Способ изготовления изделия из композиционного материала



Способ изготовления изделия из композиционного материала
Способ изготовления изделия из композиционного материала
Способ изготовления изделия из композиционного материала
Способ изготовления изделия из композиционного материала
Способ изготовления изделия из композиционного материала
Способ изготовления изделия из композиционного материала

 


Владельцы патента RU 2497782:

Открытое Акционерное Общество "Уральский научно-исследовательский институт композиционных материалов" (RU)

Изобретение относится к области изделий из композиционных материалов. В соответствии с заявленным способом на углеродную заготовку наносят гальваническое покрытие из карбидообразующего металла или сплава металлов и выполняют термообработку в вакууме или защитной газовой среде с карбидизацией гальванического покрытия. В качестве карбидообразующего металла могут быть выбраны титан, ниобий, цирконий, вольфрам, тантал, гафний или сплав тантала и гафния. Технический результат изобретения - повышение жаропрочности и надежности изделия. 6 ил.

 

Изобретение относится к области изделий из композиционных материалов.

Известен способ изготовления изделия из композиционного материала, включающий изготовление углеродной заготовки, нанесение на нее полуфабриката покрытия и термообработку - патент RU №2084425 C1 на изобретение «Способ получения изделий из углерод-карбидокремниевого композиционного материала и углерод-карбидокремниевый композиционный материал», опубл. 20.07.1997.

По своим признакам и достигаемому результату этот способ наиболее близок к заявляемому и принят за прототип.

При осуществлении известного способа на углеродную заготовку наносят, например, кисточкой, полуфабрикат покрытия в виде смеси порошков бора и кремния со связующим и выполняют термообработку.

Недостаток способа заключается в том, что полуфабрикат покрытия наряду с бором и кремнием содержит значительное количество других химических элементов, которые в процессе реакции карбидизации внедряются в образуемое покрытие в виде примесей, ухудшая его сплошность, жаропрочность и снижая надежность изделия.

Технический результат изобретения заключается в повышении жаропрочности и надежности изделия.

Указанный технический результат достигается в способе изготовления изделия из композиционного материала, включающем изготовление углеродной заготовки, нанесение на нее полуфабриката покрытия и термообработку, согласно изобретению за счет того, что на заготовку наносят гальваническое покрытие в виде одного из карбидообразующих металлов - титана, ниобия, циркония, вольфрама, тантала, гафния или карбидообразующего сплава металлов тантала-гафния и выполняют термообработку в вакууме или защитной газовой среде с карбидизацией гальванического покрытия.

Ниже, со ссылкой на прилагаемые чертежи - Фиг.1-6 - дается описание предлагаемого способа.

Способ изготовления изделия из композиционного материала предусматривает изготовление углеродной заготовки 1 по одному из известных технологических процессов (например, плетение каркаса из углеродных волокон, образование коксовой матрицы) - Фиг.1, нанесение на заготовку 1 полуфабриката покрытия и термообработку.

Способ характеризуется тем, что на заготовку 1 в качестве полуфабриката покрытия наносят гальваническое покрытие 2 в виде одного из карбидообразующих металлов А - титана, ниобия, циркония, вольфрама, тантала, гафния - Фиг.2 или гальваническое покрытие 3 из карбидообразующего сплава металлов Б, В - тантала-гафния при процентном содержании последних, например, 80% и 20% соответственно - Фиг.3 (чем обеспечиваются повышенная химическая чистота, сплошность и минимальный разброс толщины полуфабриката покрытия на углеродной заготовке) и выполняют термообработку в вакууме или защитной газовой среде с карбидизацией гальванического покрытия 2 в 2а - Фиг.4 или с карбидизацией гальванического покрытия 3 в 3б - Фиг.5 и в 3в - Фиг.6 (чем обеспечиваются повышенные сплошность и жаропрочность покрытия и изделия в целом, особенно в последнем случае).

Процесс карбидизации гальванического покрытия 2 в 2а идет в прямом контакте последнего с углеродной заготовкой 1 при соответствующей температуре.

При карбидизации гальванического покрытия 3 сначала образуется карбидное покрытие 36 на поверхности углеродной заготовки 1 в результате реакции ее углерода и металла Б - тантала при низкой температуре карбидизации 1200…1600°C(1) - Фиг.5.

В процессе возрастания температуры в печи в диапазоне 1800…2000°C (2) происходит карбидообразование с металлом В - гафнием.

Изделие из композиционного материала, изготовленное предложенным способом, по сравнению с изделием, изготовленным способом-прототипом, характеризуется повышенными жаропрочностью и надежностью изделия.

Литература

1. «Химическая энциклопедия», том 1, стр.986, изд. «Советская энциклопедия», Москва, 1988 г.

2. «Химический энциклопедический словарь» под ред. Кнунянц И.Л. изд. «Советская энциклопедия», Москва, 1983 г.

3. Справочник химика, том 5, изд. «Химия», Москва, Ленинград, 1968 г.

4. «Физические величины» под ред. Григорьева И.С., Мейлихова Е.З., М.: Энергоатомиздат, 1991, стр.303.

5. Рабинович В.А., Хавин З.Я. «Краткий химический справочник». Л.: Химия, 1977, стр.10.

Способ изготовления изделия из композиционного материала, включающий изготовление углеродной заготовки, нанесение на нее полуфабриката покрытия и термообработку, отличающийся тем, что на заготовку наносят гальваническое покрытие в виде одного из карбидообразующих металлов - титана, ниобия, циркония, вольфрама, тантала, гафния или карбидообразующего сплава металлов - тантала-гафния и выполняют термообработку в вакууме или защитной газовой среде с карбидизацией гальванического покрытия.



 

Похожие патенты:
Ангоб // 2497781
Изобретение относится к керамическим строительным материалам и может быть использовано при ангобировании кирпича, черепицы, плитки. Ангоб содержит кембрийскую глину, стеклобой и нейтрализованный гальваношлам с влажностью 80% при следующих соотношениях компонентов, мас.%: кембрийская глина 34,0-36,0; стеклобой 14,0-20,0; нейтрализованный гальваношлам с влажностью 80% 46,0-50,0.

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 способу изготовления изделий из огнеупорного керамического материала для использования в электронной технике СВЧ: муфеля печи, лодочки и их элементов.
Ангоб // 2480437
Изобретение относится к составам ангобов, которые могут быть использованы в производстве изделий бытовой керамики. .
Изобретение относится к огнеупорным тиглям, используемым для плавки металлических сплавов. .
Ангоб // 2470904
Ангоб // 2465254
Изобретение относится к составам ангобов, которые могут быть использованы в производстве изделий бытовой керамики (блюда, бочонки, банки, подставки и др.). .

Изобретение относится к области химической промышленности, теплоэнергетики, авиакосмической техники, в частности к защитному стеклокристаллическому покрытию для SiC-содержащих материалов и способу его получения.

Изобретение относится к производству углеродных изделий и материалов и предназначено для защиты от окисления изделий, работающих в условиях окислительной среды при высоких температурах, например в металлургической промышленности, авиастроении и в других отраслях техники.
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.

Изобретение может быть использовано при получении конструкционных материалов, работающих в условиях высокого теплового нагружения и окислительной среды, для химической, нефтехимической, химико-металлургической промышленности и авиатехники.

Изобретение может быть использовано в химической, нефтехимической и химико-металлургической отраслях промышленности, а также в авиатехнике для изготовления конструкционных материалов, подвергающихся воздействию агрессивных сред и механическим нагрузкам.

Изобретение может быть использовано в химической, нефтехимической и химико-металлургической отраслях промышленности, а также в авиатехнике для получения конструкционных материалов, работающих в условиях высокого теплового нагружения и окислительной среды.

Изобретение может быть использовано в химической промышленности и в электротехнике. Во внутренней полости емкости 3 размещают водяную суспензию, содержащую, об.%: частицы кокса 4 с размерами 1-8 мкм - 50-70%; остальное - вода.
Изобретение относится к получению сверхтвердого композиционного материала на основе углерода, который может быть использован для изготовления инструментов для горнодобывающей, камнеобрабатывающей и металлообрабатывающей промышленности.
Изобретение относится к технологии получения изделий из мелкозернистого графита, используемого для производства углеродных и углеродсодержащих материалов, а также в качестве конструкционного материала для изделий различного назначения, в том числе работающих в условиях высоких температур, нейтронного облучения, эрозии, агрессивных сред и режимного трения.
Изобретение относится к технологии создания эрозионностойких углерод-углеродных композиционных материалов (УУКМ) и может быть использовано для изготовления элементов защиты поверхностей гиперзвуковых спускаемых аппаратов.

Изобретение относится к конструкционным материалам, работающим в условиях высокого теплового нагружения и окислительной среды, которые могут быть использованы в химической, нефтехимической, металлургической промышленности и авиатехнике.
Изобретение относится к связующим для производства фрикционных композиционных углерод-углеродных материалов, а также к технологии получения ФКУМ, выполненным из данного связующего, и может быть использовано, в частности, для получения тормозных дисков, применяющихся для авиа, железнодорожного и автомобильного транспорта.

Изобретение относится к эрозионностойким теплозащитным композиционным материалам и может быть использовано для создания деталей защиты поверхностей гиперзвуковых спускаемых аппаратов (ГСА). Армирующий каркас углерод-углеродного композиционного материала (УУКМ) выполнен в виде четырехнаправленной пространственной структуры с гексагональной трансверсально-изотропной укладкой армирующих элементов. В качестве армирующих элементов использованы нити углеродные трощеные. Укладка трансверсальных слоев выполнена нитью (7) линейной плотностью γt=(300÷420) текс, а гексагональная укладка выполнена нитью (8) линейной плотностью γg=(3÷4)·γt. Расстояние между ближайшими армирующими элементами в каждом трансверсальном слое составляет величину, равную толщине нити линейной плотностью γg, а расстояние между трансверсальными слоями одинакового направления составляет величину, равную 2δ, где δ - толщина нити линейной плотностью γt. Технический результат заключается в повышении плотности армирующего каркаса и улучшении эксплуатационных характеристик УУКМ. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 5 ил.
Наверх