слово ("силикатный" или "кирпич").

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+силикатный -кирпич".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "кирпич" будут найдены слова "кирпич", "кирпичи" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу "кирпич!".


Строительные составы, смеси и композиции для производства строительных материалов и ведения строительных работ | Специальные строительные составы, смеси и композиции обладающие гидроизолирующими, теплозащитными, звукоизоляционными, антикоррозийными, герметизирующими, радиационно-защитными свойствами и способы их получения | Лакокрасочные, клеевые составы и композиции | Строительные изделия | Новые технологии и способы ведения ремонтно-строительных работ | Окна и двери. Шторы и жалюзи. Фурнитура, гарнитура и комплектующие | Устройство кровли, крыш зданий и сооружений кровельные материалы и изделия. Приспособления и устройства | Бетон. Добавки для бетона, влияющие на его физические и химические свойства | Устройство покрытий полов. Наливные полы. Смеси и композиции | Строительство и ремонт гидротехнических сооружений | Технологии строительства и ремонтно-строительные работы при возведении объектов промышленного и гражданского назначения | Строительная техника и оборудование для производства строительных материалов и ведения строительных работ | Способы производства строительных материалов из древесины и отходов деревообработки


Рейтинг@Mail.ru