Способ получения многослойного термостойкого радиотехнического материала


C04B35/6269 - Формованные керамические изделия, характеризуемые их составом (пористые изделия C04B 38/00; изделия, характеризуемые особой формой, см. в соответствующих классах, например облицовка для разливочных и плавильных ковшей, чаш и т.п. B22D 41/02); керамические составы (содержащие свободный металл, связанный с карбидами, алмазом, оксидами, боридами, нитридами, силицидами, например керметы или другие соединения металлов, например оксинитриды или сульфиды, кроме макроскопических армирующих агентов C22C); обработка порошков неорганических соединений перед производством керамических изделий (химические способы производства порошков неорганических соединений C01)

Владельцы патента RU 2785836:

Акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" им. А.Г.Ромашина" (RU)

Изобретение относится к конструкционным, электротехническим и теплозащитным материалам и предназначено для его использования в теплонагруженных изделиях и конструкциях радиотехнического назначения. Способ получения многослойного термостойкого радиотехнического материала включает смешение алюмохромфосфатного связующего марки Фоскон-351 с порошком белого электрокорунда, нанесение полученной композиции на кварцевую и многослойную кремнеземную стеклоткани, аппретированные спирто-ацетоновым раствором кремнийорганической смолы КМ-9К. Ткани с нанесённым покрытием укладывают друг на друга в заданном порядке, отверждают под вакуумом, проводят термообработку при температуре 300°С в течение 3-4 ч, после чего охлаждают до комнатной температуры и проводят термообработку при температуре 400-500°С в течение не менее 0,5 ч. Технический результат заключается в получении материала со стабильными геометрическими размерами при нагреве с сохранением высоких прочностных характеристик в условиях эксплуатации свыше 300°С. 3 пр., 2 табл.

 

Изобретение относится к конструкционным, электротехническим и теплозащитным материалам и предназначено для изготовления материала на основе алюмохромфосфатного связующего, кварцевой и кремнеземной ткани для использования в теплонагруженных изделиях и конструкциях радиотехнического назначения, в теплоизоляционных изделиях, работающих при температуре от минус 60 до плюс 800°С в авиационной, космической и других областях промышленности.

Известен способ получения радиотехнического материала (патент РФ № 2220930, МПК СО4В 35/80, СО4В 28/34, опублик. 10.01.2014), включающий смешение алюмохромфосфатного связующего ХАФС-3 с электроплавленным корундом в соотношении 1:1 и кварцевой или кремнеземной ткани, аппретированной 3 – 7% спиртовым раствором кремнийорганической смолы. Совмещение полученной композиции связующего со стекловолокнистым наполнителем и проведение режима отверждения происходит под прессом при удельном давлении 0,92 – 1,05 МПа и подъёме температуры до (270±5) °С, с проведением последующего режима термообработки до 300°С. Недостатком радиотехнического материала, полученным указанным способом, являются недостаточно высокие прочностные и диэлектрические характеристики при повышенных температурах.

Наиболее близким по технической сущности является способ получения радиотехнического материала, описанный в патенте РФ № 2544356 МПК СО4В 35/80, опублик. 05.03.2015.

В известном способе получения материала используют композицию из алюмохромфосфатного связующего марки Фоскон-351 с добавлением порошка белого электрокорунда в соотношении 55 – 65 % мас. и 35-45% мас. соответственно, нанесенную на кварцевую или кремнеземную стеклоткань, аппретированную 10-15% раствором кремнийорганической смолы КМ-9К в спирто-ацетоновом растворе в соотношении 1:1. После нанесения на кварцевую или кремнеземную стеклоткань полученной композиции, ее отверждают под вакуумом при удельном давлении 0,8 МПа при подъеме температуры до 170°С и выдержке при этой температуре не менее 2-х часов при подьеме температуры до 170°С и выдержке при этой температуре не менее 2-х часов, после чего проводят термообработку полученного материала при подъеме температуры до 300 0С и выдержке в течение 3 – 4 часов. Затем полученный материал охлаждают до комнатной температуры и проводят его пропитку кремнийорганической смолой марки МФСС-8 в течение 1 – 2 часов с последующей сушкой на воздухе не менее 4-х часов и полимеризацией путем нагрева до температуры 320°С и выдержки при этой температуре в течение 2 – 3 часов.

Недостатком указанного способа получения материала является резкое увеличение относительного удлинения материала перпендикулярно армирующим слоям при нагреве в условиях эксплуатации свыше 300°С, что приводит к изменению геометрических размеров и ухудшению прочностных характеристик материала.

Причиной данного факта являются фазовые переходы, протекающие в алюмохромфосфатном связующем в температурном диапазоне выше температуры термообработки материала, в том числе связанные с выходом реакционно связанной воды. Применение одного вида стеклоткани (кварцевой или многослойной кремнеземной) не может в полной мере обеспечить стабилизацию геометрических размеров с сохранением прочностных характеристик материала.

Задачей, решаемой предлагаемым способом, является получение многослойного термостойкого радиотехнического материала со стабильными геометрическими размерами при нагреве с сохранением высоких прочностных характеристик в условиях эксплуатации свыше 300°С.

Указанная задача реализуется посредством способа получения многослойного термостойкого радиотехнического материала, включающего смешение алюмохромфосфатного связующего марки Фоскон-351 с порошком белого электрокорунда, нанесение полученной композиции на стеклоткань, аппретированную спирто-ацетоновым раствором кремнийорганической смолы КМ-9К, отверждение под вакуумом, проведение термообработки при температуре 300°С в течение 3 – 4 часов и охлаждение до комнатной температуры, отличающегося тем, что после охлаждения проводят термообработку при температуре 400 – 500°С в течение не менее 0,5 часа, а в качестве стеклоткани используют кварцевую и многослойную кремнеземную стеклоткань, которую укладывают друг на друга в заданном порядке.

Проведение термообработки многослойного термостойкого радиотехнического материала при температуре 400-500°С обеспечивает выход реакционно связанной воды из алюмохромфосфатного связующего, что исключает резкое изменение геометрических размеров материала перпендикулярно армирующим слоям при нагреве до 500°С в условиях эксплуатации.

Комбинация слоев кварцевой и многослойной кремнеземной ткани типа МКТ в получаемом материале позволяет компенсировать расширение алюмохромфосфатного связующего при нагреве материала свыше температуры термообработки за счет пространственно-объемного плетения ткани МКТ и сохранить прочностные характеристики материала за счет слоев кварцевой ткани типа ТС8/3-К-ТО в широком температурном диапазоне эксплуатации материала.

Примеры конкретного выполнения способа получения многослойного термостойкого радиотехнического материала.

Пример 1. На кварцевую ткань ТС 8/3-К-ТО и многослойную кремнеземную ткань МКТ-2,5, аппретированные 10% спирто-ацетоновым раствором кремнийорганической смолы КМ-9К, наносили смесь, состоящую из 65% мас. связующего ФОСКОН-351 и 35% мас. порошка белого электрокорунда зернистостью 5-10 мкм. На семь слоев кварцевой ткани укладывали один слой многослойной кремнеземной ткани. Полученную заготовку отверждали методом вакуумного формования при удельном давлении 0,8 МПа при подъеме температуры до 170°С и выдержке при этой температуре 2 часа, затем подвергали термообработке при конечной температуре 300°С и выдержке при этой температуре в течение 3-х часов. Затем охлаждали до комнатной температуры и подвергали термообработке при температуре 450°С в течение 0,75 часа.

Пример 2. Пример 2 осуществляли по примеру 1, но при этом на два слоя кварцевой ткани укладывали один слой многослойной кремнеземной ткани, а затем пять слоев кварцевой ткани. Полученную заготовку отверждали методом вакуумного формования при удельном давлении 0,8 МПа при подъеме температуры до 170°С и выдержке при этой температуре 2 часа, затем подвергали термообработке при конечной температуре 300°С и выдержке при этой температуре в течение 3-х часов. Затем охлаждали до комнатной температуры и подвергали термообработке при температуре 500°С в течение 0,5 часа.

Пример 3. Пример 3 осуществляли по примеру 1, но при этом на один слой многослойной кремнеземной ткани укладывали семь слоев кварцевой ткани, полученную заготовку отверждали методом вакуумного формования при удельном давлении 0,8 МПа при подъеме температуры до 170°С и выдержке при этой температуре 2 часа, затем подвергали термообработке при конечной температуре 300°С и выдержке при этой температуре в течение 3,5 часов. Затем охлаждали до комнатной температуры и подвергали термообработке при температуре 400°С в течение 1 часа.

В таблицах 1,2 приведены сравнительные характеристики многослойного термостойкого радиотехнического материала, полученные по примерам 1 – 3, и прототипа.

Из таблиц видно, что предлагаемый способ получения многослойного термостойкого радиотехнического материала позволяет изготовить материал со стабильными геометрическими размерами перпендикулярно армирующим слоям материала (уменьшение эффекта «распухания») и сохранением стабильно высоких прочностных характеристик в широком диапазоне температур.

Таблица 1

Показатели По примеру 1 По примеру 2 По примеру 3 По прототипу
Плотность, г/см3 1,60 1,63 1,67 1,70 – 1,79
Диэлектрическая проницаемость при частоте 1010 Гц при температуре 20°С 3,20 3,21 3,20 3,4
Тангенс угла диэлектрических потерь tg×104 при частоте 1010 Гц при температуре 20°С 67 70 62 78
Прочность при межслоевом сдвиге, МПа при температуре, по основе 20°С 7,3 7,1 6,6 6,6
450°С 8,1 7,8 7,5 7,2
600°С 6,6 6,4 6,4 6,3
Прочность при межслоевом сдвиге, МПа при температуре, по утку 20°С 7,5 6,9 7,0 4,9
450°С 9,0 8,3 8,5 3,8
600°С 7,5 7,0 7,1 2,7

Таблица 2

Показатели Относительное удлинение перпендикулярно армирующим слоям (dL/L×103, К-1) при температуре, °С
100 200 300 400 500 600 700 800
Пример 1 0,4 0,6 1,2 2,0 2,7 22 37 55
Пример 2 0,2 0,6 1,3 1,9 2,3 18 35 48
Пример 3 0,3 0,5 1,4 2,1 3,8 24 39 53
По прототипу 0,8 1,9 3,0 15 36 50 61 82

Способ получения многослойного термостойкого радиотехнического материала, включающий смешение алюмохромфосфатного связующего марки Фоскон-351 с порошком белого электрокорунда, нанесение полученной композиции на стеклоткань, аппретированную спирто-ацетоновым раствором кремнийорганической смолы КМ-9К, отверждение под вакуумом, проведение термообработки при температуре 300°С в течение 3-4 часов и охлаждение до комнатной температуры, отличающийся тем, что после охлаждения проводят термообработку при температуре 400-500°С в течение не менее 0,5 часа, а в качестве стеклоткани используют кварцевую и многослойную кремнеземную стеклоткани, которые укладывают друг на друга в заданном порядке.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к производству теплоизоляционных и звукопоглощающих материалов и может быть использовано в авиакосмической технике, в приборостроении, машиностроении и в других областях техники. .

Изобретение относится к композиционным материалам C/C-SiC для элементов тормозов, таких как тормозные диски. Тормозное устройство состоит из нескольких контактирующих между собой элементов с двумя рабочими поверхностями трения, выполненных из композиционного материала, содержащего каркас объемной структуры из углеродных волокон и матрицу, включающую в себя первую фазу, прилегающую к армирующим волокнам и содержащую пироуглерод, вторую жаропрочную фазу, полученную, по крайней мере, частично за счет пиролиза материала-предшественника в жидком состоянии, и фазу карбида кремния, полученную в процессе силицирования.

Изобретение относится к области создания углерод-карбидных конструкционных и теплозащитных материалов, работающих в условиях высоких температур и окислительных сред, а также к области создания и производства углеродных материалов на основе углеродных тканей и может быть использовано в химической, нефтяной и металлургической промышленности, а также в авиакосмической технике и энергетике для создания изделий и элементов конструкций, подвергающихся воздействию агрессивных сред.

Изобретение относится к абразиво- и окислительностойким материалам, предназначенным для эксплуатации в условиях высоких температур, теплового удара, окислительной среды и абразивного воздействия. Композиционный материал выполнен на основе каркаса объемной структуры и дисперсно-упрочненной нано- и/или ультрадисперсными частицами тугоплавких соединений углеродной или углерод-керамической матрицы.

Изобретение относится к композиционным материалам C/C-SiC для элементов тормозов, таких как тормозные диски и/или тормозные башмаки. Элемент тормозного устройства состоит из сердечника, выполненного из УУКМ, и окружающих его с торца рабочих слоев фрикционного материала, содержащего углеродные волокна, расположенную вблизи них первую фазу в виде пироуглерода, затем вторую фазу из углерода и/или керамики, получаемых из жидкого предшественника, и карбид кремния, получаемый в процессе силицирования.

Изобретение относится к способу изготовления детали из композитного материала. Способ включает в себя следующие этапы.

Изобретение относится к получению полой детали из композиционного материала с керамической матрицей, используемой в горячих секциях турбомашин. Способ включает стадии, на которых в форму помещают волокнистую полую преформу, при этом сердцевина из окисляемого материала размещена или вставлена в преформу; отверждают указанную преформу и извлекают сердцевину посредством окисления сердцевины.
Наркология
Наверх