Патенты автора Турбина Елена Юрьевна (RU)
Изобретение относится к области конструкционных материалов, работающих в условиях высокого теплового нагружения и окислительной среды, и может быть использовано в химико-металлургической промышленности для создания изделий и элементов конструкций, подвергающихся воздействию агрессивных сред. Углерод-карбидокремниевый композиционный материал содержит углеродный волокнистый наполнитель и матрицу, состоящую из карбида кремния, кремния и углерода. В нем часть карбида кремния представляет собой наноразмерные волокна или трубки, размеры отдельных фрагментов кремния не превышают 10 мкм, а компоненты материала содержатся в следующем количестве, вес.%: углеродные волокна 29-40,1, карбид кремния 35-56,4 при содержании в нем карбидизовавшихся углеродных волокон не более 3,8, свободный кремний 2-10, свободный углерод - остальное. На основе армированного углеродными волокнами каркаса и коксообразующего связующего формируют углепластиковую заготовку, проводят ее карбонизацию, формируют в порах материала заготовки активный к кремнию углерод и силицируют полученную заготовку парожидкофазным методом. Перед формированием заготовки насыщают каркас пироуглеродом вакуумным изотермическим методом до его содержания 10-18,5 вес.%, а формирование в порах материала заготовки перед ее силицированием активного к кремнию углерода осуществляют путем выращивания в порах наноразмерного углерода в форме волокон или трубок. Первоначальную доставку кремния в поры материала при паро-жидкофазном методе силицирования осуществляют предпочтительно путем капиллярной конденсации его паров в интервале 1300-1500°C. Технический результат изобретения - повышение ресурса работы изделий в условиях агрессивной среды, высокого теплового и механического нагружения. 2 н.. и 2 з.п. ф-лы, 16 пр., 1 табл., 1 ил.
Изобретение предназначено для использования в химической, химико-металлургической, в авиационной и космической отраслях промышленности. Формируют каркас углерод-углеродного композиционного материала (УУКМ) из низкомодульных углеродных волокон, заполняют его поры дисперсным углеродным наполнителем путем выращивания в них каталитическим методом в газовой фазе наноразмерного углерода в форме частиц, волокон или трубок до его содержания 3,7-10,9% от веса волокнистого каркаса. Затем насыщают матрицей из пироуглерода термоградиентным методом при избыточном давлении метана 0,025-0,03 кгс/см2, температуре в зоне пиролиза 840-920°С и скорости ее передвижения 0,1-0,25 мм/ч. Полученный УУКМ содержит указанные компоненты в следующем количестве, вес.%: углеродные волокна - 38,7-46,1; нанодисперсный наполнитель - 1,7-4,2; пироуглеродная матрица - 49,7-59,6; имеет плотность 1,41-1,55 г/см3. Нанодисперсный углеродный наполнитель содержится как в межволоконных порах каркаса, так и в межфиламентных порах углеродных волокон. Технический результат - повышение прочностных свойств УУКМ без ухудшения других эксплуатационных характеристик. 2 н.п. ф-лы, 2 табл., 12 пр.
