Патенты автора Шляпин Сергей Дмитриевич (RU)
Изобретение относится к получению композиционного материала алюминий – сталь. Способ включает формирование многослойной заготовки путем чередования алюминийсодержащих слоев и слоев стальной сетки, уплотнение многослойной заготовки прессованием и ее термообработку с получением композиционного материала. В качестве алюминийсодержащих слоев чередуют слои, выполненные из засыпки алюминиевого порошка с пластинчатой формой частиц, в качестве стальной сетки используют сетку с размерами ячеек 3-5 мм, сплетенную из троса диаметром 0,8-1,0 мм, при этом соотношение толщины слоев алюминиевого порошка и толщины стальной сетки в многослойной заготовке составляет от 2:1 до 3:1. Уплотнение многослойной заготовки прессованием проводят под давлением 700-1000 МПа, а термообработку - на воздухе при температуре 550-600°С в течение 15-30 минут. Обеспечивается получение композиционного материала с плотностью 2,60-2,85 г/см3, ударной вязкостью KCU (5-8)⋅106 Дж/м2. 3 ил., 1 табл., 3 пр.
Способ получения высокопористого остеоинтегрирующего покрытия на имплантатах из титановых сплавов // 2641594
Изобретение относится к металлургии, а именно к способам получения имплантатов из титановых сплавов с остеоинтегрирующим покрытием. Способ получения высокопористого остеоинтегрирующего покрытия на имплантатах из титановых сплавов включает термодиффузионное водородное насыщение имплантата и вакуумный отжиг. Перед термодиффузионным водородным насыщением и вакуумным отжигом на поверхность имплантата диффузионной сваркой наносят пористое покрытие путем приварки при температуре 850-950°С к поверхности имплантата из титановых сплавов волокон из титанового сплава, водородное насыщение проводят при температуре 600-650°С до концентрации водорода 0,5-0,8 мас. %, а последующий вакуумный отжиг - до концентрации водорода не более 0,008 мас. %. Повышается усилие среза покрытия с монолитной основы при сохранении ее структуры и свойств. 3 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл., 8 пр.
Изобретение относится к получению композиционного материала Al2O3 - А1. Способ включает гранулирование алюминиевого порошка, состоящего из частиц пластинчатой формы со стеариновым покрытием, прессование заготовки из гранулированного порошка и ее спекание. Гранулирование проводят путем термообработки порошка на воздухе при температуре 375-380°С в течение 3-5 ч и его последующей термообработки в вакууме при температуре 620-650°С в течение 1-2 ч, прессование заготовки проводят под давлением 500-1000 МПа, а спекание заготовки проводят при температуре 570-600°С в течение 1-2 ч. Обеспечивается увеличение относительной плотности и удельной эффективной работы разрушения композиционного материала. 1 з.п. ф-лы, 3 ил., 3 пр.
Изобретение относится к технологии пористых керамических материалов и может быть использовано для изготовления изделий, эксплуатируемых в качестве высокотемпературной теплоизоляции (или теплозащиты), термостойкого огнеприпаса, носителей катализаторов, фильтров для очистки жидких и газовых сред. Для изготовления пористой алюмооксидной керамики получали шихту смешиванием алюминиевой пудры марки ПАП, взятой в количестве 30-70 об.%, алюмооксидного порошка, состоящего из пористых сферолитов, и водного раствора ПВС (2-7 мас.% на сухой остаток вещества). Предварительно алюминиевую пудру нагревали до 360-370°С и выдерживали 3-5 ч, а порошок оксида алюминия термообрабатывали при 1320-1370°С в течение 1-3 ч. Из высушенной шихты при 50-500 МПа прессовали сырец, из которого выжигали ПВС при 340-355°С в течение 1-5 ч, после чего проводили его термообработку на воздухе, нагревая со скоростью 20-25°С/мин до 500-550°С с выдержкой 5-15 мин, затем продолжали нагрев со скоростью 20-30°С/мин до 700-750°С с последующей выдержкой 10-30 мин и спекали на воздухе при 1450-1500°С в течение 0,5-1,0 ч. Фазовый состав керамики представлен α-Al2O3, общая пористость 42-52%, открытая пористость - 38-50%, прочность при изгибе - 10-50 МПа, коэффициент теплопроводности на воздухе при 1000°С - 1,8-2,3 Вт/м⋅К. Технический результат изобретения – увеличение открытой доли пористости материала, увеличение термостойкости при сохранении высокой прочности. 5 з.п. ф-лы, 1 табл., 2 ил.
Изобретение относится к термоводородной обработке полуфабрикатов и изделий из пористого материала на основе титана и его сплавов для медицинских имплантатов. Способ включает термодиффузионное насыщение водородом и вакуумный отжиг. Термодиффузионное насыщение водородом ведут при температуре 700-900°С до концентрации водорода 0,2-0,4 мас.%, а затем при температуре 500-650°С до концентрации водорода 0,5-0,9 мас.%. Вакуумный отжиг ведут при температуре 550-700°С до концентрации водорода не более 0,01 мас.%. Обеспечивается повышение прочностных характеристик пористого материала за счет увеличения доли физических контактов волокон между собой. 2 пр.
Изобретение относится к технологии композиционных материалов и может быть использовано для получения прочных, износостойких изделий, работающих в трибосопряжениях в условиях воздействия статических и динамических нагрузок. Для получения композита Al2O3-Al алюминиевый порошок (ПАП-2), содержащий стеариновое покрытие, смешивали с водным раствором жидкого стекла, выдерживали при комнатной температуре 0,5-1 час до образования стеарата натрия и глицерина, шихту гранулировали и прессовали заготовку при 200-300 МПа. Заготовку термообрабатывали на воздухе при 350-360°С, 2-5 ч и дополнительно прессовали под давлением 720-1000 МПа. Для спекания заготовки инициировали процесс самораспространяющегося высокотемпературного синтеза путем ее нагрева воздушным теплоносителем до 550-600°C с последующей изотермической выдержкой 10-15 мин, затем увеличивали температуру воздушного теплоносителя со скоростью 10-20°С/мин до 630-700°С, осуществляя изотермическую выдержку в течение 5-7 минут, после этого снижали температуру воздушного теплоносителя со скоростью 10-20°С/мин до 550-600°C с последующей изотермической выдержкой 15-40 минут. Фазовый состав спеченного материала был следующим (об.%): Al - 75-80%, γ-Al2O3 - 12-15%, α-Na2Si2O5 - 4,5-6,0%, Si - 17,5-4%, С - 0,5-1,5%. Плотность материала составляла 2,40-2,45 г/см3, прочность в условиях ударного изгиба - (20-30)·103 Дж/м2, предел прочности при изгибе по трехточечной схеме нагружения - 330-400 МПа. Технический результат изобретения - увеличение прочности композиционного материала при ударе и при статическом приложении нагрузки. 2 з.п. ф-лы, 3 пр., 1 табл., 2 ил.
Изобретение относится к технологии композиционных материалов - керметов и может быть использовано для получения прочных износостойких изделий, работающих в трибосопряжениях в условиях самосмазывания. Для изготовления композиционного материала Al2O3-Al получали гранулированную шихту, состоящую из смеси алюминиевого порошка (ПАП-2) со стеаратом натрия и глицерином, после высушивания ее термообрабатывали на воздухе (150-350°C, 0,5-1,0 ч) и прессовали под давлением 300-700 МПа, осуществляя выдержку под давлением в течение 15-60 с. Для спекания заготовки инициировали процесс самораспространяющегося высокотемпературного синтеза путем ее нагрева воздушным теплоносителем до 500-600°C с последующей изотермической выдержкой в течение 0,5-1 ч. Фазовый состав спеченного материала был следующим (об.%): Al 78-82, γ-Al2O3 10-14, α-Na2Si2O5 3,0-4,0, Si 1,2-2,0, C 2,5-2,8. Плотность материала составила 2,0-2,2 г/см3, предел прочности при изгибе 70-160 МПа, коэффициент трения скольжения (по схеме «стержень-диск», контртело - шарик диаметром 3 мм из стали ШХ-15, нормальная нагрузка - 1 Н, линейная скорость перемещения контртела относительно диска - 10 см/сек) 0,10-0,12. Технический результат изобретения - повышение выхода годных изделий и снижение коэффициента трения получаемого материала при сохранении достаточно высокой прочности. 1 з.п. ф-лы, 3 пр., 1 табл., 1 ил.
Изобретение относится к технологии конструкционной керамики и может быть использовано для изготовления износостойких изделий, используемых в качестве подшипников, нитеводителей, водителей для проволоки, шаровых клапанов в устройствах для перекачки суспензий, а также в качестве деталей бумагоделательных машин. Для получения керамики обрабатывают водным раствором едкого натра совместно сплав Al-Si (10-14 мас.%) и сплав Al-Mg (4-8 мас.%), взятые в виде опилок с размерами частиц 0,05-0,5 мм при отношении массы Al-Si сплава к массе Al-Mg сплава от 0,5 до 1,5. Из маточного раствора выделяют осадок и промывают его водой до величины рН среды 8,5-9,5. Осадок высушивают и подвергают термообработке на воздухе при температуре 1350-1450°C в течение 30-60 минут. Из полученного спека готовят шихту, прессуют заготовки под давлением 200-500 МПа и спекают на воздухе при температуре 1500-1550°C в течение 10-30 минут. Фазовый состав керамики представлен α-Al2O3 (45-50 об.%), Al2MgO4 (30-40 об.%) и NaAlSiO4 (15-20 об.%). Открытая пористость полученного материала - 0,5-3%, плотность - 3,30-3,50 г/см3, микротвердость по Виккерсу - 32-47 ГПа (при нагрузке на индентор 1Н), интенсивность износа в условиях сухого трения скольжением составляет 10-5-5·10-5 г/м. Технический результат изобретения - увеличение износостойкости, плотности и твёрдости материала. 5 з.п. ф-лы, 1 табл., 3 пр.
Изобретение относится к керметам, а именно к получению композиционного материала Al2O3-Al. Сплав Al-Mg с содержанием магния 15-25 мас.% обрабатывают водным раствором едкого натра до образования в маточном растворе осадка в виде гранул. Осадок отделяют от маточного раствора и отмывают водой до величины pH среды 9,0-9,3, затем выделяют из осадка гранулы, принадлежащие фракциям 630-315 мкм, 315-200 мкм, 200-160 мкм, 160-100 мкм, 100-63 мкм и 63-50 мкм. Перед прессованием заготовки гранулы сушат на воздухе. Засыпку из гранул прессуют, полученную заготовку нагревают воздушным теплоносителем для инициирования в ней процесса самораспространяющегося высокотемпературного синтеза и охлаждают за счет выдержки на воздухе при комнатной температуре. Обеспечивается увеличение открытой пористости и относительной деформации материала до разрушения при сохранении его достаточно высокой прочности. 4 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл., 3 пр.
Изобретение относится к технологии керамических материалов конструкционного назначения и может быть использовано для изготовления пористых изделий для высокотемпературной теплоизоляции или теплозащиты, носителей катализаторов и фильтров очистки жидких и газовых сред. Для получения конструкционной алюмооксидной керамики алюминиевый сплав, включающий (мас.%): литий 1,2-1,5, серебро 0,1-0,3, цинк 0,05-0,2, медь 3-5, марганец 0,03-0,07, железо 0,25-0,4, магний 0,02-0,1, кремний 0,03-0,2, никель 0,06-0,1, хром 0,06-0,1 и алюминий - остальное, подвергают прокатке при относительном обжатии 50-70% и снимают стружку, состоящую из фрагментов площадью 160-230 мм2 и толщиной 0,1-0,2 мм. После прокаливания в вакууме при температуре 450-500°C стружку обрабатывают водным раствором NaOH до образования осадка в маточном растворе. Осадок выделяют, отмывают, высушивают и термообрабатывают на воздухе при 1350°C 1 час, затем измельчают, прессуют сырец и спекают на воздухе при температуре 1500°C в течение 1 часа. Фазовый состав керамики: α-Al2O3 (основа), CuAl12O19, NaAl11O17 и рентгеноаморфные фазы. Открытая пористость 44-48%, прочность при изгибе - 40-55 МПа, относительная потеря прочности при изгибе после 15-и термоциклов (1000°C - воздух) - 3-7%. Технический результат изобретения - увеличение термостойкости материала в условиях последовательных многократных термоциклов при сохранении достаточно высокой прочности. 4 з.п. ф-лы, 5 ил., 1 табл., 3 пр.
Изобретение относится к композиционному топливному модельному материалу, состоящему из инертной к облучению матрицы и частиц материала, моделирующего ядерный делящийся материал (младшие актиниды). Материал характеризуется тем, что инертная матрица выполнена из пористого металлического материала, а частицы материала, моделирующего ядерный делящийся материал, равномерно покрывают внутреннюю поверхность пор инертной пористой металлической матрицы (ПММ) и находятся с ней в тепловом контакте. Предлагаемый материал отличается использованием металлического материала матрицы с более прочным контактом частиц оксида с ПММ; возможностью получения заданной пористости ПММ и степени заполнения ее топливным оксидом (модельным оксидом); возможностью получения при изготовлении ПММ более точных допусков по размерам; высокой технологичностью раздельного процесса изготовления ПММ, что позволяет варьировать ядерно-физические характеристики путем использования различных металлов и сплавов. Также изобретение относится к способу получения материала. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 4 пр.
Изобретение относится к технологии пористых керамических материалов конструкционного назначения и может быть использовано для изготовления изделий, сочетающих высокие показатели по пористости и прочности при невысокой теплопроводности (теплоизоляция, фильтры для очистки жидких и газовых сред, элементы комбинированной ударопрочной защиты, матрицы для получения композиционных материалов методом пропитки). Исходный сплав алюминия, содержащий 0,6-10 мас.% магния, обрабатывают водным раствором NaOH. Маточный раствор подвергают гидролизу путем добавления воды с температурой 80-95°C при одновременном воздействии ультразвука (22-45 кГц, 10-35 сек), выделяют осадок, который промывают при pH=7,5-10, высушивают и термообрабатывают на воздухе при температуре 1380-1400°C в течение 60-90 минут. Из полученного продукта готовят шихту, прессуют заготовки при 50-200 МПа. Спекание заготовок проводят на воздухе путем нагрева со скоростью 300-400°C/час до температуры 1410-1420°C, затем до температуры 1510-1550°C со скоростью 80-100°C/час с последующей изотермической выдержкой в течение 30-50 минут. Керамика состава α-Al2O3 (80-94 об.%) и Al2MgO4 (6-20 об.%) имеет общую пористость 37-50%, открытую пористость 30-38%, прочность при изгибе 15-60 МПа, коэффициент теплопроводности на воздухе при 1000°C 2,0-2,5 Вт/м·К. Технический результат изобретения - увеличение открытой пористости материала при сохранении достаточной прочности. 2 з.п. ф-лы, 3 пр., 1 табл.
Способ получения композиционного материала Аl-Аl2O3 относится к технологии композиционных материалов - керметов и может быть использовано для получения уплотнительных элементов, применяемых для плотного сопряжения деталей и конструкций высокотемпературных энергетических установок. В соответствии с заявленным способом алюминиевый порошок (марки ПАП-2) предварительно термообрабатывали на воздухе для удаления стеарина с поверхности его частиц. Далее его гранулировали путем механической обработки в планетарной мельнице в течение 15-180 минут при отношении массы порошка к массе твердосплавных сферических тел от 1:20 до 1:25, проводили термообработку засыпки из гранул в вакууме при температуре 500-600°С в течение 45-60 минут с последующим прессованием заготовки при давлении 400-600 МПа. Полученную заготовку нагревали воздушным теплоносителем до температуры 550-600°С для инициирования процесса самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС) с последующей изотермической выдержкой в течение 30-60 минут и охлаждением нагретого изделия на воздухе при комнатной температуре. Способ позволяет получить материал с высокой способностью к пластической деформации при сохранении высокой прочности. 3 з.п. ф-лы, 3 пр., 1 табл.
Изобретение относится к способам неразъемного соединения изделий из сплавов на основе никелида титана (TiNi, нитинол) и представляет собой диффузионную сварку с использованием жидкой фазы
Изобретение относится к технологии композиционных материалов - керметов и может быть использовано для получения износостойких изделий, применяемых в трибосопряжениях
Изобретение относится к технологии высокотемпературных керамических материалов конструкционного назначения с повышенными термомеханическими свойствами (футеровка тепловых агрегатов, термостойкий огнеприпас, элементы ударопрочной защиты)
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению композиционных материалов
Изобретение относится к медицинской технике, а именно к ортопедии и нейрохирургии, и предназначено для замещения костных и хрящевых дефектов, например, поврежденных межпозвонковых дисков и тел позвонков при стабилизации позвоночника
Изобретение относится к технологии композиционных материалов и может быть использовано для получения прочных, износостойких изделий, а также для изготовления абразивного инструмента
