Патенты автора Меламед Анна Леонидовна (RU)

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. Способ изготовления двумерно армированного углерод-карбидного композиционного материала на основе углеродного волокнистого наполнителя со смешанной углерод-карбидной матрицей включает последовательные процессы выкладки каркаса заготовки, пропитки заготовки расплавленным пеком, карбонизации в герметизированном контейнере в аппарате высокого давления и графитации в вакууме с повторением этих операций до получения материала с плотностью 1,9 г/см3. Перед выкладкой армирующего каркаса углеродный волокнистый материал предварительно промазывают шликерным раствором, содержащим суспензию порошка высокотемпературного пека и карбидообразующего компонента Si, ZrВ2 фракции ≤300 мкм в водном 5% растворе поливинилового спирта (ПВС), с последующей сушкой собранного каркаса. Кроме этого после механической обработки в размер готового изделия на его рабочие поверхности наносят вышеуказанный шликер с последующей сушкой и отжигом при температуре выше температуры образования карбида или осаждается защитное карбидное покрытие требуемой толщины из паровой фазы использованного карбидообразующего элемента Si, Zr. Технический результат - полученный композит характеризуется наибольшей термопрочностью, при этом исключено отслоение покрытия от матрицы. 1 з.п. ф-лы, 5 пр., 1 табл., 3 ил.

Предлагаемое изобретение относится к области измерений физических величин, в частности к теплофизическим измерениям свойств материалов, имеющих ярко выраженную температурную зависимость характеристик, таких как графит, карбиды и другие. Метод может найти применение при определении свойств композиционных материалов, которые используются в энергетике, авиационно-космической, химической и других отраслях техники. Способ определения коэффициента теплопроводности при температурах до 2800 К полупроводниковых, композиционных материалов, включающий нагрев образца, измерение значений силы тока I, падения напряжения U и истинной температуры внешней и внутренней поверхностей образца, отличающийся тем, что нагрев образца ведут путем косвенного нагрева, при теплопередаче излучением с графитового цилиндрического нагревателя-сердечника, помещенного внутрь цилиндрического канала образца с расстоянием между нагревателем-сердечником и внутренней поверхностью образца менее 0,5 мм, измеряют величину объемного тепловыделения центральной части сердечника и величины температур в точках образца, расположенных на внешней поверхности и на глубине в стенке канала, причем измерения осуществляются в условиях установившегося теплового режима на различных стадиях ступенчатого нагрева образца от комнатной температуры через ряд промежуточных, интересующих исследователя, температур до 2800 К, при этом расчетная формула для определения коэффициента теплопроводности получена на основе решения стационарного, одномерного уравнения теплопроводности в цилиндрической системе координат при известном тепловом потоке на внутренней поверхности образца λ=IUln(R0/(R0-h))/(2πL(Th-T0)), где I, U - сила тока и падение напряжения на нагревателе, R0 - внешний радиус цилиндрического образца, h - глубина отверстия в стенке образца, L - длина изотермического участка, Th, Т0 - температура на глубине h и на внешней поверхности образца. При этом образец представляет собой полый цельный цилиндр или набранный из колец шириной 20 мм и имеет специальные монтажные сквозные верхние и нижние отверстия, которые просверлены в центре изотермического участка, расстояние термостабильной зоны, расположенной между двумя верхними и двумя нижними монтажными отверстиями, где измеряется падение напряжения на сердечнике, составляет 20 мм. Технический результат заключается в возможности реализации в стационарных условиях для области высоких температур. Это отвечает максимальному приближению к реальным условиям работы высокотемпературных материалов. 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области углерод-карбидокремниевых конструкционных материалов на основе объемно-армированных каркасов из углеродного волокна, работающих в условиях высокого теплового нагружения и окислительной среды, и может быть использовано в химической, нефтяной и металлургической промышленности, а также в авиакосмической технике. Углерод-карбидокремниевый композиционный материал имеет объемно-армированную структуру на основе многонаправленных стержневых каркасов (n=3, 4 …, где n - число направлений армирования) из углеродного волокна и комплексную углерод-карбидокремниевую матрицу, получаемую из углеводородов в процессе их карбонизации при атмосферном давлении или изостатически под давлением, насыщения заготовок пироуглеродом, высокотемпературной обработки, предварительного силицирования и последующего повторного силицирования после механической обработки. Силицирование (предварительное и повторное) углерод-углеродной заготовки может проводиться любым известным способом, в том числе смесью кремния и бора или смесью кремния с другими тугоплавкими компонентами, или соединениями на основе кремния при плотности заготовок под силицирование в пределах от 1,60 до 1,95 г/см3 в зависимости от конечного использования материала. Представленный углерод-карбидокремниевый композиционный материал обладает высокой термоэрозионной и окислительной стойкостью, а также достаточными физико-механическими характеристиками, которые повышаются с ростом температуры. 1 з.п. ф-лы, 8 пр., 2 табл., 2 ил.

Изобретение может быть использовано при изготовлении теплонапряженных участков конструкций, подверженных воздействию агрессивных окислительных сред. Графитовые заготовки подвергают вакуумной заливке каменноугольным высокотемпературным пеком при температуре выше температуры плавления пека. Затем проводят одновременную пропитку и карбонизацию под давлением (80-105) МПа при температуре (700-750)°C с выдержкой при указанном давлении и температуре не менее 4 часов и высокотемпературную обработку в вакууме с выдержкой при температуре (2100-2300)°C не менее 0,5 часа. Повышается плотность и прочность получаемого материала при сохранении возможности изготовления из него деталей больших габаритов. 5 табл.

 


Наверх