RU185022U1 - DEVICE FOR CREATION OF HIGH PRESSURE AND TEMPERATURE IN LARGE VOLUME FOR PRODUCTION OF CARBON-CARBON COMPOSITE MATERIAL - Google Patents
DEVICE FOR CREATION OF HIGH PRESSURE AND TEMPERATURE IN LARGE VOLUME FOR PRODUCTION OF CARBON-CARBON COMPOSITE MATERIAL Download PDFInfo
- Publication number
- RU185022U1 RU185022U1 RU2018129090U RU2018129090U RU185022U1 RU 185022 U1 RU185022 U1 RU 185022U1 RU 2018129090 U RU2018129090 U RU 2018129090U RU 2018129090 U RU2018129090 U RU 2018129090U RU 185022 U1 RU185022 U1 RU 185022U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- container
- carbon
- current leads
- sealed container
- transmitting medium
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 14
- CREMABGTGYGIQB-UHFFFAOYSA-N carbon carbon Chemical compound C.C CREMABGTGYGIQB-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 5
- 239000011203 carbon fibre reinforced carbon Substances 0.000 title claims abstract description 5
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 5
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 19
- 239000006004 Quartz sand Substances 0.000 claims abstract description 15
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 8
- 230000000284 resting effect Effects 0.000 claims abstract 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 5
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 6
- 229910000963 austenitic stainless steel Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 3
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 abstract description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 12
- 239000011295 pitch Substances 0.000 description 10
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 description 6
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 5
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 4
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 4
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 4
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 3
- 201000000760 cerebral cavernous malformation Diseases 0.000 description 3
- 239000011294 coal tar pitch Substances 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 3
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 2
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- -1 for example Substances 0.000 description 2
- 238000005087 graphitization Methods 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 239000002775 capsule Substances 0.000 description 1
- 229910052729 chemical element Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000000109 continuous material Substances 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000009931 harmful effect Effects 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/71—Ceramic products containing macroscopic reinforcing agents
- C04B35/78—Ceramic products containing macroscopic reinforcing agents containing non-metallic materials
- C04B35/80—Fibres, filaments, whiskers, platelets, or the like
- C04B35/83—Carbon fibres in a carbon matrix
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к области технологий получения углерод-углеродных композиционных материалов (УУКМ) и может быть использована в машиностроении, ракетно-космической и авиационной технике.The utility model relates to the field of technologies for producing carbon-carbon composite materials (CCCM) and can be used in mechanical engineering, space rocket and aviation technology.
Задачей предлагаемого устройства является упрощение конструкции при получении материала с теми же физико-механическими свойствами, что и в известных устройствах и уменьшение затрат при использовании этого устройства.The objective of the proposed device is to simplify the design when obtaining a material with the same physical and mechanical properties as in known devices and reduce costs when using this device.
Поставленная задача достигается тем, что устройство содержит силовой цилиндр, выполненный из четырех колец и заполненный средой, передающей давление, два поршня, опирающиеся на опорные плиты, герметичный контейнер с заготовкой, два полых токоподвода, размещенные в среде, передающей давление, и термопары, в качестве среды, передающей давление, используют сухой кварцевый песок, причем герметичный контейнер выполнен из листовой нержавеющей аустенитной стали толщиной 0,1-0,2 мм, а токоподводы выполнены контактирующими с поверхностями опорных плит и с торцевыми поверхностями герметичного контейнера. Токоподводы выполнены из медного листа марки М1М толщиной 1,0-1,5 мм. Термопары размещают на поверхности контейнера между вторым и третьим кольцами силового цилиндра.This object is achieved in that the device comprises a power cylinder made of four rings and filled with a pressure transmitting medium, two pistons resting on support plates, a sealed container with a workpiece, two hollow current leads placed in a pressure transmitting medium, and thermocouples, in dry quartz sand is used as the pressure transmitting medium, and the sealed container is made of austenitic stainless steel sheet with a thickness of 0.1-0.2 mm, and the current leads are made in contact with the supporting surfaces plates and with end surfaces of a sealed container. The current leads are made of a copper sheet of M1M grade with a thickness of 1.0-1.5 mm. Thermocouples are placed on the surface of the container between the second and third rings of the ram.
Технический результат предлагаемого устройстваThe technical result of the proposed device
Упрощение конструкции, сокращение затрат при изготовлении и получение углерод-углеродного композиционного материала с заданными физико-механическими свойствами.Simplification of design, cost reduction in the manufacture and preparation of a carbon-carbon composite material with desired physical and mechanical properties.
Description
Полезная модель относится к области изостатических технологий получения углерод-углеродных композиционных материалов (УУКМ), в частности к одной из основных операций этих технологий - процессу пропитки и карбонизации при высоких давлениях (ПКД), и может быть использована в машиностроении, ракетно-космической и авиационной технике. УУКМ состоят из армирующего каркаса на основе высокомодульных углеродных волокон и углеродной матрицы, которую формируют в результате пропитки, карбонизации и высокотемпературной обработки (графитации) углеводородного прекурсора. При этом армирующий каркас из углеродных волокон пропитывают под давлением в тонкостенном металлическом контейнере расплавом углеводородного прекурсора, после чего проводят карбонизацию углеродной матрицы в том же контейнере при высоких давлениях. Полученную таким образом заготовку УУКМ графитируют в вакууме при температурах 2100-2700°С. Указанную термобарическую обработку заготовки материала и ее последующую графитацию в вакууме проводят многократно (до 5-6 раз) до достижения необходимой плотности заготовки.The utility model relates to the field of isostatic technologies for producing carbon-carbon composite materials (CCCM), in particular, to one of the main operations of these technologies - the process of impregnation and carbonization at high pressures (PCD), and can be used in mechanical engineering, aerospace and aerospace technique. CCMs consist of a reinforcing framework based on high-modulus carbon fibers and a carbon matrix, which is formed as a result of impregnation, carbonization and high-temperature processing (graphitization) of a hydrocarbon precursor. In this case, the carbon fiber reinforcing frame is impregnated under pressure in a thin-walled metal container with a molten hydrocarbon precursor, after which the carbon matrix is carbonized in the same container at high pressures. The UUKM billet thus obtained is graphitized in vacuum at temperatures of 2100-2700 ° C. The specified thermobaric processing of the workpiece material and its subsequent graphitization in vacuum is carried out repeatedly (up to 5-6 times) until the required density of the workpiece is achieved.
Потребности современной техники, например авиационной и ракетно-космической техники, требуют производства заготовок УУКМ больших размеров: диаметром до 500-600 мм и высотой до 350-400 мм, что в свою очередь требует разработки и применения устройств для создания высоких давлений и температур в больших объемах.The needs of modern technology, such as aviation and rocket and space technology, require the production of large-size UUKM blanks: with a diameter of up to 500-600 mm and a height of up to 350-400 mm, which in turn requires the development and use of devices for creating high pressures and temperatures in large volumes.
Известно устройство для обработки дискретных и сплошных материалов при одновременном или комбинированном воздействии на них высоких давлений и температур, создаваемых в газовой среде - газостат (см. книгу «Процессы и оборудование для газостатической обработки», Г.А. Кривонос, А.Д. Зверев, Л.Ю. Максимов, Москва, «Металлургия», 1994 г). Газостат содержит силовую станину и контейнер, закрытый по торцам верхней и нижней пробками, с размещенными в нем теплоизоляционным колпаком и нагревателем и соединенный с системой подачи и отвода газа. Указанное устройство, помимо сложности, громоздкости, взрывоопасности дорогой стоимости обладает еще одним недостатком при их использовании в процессе производства УУКМ: в процессе карбонизации углеводородного прекурсора, например, каменноугольного пека, выделяется широкий спектр химических элементов и соединений, которые оказывают вредное воздействие как на нагреватель и внутренние элементы газостата, так и на свойства получаемых заготовок УУКМ.A device for processing discrete and continuous materials with simultaneous or combined exposure to high pressures and temperatures created in a gas medium is a gas thermostat (see the book "Processes and equipment for gas-static treatment", G. A. Krivonos, A. D. Zverev , L.Yu. Maksimov, Moscow, Metallurgy, 1994). The thermostat contains a power bed and a container, closed at the ends of the upper and lower plugs, with a heat-insulating cap and heater located in it and connected to a gas supply and exhaust system. The specified device, in addition to complexity, cumbersomeness, explosiveness of expensive cost, has another drawback when used in the production of CCCM: in the process of carbonization of a hydrocarbon precursor, for example, coal tar pitch, a wide range of chemical elements and compounds that have a harmful effect both on the heater and internal elements of the gas stat, as well as on the properties of the obtained UUKM blanks.
Известен способ получения углеродного материала (патент РФ №182646 МПК С04В 35/52, публикация 19.05.1993.), для осуществления которого используется герметичный медный контейнер, в котором размещают заготовку и пек, контейнер помещают в аппарат высокого давления, средой передающей давление служит кварцевый песок. Контейнер нагревают до температуры минимальной вязкости пека, затем создают давление 80-200 МПа.A known method of producing carbon material (RF patent No. 182646 IPC С04В 35/52, publication 05/19/1993.), For which a sealed copper container is used, in which the billet and pitch are placed, the container is placed in a high-pressure apparatus, quartz is the medium transmitting pressure sand. The container is heated to a temperature of minimum viscosity of the pitch, then create a pressure of 80-200 MPa.
Известен также способ получения углеродного материала (патент РФ №2119469 МПК С04В 35/52, публикация 27.09.1998), для осуществления которого используется герметичный контейнер, изготовленный из листовой стали толщиной 1 мм, на дно контейнера размещают слой пека, на который устанавливают заготовку, при этом пространство между боковыми поверхностями контейнера и заготовки заполняют порошком графита. Контейнер помещают в аппарат высокого давления, где средой, передающей давление служит кварцевый песок. Контейнер нагревают до температуры минимальной вязкости пека, затем создают давление 25 МПа для обеспечения пропитки, после чего повышают давление до 100 МПа и температуру нагревателя до 750°С для обеспечения процесса карбонизации.There is also known a method for producing carbon material (RF patent No. 2119469 IPC С04В 35/52, publication September 27, 1998), for the implementation of which a sealed container made of
Недостатками указанных патентов являются большие затраты на изготовление устройств, большие затраты времени на подготовку устройств для реализации способов получения углеродных материалов согласно этим патентам, а также недостаточная точность в определении температуры заготовок при проведении процессов пропитки и карбонизации, что сказывается на свойствах получаемого материала.The disadvantages of these patents are the high cost of manufacturing devices, the high time it takes to prepare devices for implementing methods for producing carbon materials according to these patents, as well as insufficient accuracy in determining the temperature of the workpieces during the impregnation and carbonization processes, which affects the properties of the obtained material.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа настоящей полезной модели, является устройство для создания высоких давлений и температур в больших объемах (А.А. Антанович, С.А. Колесников, «Изостатические технологии при изготовлении углеродных конструкционных материалов». Перспективные материалы и технологии, Монография, Глава 13, с. 203-216, Витебск, Беларусь, 2017, ISBN 978-985-481-510-7).The closest technical solution, selected as a prototype of this utility model, is a device for creating high pressures and temperatures in large volumes (A. A. Antanovich, S. A. Kolesnikov, “Isostatic technologies in the manufacture of carbon structural materials.” Promising materials and Technologies, Monograph, Chapter 13, pp. 203-216, Vitebsk, Belarus, 2017, ISBN 978-985-481-510-7).
Устройство представляет собой аппарат высокого давления (АВД) типа «цилиндр-поршень», в котором цилиндр набирают из четырех колец, а усилие на поршни передают от гидравлического пресса через опорные плиты. В качестве среды, передающей давление, используют сухой кварцевый песок. Заготовку УУКМ вместе с углеводородным прекурсором, например, каменноугольным пеком размещают в тонкостенном металлическом контейнере (капсуле). Тонкостенный металлический контейнер не препятствует передаче высокого давления на каменноугольный пек и заготовку материала. Для нагрева заготовки используют ленточный нагреватель из тонкостенного листа нержавеющей аустенитной стали толщиной 0,1 мм. Электрический ток подводят к нагревателю через опорные плиты гидравлического пресса, опорные плиты и полые медные токоподводы, контактирующие с поверхностями опорных плит и торцевыми поверхностями нагревателя. Применяемая для изготовления нержавеющая аустенитная сталь обладает высоким удельным электросопротивлением, что позволяет использовать для нагрева заготовок УУКМ стандартное электротехническое оборудование. Между стенками металлического контейнера и нагревателя для электроизоляции размещают, слой того же сухого кварцевого песка. Температуру поверхности нагревателя контролируют четырьмя термопарами, которые устанавливают равномерно по кругу и вводят между вторым и третьим кольцами цилиндра.The device is a cylinder-piston type high-pressure apparatus (AED), in which the cylinder is assembled from four rings, and the force is transmitted to the pistons from the hydraulic press through the base plates. Dry quartz sand is used as the pressure transmitting medium. The UUKM billet together with a hydrocarbon precursor, for example, coal tar pitch, is placed in a thin-walled metal container (capsule). A thin-walled metal container does not prevent the transfer of high pressure to the coal tar pitch and the workpiece. To heat the workpiece, a tape heater is used from a thin-walled sheet of stainless austenitic steel with a thickness of 0.1 mm. Electric current is supplied to the heater through the base plates of the hydraulic press, base plates and hollow copper current leads in contact with the surfaces of the base plates and the end surfaces of the heater. Stainless austenitic steel used for manufacturing has a high electrical resistivity, which allows the use of standard electrical equipment for heating UUKM billets. A layer of the same dry quartz sand is placed between the walls of the metal container and the heater for electrical insulation. The surface temperature of the heater is controlled by four thermocouples, which are installed uniformly in a circle and introduced between the second and third rings of the cylinder.
Описанный прототип устройства используют в настоящее время на нескольких предприятиях страны для серийного производства УУКМ для изготовления ответственных деталей авиационной и ракетно-космической техники.The described prototype of the device is currently used at several enterprises of the country for serial production of CCM for the manufacture of critical parts of aviation and rocket and space technology.
Недостатками описанного прототипа являются:The disadvantages of the described prototype are:
1. Температурный режим нагрева контейнера с пеком и заготовкой контролируют термопарами, измеряющими температуру поверхности нагревателя, отделенной от поверхности контейнера слоем электроизоляции из сухого кварцевого песка. Этот слой кварцевого песка одновременно является слоем теплоизоляции, так как кварцевый песок обладает достаточно низким значением коэффициента теплопроводности. Это обстоятельство не позволяет точно контролировать температуру контейнера с заготовкой. Тепловые расчеты и специальный эксперимент показывают, что расхождение температур нагревателя и контейнера может составлять до 80-120°С в зависимости от теплопроводности партии песка, которая в свою очередь зависит от крупности песка и его состава (включений).1. The temperature regime of heating the container with the pitch and the workpiece is controlled by thermocouples measuring the temperature of the surface of the heater, separated from the surface of the container by a layer of electrical insulation from dry quartz sand. This layer of quartz sand is at the same time a layer of thermal insulation, since quartz sand has a fairly low value of the coefficient of thermal conductivity. This fact does not allow to precisely control the temperature of the container with the workpiece. Thermal calculations and a special experiment show that the temperature difference between the heater and the container can be up to 80-120 ° C depending on the thermal conductivity of the batch of sand, which in turn depends on the size of the sand and its composition (inclusions).
2. Изготовление и монтаж ленточного нагревателя, создание слоя электроизоляции из кварцевого песка между поверхностями нагревателя и контейнера составляют значительную долю трудозатрат в подготовке устройства к работе.2. The manufacture and installation of a tape heater, the creation of a layer of electrical insulation from quartz sand between the surfaces of the heater and the container make up a significant proportion of the labor involved in preparing the device for operation.
Задачей предлагаемой полезной модели является устранение указанных выше недостатков, упрощение конструкции устройства для получения материала с теми же физико-механическими свойствам и уменьшение затрат при изготовлении и использовании этого устройства.The objective of the proposed utility model is to eliminate the above disadvantages, simplifying the design of the device to obtain a material with the same physical and mechanical properties and reducing costs in the manufacture and use of this device.
Поставленная задача достигается тем, что устройство содержит силовой цилиндр, набранный из четырех колец и заполненный средой, передающей давление, два поршня (верхний и нижний), опирающиеся на опорные плиты, герметичный контейнер с заготовкой и два полых токоподвода (верхний и нижний), размещенные в среде передающей давления и контактирующие с поверхностями опорных плит и с торцевыми поверхностями герметичного контейнера. Герметичный контейнер цилиндрической формы выполнен из листовой нержавеющей аустенитной стали толщиной 0,1-0,2 мм. Токоподводы выполнены из медного листа марки М1М толщиной 1,0-1,5 мм. В качестве среды, передающей давление используют сухой кварцевый песок.The task is achieved in that the device contains a power cylinder, composed of four rings and filled with a medium that transfers pressure, two pistons (upper and lower), supported by base plates, a sealed container with a workpiece and two hollow current leads (upper and lower), placed in the medium of transmitting pressure and in contact with the surfaces of the base plates and with the end surfaces of the sealed container. The sealed container of cylindrical shape is made of stainless austenitic steel sheet with a thickness of 0.1-0.2 mm. The current leads are made of a copper sheet of M1M grade with a thickness of 1.0-1.5 mm. Dry quartz sand is used as the pressure transmitting medium.
Герметичный контейнер, выполненный из листовой нержавеющей аустенитной стали толщиной 0,1-0,2 мм, позволяет исключить необходимость в изготовлении и монтаже отдельного нагревателя и электроизоляции, а также появляется возможность измерения термопарами непосредственно температуры поверхности контейнера. Кроме того, отсутствие слоя электроизоляции, который является также теплоизоляционным слоем, позволяет снизить энергозатраты, а также сократить время на нагрев контейнера до заданной температуры. Токоподводы (верхний и нижний), выполненные из медного листа марки М1М толщиной 1,0-1,5 мм и контактирующие с поверхностями опорных плит и с торцевыми поверхностями герметичного контейнера, позволяют осуществлять непосредственно нагрев контейнера с заготовкой.A sealed container made of austenitic stainless steel sheet with a thickness of 0.1-0.2 mm eliminates the need for the manufacture and installation of a separate heater and electrical insulation, and it is also possible to measure directly the surface temperature of the container with thermocouples. In addition, the absence of an electrical insulation layer, which is also a heat-insulating layer, can reduce energy consumption, as well as reduce the time it takes to heat the container to a predetermined temperature. Current leads (upper and lower) made of a copper sheet of M1M grade with a thickness of 1.0-1.5 mm and in contact with the surfaces of the base plates and with the end surfaces of the airtight container allow direct heating of the container with the workpiece.
На фигуре показана схема предлагаемой полезной модели, которая содержит аппарат высокого давления (АВД) типа «цилиндр-поршень», в котором цилиндр набирают из четырех колец 1, а усилия на поршни 2 передают от гидравлического пресса через опорные плиты 3. В качестве среды, передающей давление, используют сухой кварцевый песок 4. Заготовку УУКМ 7 вместе с пеком 8 размещают в герметичном контейнере 6, который изготавливают из листовой нержавеющей аустенитной стали толщиной 0,1-0,2 мм. Электрический ток подводят к торцевым поверхностям контейнера через опорные плиты 3 и полые медные токоподводы 5. Температуру боковых стенок контейнера измеряют четырьмя термопарами 9, расположенными между вторым и третьим кольцами АВД (на схеме показана одна термопара). Сборку устройства осуществляют последовательно снизу вверх: на нижнюю опорную плиту 3 устанавливают первое кольцо 1 АВД и нижний полый медный токоподвод 5, и весь свободный объем АВД до уровня верхней поверхности нижнего токоподвода засыпают сухим кварцевым песком 4, на верхнюю поверхность токоподвода 5 устанавливают контейнер 6 с заготовкой УУКМ 7 и пеком 8 и свободное пространство АВД до уровня верхней поверхности контейнера засыпают сухим кварцевым песком; на верхнюю поверхность контейнера устанавливают второй (верхний) токоподвод, а также верхний поршень АВД и весь оставшийся свободный объем АВД до уровня верхних поверхностей токоподвода и поршня засыпают сухим кварцевым песком; на верхние поверхности токоподвода и поршня устанавливают верхнюю опорную плиту; устройство помещают между плитами гидравлического пресса, к опорным плитам подводят электроэнергию и проводят термобарическую обработку заготовки УУКМ (пропитку и карбонизацию) по заданной программе.The figure shows the diagram of the proposed utility model, which contains a high-pressure apparatus (AED) of the cylinder-piston type, in which the cylinder is assembled from four
Устройство работает следующим образом. Собранное устройство устанавливают на нижнюю плиту гидравлического пресса. С помощью гидравлического пресса создают предварительное усилие для обеспечения надежного электрического контакта между плитами пресса, опорными плитами, токоподводами и контейнером. Затем включают нагрев, доводят температуру контейнера до 450°С, при которой пек обладает наименьшей вязкостью, проводят при этой температуре пропитку заготовки УУКМ пеком путем повышения давления в контейнере до 80-100 МПа с помощью гидравлического пресса и осуществляют процесс карбонизации пека в заготовке УУКМ, нагревая контейнер до температуры 650°С при давлении внутри контейнера 80-100 МПа.The device operates as follows. The assembled device is mounted on the bottom plate of the hydraulic press. Using a hydraulic press, a preliminary force is created to ensure reliable electrical contact between the press plates, support plates, current leads and the container. Then, heating is turned on, the temperature of the container is brought to 450 ° C, at which the pitch has the lowest viscosity, the UCMC preform is impregnated with pitch at this temperature by increasing the pressure in the container to 80-100 MPa using a hydraulic press, and the pitch is carbonized in the UCM preform, heating the container to a temperature of 650 ° C at a pressure inside the container of 80-100 MPa.
Преимущества заявляемой полезной модели перед прототипом поясняются на примере проведения процесса ПКД при получении заготовки трехмерно армированного УУКМ диаметром 500 мм, высотой 300 мм с использованием АВД с внутренним диаметром 1000 мм и общей высотой четырех колец цилиндра 600 мм. Средой, передающей давление на контейнер, служил сухой кварцевый песок. Максимальное давление в процессе ПКД составляло 100 МПа. Необходимое усилие на поршни АВД создавалось с помощью гидравлического пресса. Требуемая максимальная температура контейнера не менее 650°С поддерживалась в течение 7 часов, при этом температура нагревателя в прототипе поддерживалась не менее 750°С. В результате проведения процессов ПКД с использованием полезной модели получены заготовки УУКМ с такими же физико-механическими свойствами, как и в случае использования прототипа.The advantages of the claimed utility model over the prototype are illustrated by the example of the PCD process upon receipt of a blank of three-dimensionally reinforced CCM with a diameter of 500 mm, a height of 300 mm using an AED with an inner diameter of 1000 mm and a total height of four cylinder rings of 600 mm. Dry quartz sand served as the medium transmitting pressure to the container. The maximum pressure in the PCD process was 100 MPa. The necessary force on the pistons of the AED was created using a hydraulic press. The required maximum temperature of the container of at least 650 ° C was maintained for 7 hours, while the temperature of the heater in the prototype was maintained at least 750 ° C. As a result of the PCD processes using the utility model, UUKM blanks with the same physical and mechanical properties were obtained as in the case of using the prototype.
Сравнительные характеристики проведенных процессов ПКД приведены в Таблице.Comparative characteristics of the conducted PKD processes are given in the Table.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018129090U RU185022U1 (en) | 2018-08-09 | 2018-08-09 | DEVICE FOR CREATION OF HIGH PRESSURE AND TEMPERATURE IN LARGE VOLUME FOR PRODUCTION OF CARBON-CARBON COMPOSITE MATERIAL |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018129090U RU185022U1 (en) | 2018-08-09 | 2018-08-09 | DEVICE FOR CREATION OF HIGH PRESSURE AND TEMPERATURE IN LARGE VOLUME FOR PRODUCTION OF CARBON-CARBON COMPOSITE MATERIAL |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU185022U1 true RU185022U1 (en) | 2018-11-19 |
Family
ID=64325366
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018129090U RU185022U1 (en) | 2018-08-09 | 2018-08-09 | DEVICE FOR CREATION OF HIGH PRESSURE AND TEMPERATURE IN LARGE VOLUME FOR PRODUCTION OF CARBON-CARBON COMPOSITE MATERIAL |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU185022U1 (en) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2119469C1 (en) * | 1996-11-26 | 1998-09-27 | Институт физики высоких давлений им.Л.Ф.Верещагина РАН | Carbon material production process |
| WO2004052629A1 (en) * | 2002-12-11 | 2004-06-24 | Honeywell International Inc. | Process and apparatus for through thickness infiltration with molten resin |
| WO2005056262A2 (en) * | 2003-10-29 | 2005-06-23 | Honeywell International Inc. | Binderless preform manufacturing method and mold therefore |
| RU2455111C1 (en) * | 2010-11-17 | 2012-07-10 | Открытое акционерное общество Акционерная холдинговая компания "Всероссийский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт металлургического машиностроения имени академика Целикова" (ОАО АХК "ВНИИМЕТМАШ") | Gasostatic extruder |
| RU2534878C1 (en) * | 2013-08-22 | 2014-12-10 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт конструкционных материалов на основе графита "НИИграфит" | Method of producing carbon material with multi-directional reinforcing frame made of carbon fibre |
| RU2568495C1 (en) * | 2014-05-07 | 2015-11-20 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт конструкционных материалов на основе графита "НИИграфит" | Method of producing carbon-carbon composite material based on carbon fibre filler and carbon matrix |
-
2018
- 2018-08-09 RU RU2018129090U patent/RU185022U1/en active IP Right Revival
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2119469C1 (en) * | 1996-11-26 | 1998-09-27 | Институт физики высоких давлений им.Л.Ф.Верещагина РАН | Carbon material production process |
| WO2004052629A1 (en) * | 2002-12-11 | 2004-06-24 | Honeywell International Inc. | Process and apparatus for through thickness infiltration with molten resin |
| WO2005056262A2 (en) * | 2003-10-29 | 2005-06-23 | Honeywell International Inc. | Binderless preform manufacturing method and mold therefore |
| RU2455111C1 (en) * | 2010-11-17 | 2012-07-10 | Открытое акционерное общество Акционерная холдинговая компания "Всероссийский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт металлургического машиностроения имени академика Целикова" (ОАО АХК "ВНИИМЕТМАШ") | Gasostatic extruder |
| RU2534878C1 (en) * | 2013-08-22 | 2014-12-10 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт конструкционных материалов на основе графита "НИИграфит" | Method of producing carbon material with multi-directional reinforcing frame made of carbon fibre |
| RU2568495C1 (en) * | 2014-05-07 | 2015-11-20 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт конструкционных материалов на основе графита "НИИграфит" | Method of producing carbon-carbon composite material based on carbon fibre filler and carbon matrix |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2517425C2 (en) | Method and device for forming and appropriate preform with medium for hydrostatic forming | |
| US4041123A (en) | Method of compacting shaped powdered objects | |
| US3555597A (en) | Apparatus for hot pressing refractory materials | |
| US3413392A (en) | Hot pressing process | |
| CN106830942B (en) | Porous B4C ceramic skeleton and its freezing injection moulding process | |
| CN103273064A (en) | Hot isostatic pressure forming method for preparing blisk through overall form-following sheath | |
| CN104726731A (en) | Preparation method of enhanced magnesium alloy-based neutron absorption plate | |
| CN105801146A (en) | Continuous density gradient low-density porous carbon bonding composite material and preparing method thereof | |
| RU185022U1 (en) | DEVICE FOR CREATION OF HIGH PRESSURE AND TEMPERATURE IN LARGE VOLUME FOR PRODUCTION OF CARBON-CARBON COMPOSITE MATERIAL | |
| CN107199303A (en) | The integrated contour forging technique of semisolid filling-plastic deformation | |
| CN108941412A (en) | GH4037 cake class part semisolid-solid union precision forging device and method | |
| EP2421807B1 (en) | Method for preparing of ceramic shaped part and use of an apparatus for preparing a ceramic shaped part | |
| CN206028466U (en) | Heating device for be used for increment to take shape | |
| CN117342540A (en) | Carbon aerogel-pyrolytic carbon composite material and preparation method thereof | |
| CN114835496B (en) | Cr (chromium) 3 C 2 Preparation method of block material | |
| CN107843505B (en) | High-temperature shear strength test method and device for high-temperature furnace lining repair material or fireclay | |
| CN111948016A (en) | Matched die and method for preparing fiber reinforced composite board by thermal simulation testing machine | |
| KR100816371B1 (en) | Multi hot pressing apparatus | |
| CN109049280A (en) | A kind of production equipment and application method of space structure precast body | |
| RU2281928C1 (en) | Method of manufacture of blanks for friction articles | |
| CN217895467U (en) | Combustion synthesis device for preparing zirconium boride ceramic block | |
| CN209820120U (en) | Magnetic field coupling direct current's pressure fritting furnace | |
| CN209941054U (en) | Microwave vacuum-briquetting integrated furnace | |
| CN211926466U (en) | Special sintering container for ceramics and production device | |
| CN101637815B (en) | Method for preparing carbon/carbon screws used for high-temperature smelting metals |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20181219 |
|
| NF9K | Utility model reinstated |
Effective date: 20210303 |