A platform for research: civil engineering, architecture and urbanism
A platform for research: civil engineering, architecture and urbanism
CARBON-SILICON CARBIDE COMPOSITE MATERIAL AND METHOD FOR MANUFACTURING PRODUCTS FROM THEREOF
FIELD: chemistry.SUBSTANCE: invention relates to field of construction materials, operating under conditions of high heat loading and oxidative medium, and can be used in chemical-metallurgical industry for creation of products and construction elements, subjected to impact of aggressive media. Carbon-silicon carbide composite material contains carbon fibrous filler and matrix, consisting of silicon carbide, silicon and carbon. part of silicon carbide in it represents nanosize fibres or tubes, dimensions of separate silicon fragments do not exceed 10 mcm, components of material are contained in the following quantity, wt %: carbon fibres 29-40.1, silicon carbide 35-56.4 with content of carbidised carbon fibres in it not more than 3.8, free silicon 2-10, free carbon - the remaining part. Carbon fibre-reinforced plastic workpiece is formed on the base of carbon fibre-reinforced matrix and coke-forming binding agent, its carbonisation is carried out, silicon-active carbon is formed in workpiece material pores and obtained workpiece is siliconised with steam-liquid-phase method. Before workpiece formation matrix is saturated with pyrocarbon by vacuum isothermal method until its content is 10-18.5 wt %, formation of silicon-active carbon in workpiece material pores before its siliconising is realised by growing nanosize carbon in form of fibres or tubes in pores. Primary delivery of silicon into material pores in steam-liquid-phase method of siliconising is realised preferably by capillary condensation of its vapours in the interval 1300-1500°C.EFFECT: increased resource of product operating under conditions of aggressive media, high thermal ad mechanical loading.4 cl, 16 ex, 1 tbl, 1 dwg
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. Углерод-карбидокремниевый композиционный материал содержит углеродный волокнистый наполнитель и матрицу, состоящую из карбида кремния, кремния и углерода. В нем часть карбида кремния представляет собой наноразмерные волокна или трубки, размеры отдельных фрагментов кремния не превышают 10 мкм, а компоненты материала содержатся в следующем количестве, вес.%: углеродные волокна 29-40,1, карбид кремния 35-56,4 при содержании в нем карбидизовавшихся углеродных волокон не более 3,8, свободный кремний 2-10, свободный углерод - остальное. На основе армированного углеродными волокнами каркаса и коксообразующего связующего формируют углепластиковую заготовку, проводят ее карбонизацию, формируют в порах материала заготовки активный к кремнию углерод и силицируют полученную заготовку парожидкофазным методом. Перед формированием заготовки насыщают каркас пироуглеродом вакуумным изотермическим методом до его содержания 10-18,5 вес.%, а формирование в порах материала заготовки перед ее силицированием активного к кремнию углерода осуществляют путем выращивания в порах наноразмерного углерода в форме волокон или трубок. Первоначальную доставку кремния в поры материала при паро-жидкофазном методе силицирования осуществляют предпочтительно путем капиллярной конденсации его паров в интервале 1300-1500°C. Технический результат изобрет
CARBON-SILICON CARBIDE COMPOSITE MATERIAL AND METHOD FOR MANUFACTURING PRODUCTS FROM THEREOF
FIELD: chemistry.SUBSTANCE: invention relates to field of construction materials, operating under conditions of high heat loading and oxidative medium, and can be used in chemical-metallurgical industry for creation of products and construction elements, subjected to impact of aggressive media. Carbon-silicon carbide composite material contains carbon fibrous filler and matrix, consisting of silicon carbide, silicon and carbon. part of silicon carbide in it represents nanosize fibres or tubes, dimensions of separate silicon fragments do not exceed 10 mcm, components of material are contained in the following quantity, wt %: carbon fibres 29-40.1, silicon carbide 35-56.4 with content of carbidised carbon fibres in it not more than 3.8, free silicon 2-10, free carbon - the remaining part. Carbon fibre-reinforced plastic workpiece is formed on the base of carbon fibre-reinforced matrix and coke-forming binding agent, its carbonisation is carried out, silicon-active carbon is formed in workpiece material pores and obtained workpiece is siliconised with steam-liquid-phase method. Before workpiece formation matrix is saturated with pyrocarbon by vacuum isothermal method until its content is 10-18.5 wt %, formation of silicon-active carbon in workpiece material pores before its siliconising is realised by growing nanosize carbon in form of fibres or tubes in pores. Primary delivery of silicon into material pores in steam-liquid-phase method of siliconising is realised preferably by capillary condensation of its vapours in the interval 1300-1500°C.EFFECT: increased resource of product operating under conditions of aggressive media, high thermal ad mechanical loading.4 cl, 16 ex, 1 tbl, 1 dwg
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. Углерод-карбидокремниевый композиционный материал содержит углеродный волокнистый наполнитель и матрицу, состоящую из карбида кремния, кремния и углерода. В нем часть карбида кремния представляет собой наноразмерные волокна или трубки, размеры отдельных фрагментов кремния не превышают 10 мкм, а компоненты материала содержатся в следующем количестве, вес.%: углеродные волокна 29-40,1, карбид кремния 35-56,4 при содержании в нем карбидизовавшихся углеродных волокон не более 3,8, свободный кремний 2-10, свободный углерод - остальное. На основе армированного углеродными волокнами каркаса и коксообразующего связующего формируют углепластиковую заготовку, проводят ее карбонизацию, формируют в порах материала заготовки активный к кремнию углерод и силицируют полученную заготовку парожидкофазным методом. Перед формированием заготовки насыщают каркас пироуглеродом вакуумным изотермическим методом до его содержания 10-18,5 вес.%, а формирование в порах материала заготовки перед ее силицированием активного к кремнию углерода осуществляют путем выращивания в порах наноразмерного углерода в форме волокон или трубок. Первоначальную доставку кремния в поры материала при паро-жидкофазном методе силицирования осуществляют предпочтительно путем капиллярной конденсации его паров в интервале 1300-1500°C. Технический результат изобрет
CARBON-SILICON CARBIDE COMPOSITE MATERIAL AND METHOD FOR MANUFACTURING PRODUCTS FROM THEREOF
УГЛЕРОД-КАРБИДОКРЕМНИЕВЫЙ КОМПОЗИЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ И СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗ НЕГО ИЗДЕЛИЙ
BUSHUEV VJACHESLAV MAKSIMOVICH (author) / BUSHUEV MAKSIM VJACHESLAVOVICH (author) / NIKULIN SERGEJ MIKHAJLOVICH (author) / TURBINA ELENA JUR EVNA (author)
2016-01-20
Patent
Electronic Resource
Russian
SILICON CARBIDE HIGH CARBON COMPOSITE MATERIAL AND MANUFACTURING METHOD THEREOF
| European Patent Office | 2020
Zirconium carbide/silicon carbide composite material part and additive manufacturing method thereof
| European Patent Office | 2024
Silicon carbide-carbon composite material and preparation method thereof
| European Patent Office | 2015
| European Patent Office | 2020
Silicon carbide modified carbon/carbon composite material and preparation method thereof
| European Patent Office | 2024