авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 ||

Композиционные материалы на основе древесных частиц с защитными свойствами от рентгеновского излучения

-- [ Страница 2 ] --

Полученные математические модели использовались для определения рациональных значений создания композиционного материала ПЛИТОТРЕН с применением интегрированного пакета Microsoft Office Excel.

На основании результатов исследований были сделаны следующие выводы:

1. Выбранные в качестве управляющих факторов количество минерального наполнителя, древесных частиц и связующего позволяют эффективно воздействовать и изменять значения выходных параметров в заданных пределах варьирования.

2. На основании результатов проведения многофакторного эксперимента по плану Бокса В3 получены математические модели, адекватно описывающие процесс влияния количества компонентов рентгенозащитного материала ПЛИТОТРЕН на его физико-механические и рентгенозащитные показатели.

3. При увеличении количества минерального наполнителя от 0,8 до 1,2 кг повышаются физико-механические показатели:

предел прочности при статическом изгибе до 20МПа;

плотность рентгенозащитного материала до 900 кг/м3;

твердость рентгенозащитного материала по Бриннелю до 550 кгс/мм2;

4. Плотность материала существенно влияет на физико-механические свойства. С повышением плотности до 900 кг/м3 резко увеличивается предел прочности при статическом изгибе до 20 МПа. Однако с повышением плотности увеличивается расход сырья и связующего.

5. При повышении плотности 900 кг/м3 происходит увеличение величины разбухания по толщине (30 %) из-за проявления остаточных напряжений в структуре материала.

В результате проведенных исследований установлено: рациональное количество древесных частиц (32 ± 2 %), минерального наполнителя (54±2 %) и связующего (12 ± 2 %). Полученные значения параметров позволяют получить композиционный материал, обладающий следующими прочностными и защитными свойствами:

предел прочности при статическом изгибе - 17,63 МПа;

плотность рентгенозащитного материала - 964 кг/м3;

твердость рентгенозащитного материала по Бриннелю – 669 кгс/мм2;

разбухание по толщине рентгенозащитного материала - 30%;

водопоглощение рентгенозащитного материала - 36%;

кратность ослабления ионизирующего излучения композиционного материала - 216 раз, что соответствует 1 мм свинца.

В пятом разделе приведены результаты исследования распределения связующего с минеральным наполнителем по поверхности древесных частиц в толщине материала. Применив электронный микроскоп JSM-6390 фирмы JEOL (Япония), была сделана серия снимков древесных частиц на разных стадиях обработки. Результаты съемки представлены в таблице 1.

Анализируя полученные фотографии, можно сделать вывод, что последовательное введение компонентов позволяет равномерно распределить частицы минерального наполнителя на поверхности древесных частиц, за счет чего достигается однородность композиционного материала.

В шестом разделе исследовано влияние фракционного состава древесных частиц на свойства композиционного материала ПЛИТОТРЕН. Проведя эксперимент, было установлено:

1. Уменьшение размеров древесных частиц (фракция 5-7) снижает прочность плиты до 18 МПа, но повышает водостойкость в 3 раза.

Благодаря добавке мелкой фракции в ПЛИТОТРЕНЕ уменьшается пористость плит.

Таблица 1

Результаты съемки внутренней структуры ПЛИОТРЕНА

Стадии обработки Увеличение в 30 раз Увеличение в 500 раз
Древесные частицы, обработанные 50 % связующим и минеральный наполнитель, обработанный 50% связующего
Готовая продукция
Примечание: 1 – древесные частицы ; 2 – частицы минерального наполнителя;

Из крупных плоских и гладких древесных частиц получаются плиты с наивысшими значениями прочности при изгибе, жесткости и линейной стабильности.

2. Повышение толщины древесных частиц отрицательно сказывается на прочности. Уменьшение размеров частиц по толщине увеличивает удельную поверхность, следовательно, требуется больший расход связующего. Боковые и торцевые грани частиц стружки, несмотря на наличие связующего, образуют ослабленные клеевые соединения.

3. На формоустойчивость при увлажнении и прочность при растяжении перпендикулярно пласти плиты влияет степень повреждения поверхности древесных частиц при их выработке. Высокая шероховатость поверхности затрудняет склеивание частиц, и в этом случае требуется большее количество связующего.

В седьмом разделе предложена технологическая схема изготовления композиционного рентгенозащитного материала ПЛИТОТРЕН. Разработаны и предложены конструкции композиционных рентгенозащитных материалов на основе ПЛИТОТРЕНА (табл. 2). Результаты проверки защитных свойств разработанных конструкций материалов представлены на рис. 9.

В восьмом разделе на основании теоретических расчетов определена стоимость листа ПЛИТОТРЕНА толщиной . Стоимость материала будет представлять собой функцию от , т.е.

, (13)

где плотность смолы, кг/м3;

плотность древесины, кг/м3;

плотность минерального наполнителя, кг/м3;

стоимость 1 кг смолы, руб./кг;

стоимость 1 кг древесины, руб./кг;

стоимость 1 кг минерального наполнителя, руб./кг.

Графически это выражение представлено на рис. 10.

Таблица 2

Конструкции рентгенозащитных материалов на основе ПЛИТОТРЕНА

№ п/п Изображение материала Структура материала № п/п Изображение материала Структура материала
1 4
2 5
3

Рис. 9. Результаты проверки рентгенозащитных свойств экспериментальных образцов конструкций композиционного материала ПЛИТОТРЕН

Рис. 10. Зависимость стоимости композиционного материала от необходимой степени защиты композиционного материала: 1 – начальная мощность излучения 100 КэВ; 2- начальная мощность излучения 75 КэВ; 3 – начальная мощность излучения 50 КэВ

ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Проведен анализ состояния вопроса создания новых материалов с защитными свойствами от рентгеновского излучения. Показано, что решение этой проблемы возможно путем изготовления композиционного материала – ПЛИТОТРЕН, способного защищать от рентгеновского излучения.

2. Теоретически, с помощью закона ослабления ионизирующего излучения, рассчитано и экспериментально подтверждена возможность получения композиционный материал ПЛИТОТРЕН (средний свинцовый эквивалент от 0,3 мм свинца). Расхождение теоретических и экспериментальных данных составляет не более 20%.

3. Плотность композиционного материала ПЛИТОТРЕН, обеспечивающая степень защиты, равную от 0,5 до 1 мм свинца, составляет от 900 кг/м3. Необходимая степень защиты от рентгеновского излучения достигается варьированием плотности и толщины материала. Для стабилизации полученной структуры материала необходимо последовательно вводить компоненты древесно-клеевой композиции.

4. Теоретически и экспериментально доказана возможность управления физико-механическими и защитными свойствами полученного материала посредством изменения количества компонентов в составе исходной древесно-клеевой композиции. Полученные выражения для определения толщины композиционного материала ПЛИТОТРЕН позволяют расчетным путем определять изменение интенсивности рентгеновского излучения в зависимости от требований заказчика.

5. На основании экспериментальных исследований установлены рациональные значения соотношения компонентов древесно-клеевой композиции, обеспечивающих получение композиционного материала с заданными свойствами. Для композиционного материала ПЛИТОТРЕН толщиной 13 мм: количество связующего – 2,64 кг/м2; количество минерального наполнителя – 11,46 кг/м2; количество древесных частиц – 6,88 кг/м2; При этом значения выходных параметров составляют: предел прочности при статическом изгибе – 17,63 МПа; плотность рентгенозащит-ного материала – 964 кг/м3; твердость рентгенозащитного материала по Бриннелю – 669 кгс/мм2; разбухание по толщине рентгенозащитного материала – 30 %; водопоглощение рентгенозащитного материала – 36 %; величина кратность ослабления ионизирующего излучения композиционным материалом – 216 раз, что соответствует 1 мм свинца.

6. Разработана методика количественной оценки степени защиты полученного композиционного рентгенозащитного материала.

7. Разработана принципиальная схема промышленного изготовления композиционного материала ПЛИТОТРЕН, аналогичная и максимально приближенная к схеме изготовления однослойных древесностружечных плит.

8. Композиционный материал ПЛИТОТРЕН обладает оригинальными конструктивно-декоративными особенностями, а также: защитными свойствами от рентгеновского излучения; разнообразными вариантами отделки; хорошими свойствами для монтажа, крепежа и т.п.; хорошо обрабатывается на типовом деревообрабатывающем оборудовании; долговременным хранением, и допускает традиционные способы упаковки и транспортировки.

9. На базе ПЛИТОТРЕНА разработаны варианты конструкций композиционного материала, обладающих высокой степенью защиты от рентгеновского излучения.

10. На основании теоретических расчетов стоимость материала представляет собой функцию от количественных составляющих древесно-клеевой композиции, т.е. стоимость изготовления разработанной конструкции композиционного материала ПЛИТОТРЕН по исходным материалам толщиной 13 мм с кратностью ослабления в 216 раз, составит 2000 руб/м2.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ

В РАБОТАХ:

В изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки России:

1.Ветошкин Ю. И., Яцун И. В., Мялицин Ан. В. О возможности применения композиционных материалов «фанотрен» и «плитотрен» на основе древесины в качестве защитных для медицинских рентгенкабинетов. Вестник Московского государственного университета леса. Лесной вестник, ISSN 1727-3749, 2008. № 3 (60). С. 145- 147.

В статьях, материалах и тезисах конференций:

1. Ветошкин Ю.И., Мялицин Ан.В. Композиционные рентгенозащитные материалы на основе древесины Научное творчество молодежи – лесному комплексу России: Материалы III всероссийской научнн.-техн. конф. Урал.гос.лесотехн. ун-т г. Екатеринбург, 2007. Ч.1. 317 с.

2. Крюк В. И., Ветошкин Ю. И., Яцун И. В., Мялицин Ан. В. Композиционные рентгенозащитные материалы на основе древесины и древесных отходов. Деревообработка: технологии, оборудование, менеджмент XXI века. Труды II международного евразийского симпозиума / под научной ред. В. Г. Новоселова – Екатеринбург, 2007. 306 с.

3. Ветошкин Ю. И., Мялицин Ан. В. Обоснование методики оценки защитных свойств композиционного материала на основе древесных отходов «Плитотрен А». Научное творчество молодежи – лесному комплексу России. Материалы IV Всероссийской научнн.-техн. Конф. / Урал.гос.лесотехн. ун-т г. Екатеринбург, 2008. Ч.1. 363 с.

4. Мялицин Ан. В. Композиционные плитные рентгенозащитные материалы на основе древесных отходов. Материалы конференции. Балабаново, 2010. 203 с.

5. Ветошкин Ю. И., Самойленко А. П. Мялицин Ан. В. Перспективы создания материалов на основе древесных отходов. Деревообработка: технологии, оборудование, менеджмент XXI века. Труды IV международного евразийского симпозиума / под научной ред. В. Г. Новоселова – Екатеринбург, 2009. 389 с

6. Ветошкин Ю. И., Мялицин Ан. В. Структура композиционного рентгенозащитного материала ПЛИТОТРЕН. Деревообработка: технологии, оборудование, менеджмент XXI века. Труды IV международного евразийского симпозиума / под научной ред. В. Г. Новоселова – Екатеринбург, 2009. 389 с.

7. Мялицин Ан. В., Ветошкин Ю. И. ПЛИТОТРЕН – композиционный рентгенозащитный материал на основе древесных отходов.- Молодые ученые в решении актуальных проблем науки: Всероссийская научно-практическая конференция. Сборник статей студентов и молодых ученых. – Красноярск: СибГТУ, Том 2, 2009. 488 с.

8. Мялицин А.В. Композиционные материалы на основе древесины с защитными свойствами от рентгеновского излучения. Тезисы докладов Международной научной школы для молодежи «Инновационные технологии в здравоохранении: молекулярная медицина, клеточная терапия, транспантология, реаниматология, нанотехнологии», Международной научной конференции «Инновационные технологии в реальном секторе экономики». Уральская государственная медицинская академия / Екатеринбург, 2009. 236 с.

9. Патент 84684 Российская Федерация, МПК A 47 G 5/00 Ширма рентгенозащитная / Ветошкин Ю.И., Мялицин Ан.В., Чернышев О.Н., Говоров Г.Г.; заявитель и патентообладатель Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный лесотехнический университет" – 2008152956/22; заявл. 31.12.2008; опубл. 20.07.2009.

Отзыв на афтореферат в двух экземплярах с подписью, заверенной гербовой печатью, просим направлять по адресу: 620100, г. Екатеринбург, Сибирский тракт, 37, Ученому секретарю диссертационного совета Куцубиной Н.В.

Факс: (343) 254-62-25. E-mail:bsovet@usfeu.ru

Подписано в печать «20» марта 2012 г. Объем 1,0 п.л. Тираж 100. Заказ № 73

620075, г. Екатеринбург, Мамина-Сибиряка,137.

Центр оперативной полиграфии «КОПИРУС».



Pages:     | 1 ||
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.