Нанокомпозит на основе углеродных нанотрубок для защиты радиоэлектронных элементов от ударного ускорения



Нанокомпозит на основе углеродных нанотрубок для защиты радиоэлектронных элементов от ударного ускорения
Нанокомпозит на основе углеродных нанотрубок для защиты радиоэлектронных элементов от ударного ускорения

 


Владельцы патента RU 2604838:

Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военная академия тыла и транспорта имени генерала армии А.В. Хрулева" (RU)

Изобретение относится к технологиям создания нанокомпозита для радиоэлектроники и акустики со специальными свойствами. Нанокомпозит состоит из полиуретана, в который добавлены углеродные нанотрубоки в количестве, обеспечивающем получение нанокомпозита, имеющего плотность 1200 кг/м3, а модуль Юнга - 125 МПа, позволяющие смещать собственные частоты упругих механических колебаний конструкций заливок, для коротких импульсов (Δτ=0,5 мс) амплитуда колебаний наибольшая, для длинных импульсов (Δτ=1,0 мс) амплитуда колебаний наименьшая. Технический результат изобретения заключается в получении нанокомпозита, обладающего большим коэффициентом поглощения упругих волн и значительным коэффициентом модуля Юнга. 3 ил.

 

Изобретение относится к технологиям создания нанокомпозита для радиоэлектроники и акустики со специальными свойствами. Конкретное изобретение относится к области создания заливок на основе полиуретана с добавлением углеродных нанотрубкок для защиты радиоэлектронных элементов от ударного ускорения.

Известна заливка радиоэлектронных элементов полиуретаном для защиты от ударного ускорения. Достоинством заливки является большой коэффициент поглощения упругих волн, недостаток - малое значение модуля Юнга - 40 МПа. Это приводит к тому, что собственные частоты упругих колебаний конструкции заливок радиоэлектронных элементов имеют значения, близкие к низкочастотной составляющей энергетического спектра импульса ударного ускорения, что приводит к появлению вынужденных колебаний, отрицательно влияющих на работу радиоэлектронных элементов. Использование заливок с большим значением модуля Юнга смещает собственные частоты колебаний конструкций заливок в область более высоких частот, где спектр импульса ударного ускорения имеет небольшие значения, что приводит к уменьшению амплитуд вынужденных колебаний, позволяющих работать радиоэлектронным элементам в нормальном режиме.

Цель изобретения - создание нанокомпозита для защиты радиоэлектронных элементов от ударного ускорения, обладающих большим коэффициентом поглощения упругих волн и значительным коэффициентом модуля Юнга - 125 МПа.

Для реализации цели необходимо изготовить нанокомпозит, в состав которого входят полиуретан и углеродные нанотрубки. Углеродные нанотрубки имеют значения модуля Юнга на один два порядка выше, чем у стали. Небольшое процентное (3-7%) добавление углеродных нанотрубок повышает модуль Юнга нанокомозита, при этом коэффициент поглощения упругих волн остается практически без изменения. Весовые значения принимаются в объемных единицах.

На фиг. 1 показана конструкция блока заливки радиоэлементов. В исследованиях использовались три типа материала: компаунд «Виксинт ПК-68» (плотность - 1100 кг/м3, модуль Юнга - 14 МПа); полиуретан (плотность - 1260 кг/м3, модуль Юнга - 40 МПа); нанокомпозит (полиуретан + углеродные нанотрубки 5% 9 (объемных единиц), плотность - 1200 кг/м3, модуль Юнга - 125 МПа). Скорости распространения продольных и поперечных упругих волн определяются , . Затухание упругих волн учитывается путем введения комплексного модуля Юнга (для продольных волн) и комплексного модуля сдвига (для поперечных волн):

где αl, ατ - коэффициенты поглощения продольных и сдвиговых упругих волн, ω=2πƒ - частота.

Ударные ускорения, действующие на конструкцию заливки, приведены на фиг. 2. Для кривой 1 ударное ускорение осуществляется в течение 0,5 мс, для кривой 2 - 0,7 мс, для кривой 3 - 0,8 мс, для кривой 4 - 1,0 мс. Кривые ударного ускорения построены на основе кривых давления пороховых газов в стволе артиллерийского орудия при движении снаряда. На фиг. 3 приведены кривые спектральной плотности зависимостей ударного ускорения от времени в логарифмическом масштабе (фиг. 2) и дискретный спектр собственных частот упругих механических колебаний конструкции заливки (фиг. 1), полученных методом автономных блоков. На графиках: фиг. 3, а - заливка компаунд «Виксинт ПК68»; б - заливка полиуретан; в - заливка нанокомпозита на основе углеродных нанотрубок; кривая 1-Δτ=0,5 мс, 2-Δτ=0,7 мс, 3-Δτ=0,8 мс, 4-Δτ=1,0 мс.

Амплитуды вынужденных колебаний зависят от спектральной плотности кривых ударного возбуждения. С уменьшением спектральной плотности амплитуды вынужденных колебаний уменьшаются. Наибольшую амплитуду имеет колебания, которые соответствуют основному (низшему) типу собственной частоте. Амплитуда вынужденного колебания для основного типа будет зависеть и от длительности ударного ускорения Δτ. Для коротких импульсов (Δτ=0,5 мс - кривая 1) амплитуда колебаний наибольшая, для длинных импульсов (Δτ=1,0 мс - кривая 4) наименьшая.

Собственные частоты колебаний конструкции заливки зависят от упругих свойств материалов, которые используются в заливке (фиг. 3). С увеличением модуля Юнга собственная частота увеличивается, следовательно, будет уменьшаться и амплитуда вынужденного колебания автодина, т.к. спектральная плотность ударного ускорения с увеличением частоты уменьшается (фиг. 3). При малых значениях модуля Юнга и большом коэффициенте поглощения амплитуда колебаний значительная, но колебания быстро затухают. При больших значениях модуля Юнга и малом коэффициенте поглощения амплитуда колебаний небольшая, но колебания в течение более длительного времени воздействуют на радиоэлементы автодина. Перспективной является заливка на основе полиуретана с 5% добавлением углеродных нанотрубок, она имеет большой коэффициент поглощения и значительный модуль Юнга.

Нанокомпозит на основе углеродных нанотрубок для конструкций заливок радиоэлектронных элементов для защиты указанных элементов от ударного импульсного ускорения, отличающийся тем, что нанокомпозит состоит из полиуретана, в который добавлены углеродные нанотрубоки в количестве, обеспечивающем получение нанокомпозита, имеющего плотность 1200 кг/м3, а модуль Юнга - 125 МПа, позволяющие смещать собственные частоты упругих механических колебаний конструкций заливок, для коротких импульсов (Δτ=0,5 мс) амплитуда колебаний наибольшая, для длинных импульсов (Δτ=1,0 мс) амплитуда колебаний наименьшая.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к новым ассоциативным загустителям типа HEUR (гидрофобно-модифицированный этиленоксидуретан), гидрофобный мономер, который основывается на алкилциклогексилолах, а также к водным композициям, его содержащим.

Настоящее изобретение относится к композиции для нанесения покрытия, а также к способу ее использования. Композиция содержит (а) изоцианат-функциональный преполимер, полученный в результате взаимодействия полиизоцианата и трициклодекансодержащего полиэфирного полиола, и (b) блокированный аминный отвердитель.

Настоящее изобретение относится к образующей полиуретан системе, предназначенной для изготовления упрочненных полиуретановых композитов с помощью вакуумной инфузии, и к композитам, изготовленным из этой системы.

Изобретения относятся к пенополиуретанам, более конкретно к эластичным пенополиуретанам. Варианты осуществления изобретения включают содержащий фосфор антипирен, способ его получения и полиуретановый продукт, содержащий указанный антипирен.
Настоящее изобретение относится к способу получения реакционно-способной полиуретановой композиции, где на первой стадии получают не содержащий мономера термопластичный полиуретан, имеющий изоцианат-реакционно-способные группы, из способного реагировать с изоцианатом полимера или из смеси способных реагировать с изоцианатом полимеров, имеющих фракцию по меньшей мере 90 мас.% линейных молекул, путем взаимодействия с полиизоцианатом, имеющим молекулярную массу <500 г/моль, при мольном недостатке изоцианатных групп полиизоцианата относительно изоцианат-реакционно-способных концевых групп полимера или смеси полимеров; и на второй стадии способа указанный термопластичный полиуретан взаимодействует с преполимером с концевыми изоцианатными группами с низким содержанием мономера, имеющим остаточное содержание мономера не более чем 0,5% масс., при мольном отношении изоцианат-реакционно-способных концевых групп термопластичного полиуретана к изоцианатным группам преполимера от 1:1,1 до 1:5, с получением полиуретановой композиции, содержащей реакционно-способные изоцианатные группы; где указанный способ протекает с добавлением компонента неорганического наполнителя, составляющего фракцию в диапазоне от 15 мас.% до 30 мас.%, и, необязательно, вспомогательных веществ, и компонент наполнителя включает частицы по меньшей мере одного наполнителя, который имеет твердость по Мосу по меньшей мере 6, и при этом реакционно-способная полиуретановая композиция имеет вязкость от 2000 мПа·с до 100000 мПа·с при температуре 120°С.

Изобретение относится к пленке, которую применяют в составе разнообразных одноразовых изделий, например подгузников, гигиенических салфеток, одежды для взрослых, страдающих недержанием, перевязочного материала и т.д.

Изобретение относится к комплексным модификаторам, улучшающим свойства органического вяжущего и материалов на его основе, используемых в строительстве, таких как слои дорожной одежды, защитные, изоляционные, гидрофобные покрытия, композитные материалы и т.д.

Изобретение относится к способам получения предшественника гидрофильного геля и геля. Способ включает этап отверждения матричной композиции, в состав которой входит полимерный фотоинициатор общей формулы (I) Полимер-[CR2-CHR-спейсер(PI)n]m (I), посредством воздействия на него УФ-излучением с получением предшественника гидрофильного геля.

Изобретение относится к области строительства, в частности к различным типам облицовки в качестве панелей. Аспектами изобретения являются композиции шовных герметиков, стеновые конструкции, способы обработки стен и продукты, связанные с любым из вышеуказанных аспектов, включая армирующую накладку, например, для защиты углов в местах стыка плит, крепежа и ленты для заклейки швов.

Изобретение относится к композиции, которая пригодна для получения пригодных для горячего склеивания полиуретановых систем. Композиция дополнительно содержит от 0,1 до 20 мас.% смеси добавок в пересчете на общую композицию.

Изобретение относится к пневматической шине транспортного средства, имеющей радиальный каркас, причем эта шина содержит смесь на основе сшитого серой каучука, которая содержит от 70 до 100 phr (частей по весу, исходя из 100 частей по весу всех каучуков в смеси) натурального каучука, до 30 phr по меньшей мере одного полибутадиена, до 15 phr по меньшей мере одной сажи, от 20 до 100 phr по меньшей мере одного оксида кремния, по меньшей мере один силановый связывающий агент и одну адгезивную систему.

Изобретение раскрывает способ приготовления резиновой смеси, включающей по меньшей мере один каучуковый компонент (А), выбранный из натуральных каучуков и диеновых синтетических каучуков, наполнитель, содержащий неорганический наполнитель (В), силановый связующий агент (С) и ускоритель вулканизации (D), в котором резиновую смесь смешивают в несколько стадий, каучуковый компонент (А), весь или часть неорганического наполнителя (В), весь или часть силанового связующего агента (С) и ускоритель вулканизации (D) добавляют и смешивают на первой стадии смешения, и удельная энергия смешения на первой стадии составляет 0,05-1,50 кВт·ч/кг, при этом удельная энергия определяется делением мощности, потребляемой двигателем устройства смешения на первом этапе смешения, на общую массу резиновой смеси, при этом скорость вращения лопастей устройства смешения на первой стадии составляет 30-90 об/мин, ускоритель вулканизации (D) представляет собой по меньшей мере один ускоритель вулканизации, выбранный из гуанидинов, сульфенамидов, тиазолов, тиурамов, дитиокарбаматов, тиомочевин и ксантогенатов, и неорганический наполнитель (В) представляет собой по меньшей мере один наполнитель, выбранный из диоксида кремния и газовой сажи.

Изобретение относится к полимерному материаловедению и может быть использовано для изготовления футеровок, в том числе резинометаллических, для обеспечения защиты от многократных ударных деформаций, гидроабразивного и абразивного износа внутренних металлических поверхностей горнообогатительного и горнодобывающего оборудования.

Изобретение относится к резиновой промышленности, в частности к разработке резиновой смеси на основе бутадиен-метилстирольного каучука, изделия из которой характеризуются повышенной тепло- и огнестойкостью.

Изобретение относится к резиновой промышленности, в частности к разработке резиновой смеси на основе бутадиен-метилстирольного каучука, изделия из которой характеризуются повышенной тепло- и огнестойкостью.

Изобретение относится к композиции отверждаемой эпоксидной смолы, способу получения ее, к композиту и способу получения его, а также к кабелю для подвесной передачи электроэнергии.
Изобретение относится к резиновым композициям, содержащим графеновые углеродные частицы, и может быть использовано, в частности, в протекторах шин. Резиновая композиция содержит базовую композицию резиновой смеси, которая содержит каучук, и добавку, выбираемую из технологических масел, антиоксидантов, вулканизаторов и оксидов металлов; а также - 0,1-20,0 мас.% графеновых углеродных частиц, обладающих 3D морфологией и содержанием кислорода менее чем 2% атомной массы; и 1-50 мас.% частиц наполнителя.

Изобретение относится к получению эластомерных композиционных материалов. Осуществляют приготовление насыщенного водного раствора формиата металла с добавлением наполнителя.

Изобретение относится к области резинотехнической промышленности, а именно к промотору адгезии на основе природного минерала шунгита для крепления резин к армирующим металлическим материалам, и может быть использовано при производстве резинометаллокордных шин.

Изобретение относится к резиновой композиции, содержащей диоксид кремния. Резиновая композиция содержит: (А) каучуковый компонент, содержащий от 90 до 100% по массе одного типа диенового каучука, синтезированного полимеризацией в растворе, и от 0 до 10% по массе другого типа диенового каучука; (В) диоксид кремния, у которого удельная площадь поверхности адсорбции n-гексадецилтриметиламмоний бромида (СТАВ) составляет 180-300 м2/г при определении методом, описанным в ASTM D3765-92; (С) силановый связывающий агент, выбранный из соединений общей химической формулы; и (D) ускоритель вулканизации, причем средняя площадь агрегированных агрегатов диоксида кремния резиновой композиции после вулканизации составляет 300-1700 нм2.

Изобретение относится к области создания легких высокопрочных водостойких органокомпозитов на основе волокнистых наполнителей из сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМПЭ) и полимерного связующего и может быть использовано в элементах конструкций в различных областях техники: авиационной, машино-судостроительной, химической, оборонной и др. Предлагается высокопрочный водостойкий органокомпозит, выполненный из волокнистого наполнителя на основе высокопрочных высокомодульных многофиламентных полиэтиленовых волокон и полимерного связующего на основе эпоксидной смолы с аминным отвердителем.
Наверх