Красноярская студентка собрала портативный вариант установки, используемой при изготовлении радиационно-защитных экранов

10 августа 2020

Вибрационный сепаратор, разработанный студенткой СибГУ им. Решетнёва Евгенией Даниленко под руководством доцента кафедры технической физики Сергея Телегина, поможет выделить частицы карбида бора, необходимые при изготовлении композиционных материалов для радиационно-защитных экранов.
Лабораторная установка размером всего 10х15х15 см позволит решать серьёзные задачи, ведь радиационно-защитные экраны, для изготовления которых она применяется, используются для защиты электронных устройств, спутников, космических аппаратов.

В этом году Евгения представила свой проект на конкурс юных техников-изобретателей Краевого фонда науки и получила грант на его реализацию в размере 50 тысяч рублей.

В порошке, используемом при изготовлении композиционных материалов, довольно широкий спектр частиц по размеру, а использовать нужно определённый их вид. Кроме того, важно определить вклад каждого типа размера частиц в коэффициент ослабления ионизирующего излучения и рассчитать оптимальный фракционный состав в зависимости от энергии излучения. Поэтому порошок нужно сепарировать – разделить на частицы разного размера.

— Самое маленькое сито – 4 микрон. Если работать приходится с порошком мельче – сказывается электростатический эффект: порошок прилипает к ситу и разделения не происходит. Мы пробовали разные способы, пока не пришла идея использовать эффект пластин Хладни, когда на поверхности упругой колеблющейся пластинки образуются скопления мелких частиц в зависимости от их размера, — объясняет Евгения.  

Установка работает следующим образом: на рабочую пластину, установленную под углом, подаётся вибрация с заданной частотой, вследствие чего по ней начинают двигаться частицы и, в зависимости от своей массы, разделяются на разные потоки и собираются в отдельные ёмкости.  

Схема лабораторной установки.
1 – основание, 2 – рабочая поверхность, 3 – вибромотор,
4 – регулировочный винт, 5 – амортизатор.

Низкая стоимость установки и небольшие габариты при улучшении качества сепарации порошков подтверждают её эффективность и значительно упрощают исследования композиционных материалов для радиационно-защитных экранов.

В основном в производстве используются большие промышленные установки для разделения руд, и работают они с более крупными фракциями. Установки же для более мелких фракций рассчитаны на большие объёмы и при маленьком количестве порошка не дают нужного результата. Поэтому аналогов предложенной Евгенией установки нет, и в ближайшее время она планирует получить на неё патент.

Конкурс юных техников-изобретателей проводится уже двенадцатый год. За это время было поддержано более 200 проектов на сумму около 11 млн рублей.