Покрытия углеродные

В настоящее время все большее внимание уделяется композиционным материалам на металлической основе, армированной высокомодульными углеродными волокнами. Совместимость армирующего компонента и матрицы в некоторых случаях достигается введением связующего, функцию которого выполняет покрытие. Металлические покрытия необходимы в тех случаях, когда матрица не смачивает поверхность углеродных волокон при температурах получения композиции (алюминий, магний [21), Кроме того, покрытие углеродных волокон такими металлами, как цинк и медь, может впоследствии служить основой или компонентом основы композиционного материала [3]. [c.129]

Композиционный материал ВКУ-1 на алюминиевой основе, упрочненный углеродными волокнами в количестве 30-40 %, дешевле и лег е, чем материал с волокнами бора. Для устранения взаимодействия углерода с алюминиевой матрицей применяют специальные покрытия углеродных волокон. [c.265]

От окисления при высоких температурах углеродные волокна предо-храняют защитными покрытиями (пиролитическими). [c.140]

Как известно из отечественной и зарубежной литературы, для защиты углеродных материалов используются самые разнообразные методы, такие кдк плазменное напыление, газофазное осаждение, электролитическое нанесение покрытий, метод диффузионного отжига, наплавка и т. д. [1, 2]. [c.114]

Нами проводятся исследования по нанесению покрытий на различные углеродные материалы. Термостойкое газоплотное покрытие на основе двуокиси циркония наносится методом аргонодуговой наплавки на графитовую деталь. Каждый циркониевый слой после механической обработки подкисляется с поверхности в среде кислорода. В результате образуется многослойное покрытие, имеющее ряд преимуществ перед аналогичными покрытиями, полученными другими методами оно беспористо, имеет повышенную температуру плавления (2700° С), так как полученная двуокись циркония не стабилизирована всякого рода присадками. Высокая термостойкость определяется металлическими прожилками циркония в двуокиси, а также наличием пластичного металлического промежуточного слоя, демпфирующего напряжения, возникающие в окисной пленке при окислении и эксплуатации. Кроме того, прочность сцепления покрытия с графитом выше прочности графита, а карбидный слой на границе с графитом обладает барьерными свойствами против диффузии углерода в покрытие. [c.114]

Нанесение защитных покрытий на углеродные материалы дает возможность расширения их использования в различных областях техники. [c.117]

Нами выполнена работа по изысканию и изучению жаростойких покрытий для высокопористых материалов, полученных на основе углеродных, кремнеземных волокон и нитевидных кристаллов карбида и нитрида кремния. [c.135]

Рассматриваются некоторые свойства, определяющие области применения различных тугоплавких покрытий, нанесенных на углеродные материалы плазменным напылением, газофазным, химическим и электрохимическим методами. Показано, что покрытие из двуокиси циркония, получаемое путем нанесения на графит методом аргоно-дуговой наплавки циркония и окислением последнего в кислороде, отличается высокой термостойкостью, определяемой металлическими прожилками циркония в двуокиси, а также наличием пластичного металлического слоя, демпфирующего напряжения, возникающие в окисной плевке при эксплуатации. Метод газофазного осаждения может быть использован для нанесения различных тугоплавких покрытий как на графитовые изделия, так и в качестве барьерных на углеродные волокна при этом толщина покрытия определяется его назначением. Путем химического и последующего электрохимического наращивания, например меди на углеродные волокна, возможно получение композиции медь—углеродное волокно с содержанием волоков 20—50 об.%. [c.264]

Б. Прочность углеродных волокон с никелевым покрытием. . . 414 [c.386]

В. Структурные изменения в углеродных волокнах с никелевым покрытием. ...............415 [c.386]

Такое различие данных о поведении композитов одной и той же системы представляется важным, поскольку эти две группы опытов различаются только содержанием примесей в никелевой матрице (и в меньшей степени в атмосфере). Поэтому в данном разделе рассмотрено влияние примесей в металлической матрице на совместимость ее с упрочнителем на примере покрытых никелем углеродных волокон. [c.413]

Прочность испытанных при комнатной температуре углеродных волокон с Ni-покрытием не снижается после отжига вплоть до 1273 К в течение 24 ч. Однако, как видно из рис. 16, уменьшение прочности возможно после отжига при 1353 К в течение 24 ч, и оно определенно происходит после отжига при 1373 К той же продолжительности. Как оказалось, разупрочнение зависит и от продолжительности отжига так, после выдержки 48 ч при 1273 К наблюдается небольшое снижение прочности и соответственно большее после такой же выдержки при 1373 К (рис. 16). [c.414]

Некоторые измерения были проведены на углеродных волокнах, покрытых существенно более толстым слоем никеля (примерно 0,7 мкм). Прочность таких углеродных волокон (ас) может быть подсчитана двумя способами по первому способу пренебрегают вкладом никеля, т. е. рассчитывают прочность только на сечение волокна, а по второму предполагают, что покрытие не меняет прочности материала волокна, и используют правило смеси. Например, после отжига при 1273 К в течение 24 ч по первому способу получаем [c.414]

Рис. 16. Влияние отжига иа. прочность углеродного волокна с покрытием и без него.

Сфероидизация никелевого слоя и восстановление его сплошности характерны только для относительно тонких покрытий. Поэтому важно установить, оказывают ли подобное же влияние на прочность волокна более толстые никелевые покрытия, сплошность которых все время сохраняется. Действительно, после отжигов при 1273—1373 К в течение 24 ч прочность углеродных во- [c.418]

Процесс образования силицида никеля в вакууме имеет три стадии. Вначале при температурах выше 1073 К никелевое покрытие разбивается на шарообразные частицы подобно тому, как уже было описано для усов сапфира с никелевым покрытием (разд. II, Г) и углеродных волокон с тем же покрытием (разд. III, В, 2). На второй стадии частицы никеля приобретают фасетчатую форму, причем особенно быстро это происходит в интервале температур 1173—>1373 К. Оценив время, необходимое для появления фасеток на частицах никеля при различных температурах, получаем из уравнения скорости реакции (разд. II, А,2) энергию активации 109 кДж/моль (рис. 22). Предполагается, что это — энергия активации самодиффузии в частицах никеля. На третьей стадии усы смачиваются никелем, и для этого процесса из уравнения скорости реакции получена энергия активации 310 кДж/моль (рис. 22). Эта величина меньше энергии активации диффузии никеля в углеродное волокно (461 кДж/моль), определенной в аналогичных условиях. [c.426]

Детали двигателя работают в более напряженных температурных режимах, чем элементы планера. Температура вентилятора и передних ступеней компрессора изменяется в пределах от окружающей температуры до 150° С, достигая в задней зоне компрессора 650° С. В указанном диапазоне температур возможно использование большого числа композиционных материалов как полимерных, так и металлических. По-видимому, наиболее эффективно применение композиционных материалов на основе металлических и термостойких полимерных (в частности, полиимидных) матриц, упрочняемых борными или углеродными волокнами. Было обнаружено, что наносимое на борные волокна покрытие карбида кремния исключает взаимодействие между наполнителем и алюминиевой или титановой матрицами в процессе изготовления материала. Рассматривается применение полимерных композиционных материалов (как полиимидных, так и эпоксидных) в корпусах двигателя и редуктора (коробки скоростей). [c.55]

Другой, более сложной системой является двухслойное углеродное покрытие. Внутренний слой пористого углеродного покрытия, имеющего низкую плотность, служит буферной зоной, а внешний слой изотропного пиролитического углеродного покрытия, обладающего высокой плотностью, служит как бы сосудом высокого давления или диффузионным барьером для продуктов деления твердого вещества. Внутреннее покрытие благодаря своему свободному объему представляет как бы резервуар для хранения газообразных продуктов деления. Оно также снимает напряжение за счет аккомодации вызванных радиацией изменений размеров топливного элемента и внешнего изотропного слоя. Такие покрытия подбирают для обеспечения определенной температуры, скорости выгорания и устойчивости топливного элемента в быстром потоке. [c.451]

Нам не представляется возможным автоматически переносить результаты взаимодействия металлов с углеграфитовыми материалами на углеродные волокна из-за специфичности структуры последних мелкие кристаллиты, в которых базисные плоскости вдоль границы волокна разделены узкими порами (параллельно оси волокна) и границами наклона, или кручения (перпендикулярно ей). При указанной структуре прочность волокна должна определяться прочностью границ кристаллитов и быть чувствительной к любым изменениям их состояния. Наличие металла на поверхности углеродного волокна может влиять на состояние и свойства волокон, так как при этом возможно протекание таких процессов, как химическое взаимодействие, диффузия, частичное и, в предельном случае, полное растворение волокна. Таким образом, изучение влияния покрытия на свойства углеродного волокна необходимо для того, чтобы знать, насколько покрытие может ухудшать характеристики как армирующего компонента, так и композиционного материала в целом. [c.129]

Состояние поверхности металлизированного углеродного воло -на при комнатной и повышенной температурах изучалось методом сканирующей электронной микроскопии. Было установлено, что исходные металлические покрытия из меди и никеля сплошные. Под воздействием температуры поверхность металлизированного углеродного волокна модифицируется. Так, медное покрытие после отжига при температуре 400° С собирается в складки (рис. 2, а, см. вклейку). При увеличении температуры термообработки до 800° С происходит сфероидизация покрытия (рис. 2, б, см. вклейку). Аналогичные результаты при указанных температурах получаются и в случае покрытия углеродных волокон никелем. [c.130]

Например, покрытие волокна бора слоем TiB или покрытие углеродного волокна слоем TiN улучшают с.мачивание этих волокон жид-ки.м а минием. [c.103]

Кроме волокон в качестве армирующего элемента используют также нитевидные кристаллы, получаемые осаждением из газовой фазы, выращиванием в электрическом поле, кристаллизацией из растворов. Волокна изготавливают с аморфной (стекловолокно, кремниевые волокна), композиционной (борные) и кристаллической (углеродные) структурой. Борные волокна получают осаждением бора на вольфрамовую проволоку (диаметром 22,5 мкм) в виде покрытия углеродные — карбонизацией и графитизацией полиакрилонитрильных (ПАН-В) или гидроцеллюлозых (вискозных Гц-6) волокон. Керамические волокна (MgO, AI2O3, ZrOj, TiO, Si , В С) получают из расплавов, осаждением из газовой фазы или методами порошковой металлургии. Металлические волокна (проволока) изготавливают механически, электрохимически или формованием из расплава с использованием фильер. [c.125]

В недавних работах измерялись РФЭС кластеров Аи [108], Pd, Ft, Rh и Ir 11091. Рисунок И иллюстрирует изменение вида энергетического спектра фотоэлектронов, выбиваемых фотонадш разной энергии, по мере увеличения плотности покрытия углеродной подложки атомами золота. Левая колонка (а) относится к изолированным атомам Аи, правая (g) — к массивно.му металлу. При покрытии 2-10 атомов/см кластеры Аи, содержащие 5 100 атомов, имеют средний диаметр 19 А. С увеличением плотности покрытия до 5.10 5 атомов/см- кластеры начинают коалесцировать, образуя частицы. Спектр. массивного золота можно подразделить на три области 1) S—/5-зону между уровнем Ферми (Ер = 0) и 2 эВ 2) первую d-зону между 2 и 4 эВ и 3) вторую d-зону между 5 и 8 эВ. Соотношение интенсивностей с1-зон зависит от энергии используемых фотонов. Характерной особенностью атомов и малых кластеров Аи является соизмеримость интенсивностей первой и второй d-полос. Перех% к металлическим свойствам частиц сопровождается резки.м ослаблением интенсивности второй d-полосы при низкой энергии фотонов. Аналогичные результаты получены также при исследовании эмиссии фотоэлектронов из частиц Pd диаметром 20 А под действием УФ-излучения гелиевой газоразрядной лампы [110]. [c.29]

Никелевые покрытия имеют серьезные недостатки. При длительных выдержках при температурах 1100— 1400 К применение никелевого покрытия углеродных волокон приводит к резкому снижению прочности вследствие рекристаллизации (и графитиза-ции) волокон. При малых толщинах покрытий последующая пропитка расплавом алюминия приводит к растворению покрытия, отслоению матрицы от волокон. При увеличении толщины никелевого покрытия отмечаются высокие концентрации насыщения алюминия никелем, образование интерметаллидного соединения А18Ы1 и охрупчивание матрицы (а косвенно — волокон и композита в целом). [c.24]

Заметное повышение адгезии достигается при покрытии углеродных волокон пиролитическим углеродо.м [9-28], что объясняется более равномерным покрытием поверхности волокна полимерной матрицей. Покрытие углеродного волокна пиролитическим углеродом при 1300—1400°С повышает его прочность примерно на 30% без изменения модуля упругости. [c.174]

Выше отмечались усадка и растрескивание плотного пиро-углеродного покрытия микротвэлов при воздействии интегрального потока быстрых нейтронов >10 нейтр./см что исключает его из рассмотрения в качестве силовой оболочки микро-твэла. [c.37]

Трубопровод Оренбург-Заинск (Dy = 1000 мм, Ру = 5,6 МПа) с 1971 г. служит для транспортировки газа ОНГКМ на Заин-скую ГРЭС. Он сооружен из труб 01020x16 мм на участках I-II категории протяженностью более 16,5 км и труб 01020 х 14 мм на участках III-IV категории. Трубы изготовлены из низколегированной стали типа 17ГС, содержащей, % С — 0,16 Si — 0,39 Мп — 1,44 Р — 0,018 S — 0,015 с пределом прочности не ниже 520 МПа пределом текучести не ниже 300 МПа и ударной вязкостью 5 кгм/см при температуре минус 40°С. Углеродный эквивалент — не выше 0,45. Сварка труб проводилась в соответствии с рекомендациями ВНИИСТа поворотных стыков — электродами Гарант , УОНИ 13/55 и проволокой СВ-08ГА под флюсом неповоротных стыков — электродами Гарант и УОНИ 13/55. Трубы покрыты битумно-резиновой изоляцией усиленного типа. [c.61]

Методом газофазного осаждения при пиролизе хлоридов тугоплавких металлов на углеродные волокна (УВ) наносятся покрытия Si , Ti , Zr и др. В связи с малой величиной объектов (диаметр филаментов составляет 6—8 мкм) значительные трудности возникают при определении толщины покрытия, составляющей 5—500 ммкм. [c.116]

Приведены свойства покрытий, состоящих из стекла и бескислородных тугоплавких соединений, представляющих интерес для защиты пористых материалов, полученных на основе углеродных, кремнеземистых волокон в нитевидных кристаллов карбида и нитрида кремния. Лит. — 5 назв., ил. — 2, табл. —1. [c.265]

Микроструктура стекол, высококобальтового сплава и покрытия исследовалась на электронном микроскопе УЭМВ-100К методом углеродных реплик. Фазовый состав продуктов коррозии определялся на рентгеновском дифрактометре ДРОН-2 и по электроно-граммам реплик с экстракцией. [c.85]

Показано, что добавки оксидов алюминия, титана, циркония, гафния оказывают влияние на фазовый состав, микроструктуру, жаростойкость и тепловое расширение покрытия MoSij—В. По совокупности свойств композиция MoSi.—Б с добавкой оксида алюминия является наипучшей и перспективной для разработки па ее основе жаростойких покрытий для углеродных материалов. [c.240]

Фрагментарность сведений о природе реакций и стеиени взаимодействия между составляющими затрудняет обоснованный выбор матрицы и упрочнителя, оптимально совместимых для данной рабочей температуры. В этой главе рассмотрена роль примесей как фактора, определяющего совместимость матрицы и упрочнителя. Для иллюстрации роли примесей подробно проанализированы три примера усы сапфира, углеродные волокна с никелевым покрытием и усы нитрида кремния с никелевым покрытием. Эти примеры отвечают случаям, когда примесь находится соответственно в упрочнителе, матрице и газовой среде. [c.387]

Однако, по данным Барклая и Бонфилда )[3], отжиг при температурах ниже 1273 К в вакууме 10 мм рт. ст. не влияет на прочность одиночных углеродных волокон с никелевым покрытием. Как оказалось, снижение прочности после обработки при более высоких температурах связано с образованием соответствующей поверхности раздела углерод — никель, а не с рекристаллизацией волокон. [c.413]

ОКИСИ углерода. Из этого следует, что при исследовании влияния никелевого покрытия на прочность углеродных волокон весьма существеннььм является поддержание вакуума на уровне 10 мм рт. ст., с тем чтобы избежать нежелательных реакций волокна с атмосферой. При отжиге в атмосфере аргона также трудно получить воспроизводимые данные по прочности. Во всех случаях волокна нужно медленно нагревать до температуры отжига для их обезгаживания. После термообработки выше 1373 К прочность углеродных волокон заметно уменьшается даже в вакууме 10 мм рт. ст. (например, после отжига при 1473 К в течение 24 ч прочность составляла 103 кГ/iMM ). [c.414]

Как указывалось выше, после отжига при температуре 1073 К никелевое покрытие разбивается на ряд шарообразных частиц. Это позволяет применить метод реплик для определения времени, необходимого для образования связи между углеродным волокном и никелевыми шариками. Была приготовлена серия реплик после различных выдержек при выбранной температуре. Время, необходимое для образования адгезионной связи, определялось по моменту изменения картины от почти полного перехода никелевых шариков на отделяемую реплику до отсутствия их на реплике. Определенное этим способом время адгезии составило примерно 1, 2, 5 и 24 ч для температур соответственно 1373, 1Э53, 1323 и 1273 К. [c.417]

ЛОКОН с покрытием толщиной 0,7, мкм не отличается от прочности волокон с покрытием толщиной 0,04 мкм. Результаты исследований при указанных температурах отжига позволяют сделать следующие два сопоставления. Во-,первых, после отжига при 1273 К с выдержкой 24 ч покрытие толщиной 0,04 мкм сфероидизовано, а покрытие толщиной 0,7 мкм сохранило сплошность. Во-вторых, после той же выдержки при 1373 К оба покрытия остались сплошными. Следовательно, поскольку экспериментальные данные о величине прочности аналогичны, можно предположить, что прочность углеродных волокон не зависит ни от площади контакта с никелем, ни от толщины никелевого покрытия. [c.419]

В связи с влиянием примесей на совместимость упрочнителя с металлической матрицей следует рассмотреть еще один важный фактор — газовую среду. Роль этого фактора была показана выше на примере углеродных волокон, которые легко разрушаются выше 873 К уже при небольшом парциальном давлении кислорода. Усы сапфира также разрушаются при высоких температурах в восстановительной атмосфере. Следовательно, важна совместимость композита с газовой средой как в процессе изготовления, так и при его использовании. Обычно в каждом отдельном случае этот вопрос требует своего решения. Так, например, стабильный композит углеродное волокно — никель получается в вакууме 10 мм рт. ст., но для применения этого композита в реактивном двигателе требуется создать вокруг волокна дополнительный про-тивокислородный барьерный слой (например, из тугоплавкого металла). В этом разделе рассматривается влияние газовой среды на покрытые никелем усы нитрида кремния и показано, что небольшие изменения парциального давления кислорода и азота могут существенно повлиять на высокотемпературную стабильность этой системы [2]. [c.420]

Мы изучали поведение углеродных волокон на основе полиак-рилонитрила, покрытых медью и никелем. Покрытия наносили химическим методом, то есть осаждением из растворов солей, при температурах 20 и 80° С для меди и никеля соответственно. Для выбранных нами металлов исключена возможность образования химических соединений при температурах нанесения покрытия [5], а следовательно, и снижение прочностных характеристик углеродных волокон (что подтверждено экспериментально). Поэтому изучалось влияние на свойства металлизированного углеродного волокна температур, близких к технологическим и эксплуатационным. Для этого определяли прочность на разрыв волокон без покрытия после отжига в контакте с металлами. Отжиг проводили в вакууме с давлением 5 Ю мм рт. ст. в течение 24 ч. Предварительно было [c.129]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...