RU2253638C1 - Высокотемпературное покрытие - Google Patents
Высокотемпературное покрытие Download PDFInfo
- Publication number
- RU2253638C1 RU2253638C1 RU2003131296/03A RU2003131296A RU2253638C1 RU 2253638 C1 RU2253638 C1 RU 2253638C1 RU 2003131296/03 A RU2003131296/03 A RU 2003131296/03A RU 2003131296 A RU2003131296 A RU 2003131296A RU 2253638 C1 RU2253638 C1 RU 2253638C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- silicon
- hafnium
- temperature
- coating
- boride
- Prior art date
Links
Landscapes
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Abstract
Изобретение относится к авиационной промышленности и может быть использовано для защиты от окисления неметаллических материалов на основе карбидокремниевой матрицы и наполнителя из углеродного волокна. Высокотемпературное покрытие содержит компоненты, мас.%: кремний 4-6, бор 2-4, оксид гафния 60-65, борид гафния 6-10, пятиокись тантала 10-15 и дополнительно - силицид гафния 7-10 и борид кремния 2-4. Технический результат изобретения - повышение жаростойкости углерод-керамических композиционных материалов при температуре 2000°С. Предлагаемое высокотемпературное покрытие - экологически чистое, пожаровзрывобезопасное. 2 табл.
Description
Изобретение относится к авиационной промышленности и может быть использовано для защиты от окисления неметаллических материалов на основе карбидокремниевой матрицы и наполнителя из углеродного волокна, работающих при температуре до 2000°С.
Известно высокотемпературное покрытие следующего химического состава, мас.%:
кремний 5-40
карбид кремния 50-70
бор 1-15 (патент США №4465777)
Недостатком известного покрытия является низкая жаростойкость при температурах выше 1300°С.
Известно высокотемпературное покрытие следующего химического состава, мас.%:
дисилицид молибдена 63-75
кремний 10-25
хром 5-10
бор 3-5 (СССР АС №464568)
Недостатком покрытия является низкая жаростойкость при температурах выше 1350°С.
Наиболее близким аналогом, взятым за прототип, является высокотемпературное покрытие следующего химического состава, мас.%:
кремний 6-9
бор 2-5
оксид гафния 63-68
борид гафния 8-12
пятиокись тантала 12-17 (патент РФ №2189368)
Недостатком покрытия-прототипа является недостаточная жаростойкость углерод-керамических композиционных материалов при температурах выше 1800°С.
Технической задачей изобретения является повышение жаростойкости углерод-керамических композиционных материалов при температуре 2000°С.
Поставленная техническая задача достигается тем, что предложено высокотемпературное покрытие, содержащее кремний, бор, оксид гафния, борид гафния, пятиокись тантала, которое дополнительно содержит силицид гафния и борид кремния при следующем соотношении компонентов, мас.%:
кремний 4-6
бор 2-4
оксид гафния 60-65
борид гафния 6-10
пятиокись тантала 10-15
силицид гафния 7-10
борид кремния 2-4
Авторами установлено, что совместное введение силицида гафния и борида кремния при заявленных соотношениях компонентов в покрытии позволяет повысить жаростойкость углерод-керамических композиционных материалов при температуре 2000°С.
Примеры осуществления
Для получения покрытий были приготовлены 4 композиции, соотношение компонентов в которых приведено в таблице 1.
Компоненты покрытий в виде порошков соответствующих химических соединений помещались в фарфоровый барабан с алундовыми шарами. Смесь загружали в указанных соотношениях не более чем на 3/4 объема барабана, в котором она перемешивалась в течение 48 часов.
Высокотемпературное покрытие на образцы углерод-керамического композиционного материала наносили напылением. Образцы подвергали сушке в термошкафе при температуре 80°С. Формирование покрытия осуществляли в печи с силитовыми нагревателями при температуре 1350-1370°С в течение 20-30 минут.
Образцы углерод-керамического материала с защитными покрытиями испытывали на жаростойкость при температуре 2000°С в течение 30 циклов по 50 секунд каждый по режиму 2000°С⇔20°С. Эффективность защитного действия покрытий после испытаний определялась по убыли массы образцов углерод-керамического композиционного материала с покрытиями в мас.%. Результаты исследований представлены в таблице 2.
Анализ полученных результатов свидетельствует о том, что жаростойкость предлагаемого покрытия на образцах углерод-керамического композиционного материала при использовании значительно возрастает, покрытие-прототип разрушается после воздействия температуры в течение 10 циклов по 50 секунд каждый по режиму 1900°С⇔20°С.
Незначительная убыль массы образцов (менее 1 мас.%) подтверждает наличие внутреннего эффекта самозалечивания предлагаемых составов защитного покрытия, предотвращающего диффузию кислорода воздуха вглубь образца и препятствующего окислению углерод-керамического композиционного материала.
| Таблица 1 | ||||||||
| № п/п | Покрытие | Si | В | НfO2 | НfB2 | Та2O5 | HfSi2 | SiB4 |
| 1 | Предлагаемое покрытие | 4 | 4 | 65 | 8 | 10 | 7 | 2 |
| 2 | 5 | 3 | 60 | 10 | 11 | 8 | 3 | |
| 3 | 6 | 2 | 63 | 6 | 10 | 9 | 4 | |
| 4 | 4 | 2 | 61 | 6 | 15 | 10 | 2 | |
| 5 | Покрытие-прототип | 8 | 4 | 63 | 11 | 14 | - | - |
| Таблица 2 | |||||
| № п/п | Температура формирования, °C | Параметры испытаний образцов с покрытиями на жаростойкость | Убыль массы образцов с покрытиями после испытаний, масс.% | Внешний вид покрытий после испытаний (наличие дефектов) | |
| Температура °C | Число циклов, 1 ц-50 сек. | ||||
| 1 | 1350 | 2000 | 30 | 0,2 | Дефектов нет |
| 2 | 1350 | 2000 | 30 | 0,3 | Дефектов нет |
| 3 | 1350 | 2000 | 30 | 0,2 | Дефектов нет |
| 4 | 1350 | 2000 | 30 | 0,1 | Дефектов нет |
| 5 | 1370 | 1900 | 10 | 5,6 | Разрушение покрытия |
Применение предлагаемого высокотемпературного покрытия позволит обеспечить работоспособность узлов и деталей из углерод-керамических композиционных материалов и повысить надежность и ресурс изделий авиационной техники в 1,5-2 раза.
Предлагаемое высокотемпературное покрытие - экологически чистое, пожаровзрывобезопасное.
Claims (1)
- Высокотемпературное покрытие, содержащее кремний, бор, оксид гафния, борид гафния, пятиокись тантала, отличающееся тем, что дополнительно содержит силицид гафния и борид кремния при следующем соотношении компонентов, мас.%:Кремний 4-6Бор 2-4Оксид гафния 60-65Борид гафния 6-10Пятиокись тантала 10-15Силицид гафния 7-10Борид кремния 2-4
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003131296/03A RU2253638C1 (ru) | 2003-10-28 | 2003-10-28 | Высокотемпературное покрытие |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003131296/03A RU2253638C1 (ru) | 2003-10-28 | 2003-10-28 | Высокотемпературное покрытие |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2253638C1 true RU2253638C1 (ru) | 2005-06-10 |
Family
ID=35834494
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2003131296/03A RU2253638C1 (ru) | 2003-10-28 | 2003-10-28 | Высокотемпературное покрытие |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2253638C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110304932A (zh) * | 2019-08-11 | 2019-10-08 | 西南石油大学 | 一种具有HfB2界面的Cf/SiC复合材料的制备方法 |
| RU2800358C1 (ru) * | 2022-12-26 | 2023-07-20 | Акционерное общество "Объединенная двигателестроительная корпорация" (АО "ОДК") | Высокотемпературное антиокислительное покрытие |
-
2003
- 2003-10-28 RU RU2003131296/03A patent/RU2253638C1/ru active
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110304932A (zh) * | 2019-08-11 | 2019-10-08 | 西南石油大学 | 一种具有HfB2界面的Cf/SiC复合材料的制备方法 |
| CN110304932B (zh) * | 2019-08-11 | 2021-11-02 | 西南石油大学 | 一种具有HfB2界面的Cf/SiC复合材料的制备方法 |
| RU2800358C1 (ru) * | 2022-12-26 | 2023-07-20 | Акционерное общество "Объединенная двигателестроительная корпорация" (АО "ОДК") | Высокотемпературное антиокислительное покрытие |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105623506B (zh) | 陶瓷基复合涂层及其制备方法 | |
| CN104817844B (zh) | 防火隔热硅橡胶及其制备方法 | |
| CN102432345B (zh) | 一种炭/炭复合材料长时间高温抗氧化硅基复合涂层及制备和应用方法 | |
| EP0913373A2 (de) | Mit Kohlefasern verstärkter Keramikverbundwerkstoff | |
| RU2253638C1 (ru) | Высокотемпературное покрытие | |
| CN106497313A (zh) | 一种耐高温吸波涂层及其应用 | |
| Du et al. | Failure mechanism of ytterbium silicate/silicon bi-layer environmental barrier coatings on SiCf/SiC composites upon long-time water vapor and oxygen corrosion test | |
| CN107266649A (zh) | 进气管总成环保阻燃发泡材料及制备方法 | |
| CN109401587A (zh) | 一种防火涂料 | |
| Sarvaranta et al. | Fibre mortar composites in fire conditions | |
| CN109321021A (zh) | 一种防火型膨胀蛭石及其制备方法 | |
| Monteverde et al. | Thermally stimulated self-healing capabilities of ZrB2-SiC ceramics | |
| RU2232738C1 (ru) | Высокотемпературное покрытие | |
| CN107652740A (zh) | 一种水性透明古建筑木材防火涂料及其制备方法 | |
| CN115073921B (zh) | 一种可陶瓷化阻燃涂层涂覆硅橡胶泡沫及其制备工艺 | |
| Chen et al. | Environmental barrier coatings for silicon nitride | |
| RU2427559C1 (ru) | Высокотемпературное покрытие | |
| Wang et al. | Fire-retardant and smoke-suppressant performance of an intumescent waterborne amino-resin fire-retardant coating for wood | |
| US7541092B2 (en) | Intumescent ablative composition | |
| CN108456004A (zh) | 一种碳/碳复合材料表面复合陶瓷涂层的制备方法 | |
| Dai et al. | Oxidation Behavior of SiC f/SiC Minicomposites with Multilayered (BN/SiC) n Interfacial Coatings under Humid Environment | |
| Laborel-Préneron et al. | Fire behavior of bio-based earth products for sustainable buildings | |
| RU2101262C1 (ru) | Вязкий керамический материал | |
| Subyakto et al. | Evaluation of fire-retardant properties of edge-jointed lumber from tropical fast-growing woods using cone calorimetry and a standard fire test | |
| RU2383514C1 (ru) | Защитное покрытие |