Патенты автора Вербец Дмитрий Борисович (RU)
Способ определения эффективной температуры высокотемпературной обработки углеродных материалов // 2724302
Изобретение относится к области химической технологии, в частности к технологии углеродных материалов, таких как искусственные графиты, углеродные волокнистых материалов, углерод- углеродные композиты, для получения которых используется высокотемпературная обработка в интервале температур от 1000 до 3000°С. Заявлен способ определения эффективной температуры высокотемпературной обработки углеродных материалов по параметрам кристаллической структуры обрабатываемого материала, включающий экспериментальную термообработку обрабатываемого материала или индикаторного образца при различных температурных режимах, в диапазоне температур, которые необходимо контролировать, затем определение соотношения между температурой обработки и параметром кристаллической структуры ID/IG (соотношение интегральных интенсивностей спектральных полос D и G) обрабатываемого материала или индикаторного образца, измеряемого методом рамановской спектроскопии, построение калибровочной зависимости данного соотношения и вычисление эффективной температуры высокотемпературной обработки углеродных материалов по калибровочному графику. При этом данный способ применим для искусственных графитов, углеродных волокнистых материалов, углерод-углеродных композитов. Способ может быть использован для контроля температурных полей печей высокотемпературной обработки. Кроме того, при определении эффективной температуры высокотемпературной обработки крупногабаритных изделий используют индикаторные образцы, представляющие жгут углеродного волокна, ПАН марки UMT 45-12K-ЕР длиной 2 см, помещенный в графитовый тигель диаметром не более 20 мм и длиной не более 30 мм с крышкой. А между параметрами кристаллической структуры обрабатываемого углеродного материала, такими как межслоевое расстояние d002, и диаметр La, и высота кристаллитов Lc, и параметром ID/IG существует корреляционная зависимость. Технический результат – повышение точности получаемых результатов, так как данным техническим решением установлена возможность определения температуры обработки углеродных материалов методом рамановской спектроскопии образцов-свидетелей с погрешностью ±30°С. 4 з.п. ф-лы, 7 ил., 1 табл.
Использование: для исследования различий структурного состояния углеродных волокон после различных термомеханических воздействий методом рентгеноструктурного анализа. Сущность изобретения заключается в том, что выполняют пробоподготовку, установку образца в держателе рентгеновской установки с острофокусной рентгеновской трубкой предпочтительно с «Со» анодом, с изогнутым координатно-чувствительным детектором и с одновременной регистрацией дифракционной картины в большом интервале углов, при этом пробоподготовка заключается в приготовлении порошка измельченных образцов углеродных волокон, прошедших высокотемпературную обработку при разных режимах термообработки и температурах, включает в себя резку жгута углеродного волокна до размера не более 2 мм, измельчение в шаровой мельнице в течение 12-15 мин, рассеивание полученного порошка до фракции -50/+40 мкм, а также в других размольных агрегатах, позволяющих получить порошок углеродного волокна данной фракции, установка образца в держателе производится подпрессовкой полученной фракции порошка в кювете под давлением 0,2 МПа, при этом съемка дифрактограмм производится с полным набором рефлексов, во всем диапазоне углов. Технический результат: увеличение точности и достоверности исследования различий структурного состояния углеродных волокон после различных термомеханических воздействий методом рентгеноструктурного анализа, возможность получать при съемке дифрактограмму с полным набором рефлексов, во всем диапазоне углов. 10 ил., 4 табл.
Изобретение может быть использовано при производстве высокопрочных и высокомодульных углеродных волокон для высококачественных композитов. Лабораторная линия исследования и получения углеродных волокон включает два взаимосвязанных независимых агрегата: термокамеру для окислительной термостабилизации полимерного волокна до 300°С, проходную печь термообработки окисленного полимерного волокна от 800 до 3200°С и агрегат для возможного аппретирования полученного углеродного волокна. Агрегат термокамеры содержит термостатируемую герметичную термокамеру 1 с системой управления температурой, выполненную с возможностью регулирования температуры стенок и подаваемого воздуха по заданной программе в автоматическом режиме, систему 4 подачи, приема и удержания волокна, оснащённую червячной передачей, систему подачи подогретого воздуха, включающую воздушный насос 3 и калорифер 2, систему измерения натяжения волокна, содержащую устройство 6 для фиксации деформационных изменений волокна, ролик 7 и груз 8 для создания требуемой нагрузки. Агрегат проходной печи термообработки окисленного полимерного волокна содержит корпус печи термообработки, разделённой на печь предкарбонизации 9 и печь карбонизации 10, герметично соединенные друг с другом, систему фиксирования и управления температурой в печи, систему отвода и нейтрализации газов термодеструкции, систему подачи волокна, содержащую шпулярник 11 и семивальцы 13, систему приема волокна из печи, включающую семивальцы 13 и приёмно-намоточное устройство 12, систему управления скоростью вальцов, систему измерения усилия натяжения волокна и систему подачи инертного газа, включающую ёмкость 15. Агрегат для аппретирования полученного углеродного волокна содержит пропиточную ванну 19, трёхвальцы 18 и печь сушки 20. Изобретение позволяет получить углеродное волокно, изучить механизм термостабилизации, карбонизации и графитации, улучшить характеристики волокна. 3 н. и 2 з.п. ф-лы, 6 ил.
СПОСОБ УПРОЧНЕНИЯ УГЛЕРОДНОГО ВОЛОКНА // 2634450
Изобретение относится к упрочнению углеродных волокон (УВ), используемых для получения композиционных материалов. Способ упрочнения углеродных волокон включает термообработку с протягиванием волокон через зону нагрева. Термическую обработку проводят в зоне высокотемпературного нагрева 2500-3000°С, в инертной атмосфере, в течение 18-32 секунд, с приложением нагрузки на обрабатываемое волокно в диапазоне от 1,0 до 3,75 г/текс за счет разности скоростей подающих и принимающих механизмов. Величина нагрузки на обрабатываемое волокно обратно пропорциональна времени пребывания в зоне высокотемпературного нагрева. Кроме того, может проводиться дополнительная пропитка УВ аппретирующим составом водного раствора поливинилового спирта 6-8 г/литр и сушка в кварцевой трубчатой печи, с увеличением температуры в зависимости от времени пребывания в зоне сушки от 60 до 120 секунд в пределах 130-300°С. Изобретение позволяет получить углеродное волокно с повышенным значением предельной прочности на разрыв до 10% и повышенным значением модуля упругости до 50-60%. 1з.п. ф-лы, 8ил, 3 табл
Изобретение относится к производству высокопрочных углеродных жгутов, применяемых для производства высококачественных композитов и касается способа связывания волокнистого полиакрилонитрильного(ПАН) материала при проведении стадий получения из него углеродного волокна. Способ при проведении стадий, требующих непрерывности процесса при получении из него углеродного волокна или получения экспресс - образцов для отработки стадийных режимов и исследования ПАН - прекурсора на пригодность заключается в подвязке к длинномерной волокнистой ПАН-нити коротких углеродных нитей узлом косичка, состоящим их двух углеродных нитей и одной исследуемой таким образом, чтобы углеродная нить была промежуточным звеном между ПАН - нитями, длина узла не менее 100 мм с количеством переплетений 3-4 на 1 см. Изобретение обеспечивает высокое содержание углеродных волокон в композите и максимальную реализацию механических свойств композиционного материала. 5 ил.
КЛЕЙ // 2508306
Изобретение относится к области клеев на основе фенолоформальдегидных смол, которые могут быть использованы в металлургической, авиакосмической, автомобильной и других отраслях техники, где на клеевые соединения воздействуют умеренные (до 10-15 МПа) механические нагрузки и температуры от нормальной (20°C) до высокой (1100-1200°C) в инертной или слабокислой средах. Клей включает модифицированную фенолоформальдегидную смолу новолачного типа, уротропин и порошковый наполнитель. Порошковый наполнитель представляет собой порошок кремния и бора. Клей дополнительно содержит нанонаполнитель. Нанонаполнитель представляет собой смесь кремния и бора, взятые в соотношении 1:2, со средним размером частиц 80 нм. Клей повышает прочность соединения углеродных и углерод-углеродных композиционных материалов до величин, близких к прочности склеиваемых материалов в широком температурном интервале. 3 табл.
Изобретение относится к оборудованию для производства углеродных волокон, в частности к стадии низкотемпературной обработки, с использованием в качестве сырья полиакрилонитрильных ПАН волокон
