МНОГОСЛОЙНОЕ ИЗДЕЛИЕ С НЕОРГАНИЧЕСКИМИ ЛЮМИНОФОРАМИ (ВАРИАНТЫ)

Область техники
Полезная модель относится к неорганической химии, в частности, к изготовлению многослойных изделий с применением неорганических люминофоров, и может найти применение для защиты ценных материальных объектов от подделок и хищений, например монет, жетонов и т.д.
Уровень техники
Известно многослойное изделие, содержащее, по меньшей мере один металлический и/или полимерный слой основы и дополнительный слой с кодирующими элементами, отличающееся тем, что дополнительный слой выполнен в виде слоя красящего вещества, который образует двухмерный QR-код и размещен на поверхности изделия (заявка на ПМ №2013117613, МПК B32B 15/00).
Известно также многослойное металлическое сборное изделие с круглой центральной частью и охватывающей ее кольцевой частью, отличающаяся тем, что центральная и кольцевая части выполнены из различных металлов, причем кольцевая часть выполнена из, по меньшей мере, одного вентильного металла, выбранного из ряда алюминий, титан, тантал, ниобий, с верхним поверхностным слоем, подвергнутым электрохимической обработке (патент ПМ RU 99379 U1, 20.11.2010, МПК B32B 15/00).
Наиболее близким по своей сущности и достигаемому техническому результату является изделие из металла, полученное методом прессования по технологии порошковой металлургии, в процессе его изготовления к металлическому порошку добавляют предварительно приготовленную маркирующую композицию на основе неорганических люминофоров для маркировки металлических изделий, и содержит связующе-смазывающее вещество, в качестве которого использованы производные жирных кислот или порошки синтетического воска и/или парафина (RU 2493192 C1, 20.09.2013 C1, МПК C09K 11/08, B32B 15/00)
Раскрытие полезной модели
В основу настоящей полезной модели была положена задача создания способа маркировки металлических изделий, изготовленных способом порошковой металлургии, для выделения объекта или установления данных о нем.
Поставленная задача решается за счет того, что многослойное спеченное изделие содержит, по меньшей мере, два различных по составу слоя, каждый из которых выполнен до спекания из различных порошковых композиций, содержащих не более 10 масс. % антистоксового соединения на основе неорганических люминофоров.
В качестве неорганических люминофоров изделие может содержать, по меньшей мере, одно неорганическое соединение на основе фосфатов, ванадатов и/или ванадатов силикатов бария, стронция, магния, бериллия, иттрия, активированных оловом, титаном, марганцем, европием, тербием, иттербием, эрбием; оксидов, оксисульфидов, боратов, иттрия, гадолиния, активированных церием, европием, тербием, празеодимом, неодим, иттербием и эрбием.
Во втором варианте многослойное спеченное изделие, содержит, по меньшей мере, два различных по составу слоя, каждый из которых выполнен до спекания из различных порошковых композиций, и в одном из слоев содержится не более 5 масс.% антистоксового соединения на основе неорганических люминофоров.
Третий вариант отличается тем, что дополнительно вводится в любую или только в одну готовую порошковую композицию химический элемент, посредством которого при спекании изделие дополнительно приобретает слабо выраженные магнитные характеристики.
Например, порошковая композиция медь-никель (70/30 мас. ч.) + 2 мас. ч. кобальта или железа - получают слабо выраженные магнитные характеристики (см. 1 «Диаграммы изотермического распада в сплавах на основе меди. Справочник», В.М. Розенберг, В.Т. Дзуцев, стр. 105, Москва, Металлургия 1989 г., 2 «Диаграммы состояния двойных металлических систем. Справочник» т. 2, стр. 57, 283, Москва, Машиностроение 1997 г.) и добавляют антистоксовые люминофоры (до 5 мас. ч.).
Техническим результатом заявленной полезной модели является повышение надежности маркировки изделий из металла в процессе их изготовления способом прессования с последующим спеканием при высоких температурах, принятых в порошковой металлургии.
Осуществление полезной модели
Изделие изготавливается методом порошковой металлургии (см., например, Федорченко И.М., Андриевский Р.Л. Основы порошковой металлургии, Киев, АН УССР, 1963), заключающийся в смешивании порошков, компактировании посредством обработки давлением и последующем спекании двух слоев.
В качестве люминофора использованы неорганические люминофоры, имеющие термическую устойчивость не свыше 1000°C и не взаимодействующие с порошками металлов, используемых для изготовления.
Процесс получения многослойного покрытия осуществляется следующим образом.
На первом этапе ведут приготовление порошковых смесей, различных по своему составу. При этом приготовление каждой смеси состоит из следующих этапов:
- смешивание связующего с маркером (люминофор),
- смешивание порошков металла,
- смешивание смеси металлических порошков и смеси связующего с маркером (люминофор).
На втором этапе осуществляют получение порошкового компакта. Данный этап включает следующие стадии:
- засыпается в пресс форму полученная на этапе 1 порошковая смесь, содержащая первый тип;
- поверх первой засыпки засыпается в пресс форму порошковая смесь, содержащая второй тип;
- прессование для получения прессованного порошкового компакта.
На третьем этапе осуществляется термическая обработка (спекание) компакта (получение двухцветной заготовки), при этом происходит выгорание органического связующего и взаимная диффузия порошков смешанных металлов, как в слоях, так и в зоне соприкосновения разных порошковых смесей.
Люминофор остается в порах выгоревшего связующего.
На четвертом этапе осуществляют получение готового изделия, путем окончательного прессования спеченного порошкового компакта.
В качестве люминофора первого слоя использованы неорганические соединения на основе оксидов иттрия, активированных церием, а в качестве люминофора второго слоя - неорганические соединения на основе силикатов бериллия, активированных тербием.
В качестве связующе-смазывающего вещества была использована смесь производных жирных кислот с диоксибензолом. При этом в качестве диоксибензолов был использован пирокатехин.
В другом примере выполнения в качестве связующе-смазывающего вещества была использована смесь порошков синтетического воска и парафина с диоксибензолом. При этом в качестве диоксибензолов был использован резорцин.
В другом примере выполнения в качестве связующе-смазывающего вещества содержит стеарат алюминия или цинка в смеси с гидрохиноном или оксигидрохинолин, соответственно.
В другом примере выполнения в качестве связующе-смазывающего вещества содержит порошки синтетического воска или парафина, в смеси с пирогаллолом или флюроглицином, соответственно.
Для маркировки изделия из металла, например жетона, была приготовлена композиция из ванадата стронция, активированного оловом, и стеариновой кислоты. Данная композиция была смешена с металлическим порошком сплава. Полеченная смесь была спрессована и подвергнута спеканию.
В качестве порошкового компакта, используют, например, порошки ультрадисперсного алмаза (УДА), нанокерамики нитрида гитана TiN со средним размером зерна 20 нм, микрокерамики CuO с размером зерна 5-15 мкм.
Как понятно специалисту, данные примеры не являются исчерпывающими вариантами, применяемыми в конструкции заявленного изделия, и могут также реализовываться в любых других, не указанных в настоящей заявке, сочетаниях.