Углерод җепселле композит материалларны әзерләү процессы

Карбон-углерод композит материалларына күзәтү

Углерод / углерод (C / C) составлы материалуглерод җепселеннән ныгытылган композит материал, югары көч һәм модуль, яктылыкның махсус тарту көче, кечкенә җылылык киңәю коэффициенты, коррозиягә каршы тору, җылылык шокына каршы тору, яхшы химик тотрыклылык. Бу ультра югары температуралы композит материалның яңа төре.

C / C составлы материалискиткеч җылылык структурасы-функциональ интеграль инженер материалы. Башка югары җитештерүчән композит материаллар кебек, ул җепселле-ныгытылган фаза һәм төп фазадан торган композицион структура. Аерма шунда: ныгытылган этап та, төп этап та махсус углеродтан тора.

Углерод / углерод композит материалларынигездә углерод кисәгеннән, углерод тукымасыннан, ныгыту өчен углерод җепселеннән, һәм пар парламенты матрица рәвешендә ясалган, ләкин аның бер элементы бар, ул углерод. Тыгызлыгын арттыру өчен, карбонлаштыру аркасында барлыкка килгән углерод углерод белән импреграцияләнә яки резин (яки асфальт) белән импреграцияләнә, ягъни углерод / углерод композицион материаллары өч углерод материалыннан ясала.

Углерод-углерод композит материалларын җитештерү процессы

1) углерод җепселен сайлау

Углерод җепселләрен сайлау һәм җепсел тукымаларның структур дизайны җитештерү өчен нигез булып тораC / C составлы. C / C композитларының механик үзлекләре һәм термофизик үзлекләре җепсел төрләрен һәм тукымалар туку параметрларын рациональ сайлау белән билгеләнергә мөмкин, мәсәлән, җеп бәйләү ориентациясе, җеп бәйләү аралыгы, җеп бәйләү күләме һ.б.

2) углерод җепселләре преформасын әзерләү

Углерод җепселләре преформасы, тыгызлык процессын үткәрү өчен, продукт формасына һәм җитештерү таләпләренә туры китереп, җепселнең кирәкле структур формасына формалашкан бушны аңлата. Алдан ясалган структур өлешләр өчен өч төп эшкәртү ысулы бар: йомшак туку, каты туку һәм йомшак һәм каты катнаш туку. Төп туку процесслары: коры җеп туку, алдан импрегинацияләнгән таяк төркеме аранжировкасы, яхшы туку пункциясе, җепсел әйләнеше һәм өч үлчәмле күп юнәлешле гомуми туку. Хәзерге вакытта C композицион материалларда кулланылган төп туку процессы - өч үлчәмле гомуми күп юнәлешле туку. Туку процессында барлык тукылган җепселләр билгеле бер юнәлештә урнаштырылган. Eachәрбер җепсел билгеле бер почмакта үз юнәлеше буенча офсетланган һәм тукыманы формалаштыру өчен бер-берсе белән бәйләнгән. Аның характеристикасы шунда: ул өч үлчәмле күп юнәлешле гомуми тукыманы формалаштыра ала, ул C / C композицион материалның һәр юнәлешендәге җепселләрнең күләмен эффектив контрольдә тота ала, шулай итеп C / C композицион материал акыллы механик үзлекләр куллана ала. барлык юнәлештә.

3) C / C тыгызлык процессы

Тыгызлыкның дәрәҗәсе һәм эффективлыгы, нигездә, тукымалар структурасына һәм төп материалның процесс параметрларына тәэсир итә. Хәзерге вакытта кулланыла торган процесс ысулларына импрегнация карбонизациясе, химик пар парламенты (CVD), химик парларның инфилтрациясе (CVI), химик сыеклык, пиролиз һәм башка ысуллар керә. Ике төп ысул бар: импрегнация карбонизация процессы һәм химик парларның инфилтрация процессы.

Сыек фаза импрегнация-карбонизация

Сыек фазаны импреграцияләү ысулы җиһазларда чагыштырмача гади һәм киң кулланылышка ия, шуңа күрә сыек фазаны импреграцияләү ысулы C / C композицион материаллар әзерләү өчен мөһим ысул. Бу углерод җепселеннән ясалган преформаны сыек импрегнантка чумдыру, һәм импрегрантны преформның бушлыкларына тулысынча басым ясау, аннары дәвалау, карбонизация, графитизация кебек процесслар аша, ниһаять, алу.C / C составлы материаллар. Аның җитешсезлеге - тыгызлык таләпләренә ирешү өчен кат-кат импреграция һәм карбонизация цикллары кирәк. Сыек фаза импреграция ысулы белән импрегнантның составы һәм структурасы бик мөһим. Бу тыгызлык эффективлыгына гына түгел, продуктның механик һәм физик үзлекләренә дә тәэсир итә. Импрегнантның карбонлаштыру уңышын яхшырту һәм импрегрантның ябышлыгын киметү һәрвакыт C / C составлы материалларны сыек фаза импрегнациясе ысулы белән әзерләгәндә чишелергә тиешле төп сорауларның берсе булды. Импрегнантның югары ябышлыгы һәм аз карбонизация җитештерүе C / C композицион материалларның югары бәяләнүенең мөһим сәбәпләренең берсе. Импрегнантның эшләвен яхшырту C / C композицион материалларның җитештерү эффективлыгын арттырырга һәм аларның бәясен киметергә генә түгел, C / C композицион материалларның төрле үзлекләрен дә яхшыртырга мөмкин. C / C составлы материалларны анти-оксидлаштыру белән эшкәртү углерод җепселләре һавада 360 ° C температурада оксидлаша башлый. Графит җепсел углерод җепселеннән бераз яхшырак, һәм аның оксидлашу температурасы 420 ° C тәэсир итә башлый. C / C составлы материалларның оксидлашу температурасы якынча 450 ° C. C / C составлы материаллар югары температуралы оксидиатив атмосферада оксидлашу бик җиңел, һәм температураның артуы белән оксидлашу тизлеге тиз арта. Анти-оксидлаштыру чаралары булмаса, югары температуралы оксидиатив мохиттә C / C составлы материалларны озак вакыт куллану коточкыч катастрофик нәтиҗәләргә китерәчәк. Шуңа күрә, C / C составлы материалларны анти-оксидлаштыру белән эшкәртү аны әзерләү процессының алыштыргысыз өлешенә әйләнде. Анти-оксидлаштыру технологиясе күзлегеннән аны эчке анти-оксидлаштыру технологиясенә һәм анти-оксидлаштыру каплау технологиясенә бүлеп була.

Химик пар фазасы

Химик пар парламенты (CVD яки CVI) - углеродны буш тишекләргә урнаштыру, күзәнәкләрне тутыру һәм тыгызлыгын арттыру максатыннан. Сакланган углеродны графиклаштыру җиңел, һәм җепсел белән яхшы физик яраклашу бар. Импреграция ысулы кебек яңадан карбонизация вакытында ул кысылмас, һәм бу ысулның физик һәм механик үзлекләре яхшырак. Ләкин, CVD процессы вакытында, углерод буш өскә салынса, ул газның эчке күзәнәкләргә таралуына юл куймас. Theир өстенә салынган углерод механик рәвештә чыгарылырга тиеш, аннары яңа тур әйләнеше үткәрелергә тиеш. Калын продуктлар өчен CVD ысулы да кайбер кыенлыкларга ия, һәм бу ысулның циклы да бик озын.