Способ получения волокнистого теплоизоляционного материала



Владельцы патента RU 2553870:

Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") (RU)

Изобретение относится к нетканым теплоизоляционным и пожаробезопасным материалам на основе неорганических волокон и касается способа получения волокнистого теплоизоляционного материала. Способ включает приготовление водного шликера, содержащего огнеупорные волокна, получение сырой заготовки волокнистого материала путем вакуумного формования водного шликера, формование сырой заготовки под давлением путем ее прокатки с последующей сушкой. Приготовление водного шликера проводят методом аэрационной гомогенизации при давлении газа 0,8-4,0 атм. Изобретение обеспечивает повышение гибкости и снижение плотности волокнистого теплоизоляционного материала. 5 з.п. ф-лы, 1 табл., 4 пр.

 

Изобретение относится к способам получения нетканых теплоизоляционных материалов на основе неорганических волокон, в частности пожаробезопасных теплоизоляционных материалов.

Нетканые волокнистые теплоизоляционные материалы на основе термостойких волокон получают, как правило, из короткого волокна путем накопления волокнистой массы на подложке или методом вакуумного формования мата из водного волокнистого шликера с последующей его термообработкой. При этом должны быть решены проблемы сохранения механической целостности и гибкости получаемых материалов.

Известен способ получения волокнистого теплоизоляционного материала из коротких волокон оксида алюминия, включающий формование и накопление массы прекурсора короткого волокна оксида алюминия, прошивку этой массы непрерывной нитью оксида алюминия или ее прекурсором, сушку и обжиг прошитой массы волокон с получением гибкого мата из волокна оксида алюминия (патент США №5047289, опубл. 10.09.1991 г.).

В этом случае механическая целостность и гибкость мата, а также его размеростабильность обеспечиваются с помощью простегивания волокнистой массы непрерывной нитью, однако во время прошивки масса волокон может смещаться, образуя неравноплотные участки, а кроме того, в результате воздействия иглы происходит ломка волокон, в результате чего после термообработки эти обломки могут сыпаться из материала, что приведет к потере его прочности, гибкости и размеростабильности.

Известен способ получения волокнистого теплоизоляционного материала, включающий приготовление водного шликера, содержащего огнеупорные волокна, термопластовые волокна и связующее, получение сырой заготовки волокнистого материала путем вакуумного формования водного шликера, сушку материала при 130°C и его формование под давлением при температуре 150°C с последующим охлаждением, с получением волокнистого материала требуемой толщины. В качестве огнеупорных волокон используют неорганические волокна, такие как оксид алюминия, оксид кремния, муллит, оксид циркония, графит. Термопластовые волокна с низкими точками плавления используют для связывания и удерживания огнеупорных волокон до размещения волокнистого материала в целевом объеме. В качестве термопластовых волокон используют полиэтиленовые и полипропиленовые волокна, полиамидные, полиэстеровые и бикомпонентные, имеющие сердечник из полипропилена и оболочку из полиэтилена. В качестве связующего используют латекс (Патент США №6733628, опубл. 11.05.2004 г.).

Недостатком данного способа является необходимость горячего формования волокнистого материала под давлением в специальном оборудовании для горячего прессования в течение продолжительного времени (1-5 часов), что увеличивает стоимость и продолжительность производственного цикла, а, следовательно, и стоимость производимого материала. Кроме того, в процессе эксплуатации полученного таким способом материала, при температурах выше 300°C происходит выгорание легкоплавких органических волокон, и продукты горения выделяются в виде газов или сажи, что отрицательно сказывается на экологических условиях в местах использования данного материала. Также наличие в материале прочных связей между волокнами вызывает существенное снижение гибкости и затрудняет укладку материала в целевые объемы криволинейной формы.

В качестве прототипа был принят способ получения волокнистого теплоизоляционного материала (Патент РФ №2433917, опубл. 20.11.2011), включающий приготовление водного шликера, содержащего огнеупорные волокна и связующее с помощью пропеллерной мешалки, получение сырой заготовки волокнистого материала методом вакуумного формования водного шликера, последующее формование сырой заготовки под давлением путем ее прокатки до расчетной толщины, и термообработку полученного материала.

Полученные по данному способу волокнистые материалы обладают хорошей гибкостью с критическим радиусом изгиба более 200 мм и размеростабильностью (в пределах 2-4%) при плотности более 100 кг/м3. Однако получение более легковесного и гибкого материала данным способом невозможно, так как при приготовлении водного волокнистого шликера с помощью пропеллерной мешалки происходит чрезмерная ломка волокна, приводящая к сыпучести материала, что не обеспечивает требуемого сочетания гибкости и плотности.

Технической задачей предлагаемого изобретения является разработка способа получения волокнистого теплоизоляционного материала на основе огнеупорных волокон, позволяющего получить материал с физико-механическими характеристиками, обеспечивающими повышенную технологичность и функциональность материала.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение гибкости и снижение плотности волокнистого теплоизоляционного материала, получаемого на основе способа, указанного в прототипе.

Для достижения указанного технического результата предложен способ получения волокнистого теплоизоляционного материала, включающий приготовление водного шликера, содержащего огнеупорные волокна, получение сырой заготовки волокнистого материала путем вакуумного формования водного шликера, формование сырой заготовки под давлением путем ее прокатки с последующей сушкой, отличающийся тем, что приготовление водного шликера проводят методом аэрационной гомогенизации при давлении газа 0,8-4,0 атм.

В водный шликер можно дополнительно вводить связующее.

В качестве связующего используют органическое связующее, выбранное из группы, включающей поливинилацетат, крахмал, поливиниловый спирт, карбоксиметилцеллюлозу или их смесь.

При приготовлении водного шликера в качестве огнеупорных волокон вводят волокна, выбранные из группы, включающей кварцевые, минеральные, оксидные волокна или их смесь, причем аспектное отношение огнеупорного волокна (отношение длины волокна к его диаметру) составляет не менее 50.

При приготовлении водного шликера в него дополнительно вводят органические или искусственные волокна из группы, включающей льняные, хлопчатобумажные, вискозные, капроновые волокна или их смесь, при этом их суммарная масса составляет не более 50% от общей массы волокон в шликере.

Кроме того, при приготовлении водного шликера в него дополнительно можно вводить высокопрочные волокна, выбранные из группы, включающей волокна карбида кремния, нитрида кремния, углеродные, металлические или их смесь.

Сохранение целостности и гибкости нетканого материала из хаотично расположенных коротких огнеупорных волокон зависит от степени их переплетения, которая зависит от размеров волокна и гомогенности водного шликера. Использование метода аэрационной гомогенизации, при котором твердые элементы перемешивающего устройства отсутствуют, позволяет обеспечить мягкое перемешивание волокна без изломов и равномерно по всему объему. Для осуществления способа аэрационной гомогенизации на дно емкости с водным волокнистым шликером помещен рассекатель - свернутая спиралью трубка с отверстиями от 0,5 до 3 мм, размещенная таким образом, чтобы покрыть большую часть площади дна емкости. Отверстия расположены на расстоянии от 5 до 50 мм друг от друга. В трубку подается воздух или любой другой инертный газ, давление которого зависит от концентрации и объема шликера. Для достижения технического результата давление воздуха предпочтительно составляет от 0,8 до 4 атм. Время проведения аэрационной гомогенизации должно составлять не менее 15 мин, предпочтительный интервал 20-90 мин, в зависимости от объема шликера и типа используемого волокна. Если давление воздуха будет ниже 0,8 атм, то перемешивание водного волокнистого шликера в процессе аэрационной гомогенизации будет слишком медленным или не осуществляться вообще, если давление воздуха будет выше 4 атм, то интенсивное бурление воздушных пузырьков приведет к чрезмерному измельчению волокна. Предпочтительно, чтобы аспектное отношение огнеупорного волокна, то есть отношение длины волокна к его диаметру, составляло не менее 50. Тогда волокно будет обладать приемлемой гибкостью, и после аэрационной гомогенизации и вакуумного формования волокнистого материала волокна в этом материале будут иметь достаточное число точек контакта в местах переплетения, что обеспечит целостность и гибкость материала при низкой плотности. Желательное время проведения аэрационной гомогенизации выбирается в зависимости от объема шликера и типа используемых волокон и, как правило, не выходит за пределы интервала 20-90 мин.

В процессе приготовления водного шликера в него можно дополнительно вводить водорастворимое связующее, такое как поливинилацетат, крахмал, поливиниловый спирт, карбоксиметилцеллюлозу.

Также в процессе приготовления водного шликера в него наряду с огнеупорными волокнами можно вводить дополнительно другие виды волокон, а именно: органические волокна, такие как льняные, хлопчатобумажные, вискозные, капроновые, либо высокопрочные волокна, такие как волокна карбида кремния, нитрида кремния, углеродные, металлические, или их смесь для придания дополнительных свойств теплоизоляционному материалу, получаемому данным способом.

После проведения аэрационной гомогенизации из водного волокнистого шликера формуют гибкий волокнистый мат методом вакуумного формования по так называемой «бумажной» технологии - выпускают водный волокнистый шликер на сетчатый фильтр и удаляют воду с помощью вакуумного отсоса. Полученный таким образом сырой волокнистый мат сушат в воздушной среде при температуре 70-120°C.

Изготовленные согласно предлагаемому способу гибкие волокнистые маты могут быть использованы в качестве пожаробезопасной тепло- и звукоизоляции, в том числе для поверхностей сложной формы, а также как средство фильтрации (например, дизельный выпускной фильтрующий элемент или фильтр для высокотемпературного потока газов, включая фильтры для расплавов металлов), или как уплотнительный материал, или основа носителя катализатора.

Примеры осуществления

Пример 1. Получение образца волокнистого теплоизоляционного материала из оксидного волокна состава 80% A12O3 - 20% SiO2 толщиной 5 мм и размером 500×500 мм

Приготовление водного шликера проводили следующим образом: 200 г оксидного волокна фазового состава 80% A12O3 - 20% SiO2 диаметром 1-4 мкм и длиной не менее 5 мм и 40 л дистиллированной воды поместили в емкость и проводили аэрационную гомогенизацию, для чего в емкость с водным шликером через рассекатель подавали воздух под давлением 0,8 атм в течение 40 мин. Затем в полученный водный шликер ввели 5 г органического связующего - поливинилацетата (ГТВА) и подавали воздух еще 5 мин. Из полученного водного шликера, содержащего волокна и связующее, методом вакуумного формования получали сырую заготовку: выпускали водный шликер на сетку размером 500×500 мм и удаляли воду с помощью вакуумного отсоса. Полученную сырую заготовку волокнистого материала подвергали холодной прокатке на механических валках и проводили сушку в сушильном шкафу в течение 10 часов при 70°C.

Полученный в результате образец волокнистого материала взвешивали, определяли его плотность и испытывали на гибкость по ГОСТ 17177. Данные испытаний представлены в таблице 1.

Пример 2. Получение образца волокнистого теплоизоляционного материала толщиной 5 мм и размером 500×500 мм из оксидного волокна состава 100% SiO2 и вискозного волокна

850 г кварцевого волокна диаметром 1-1,5 мкм и длиной не менее 5 мм поместили в 50 л дистиллированной воды. Кроме того, в водный щликер добавили 70 г вискозного органического волокна. Затем подали в шликер воздух под давлением 2,1 атм в течение 60 мин. Из полученного водного шликера, содержащего огнеупорное и органическое волокно, получили сырую заготовку методом вакуумного формования и удалили воду с помощью вакуумного отсоса. В механических валках проводили холодную прокатку полученной заготовки. Сушку проводили в сушильном шкафу в течение 5 часов при 110°C. Полученный в результате образец волокнистого материала взвешивали, определяли его плотность и испытывали на гибкость по ГОСТ 17177. Данные испытаний представлены в таблице.

Пример 3. Получение образца волокнистого теплоизоляционного материала толщиной 5 мм и размером 500×500 мм из базальтового волокна с добавлением волокна карбида кремния

300 г базальтового волокна диаметром 5-20 мкм и длиной не менее 25 мм поместили в 40 л дистиллированной воды. Добавили 30 г высокопрочного волокна карбида кремния. Подавали в шликер воздух под давлением 4 атм и проводили аэрационную гомогенизацию в течение 60 мин. Из полученного водного шликера, содержащего базальтовые волокна и волокна карбида кремния, методом вакуумного формования получили сырую заготовку. Полученную заготовку подвергли прокатке на механических валках, затем проводили сушку в сушильном шкафу в течение 10 часов при 70°C. Полученный в результате образец волокнистого материала взвешивали, определяли его плотность и испытывали на гибкость по ГОСТ 17177. Данные испытаний представлены в таблице 1.

Пример 4. (по прототипу) Получение образцов волокнистого теплоизоляционного материала состава 80% A12O3 - 20% SiO2, толщиной 5 мм и размером 500×500 мм

30 г оксидного волокна состава 80% A12O3 - 20% SiO2, диаметром 0,5-10 мкм диспергировали в 40 л дистиллированной воды с помощью пропеллерной мешалки. В полученный водный шликер вводили органическое связующее - поливинилацетат (ПВА) в количестве 10 г. Из полученного водного шликера, содержащего огнеупорные волокна и связующее, получили сырую волокнистую заготовку методом вакуумного формования.

Полученную заготовку подвергли прокатке на механических валках и сушке на воздухе в сушильном шкафу в течение 10 часов при 70°C.

Полученный образец волокнистого материала взвешивали, определяли его плотность и испытывали на гибкость по ГОСТ 17177. Данные испытаний представлены в таблице.

Плотность полученного образца составила 140 кг/м3, критический радиус изгиба - примерно 220 мм, на цилиндрах меньшего радиуса на материале возникали трещины, а при радиусе 120 мм материал полностью разрушался. Свойства полученных образцов приведены в таблице 1.

Из таблицы 1 видно, что волокнистый теплоизоляционный материал, полученный предлагаемым методом, обладает большей гибкостью (критический радиус изгиба меньше на 60-80%), чем у прототипа, при более низкой плотности (ниже на 12-60%).

Преимуществом предлагаемого способа является получение волокнистого теплоизоляционного материала с повышенной гибкостью и пониженным удельным весом, а также его простота и достижение высокой производительности при получении материала.

Полученные предлагаемым способом высокотемпературные теплоизоляционные материалы найдут применение в изделиях ракетно-космической техники и высокоскоростной авиации, а также в других областях промышленности, где требуется теплоизоляция изделий со сложной геометрией поверхности.

1. Способ получения волокнистого теплоизоляционного материала, включающий приготовление водного шликера, содержащего огнеупорные волокна, получение сырой заготовки волокнистого материала путем вакуумного формования водного шликера, формование сырой заготовки под давлением путем ее прокатки с последующей сушкой, отличающийся тем, что приготовление водного шликера проводят методом аэрационной гомогенизации при давлении газа 0,8-4,0 атм.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при приготовлении водного шликера в него дополнительно вводят связующее.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что в качестве связующего используют органическое связующее, выбранное из группы, включающей поливинилацетат, крахмал, поливиниловый спирт, карбоксиметилцеллюлозу или их смесь.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что при приготовлении водного шликера в качестве огнеупорных волокон используют волокна, выбранные из группы, включающей кварцевые, минеральные, оксидные волокна или их смесь, причем отношение длины огнеупорного волокна к его диаметру составляет не менее 50.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что при приготовлении водного шликера в него дополнительно вводят органические или искусственные волокна из группы, включающей льняные, хлопчатобумажные, вискозные, капроновые волокна или их смесь, при этом их суммарная масса составляет не более 50% от общей массы волокон в шликере.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что при приготовлении водного шликера в него дополнительно вводят высокопрочные волокна, выбранные из группы, включающей волокна карбида кремния, нитрида кремния, углеродные, металлические или их смесь.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к бумагоподобному композиционному материалу, который может быть использован для изготовления капиллярно-пористых деталей систем косвенно-испарительного охлаждения воздуха.

Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промышленности, и может быть использовано при производстве сепараторной бумаги для химических источников тока и является усовершенствованием основного изобретения по авт.св.N1134652.

Изобретение относится к области нанотехнологий и касается штампа для морфологической модификации полимеров, способа его получения и способа формирования супергидрофильных и супергидрофобных самоочищающихся покрытий с его использованием.

Изобретение относится к способам трехмерной печати огнеупорных изделий. Способ включает создание 3D модели изделия, деление модели изделия на слои в поперечном сечении, нанесение слоя порошкообразного материала, нанесение рисунка сечения модели на слой порошкообразного материала жидким связующим, послойное отвердевание порошкообразного материала по 3D модели до завершения формирования изделия.

Изобретение относится к способам изготовления пенокерамики, а именно к способам изготовления пенокерамических изделий декоративного назначения. Технический результат: изготовление пенокерамических изделий с облицовочным слоем и улучшенными теплозащитными свойствами за счет изготовления внутри наружных отделочных слоев поризованного слоя любой требуемой толщины.
Изобретение относится к тонкопленочным стеклокерамическим покрытиям, широко применяемым в материаловедении и медицинском материаловедении в частности. Способ получения многослойного покрытия на основе SiO2-ZrO2-P2O5-Na2O, включающий приготовление пленкообразующего раствора с дальнейшим последовательным нанесением этого раствора на поверхность подложки и ступенчатую термообработку.

Изобретение относится к производству конструктивных деталей, подвергающихся при эксплуатации воздействию высоких температур, и касается детали из композиционного материала с керамической матрицей и способа ее изготовления.
Группа изобретений относится к производству теплозащитных покрытий, предназначенных для теплоизоляции конструкций и оборудования, эксплуатируемых в условиях высоких температур, например трубопроводов, печей, и может найти применение в разных отраслях промышленности.

Изобретение относится к ударопрочным композиционным материалам. Композиционный материал включает неорганическую керамическую матрицу, в которой имеется первая наружная поверхность и вторая наружная поверхность, в целом параллельная первой наружной поверхности.

Изобретение относится к многослойным системам, создающим термический барьер. Подложка с покрытием, создающим термический барьер, содержит упомянутую подложку, упомянутое керамическое покрытие, выполненное из двух керамических слоев, при этом упомянутое покрытие имеет разные толщины на разных участках на упомянутой подложке.
Изобретение относится к тонкопленочным стеклокерамическим покрытиям, широко применяемым в материаловедении и медицинском материаловедении, в частности. Способ получения многослойного покрытия на основе SiO2-ZrO2-P2O5-CaO включает приготовление пленкообразующего раствора (ПОР) с дальнейшим последовательным нанесением на кремневую подложку первого слоя ПОР, затем второго слоя ПОР, затем повторно первого ПОР.

Настоящее изобретение относится к новым материалам, обладающим многослойной структурой, предназначенным для контакта с жидким кремнием при процессах его плавления и отвердевания, в частности, выращивания кристаллов кремния для применения в фотогальванике.

Изобретение относится к области средств защиты оборудования от воздействия высоких температур, излучения, поражающего фактора и касается теплобронезащитной слоистой системы. Содержит установленные в защитном кожухе и соединенные между собой каркасный, упрочненные и теплоизолирующие слои. В качестве упрочненных слоев содержит керамический материал на основе карбидов, преимущественно бора, или титана, или кремния, или оксида алюминия, или их смесей. В качестве каркасного слоя содержит металлы или сплавы на основе титана, алюминия, железа, а в качестве теплоизолирующего слоя - волокнистые материалы на основе неорганических соединений из группы силицидов или силикатов и дополнительно амортизирующий слой из сверхвысокомолекулярного полиэтилена. Все слои системы соединены между собой высокотемпературным кремнийорганическим или силикатным адгезивом. Слоистая система ограничена по всей наружной поверхности слоями углеткани или стеклоткани, пропитанными указанным адгезивом, и заключена в корпус из композиционного материала. Изобретение обеспечивает защиту охраняемого объекта от одновременного воздействия теплового потока, радиационного воздействия и разрушающего элемента за счет повышения демпфирующих свойств системы и показателей радиационной и теплозащиты. 1 табл., 1 ил., 1 пр.

Настоящее изобретение относится к области композитных конструкций, применяемых в качестве жаростойкого теплообменника или фильтра в летательных аппаратах гражданской авиации, авиакосмической и ракетной техники. Жаростойкая сотовая конструкция содержит сотоблок, заключённый в корпус, и состоит из карбида кремния и диспергированных в нем не более 14 мас.% частиц углерода. Сотоблок представляет собой множественное чередование сопряженных между собой плоских перфорированных пластин и гофрированных непроницаемых перегородок, причем образующая гофров каждой предыдущей непроницаемой перегородки перпендикулярна образующей гофров каждой последующей непроницаемой перегородки. Сотоблок расположен в корпусе так, что у одной из совокупностей непроницаемых гофрированных перегородок образующие гофров параллельны направлению ввода рабочей среды, а у другой совокупности - перпендикулярны этому направлению, при этом откидное днище выполнено глухим и сопрягается с корпусом перпендикулярно направлению ввода рабочей среды. Торец корпуса, параллельный этому направлению, снабжен крышками с патрубками для вывода отработанной среды. Проводка потока рабочей среды осуществляется через перфорированные пластины ячеистой структуры сотового наполнителя. Технический результат изобретения - повышение температуры эксплуатации и эффективности использования изделий. 4 ил.
Изобретение относится к проппантам для гидравлического разрыва пласта - ГРП. Проппант для жидкости обработки скважин включает дискретные частицы подложки, такой как песок, покрытый смолой, содержащей продукт реакции Майяра между углеводами и соединением амина и/или аммония. Жидкость для ГРП, содержащая суспензию жидкости-носителя и проппанта, указанного выше. Способ стимулирования добычи сырой нефти из подземного пласта, включающий введение указанной выше жидкости в пласт. Изобретение развито в зависимых пунктах. Технический результат - повышение эффективности обработки пласта. 3 н. и 34 з.п. ф-лы, 5 пр.

Изобретение относится к высокотемпературным композитным материалам, используемым в качестве компонента реактивного двигателя, и касается керамического матричного композитного компонента, покрытого барьерными для окружающей среды покрытиями, и способа его изготовления. Включает в себя субстрат, сформированный из содержащего силицид керамического матричного композита, слой карбида кремния, осажденный на поверхности субстрата, слой кремния, осажденный на поверхности слоя карбида кремния, смешанный слой, состоящий из смеси муллита и силиката иттербия и осажденный на поверхности слоя кремния, и оксидный слой, осажденный на поверхности смешанного слоя. Изобретение обеспечивает создание керамического матричного композитного компонента, обладающего стойкостью к окислению и водяному пару от воздействия термических циклов в высокотемпературной газовой среде, содержащей водяной пар. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 13 ил.

Изобретение относится к области высокотемпературных керамических материалов и может быть использовано при разработке конструкционных композитов с хрупкими компонентами. Трещиностойкие волокнистые керамические композиты содержат керамические матрицы и оксидные волокна. Используют однонаправленное армирование матрицы волокнами, имеющими плоские параллельные оси волокон грани, соединенные попарно по граням с прочностью, меньшей величины прочности волокна и матрицы. Слабые поверхности раздела волокон служат стопорами на пути распространения трещин. Изобретение обеспечивает повышение трещиностойкости композитных материалов при сохранении стабильности структуры при высоких температурах. 3 ил., 3 пр.

Изобретение относится к ударопрочным композитам и касается межслойного усиления ударной прочности термопластичных материалов. Композитная структура содержит, по меньшей мере, один структурный слой армированной волокнами термопластичной смолы и, по меньшей мере, один повышающий ударную прочность слой, расположенный рядом с поверхностью структурного слоя. Повышающий ударную прочность слой сформирован для создания межслойного участка в композитном слоистом материале и может иметь форму полимерной пленки, тканной или нетканной, свободных частиц, полимерного слоя или нетканного полотна с повышающими ударную прочность частицами, диспергированными в ней, сетки, хлопьев волокон или частиц, имеющих размер более 3 микрон. Изобретение обеспечивает повышение ударной прочности композитного слоистого материала, используемого для работы в большом коммерческом транспорте и/или военной аэрокосмической промышленности, а также отраслях, нуждающихся в композитах для работы в трудных условиях. 5 н. и 15 з.п. ф-лы, 5 ил., 5 табл., 3 пр.

Изобретение относится к производству композиционных материалов, преимущественно конструкционного назначения, и может быть использовано для изготовления теплозащитных слоистых композиционных изделий, предназначенных, например, для эффективной тепловой защиты аэрокосмических летательных аппаратов и их энергетических систем. Техническим результатом предлагаемого изобретения является исключение расслойных трещин, образующихся при охлаждении в процессе получения теплозащитного слоистого композиционного материала, а также его высокие механические свойства. Способ получения теплозащитного слоистого композиционного материала системы Zrm(O-B-C)n включает подготовку порошков по меньшей мере двух выбранных соединений указанной системы: ZrO2, ZrB2 или ZrC, формирование из них заготовок и послойную укладку заготовок в графитовую пресс-форму, горячее прессование. При послойной укладке между указанными заготовками помещают промежуточный слой порошковой смеси выбранных соединений указанной системы, объемные доли которых в смеси определяют из формулы: , где: α1, α2 - КТР выбранных соединений, V1, V2 - объемные доли выбранных соединений в смеси, при этом толщину промежуточного слоя рассчитывают по формуле: , где: ΔН - толщина промежуточного слоя, α1, α2 - КТР выбранных соединений, h1, h2 - толщины заготовок, ΔT - разница температур, заданная режимом горячего прессования материала. Порошки выбранных соединений подготавливают обработкой в шаровой мельнице в бензине в течение 80-100 ч, затем высушенные порошки протирают через сито. Заготовки формуют прессованием в пресс-форме при давлении 100-200 МПа. Горячее прессование проводят при температуре 1400-1700°C, давлении 10-20 МПа в течение 20-30 минут в среде азота. 3 з.п. ф-лы, 4 пр.

Изобретение предназначено для использования при изготовлении изделий, работающих в окислительных газовых потоках, в абразивосодержащих газовых и жидкостных потоках, а также в качестве пар трения. Способ изготовления тонкостенных изделий из композиционного материала на основе углерод-керамической матрицы с градиентными по толщине свойствами включает формирование каркаса слоистой или слоисто-прошивной структуры из термостойких углеродных и/или карбидокремниевых волокон, уплотнение его углерод-керамическим матричным материалом путем пропитки каркаса полимерным связующим, формование пластиковой заготовки, высокотемпературную обработку и насыщение пироуглеродом вакуумным изотермическим методом с получением заготовки изделия, защитные и несущие слои которой имеют разную химическую активность по отношению к кремнию, и силицирование полученной заготовки. При формировании каркаса на границе между защитными и несущими слоями прокладывают или формируют пленку из непроницаемого эластичного полимерного материала, стойкого к компонентам полимерного связующего, а при необходимости прошивки пакета волокнистых заготовок применяют прошивную нить с эластичным полимерным покрытием. Защитные и несущие слои в каркасе пропитывают соответственно керамообразующим и коксообразующим связующим, насыщение карбонизованного и/или прошедшего высокотемпературную обработку пластика пироуглеродом производят при 1020-1050°С, давлении в реакторе 7-36 мм рт.ст. при подаче углеродсодержащего газа только со стороны несущих слоев до открытой пористости материала указанных слоев 6-10%. Перед силицированием заготовки открытые поры материала заполняют нанодисперсным углеродом или смесью нано- и мелкодисперсного углерода с размером частиц не более 5 мкм, а силицирование производят паро-жидкофазным методом при первоначальном массопереносе кремния в поры материала путем капиллярной конденсации его паров при температуре заготовки 1300-1600°С, давлении в реакторе не более 27 мм рт.ст., при температуре паров кремния, превышающей температуру заготовки соответственно на 100-10 градусов. Технический результат изобретения - повышение эксплуатационных характеристик тонкостенных изделий с градиентными по толщине свойствами. 9 з.п. ф-лы, 1 табл., 19 пр.
Изобретение относится к керамической и авиационной отраслям промышленности и преимущественно может быть использовано при изготовлении крупногабаритных, сложнопрофильных керамических изделий типа обтекателей летательных аппаратов. Способ соединения керамического изделия с металлическим шпангоутом включает определение величины зазора между склеиваемыми поверхностями, изготовление и установку прокладок из затвердевшего клеящего вещества, соединение поверхностей и выдержку под давлением до полного высыхания клеящего вещества. Прокладки устанавливают на одну из склеиваемых поверхностей, на которую предварительно нанесен слой клеящего вещества. Толщина прокладки должна быть не менее минимальной и не более среднеарифметической величины зазора. Способ по изобретению чрезвычайно прост и его применение позволяет сократить брак при сборке керамического изделия типа обтекателей летательных аппаратов с металлическим шпангоутом. Технический результат, достигаемый способом по изобретению, заключается в упрощении операции сборки керамического изделия с металлическим шпангоутом.
© Патентный поиск, поиск патентов на изобретения - FindPatent.RU 2012-2024
Политика конфиденциальности 2015-06-20 2015-06-20T02:04:43
Наверх