A platform for research: civil engineering, architecture and urbanism
A platform for research: civil engineering, architecture and urbanism
METHOD FOR PRODUCING HIGH-POROSITY OPEN-CELL CARBON MATERIAL
FIELD: chemistry.SUBSTANCE: invention relates to producing high-porosity open-cell carbon material; it can be used when manufacturing electrodes, supercapacitors, osteoplastic material for replacement of bone defects, catalyst carriers, as well as shields for thermal protection and electromagnetic radiation protection. Besides, the invention material can be used as a base for applying metal, ceramic and hybrid coatings to obtain composite construction material. Method for producing high-porosity open-cell carbon material is carried out using a blank of polyurethane foam impregnated with synthetic thermosetting resin with following heat treatment up to 1000°C and isothermal exposure at this temperature in inert atmosphere with saturation of carbonized blank with gas-phase pyrocarbon. Impregnation is carried out using the solution of thermosetting resin in ethyl alcohol with viscosity of 30 to 70 Poise under ultrasound impact for at least 30 min followed by convective drying at a temperature of no more than 80°C for 5-30 min. Heat treatment is carried out at a constant heating speed of 3-4°C/min with isothermal exposure for at least 30 min. Saturation with pyrocarbon is carried out at a temperature of at least 950°C in methane atmosphere until weight gain of at least 150% of blank weight is reached.EFFECT: producing a material with increased characteristics of porosity and strength without modification of impregnating solution.1 cl, 2 dwg, 1 tbl, 1 ex
Изобретение относится к получению высокопористого открытоячеистого углеродного материала и может быть использовано при изготовлении электродов, суперконденсаторов, остеопластического материала для замещения дефектов костной ткани, носителей катализаторов, а также экранов тепловой защиты и защиты от электромагнитного излучения. Кроме того, материал изобретения может выступать в качестве основы для нанесения металлических, керамических и гибридных покрытий с целью получения композиционного конструкционного материала. Способ получения высокопористого открытоячеистого углеродного материала осуществляется с использованием заготовки из пенополиуретана, пропитанной синтетической термореактивной смолой с последующей термообработкой до 1000°С и изотермической выдержкой при этой температуре в инертной атмосфере, с насыщением карбонизованной заготовки пироуглеродом из газовой фазы. Пропитку проводят с помощью раствора термореактивной смолы в этиловом спирте с вязкостью от 30 до 70 Пуаз под воздействием ультразвука в течение не менее 30 мин, с последующей конвективной сушкой при температуре не более 80°С, в течение 5-30 мин, термообработку проводят с постоянной скоростью нагрева 3-4°С/мин, с изотермической выдержкой в течение не менее 30 мин. Насыщение пироуглеродом проводят при температуре не менее 950°С в атмосфере метана до достижения прироста массы не менее 150% от массы заготовки. Технический результат - получение материала с повышенными характеристиками пористости и прочности, при этом не проводя модификации импрегнирующего раствора. 2 ил., 1 табл., 1 пр.
METHOD FOR PRODUCING HIGH-POROSITY OPEN-CELL CARBON MATERIAL
FIELD: chemistry.SUBSTANCE: invention relates to producing high-porosity open-cell carbon material; it can be used when manufacturing electrodes, supercapacitors, osteoplastic material for replacement of bone defects, catalyst carriers, as well as shields for thermal protection and electromagnetic radiation protection. Besides, the invention material can be used as a base for applying metal, ceramic and hybrid coatings to obtain composite construction material. Method for producing high-porosity open-cell carbon material is carried out using a blank of polyurethane foam impregnated with synthetic thermosetting resin with following heat treatment up to 1000°C and isothermal exposure at this temperature in inert atmosphere with saturation of carbonized blank with gas-phase pyrocarbon. Impregnation is carried out using the solution of thermosetting resin in ethyl alcohol with viscosity of 30 to 70 Poise under ultrasound impact for at least 30 min followed by convective drying at a temperature of no more than 80°C for 5-30 min. Heat treatment is carried out at a constant heating speed of 3-4°C/min with isothermal exposure for at least 30 min. Saturation with pyrocarbon is carried out at a temperature of at least 950°C in methane atmosphere until weight gain of at least 150% of blank weight is reached.EFFECT: producing a material with increased characteristics of porosity and strength without modification of impregnating solution.1 cl, 2 dwg, 1 tbl, 1 ex
Изобретение относится к получению высокопористого открытоячеистого углеродного материала и может быть использовано при изготовлении электродов, суперконденсаторов, остеопластического материала для замещения дефектов костной ткани, носителей катализаторов, а также экранов тепловой защиты и защиты от электромагнитного излучения. Кроме того, материал изобретения может выступать в качестве основы для нанесения металлических, керамических и гибридных покрытий с целью получения композиционного конструкционного материала. Способ получения высокопористого открытоячеистого углеродного материала осуществляется с использованием заготовки из пенополиуретана, пропитанной синтетической термореактивной смолой с последующей термообработкой до 1000°С и изотермической выдержкой при этой температуре в инертной атмосфере, с насыщением карбонизованной заготовки пироуглеродом из газовой фазы. Пропитку проводят с помощью раствора термореактивной смолы в этиловом спирте с вязкостью от 30 до 70 Пуаз под воздействием ультразвука в течение не менее 30 мин, с последующей конвективной сушкой при температуре не более 80°С, в течение 5-30 мин, термообработку проводят с постоянной скоростью нагрева 3-4°С/мин, с изотермической выдержкой в течение не менее 30 мин. Насыщение пироуглеродом проводят при температуре не менее 950°С в атмосфере метана до достижения прироста массы не менее 150% от массы заготовки. Технический результат - получение материала с повышенными характеристиками пористости и прочности, при этом не проводя модификации импрегнирующего раствора. 2 ил., 1 табл., 1 пр.
METHOD FOR PRODUCING HIGH-POROSITY OPEN-CELL CARBON MATERIAL
Способ получения высокопористого открытоячеистого углеродного материала
TIMOSHCHUK ELENA IGOREVNA (author) / PONOMAREVA DARYA VLADIMIROVNA (author) / SAMOJLOV VLADIMIR MARKOVICH (author) / SHIROKOV RUSLAN EVGENEVICH (author) / GAREEV ARTUR RADIKOVICH (author) / TAKHNIN VALERIJ YUREVICH (author) / LYAPIN ILNUR IBRAGIMOVICH (author)
2021-08-19
Patent
Electronic Resource
Russian
METHOD FOR PRODUCING HIGHLY POROUS OPEN-CELL CARBON MATERIAL
| European Patent Office | 2022
Method of producing a carbon-ceramic shaped body with an open porosity of from 15 to 60%
| European Patent Office | 2024