Герметичное изделие из высокотемпературного композиционного материала, армированного длинномерными волокнами, и способ его изготовления - заявка 2016126049 на патент на изобретение в РФ

1. Герметичное изделие из высокотемпературного КМ, армированного длинномерными волокнами, выполненное монолитной конструкции и состоящее из внутренней и наружной оболочек из КМ и расположенного между ними герметичного покрытия, совместимого по клтр с материалом внутренней и наружной оболочек, отличающееся тем, что оболочки выполнены из высокомодульного высокопрочного углерод-углеродного и/или углерод-карбидокремниевого композиционного материала, и/или композиционного материала, открытые поры углерод-карбидокремниевой матрицы которого заполнены оксидной матрицей того же состава, что и состав материала герметичного покрытия, а герметичное покрытие представляет собой стеклокерамическое покрытие состава Y2O3×Al2O3×SiO2 или Y2O3×Al2O3×HfO2×SiO2; при этом между герметичным оксидным покрытием и наружной оболочкой расположено барьерное покрытие, исключающее непосредственный контакт материала оксидного покрытия с углеродом и/или кремнием и термодинамически совместимое с оксидным покрытием, а между внутренней оболочкой и оксидным покрытием либо также расположено барьерное покрытие, либо внутренняя оболочка выполнена из углерод-карбидокремниевого композиционного материала, не содержащего в своем составе свободного кремния, или из композиционного материала на основе углерод-карбидокремниевой матрицы, открытые поры которой заполнены оксидной матрицей того же состава, что и состав материала оксидного покрытия.
2. Герметичное изделие по п. 1, отличающееся тем, что оно имеет герметичное оксидное покрытие со стороны его внутренней и/или наружной поверхности.
3. Способ изготовления герметичных изделий из высокотемпературного композиционного материала, включающий изготовление внутренней оболочки из КМ, формирование на ней герметичного покрытия, совместимого по клтр с материалом внутренней оболочки, изготовление поверх покрытия наружной оболочки из КМ на основе того же типа армирующих волокон, что и КМ внутренней оболочки, отличающийся тем, что внутреннюю и наружную оболочки изготавливают из углерод-углеродного и/или углерод-карбидокремниевого композиционного материала, и/или из композиционного материала на основе углерод-карбидокремниевой матрицы, открытые поры которой заполнены оксидной матрицей того же состава, что и состав материала оксидного покрытия, используя при этом высокомодульные, высокопрочные углеродные волокна, герметичное покрытие формируют на основе огнеупорных порошков оксидов, образующих при спекании сложные оксиды состава Y2O3×Al2O3×SiO2 или Y2O3×Al2O3×HfO2×SiO2, имеющие близкий клтр к клтр материалов внутренней и наружной оболочек, при изготовлении внутренней оболочки из УУКМ перед формированием на ней герметичного оксидного покрытия формируют барьерное покрытие из материала, термодинамически совместимого с материалом оксидного покрытия и исключающего непосредственный контакт между углеродом и материалом оксидного покрытия, при изготовлении же внутренней оболочки из углерод-карбидокремниевого материала - перед формированием на ней герметичного оксидного покрытия - из материала отгоняют свободный кремний, перед изготовлением наружной оболочки поверх герметичного оксидного покрытия формируют барьерное покрытие из материала, термодинамически совместимого с материалом оксидного покрытия и препятствующего доступу углеродсодержащих газов и полимеров и/или кремния в виде паров и/или жидкости - к оксидному покрытию.
4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что оксидное покрытие формируют путем послойного нанесения на внутреннюю оболочку или барьерное покрытие суспензии на основе связующего - раствора органоиттрийоксаналюмоксансилоксана и наполнителя - смеси мелкодисперсных порошков Y2O3×Al2O3×SiO2 или Y2O3×Al2O3×HfO2×SiO2, чередующегося с сушкой, и последующей термообработки при 1600°C.
5. Способ по п. 3, отличающийся тем, что перед формированием на внутренней оболочке из УККМ герметичного покрытия ее двух-трехкратно пропитывают раствором органоиттрийоксаналюмоксансилоксана, чередуя с сушкой, с последующей термообработкой при 1600°C.
6. Способ по п. 3, отличающийся тем, что после изготовления наружной оболочки на ее наружной поверхности и/или на внутренней поверхности внутренней оболочки формируют герметичное оксидное покрытие.
Наверх