Нүүрстөрөгчийн шилэн нийлмэл материал бэлтгэх үйл явц

Нүүрстөрөгч-нүүрстөрөгчийн нийлмэл материалын тойм

Нүүрстөрөгч/нүүрстөрөгч (C/C) нийлмэл материалнь өндөр бат бэх, модуль, гэрлийн хувийн жин, жижиг дулааны тэлэлтийн коэффициент, зэврэлтэнд тэсвэртэй, дулааны цохилтод тэсвэртэй, үрэлтийн сайн эсэргүүцэл, химийн сайн тогтвортой байдал зэрэг хэд хэдэн гайхалтай шинж чанартай нүүрстөрөгчийн файберээр бэхжүүлсэн нийлмэл материал юм. Энэ бол шинэ төрлийн хэт өндөр температурт нийлмэл материал юм.

C/C нийлмэл материалмаш сайн дулааны бүтэц-функциональ нэгдсэн инженерийн материал юм. Бусад өндөр хүчин чадалтай нийлмэл материалын нэгэн адил энэ нь шилэн материалаар бэхжүүлсэн фаз ба үндсэн фазаас бүрдсэн нийлмэл бүтэц юм. Үүний ялгаа нь хүчитгэсэн үе ба үндсэн үе шат нь онцгой шинж чанартай цэвэр нүүрстөрөгчөөс бүрддэг.

Нүүрстөрөгч/нүүрстөрөгчийн нийлмэл материалголчлон нүүрстөрөгчийн эсгий, карбон даавуу, арматурын хувьд карбон файбер, матрицын хувьд уураар хуримтлагдсан нүүрстөрөгчөөр хийгдсэн боловч зөвхөн нэг элементтэй нүүрстөрөгч юм. Нягтыг нэмэгдүүлэхийн тулд нүүрстөрөгчийн үр дүнд үүссэн нүүрстөрөгчийг нүүрстөрөгчөөр шингээсэн эсвэл давирхай (эсвэл асфальт) шингээсэн, өөрөөр хэлбэл нүүрстөрөгчийн / нүүрстөрөгчийн нийлмэл материалыг гурван нүүрстөрөгчийн материалаар хийдэг.

Нүүрстөрөгч-нүүрстөрөгчийн нийлмэл материал үйлдвэрлэх үйл явц

1) Нүүрстөрөгчийн шилэн сонголт

Нүүрстөрөгчийн шилэн багцыг сонгох, шилэн даавууны бүтцийн дизайн нь үйлдвэрлэлийн үндэс суурь юм.C/C нийлмэл. C/C нийлмэл материалын механик шинж чанар, термофизик шинж чанарыг утаснуудын багцын чиг баримжаа, утас хоорондын зай, утаснуудын эзлэхүүний агууламж гэх мэт утаснуудын төрлүүд болон даавуу нэхэх параметрүүдийг оновчтой сонгох замаар тодорхойлж болно.

2) Нүүрстөрөгчийн файберт бэлтгэх

Нүүрстөрөгчийн файбер бэлтгэл гэдэг нь нягтруулах процессыг явуулахын тулд бүтээгдэхүүний хэлбэр, гүйцэтгэлийн шаардлагын дагуу шилэнд шаардлагатай бүтцийн хэлбэрт орсон хоосон зайг хэлнэ. Урьдчилан бэлтгэсэн бүтцийн хэсгүүдийг боловсруулах гурван үндсэн арга байдаг: зөөлөн нэхэх, хатуу нэхэх, зөөлөн ба хатуу холимог нэхэх. Нэхмэлийн үндсэн үйл явц нь: хуурай утас нэхэх, урьдчилан шингээсэн саваа бүлгийн зохион байгуулалт, нарийн нэхэх хатгалт, шилэн ороомог, гурван хэмжээст олон чиглэлтэй ерөнхий нэхэх. Одоогийн байдлаар C нийлмэл материалд хэрэглэгддэг гол нэхэх үйл явц нь гурван хэмжээст ерөнхий олон чиглэлтэй нэхэх юм. Нэхмэлийн явцад бүх нэхмэл утаснууд нь тодорхой чиглэлд байрладаг. Шилэн утас бүр өөрийн чиглэлийн дагуу тодорхой өнцгөөр нүүлгэж, бие биетэйгээ сүлжмэл даавуу үүсгэдэг. Үүний онцлог нь C/C нийлмэл материал нь боломжийн механик шинж чанарыг үзүүлэхийн тулд C/C нийлмэл материалын чиглэл бүрт ширхэгийн эзэлхүүний хэмжээг үр дүнтэй хянах боломжтой гурван хэмжээст олон чиглэлтэй ерөнхий даавууг бүрдүүлж чаддагт оршино. бүх чиглэлд.

3) C/C нягтруулах процесс

Нягтжилтын зэрэг, үр ашгийг голчлон даавууны бүтэц, үндсэн материалын үйл явцын параметрүүд нөлөөлдөг. Одоогоор ашиглагдаж буй процессын аргууд нь нэвчилттэй нүүрстөрөгчжүүлэх, химийн уурын хуримтлал (CVD), химийн уурын нэвчилт (CVI), химийн шингэн хуримтлуулах, пиролиз болон бусад аргууд орно. Процессын хоёр үндсэн арга байдаг: нэвчилтийг нүүрстөрөгчжүүлэх процесс ба химийн уурын нэвчилт.

Шингэн фазын нэвчилт-карбонжуулалт

Шингэн фазын нэвчилт хийх арга нь тоног төхөөрөмжийн хувьд харьцангуй энгийн бөгөөд өргөн хэрэглээний боломжтой тул шингэн фазын нэвчүүлэх арга нь C/C нийлмэл материал бэлтгэх чухал арга юм. Энэ нь нүүрстөрөгчийн эслэгээр хийсэн бэлдмэлийг шингэн нэвчдэс рүү дүрж, даралтын аргаар угжны хоосон зайд бүрэн нэвтэрч, дараа нь хатууруулах, нүүрсжүүлэх, графитжуулах зэрэг хэд хэдэн процессоор эцэст нь авах явдал юм.C/C нийлмэл материал. Үүний сул тал нь нягтралын шаардлагад хүрэхийн тулд олон удаа нэвчилт, нүүрстөрөгчжүүлэлтийн мөчлөг шаарддаг. Шингэн фазын нэвчилт хийх аргын найрлага, бүтэц нь маш чухал юм. Энэ нь зөвхөн нягтралын үр ашигт нөлөөлөхөөс гадна бүтээгдэхүүний механик болон физик шинж чанарт нөлөөлдөг. Шингэн фазын нэвчилтийн аргаар C/C нийлмэл материалыг бэлтгэхэд нэвчсэн материалын нүүрсжилтийн гарцыг сайжруулах, шингэний зуурамтгай чанарыг бууруулах нь үргэлж шийдвэрлэх ёстой гол асуудлын нэг байсаар ирсэн. Өндөр зуурамтгай чанар, нэвчилт багатай нүүрстөрөгчийн гарц нь C/C нийлмэл материалын өндөр өртөгтэй холбоотой чухал шалтгаануудын нэг юм. Шингэн шингээгчийн гүйцэтгэлийг сайжруулах нь зөвхөн C/C нийлмэл материалын үйлдвэрлэлийн үр ашгийг дээшлүүлж, өртөгийг бууруулж зогсохгүй C/C нийлмэл материалын янз бүрийн шинж чанарыг сайжруулж чадна. С/С нийлмэл материалын исэлдэлтийн эсрэг эмчилгээ Нүүрстөрөгчийн эслэг нь агаарт 360°С-т исэлдэж эхэлдэг. Графит эслэг нь нүүрстөрөгчийн эслэгээс арай дээр бөгөөд исэлдэлтийн температур нь 420 ° C-д исэлдэж эхэлдэг. C/C нийлмэл материалын исэлдэлтийн температур ойролцоогоор 450 ° C байна. С/С-ийн нийлмэл материал нь өндөр температурт исэлдэлтийн орчинд исэлдэхэд маш хялбар бөгөөд температур нэмэгдэхийн хэрээр исэлдэлтийн хурд хурдацтай нэмэгддэг. Хэрэв исэлдэлтийн эсрэг арга хэмжээ авахгүй бол C/C нийлмэл материалыг өндөр температурт исэлдэлтийн орчинд удаан хугацаагаар ашиглах нь гамшгийн үр дагаварт хүргэх нь гарцаагүй. Тиймээс C/C нийлмэл материалын исэлдэлтийн эсрэг эмчилгээ нь түүнийг бэлтгэх үйл явцын салшгүй хэсэг болсон. Исэлдэлтийн эсрэг технологийн үүднээс авч үзвэл дотоод исэлдэлтийн эсрэг технологи, исэлдэлтийн эсрэг бүрэх технологи гэж хувааж болно.

Химийн уурын үе шат

Химийн уурын хуримтлал (CVD эсвэл CVI) нь нүх сүвийг дүүргэх, нягтралыг нэмэгдүүлэх зорилгод хүрэхийн тулд хоосон зайны нүхэнд нүүрстөрөгчийг шууд хуримтлуулах явдал юм. Хуримтлагдсан нүүрстөрөгчийг графитжуулахад хялбар бөгөөд эслэгтэй бие махбодийн нийцтэй байдал сайтай байдаг. Энэ нь нэвчих аргын нэгэн адил дахин нүүрсжих үед агшихгүй бөгөөд энэ аргын физик механик шинж чанар илүү сайн байдаг. Гэсэн хэдий ч ЗСӨ-ийн явцад нүүрстөрөгч нь хоосон зайны гадаргуу дээр хуримтлагдвал хий нь дотоод нүхэнд тархахаас сэргийлнэ. Гадаргуу дээр хуримтлагдсан нүүрстөрөгчийг механик аргаар зайлуулж, дараа нь шинэ тунадасжилтыг хийх шаардлагатай. Зузаан бүтээгдэхүүний хувьд CVD арга нь тодорхой бэрхшээлтэй тулгардаг бөгөөд энэ аргын мөчлөг нь маш урт байдаг.