RU2596619C1 - Method of producing high-temperature resistance radioparent material (article) based phosphate binder and quartz fabric - Google Patents

Method of producing high-temperature resistance radioparent material (article) based phosphate binder and quartz fabric Download PDF

Info

Publication number
RU2596619C1
RU2596619C1 RU2015132333/03A RU2015132333A RU2596619C1 RU 2596619 C1 RU2596619 C1 RU 2596619C1 RU 2015132333/03 A RU2015132333/03 A RU 2015132333/03A RU 2015132333 A RU2015132333 A RU 2015132333A RU 2596619 C1 RU2596619 C1 RU 2596619C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
quartz
mixture
fabric
temperature
binder
Prior art date
Application number
RU2015132333/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Феодосий Яковлевич Бородай
Любовь Константиновна Неповинных
Петр Александрович Степанов
Надежда Александровна Ролецкая
Ольга Владимировна Шуткина
Original Assignee
Акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" им. А.Г. Ромашина"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" им. А.Г. Ромашина" filed Critical Акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" им. А.Г. Ромашина"
Priority to RU2015132333/03A priority Critical patent/RU2596619C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2596619C1 publication Critical patent/RU2596619C1/en

Links

Landscapes

  • Reinforced Plastic Materials (AREA)

Abstract

FIELD: technological processes.
SUBSTANCE: invention relates to production of high-temperature resistance radioparent materials. Method includes finishing quartz fabric with organosilicon resin, impregnation with a mixture chromium-aluminophosphate ligament and fine powder of alumina, placing on rigid mandrel a package with a given number of layers of quartz fabric. On surface of assembled package a 0.5-5.0 mm thick layer is applied from a mixture of chromium-aluminophosphate binder and an aqueous slurry of quartz glass of polydisperse composition from 0.1 to 500 mcm, wherein amount of solid phase in an aqueous slurry of quartz glass is equal to percentage composition of quartz fabric in package. Hardened and pressed simultaneously with pumping of water vapour and volatile, heat treated at temperature 350±5 °C for 1-2 hours. Then method includes impregnation with a mixture of sediment of aqueous slurry of quartz glass with particle size of not more than 1.0 mcm and silica sol in ratio 1:1, drying and heat treatment at temperature 350±5 °C for 1-2 hours.
EFFECT: protection of glass fabric from thermal decomposition, providing dielectric and strength characteristics of material in modes of one-sided heating to 1,200 °C at a rate of 100 degrees/s and higher and possibility of obtaining complex products without destruction of reinforcement mesh.
1 cl, 1 tbl, 3 ex

Description

Изобретение относится к области получения высокотермостойких радиопрозрачных материалов - неорганических стеклопластиков, предназначенных для изготовления радиопрозрачных и теплозащитных изделий авиационной и ракетно-космической техники, работающих в режиме одностороннего нагрева (радиопрозрачные окна, антенные обтекатели высокоскоростных ракет и др.).The invention relates to the field of production of highly heat-resistant radiolucent materials - inorganic fiberglass, intended for the manufacture of radiolucent and heat-protective products of aviation and space-rocket technology operating in the single-sided heating mode (radiotransparent windows, antenna fairings of high-speed rockets, etc.).

Известны способы получения радиопрозрачных высокотермостойких стеклопластиков и стеклотекстолитов, изделий из них с применением кварцевой или высококремнеземной ткани и неорганической фосфатной связки.Known methods for producing radiolucent highly heat-resistant fiberglass and fiberglass, products from them using quartz or high-silica fabric and inorganic phosphate binder.

В патенте РФ №2076086, кл. C04B 35/80, от 27.03.1997 г. предложена композиция для изготовления высокотемпературного электроизоляционного стеклотекстолита, включающая стеклоткань с содержанием SiO2 не менее 98%, аппретированную 15% раствором кремнийорганической смолы КМ-9К, алюмофосфатное связующее с молярным соотношением P2O5/Al2O3 в пределах 3,0-3,2 и порошок оксида алюминия с содержанием α-Al2O3 не менее 98% с зернистостью М5-М20 в количестве 56 вес.ч. Для изготовления изделия проводили выкладку пакета на прессформе и прессование при давлении 10 кгс/см2 и температуре 270°C с выдержкой из расчета 10-12 мин на 1 мм толщины изделия. Недостатком композиции является снижение электросопротивления и ухудшение диэлектрических характеристик, начиная с температуры 500°C.In the patent of the Russian Federation No. 2076086, class. C04B 35/80, dated 03/27/1997, a composition was proposed for the manufacture of high-temperature electrical insulating fiberglass, including fiberglass with a content of SiO 2 of at least 98%, sintered with 15% KM-9K silicone resin solution, aluminophosphate binder with a molar ratio of P 2 O 5 / Al 2 O 3 in the range of 3.0-3.2 and alumina powder with an α-Al 2 O 3 content of at least 98% with a grain size of M5-M20 in an amount of 56 parts by weight For the manufacture of the product, the package was laid out on the mold and pressed at a pressure of 10 kgf / cm 2 and a temperature of 270 ° C with an exposure of 10-12 min per 1 mm of the thickness of the product. The disadvantage of the composition is the decrease in electrical resistance and the deterioration of dielectric characteristics, starting from a temperature of 500 ° C.

Наиболее близким к заявленному изобретению является способ получения радиотехнического материала по патенту РФ №2220930, кл. C04B 35/80, 28/34 от 10.01.2004 г. (прототип), где в качестве армирующего наполнителя выбрана кварцевая или кремнеземная стеклоткань, аппретированная 3-7% спиртовым раствором кремнийорганической смолы КМ-9К, а композицией для пропитки ткани служит смесь хромалюмофосфатной связки ХАФС-3 и электроплавленного корундового порошка в пропорции 1:1. Отверждение осуществляется под прессом при давлении 0,95-1,05 МПа и подъеме температуры до 270°C со скоростью 17-18 град./час.Closest to the claimed invention is a method for producing radio engineering material according to the patent of the Russian Federation No. 2220930, class. C04B 35/80, 28/34 dated January 10, 2004 (prototype), where a quartz or silica fiberglass, dressed with 3-7% alcohol solution of KM-9K silicone resin, was selected as a reinforcing filler, and a chromaluminophosphate mixture was used as a fabric impregnation composition ligaments of HAFS-3 and electrofused corundum powder in a ratio of 1: 1. Curing is carried out under a press at a pressure of 0.95-1.05 MPa and raising the temperature to 270 ° C at a speed of 17-18 degrees per hour.

Преимуществом прототипа перед аналогом является то, что в качестве фосфатного связующего взята хромалюмофосфатная связка ХАФС-3 со сравнительно низким мольным отношением Р2О5/(0,6Al2O3+0,4Cr2O3)=2,26, что делает ее менее агрессивной к разъеданию армирующего наполнителя. Положительным является и выбор менее концентрированного раствора кремнийорганической смолы КМ-9К при нанесении аппретирующего слоя, составляющего всего 3-7% (в аналоге 15%).The advantage of the prototype over the analogue is that the chromophosphate binder HAFS-3 with a relatively low molar ratio of P 2 O 5 / (0,6Al 2 O 3 + 0,4Cr 2 O 3 ) = 2.26 is taken as a phosphate binder its less aggressive towards corroding reinforcing filler. Positive is the choice of a less concentrated solution of KM-9K organosilicon resin when applying a sizing layer of only 3-7% (in the analogue of 15%).

Однако прототип имеет ряд существенных недостатков.However, the prototype has a number of significant disadvantages.

При нагреве до температур выше 500-600°C органополимерный аппрет деструктирует с выделением углерода, который, оседая на пористой структуре материала, ухудшает его радиотехнические характеристики, а при высокоскоростном одностороннем нагреве до температур 1000-1300°C наружные слои стеклопакета и разрушаются и отслаиваются, что связано со взрывным характером пиролиза органополимера при свободном доступе кислорода.When heated to temperatures above 500-600 ° C, the organopolymer sizing degrades with the release of carbon, which, deposited on the porous structure of the material, worsens its radio-technical characteristics, and with high-speed single-sided heating to temperatures of 1000-1300 ° C, the outer layers of the glass packet break and peel off, due to the explosive nature of the pyrolysis of an organopolymer with free access of oxygen.

Кроме того, одним из отрицательных факторов при получении материалов по предложенной в прототипе технологии является сохранение в структуре материала значительного количества паров воды из фосфатной связки и летучих из кремнийорганической смолы, аппретирующей кварцевое стекловолокно, что снижает влагостойкость и другие свойства материала.In addition, one of the negative factors in obtaining materials according to the technology proposed in the prototype is the preservation in the structure of the material of a significant amount of water vapor from a phosphate binder and volatile organosilicon resins, sizing quartz fiberglass, which reduces moisture resistance and other properties of the material.

Решение этой проблемы можно обеспечить своевременным отсосом паров из собранного пакета при нагреве в области температур 50-300°C. The solution to this problem can be provided by the timely exhaustion of vapors from the collected package when heated in the temperature range of 50-300 ° C.

Задачами, решаемыми настоящим изобретением, являются:The tasks solved by the present invention are:

- обеспечение диэлектрических и прочностных характеристик неорганического стеклопластика на основе кварцевой ткани и фосфатного связующего в режимах одностороннего нагрева при температуре наружной поверхности 1200°C и скорости нагрева 100 град./с и выше;- ensuring the dielectric and strength characteristics of inorganic fiberglass based on quartz fabric and a phosphate binder in single-sided heating modes at an outer surface temperature of 1200 ° C and a heating rate of 100 deg./s and above;

- обеспечение возможности получения сложнопрофильных изделий с точными размерами по толщине и профилю за счет механической обработки без разрушения армирующей стеклоткани.- providing the possibility of obtaining complex products with accurate dimensions in thickness and profile due to mechanical processing without destroying the reinforcing fiberglass.

Поставленная задача достигается тем, что:The task is achieved in that:

1. Способ получения высокотермостойкого радиопрозрачного композиционного материала (изделия) на основе фосфатного связующего и кварцевой ткани, включающий аппретирование кварцевой ткани кремнийорганической смолой, пропитку смесью хромалюмофосфатной связки и тонкодисперсного корундового порошка, прессование и отверждение, отличающийся тем, что после пропитки кварцевой ткани смесью хромалюмофосфатной связки и тонкодисперсного корундового порошка проводят выкладку на жесткой оправке пакета с заданным количеством слоев кварцевой ткани, наносят слой толщиной 0,5-5,0 мм из смеси хромалюмофосфатного связующего и водного шликера кварцевого стекла полидисперсного состава от 0,1 до 500 мкм, при этом количество твердой фазы в водном шликере кварцевого стекла равно процентному составу кварцевой ткани в пакете, отверждение и прессование проводят одновременно с откачкой паров воды и летучих, термообрабатывают при температуре 350±5°C в течение 1-2 часов, пропитывают смесью отстоя водного шликера кварцевого стекла с размером частиц не более 1 мкм и кремнезоля в пропорции 1:1, сушат и термообрабатывают при температуре 350±5°С в течение 1-2 часа.1. A method of obtaining a highly heat-resistant radiolucent composite material (product) based on a phosphate binder and quartz fabric, comprising sizing quartz fabric with an organosilicon resin, impregnating with a mixture of chromium-phosphate binder and finely divided corundum powder, pressing and curing, characterized in that after impregnation of quartz-phosphate chromium with a mixture and finely dispersed corundum powder carry out the calculation on a rigid mandrel package with a given number of layers of quartz tk ani, apply a layer with a thickness of 0.5-5.0 mm from a mixture of chromaluminophosphate binder and an aqueous silica glass slip of polydisperse composition from 0.1 to 500 microns, while the amount of solid phase in the aqueous silica glass slip is equal to the percentage composition of quartz fabric in the bag, curing and pressing is carried out simultaneously with the pumping out of water and volatile vapors, heat treatment at a temperature of 350 ± 5 ° C for 1-2 hours, impregnated with a mixture of sludge from a water slurry of silica glass with a particle size of not more than 1 μm and silica in a ratio of 1: 1, dried and ter they are processed at a temperature of 350 ± 5 ° C for 1-2 hours.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что водный шликер кварцевого стекла содержит измельченное кварцевое стекловолокно длиной до 500 мкм или полые стеклянные микросферы в количестве 5-10% по твердой фазе.2. The method according to p. 1, characterized in that the aqueous slurry of silica glass contains crushed silica glass fiber up to 500 microns in length or hollow glass microspheres in an amount of 5-10% of the solid phase.

Основным преимуществом предложенного способа получения радиопрозрачного материала на основе фосфатного связующего и кварцевой ткани для изделий, работающих в режиме одностороннего нагрева, является нанесение на поверхность набранного пакета материала (изделия) керамического слоя толщиной 0,5-5,0 мм с низкой теплопроводностью (0,3-0,5 Вт/м2).The main advantage of the proposed method for producing a radiolucent material based on a phosphate binder and quartz fabric for products operating in the single-sided heating mode is the application of a ceramic layer with a thickness of 0.5-5.0 mm with low thermal conductivity on the surface of the collected material (product) package (0, 3-0.5 W / m 2 ).

Слой выполняет несколько функций:A layer performs several functions:

- защищает стеклоткань от термодеструкции кремнийорганического аппрета и тем самым сохраняет прочностные и диэлектрические характеристики материала;- protects fiberglass from thermal degradation of organosilicon sizing and thereby preserves the strength and dielectric characteristics of the material;

- позволяет проводить механическую обработку изделий и таким образом получать с большой точностью профиль и толщину стенки заготовки до заданной, не повреждая армирующую ткань; обеспечивает возможность получения аэродинамически гладкой и ровной наружной поверхности изделия.- allows mechanical processing of products and thus to obtain with great accuracy the profile and wall thickness of the workpiece to a predetermined one without damaging the reinforcing fabric; provides the ability to obtain an aerodynamically smooth and even outer surface of the product.

Вторым важным преимуществом способа получения материала (изделий) на основе фосфатного связующего и кварцевой ткани является снижение кислотности получаемого материала за счет пропитки его смесью отстоя водного шликера кварцевого стекла с размером частиц не более 1 мкм, рН которого составляет 4-6 единиц и щелочного кремнезоля, например, КЗ-ТМ-30 ТУ 2145-008-61801487-2010 с рН=10 единиц в пропорции 1:1 с последующей термообработкой. Материал имеет нейтральную реакцию и хорошо взаимодействует с металлами, органопластами и др. Кроме того, увеличение температурной области термообработки материала до 350±5°C (в прототипе и аналоге 270±5°C) приводит к полному переводу фосфатов в водостойкую форму и повышает влагоустойчивость материала (изделия).The second important advantage of the method of obtaining material (products) based on a phosphate binder and quartz fabric is the reduction of the acidity of the material obtained by impregnating it with a mixture of sludge from an aqueous silica glass slip with a particle size of not more than 1 μm, the pH of which is 4-6 units and alkaline silica, for example, KZ-TM-30 TU 2145-008-61801487-2010 with pH = 10 units in a ratio of 1: 1, followed by heat treatment. The material has a neutral reaction and interacts well with metals, organoplastics, etc. In addition, an increase in the temperature range of heat treatment of the material up to 350 ± 5 ° C (in the prototype and analog 270 ± 5 ° C) leads to the complete conversion of phosphates to a water-resistant form and increases moisture resistance material (product).

Толщина керамического слоя 0,5-5,0 мм определялась требованиями по теплозащите органополимера на кварцевой ткани и допуском на мехобработку по толщине изделия.The thickness of the ceramic layer of 0.5-5.0 mm was determined by the requirements for heat protection of the organopolymer on quartz fabric and tolerance for machining by the thickness of the product.

Область температур 300-350°C выбрана исходя из сохранения свойств материала на основе хромалюмофосфатного связующего. При более высокой температуре идет деструкция аппрета и ухудшение диэлектрических свойств, более низкая температура (менее 300°C) не обеспечивает окончательную поликонденсацию алюмохромфосфатной связки и ее влагостойкость.The temperature range 300-350 ° C is selected based on the preservation of the properties of the material based on chromaluminophosphate binder. At a higher temperature, the sizing is degraded and the dielectric properties deteriorate; a lower temperature (less than 300 ° C) does not provide the final polycondensation of the aluminochromophosphate binder and its moisture resistance.

Водный шликер кварцевого стекла содержит измельченное кварцевое стекловолокно длиной до 500 мкм или полые стеклянные микросферы в количестве 5-10% по твердой фазе. Такая величина обеспечивает перемешивание суспензии и упрощает нанесение слоя.An aqueous silica glass slip contains crushed silica glass fibers up to 500 microns in length or hollow glass microspheres in an amount of 5-10% of the solid phase. This value provides mixing of the suspension and simplifies the application of the layer.

Предлагаемый способ получения радиопрозрачного материала и изделий на его основе включает в себя следующие технологические этапы:The proposed method for producing radiolucent material and products based on it includes the following technological steps:

- аппретирование кварцевой ткани и стекловолокна кремнийорганической смолой;- sizing of quartz fabric and fiberglass with organosilicon resin;

- приготовление неорганического связующего на основе хромалюмофосфатной связки и тонкодисперсного корундового порошка;- the preparation of an inorganic binder based on chromium phosphate binder and finely divided corundum powder;

- нанесение на аппретированную кварцевую ткань неорганического связующего и сборка пакета на жесткой оправке из заданного количества слоев ткани;- applying an inorganic binder to the finished quartz fabric and assembling the package on a rigid mandrel from a given number of fabric layers;

- приготовление керамической массы на основе того же неорганического связующего и водного шликера кварцевого стекла, нанесение ее на поверхность набранного пакета;- preparation of a ceramic mass on the basis of the same inorganic binder and water slip of silica glass, applying it to the surface of the collected package;

- отверждение и прессование материала (изделия) проводят одновременно с откачкой паров воды и летучих;- curing and pressing of the material (product) is carried out simultaneously with the pumping of water vapor and volatile;

- термообработку материала (изделия) при температуре 350±5°C в течение 1-2 часов;- heat treatment of the material (product) at a temperature of 350 ± 5 ° C for 1-2 hours;

- пропитку материала (изделия) по всей поверхности смесью отстоя шликера кварцевого стекла и кремнезоля;- impregnation of the material (product) over the entire surface with a mixture of sludge from a slip of silica glass and silica sol;

- сушку при комнатной температуре;- drying at room temperature;

- термообработку при температуре 350±5°C в течение 1-2 часов.- heat treatment at a temperature of 350 ± 5 ° C for 1-2 hours.

В качестве волокнистого наполнителя выбрана кварцевая ткань ТС 8/3-К-ТО, ТУ 6-48-112-94, обладающая хорошими диэлектрическими характеристиками, высокой термостойкостью. Ткань аппретировалась путем окунания (ручной способ) или прогонкой через ванну со спиртовым раствором кремнийорганической смолы КМ-9К, ТУ 1-596-490-2012 концентрации 3-7% в течение 2-3 минут на пропиточной машине и сушки в сушильных шкафах при температуре 30-60°C. Контроль качества аппретирования производился по привесу после сушки - он должен составлять 5-10%.The TS 8/3-K-TO, TU 6-48-112-94 quartz fabric, which has good dielectric characteristics and high heat resistance, was selected as a fibrous filler. The fabric was dressed by dipping (manual method) or by passing through a bath with an alcoholic solution of organosilicon resin KM-9K, TU 1-596-490-2012 concentration of 3-7% for 2-3 minutes on an impregnating machine and drying in ovens at a temperature 30-60 ° C. Quality control of sizing was carried out by weight gain after drying - it should be 5-10%.

В качестве неорганического связующего использовали хромалюмофосфатную связку ФОСКОН 351 ТУ 2149-150-10964029-01, которую тщательно перемешивали в шаровой мельнице с порошковым наполнителем из электрокорунда зернистостью 3-20 мкм ТУ 3988-075-00224450-99 в пропорции 1:1.As an inorganic binder, the FOSCON 351 TU 2149-150-10964029-01 chromaluminophosphate binder was used, which was thoroughly mixed in a ball mill with powder filler from electrocorundum with a grain size of 3-20 μm TU 3988-075-00224450-99 in a 1: 1 ratio.

Нанесение связующего на стеклоткань осуществляли как при помощи пропиточной машины с валиками, так и ручным способом путем промазывания ткани с обеих сторон шпателем и выравнивания резиновым валиком. Для ускорения процесса при экспериментальной проработке способа на сложнопрофильных изделиях нанесение связующего осуществляли непосредственно на заготовки ткани при наборе стеклопакета на жесткой оправке. Выравнивание слоя связки после укладки каждого слоя кварцевой ткани осуществлялся при помощи устройства для нанесения покрытий по авторскому свидетельству СССР №1426661, кл. B05C 17/02 от 30.09.1988 г.The application of a binder on fiberglass was carried out both by means of an impregnating machine with rollers, and manually by smearing the fabric on both sides with a spatula and aligning it with a rubber roller. To accelerate the process during the experimental development of the method on complex products, the application of the binder was carried out directly on the fabric blanks when a double-glazed window was set on a rigid mandrel. The alignment of the ligament layer after laying each layer of quartz fabric was carried out using a coating device according to the USSR copyright certificate No. 1426661, class. B05C 17/02 of 09/30/1988

После набора пакета с заданным количеством слоев кварцевой ткани, пропитанной смесью хромалюмофосфатной связки и тонкодисперсного корундового порошка, наносят керамический слой толщиной 0,5-5,0 мм методом напыления (тонкий), кистью, шпателем и валиком (толстый). Смесь из хромалюмофосфатной связки и водного шликера кварцевого стекла представляет собой суспензию, полученную методом мокрого помола в шаровой мельнице до тонины 0,1-500 мкм. Такой зерновой состав водного шликера с содержаним мелких и более крупных частиц обеспечивает после термообработки целостность полученного керамического слоя. Водный шликер вводился в хромалюмофосфатное связующее в количестве по твердой фазе равном процентному количеству кварцевой ткани в пакете (20-30%) и перемешивался в шаровой мельнице в течение не менее 1-2 часа. Для регулирования и подбора формовочных свойств водного шликера и хромалюмофосфатной связки в суспензию может вводиться дистиллированная вода или сухой порошок кварцевого стекла того же зернового состава.After a set of a bag with a given number of layers of quartz fabric, impregnated with a mixture of chromaluminophosphate binder and finely divided corundum powder, a ceramic layer is applied with a thickness of 0.5-5.0 mm by spraying (thin), with a brush, spatula and roller (thick). A mixture of chromium-aluminum phosphate binder and an aqueous silica glass slip is a suspension obtained by wet grinding in a ball mill to a fineness of 0.1-500 microns. Such a grain composition of an aqueous slurry containing small and larger particles provides after heat treatment the integrity of the obtained ceramic layer. The aqueous slip was introduced into the chromaluminophosphate binder in an amount in the solid phase equal to the percentage of quartz tissue in the bag (20-30%) and mixed in a ball mill for at least 1-2 hours. To regulate and select the molding properties of an aqueous slurry and chromaluminophosphate binder, distilled water or dry quartz glass powder of the same grain composition can be added to the suspension.

Дополнительно с целью снижения теплопроводности керамического слоя в кварцевый шликер можно вводить измельченное кварцевое стекловолокно длиной до 500 мкм или полые стеклянные микросферы, например, марки МС-8 в количестве 5-10% по твердой фазе. Смесь перемешивается в шаровой мельнице с небольшим количеством шаров (10%) в течение 1-2 ч.Additionally, in order to reduce the thermal conductivity of the ceramic layer, crushed silica glass fibers up to 500 μm in length or hollow glass microspheres, for example, grade MS-8, can be added in an amount of 5-10% by solid phase. The mixture is mixed in a ball mill with a small amount of balls (10%) for 1-2 hours.

Прессование и отверждение материала (изделий) осуществлялось одновременно с откачкой паров воды и летучих при медленном нагреве (Et=10 град./час) при температуре 50-300°C и давлении до 1 атм, затем производили термообработку при температуре 350±5°C в течение 1-2 часов.Pressing and curing of the material (products) was carried out simultaneously with the evacuation of water vapor and volatile during slow heating (E t = 10 deg./h) at a temperature of 50-300 ° C and pressure up to 1 atm, then heat treatment was performed at a temperature of 350 ± 5 ° C for 1-2 hours.

С целью нейтрализации кислотности и одновременно дополнительного упрочнения заготовки материала (изделия) пропитывали смесью отстоя водного шликера кварцевого стекла с размером частиц не более 1 мкм и щелочного кремнезоля КЗ-ТМ-30 в пропорции 1:1 с последующей сушкой и термообработкой при температуре 350±5°C в течение 1-2 часов. Эту операцию можно выполнять или послойным (3 раза) нанесением раствора кистью или окунанием с последующей сушкой при комнатной температуре или в сушильном шкафу. Впитывание смеси осуществляется за счет пористости неорганического стеклопластика и полученного керамического слоя. Отстой получали длительной выдержкой (5-10 суток) водного шликера кварцевого стекла с плотностью 1,75-1,85 г/см3 в закрытой емкости и слива верхнего слоя.In order to neutralize acidity and at the same time additional harden the material (product) blanks were impregnated with a mixture of sludge from a quartz glass slurry with a particle size of not more than 1 μm and KZ-TM-30 alkaline silica in a ratio of 1: 1, followed by drying and heat treatment at a temperature of 350 ± 5 ° C for 1-2 hours. This operation can be performed either by layer-by-layer (3 times) application of the solution with a brush or by dipping, followed by drying at room temperature or in an oven. The absorption of the mixture is due to the porosity of the inorganic fiberglass and the resulting ceramic layer. Sludge was obtained by prolonged exposure (5-10 days) of an aqueous silica glass slip with a density of 1.75-1.85 g / cm 3 in a closed container and draining the upper layer.

В дальнейшем материал (изделие) обрабатывали на соответствующих станках (плоскошлифовальных, токарных) связанным абразивным инструментом до заданных толщин керамического слоя. На изделия можно наносить различные лакокрасочные покрытия, крепить к металлическим, органокомпозиционным или керамическим деталям.Subsequently, the material (product) was processed on the corresponding machines (surface grinding, turning) with a bonded abrasive tool to the specified thickness of the ceramic layer. Various paints and varnishes can be applied to products, attached to metal, organocomposite or ceramic parts.

Примеры конкретного выполнения изобретения.Examples of specific embodiments of the invention.

Пример 1. На кварцевую ткань ТС 8/3-К-ТО, аппретированную 3-7% спирто-ацетоновым раствором кремнийорганической смолы КМ-9К, наносили смесь, состоящую из 65 мас. % связующего Фоскон-351 и 35 мас. % порошкового наполнителя из электрокорунда с зернистостью 3-20 мкм. Проводили сборку пакета с заданным количеством слоев на жесткой оправке, наносили смесь из хромалюмофосфатной связки и водного шликера кварцевого стекла полидисперсного состава от 0,1 до 500 мкм в количестве по твердой фазе, равном процентному количеству кварцевой ткани в пакете. Отверждали и прессовали одновременно с откачкой паров воды и летучих при температуре до 300°C, термообрабатывали при 350±5°C в течение 1-2 часов. Охлаждали до комнатной температуры, проводили пропитку материала (изделия) смесью отстоя водного шликера кварцевого стекла с размером частиц не более 1 мкм и кремнезоля КЗ-ТМ-30 в пропорции 1:1, подвергали сушке и термообработке при температуре 350±5°C в течение 1-2 часов.Example 1. On a quartz fabric TC 8/3-K-TO, sizing with a 3-7% alcohol-acetone solution of organosilicon resin KM-9K, a mixture consisting of 65 wt. % binder Foscon-351 and 35 wt. % powder filler from alumina with a grain size of 3-20 microns. A package was assembled with a given number of layers on a rigid mandrel, a mixture of chromium-phosphate binder and a water quartz slurry of a polydisperse composition from 0.1 to 500 μm was applied in an amount on the solid phase equal to the percentage of quartz fabric in the package. It was cured and pressed simultaneously with the evacuation of water vapor and volatile at temperatures up to 300 ° C, heat treated at 350 ± 5 ° C for 1-2 hours. It was cooled to room temperature, the material (product) was impregnated with a mixture of sludge from an aqueous quartz glass slip with a particle size of not more than 1 μm and KZ-TM-30 silica sol in a ratio of 1: 1, subjected to drying and heat treatment at a temperature of 350 ± 5 ° C for 1-2 hours.

Пример 2. Пример 2 осуществляли аналогично примеру 1, толщина слоя смеси хромалюмофосфатного связующего и водного шликера кварцевого стекла составляла 5,0 мм.Example 2. Example 2 was carried out analogously to example 1, the thickness of the layer of a mixture of chromaluminophosphate binder and an aqueous silica glass slip was 5.0 mm.

Пример 3. Пример 3 осуществляли аналогично примеру 1, толщина слоя смеси хромалюмофосфатного связующего и водного шликера составляла 2,5 мм, в кварцевый шликер вводили измельченное кварцевое стекловолокно длиной до 500 мкм в количестве 5-10% по твердой фазе, смесь перемешивали в шаровой мельнице с небольшим количеством шаров (10%) в течение 1-2 ч.Example 3. Example 3 was carried out analogously to example 1, the layer thickness of the mixture of chromaluminophosphate binder and water slurry was 2.5 mm, crushed silica glass fiber with a length of up to 500 μm in the amount of 5-10% in the solid phase was introduced into the quartz slurry, the mixture was mixed in a ball mill with a small number of balls (10%) for 1-2 hours

Полученные экспериментальные данные приведены в таблице.The obtained experimental data are given in the table.

Figure 00000001
Figure 00000001

Изготовленные по этому способу образцы материала и изделия в виде плоских панелей и конических оболочек прошли испытания на термоциклирование от -60°C до +300°C в количестве 15 теплосмен и по режимам одностороннего нагрева до температуры наружной поверхности 1200°C и скорости нагрева на отдельных участках до 100 град./с. Диэлектрические свойства материала после проведения тепловых испытаний остались на уровне допустимых. Диэлектрическая проницаемость и тангенс угла диэлектрических потерь на частоте 1010 Гц до испытаний 3,07 и 0,006, после испытаний 3,21 и 0,016. Прочность материала на основе хромалюмофосфатной связке после испытаний не изменилась.Samples of the material and product made in the form of flat panels and conical shells made by this method were tested for thermal cycling from -60 ° C to + 300 ° C in the amount of 15 heat shifts and for unilateral heating to an external surface temperature of 1200 ° C and heating rate at individual sites up to 100 deg./s. The dielectric properties of the material after thermal testing remained at the acceptable level. The dielectric constant and the dielectric loss tangent at a frequency of 10 10 Hz before tests 3.07 and 0.006, after tests 3.21 and 0.016. The strength of the material based on chromium phosphate binder after testing has not changed.

Claims (2)

1. Способ получения высокотермостойкого радиопрозрачного композиционного материала (изделия) на основе фосфатного связующего и кварцевой ткани, включающий аппретирование кварцевой ткани кремнийорганической смолой, пропитку смесью хромалюмофосфатной связки и тонкодисперсного корундового порошка, прессование и отверждение, отличающийся тем, что после пропитки кварцевой ткани смесью хромалюмофосфатной связки и тонкодисперсного корундового порошка проводят выкладку на жесткой оправке пакета с заданным количеством слоев кварцевой ткани, наносят слой толщиной 0,5-5,0 мм из смеси хромалюмофосфатного связующего и водного шликера кварцевого стекла полидисперсного состава от 0,1 до 500 мкм, при этом количество твердой фазы в водном шликере кварцевого стекла равно процентному составу кварцевой ткани в пакете, отверждение и прессование проводят одновременно с откачкой паров воды и летучих, термообрабатывают при температуре 350±5°C в течение 1-2 ч, пропитывают смесью отстоя водного шликера кварцевого стекла с размером частиц не более 1 мкм и кремнезоля в пропорции 1:1, сушат и термообрабатывают при температуре 350±5°C в течение 1-2 ч.1. A method of obtaining a highly heat-resistant radiolucent composite material (product) based on a phosphate binder and quartz fabric, comprising sizing quartz fabric with an organosilicon resin, impregnating with a mixture of chromium-phosphate binder and finely divided corundum powder, pressing and curing, characterized in that after impregnation of quartz-phosphate chromium with a mixture and finely dispersed corundum powder carry out the calculation on a rigid mandrel package with a given number of layers of quartz tk ani, apply a layer with a thickness of 0.5-5.0 mm from a mixture of chromaluminophosphate binder and an aqueous silica glass slip of polydisperse composition from 0.1 to 500 microns, while the amount of solid phase in the aqueous silica glass slip is equal to the percentage composition of quartz fabric in the bag, curing and pressing is carried out simultaneously with the pumping out of water and volatile vapors, heat treatment at a temperature of 350 ± 5 ° C for 1-2 hours, impregnated with a mixture of sludge from an aqueous slurry of silica glass with a particle size of not more than 1 μm and silica in a ratio of 1: 1, dried and thermo work at a temperature of 350 ± 5 ° C for 1-2 hours 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что водный шликер кварцевого стекла содержит измельченное кварцевое стекловолокно длиной до 500 мкм или полые стеклянные микросферы в количестве 5-10% по твердой фазе. 2. The method according to p. 1, characterized in that the aqueous slurry of silica glass contains crushed silica glass fiber up to 500 microns in length or hollow glass microspheres in an amount of 5-10% of the solid phase.
RU2015132333/03A 2015-08-03 2015-08-03 Method of producing high-temperature resistance radioparent material (article) based phosphate binder and quartz fabric RU2596619C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015132333/03A RU2596619C1 (en) 2015-08-03 2015-08-03 Method of producing high-temperature resistance radioparent material (article) based phosphate binder and quartz fabric

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015132333/03A RU2596619C1 (en) 2015-08-03 2015-08-03 Method of producing high-temperature resistance radioparent material (article) based phosphate binder and quartz fabric

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2596619C1 true RU2596619C1 (en) 2016-09-10

Family

ID=56892895

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015132333/03A RU2596619C1 (en) 2015-08-03 2015-08-03 Method of producing high-temperature resistance radioparent material (article) based phosphate binder and quartz fabric

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2596619C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021054908A1 (en) * 2019-09-20 2021-03-25 Aselsan Elektroni̇k Sanayi̇ Ve Ti̇caret Anoni̇m Şi̇rketi̇ Fabrication method of functionally-graded structures by continuous ceramic filaments
RU2785836C1 (en) * 2022-04-08 2022-12-14 Акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" им. А.Г.Ромашина" Method for obtaining a multilayer heat-resistant radio engineering material

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2076086C1 (en) * 1993-02-11 1997-03-27 Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им.С.П.Королева Formulation for manufacturing high-temperature insulating fiber-glass plastic
RU2132833C1 (en) * 1997-12-02 1999-07-10 Акционерное общество открытого типа Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П.Королева Method of manufacturing high-temperature insulation glass-cloth laminate
US6080455A (en) * 1994-07-08 2000-06-27 Raytheon Company Broadband composite structure fabricated from inorganic polymer matrix reinforced with glass or ceramic woven cloth
RU2210555C2 (en) * 2001-04-04 2003-08-20 ОАО "Композит" Method of preparing radio materials
RU2220930C1 (en) * 2002-04-30 2004-01-10 ОАО "Композит" Method of preparing radio-aids material

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2076086C1 (en) * 1993-02-11 1997-03-27 Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им.С.П.Королева Formulation for manufacturing high-temperature insulating fiber-glass plastic
US6080455A (en) * 1994-07-08 2000-06-27 Raytheon Company Broadband composite structure fabricated from inorganic polymer matrix reinforced with glass or ceramic woven cloth
RU2132833C1 (en) * 1997-12-02 1999-07-10 Акционерное общество открытого типа Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П.Королева Method of manufacturing high-temperature insulation glass-cloth laminate
RU2210555C2 (en) * 2001-04-04 2003-08-20 ОАО "Композит" Method of preparing radio materials
RU2220930C1 (en) * 2002-04-30 2004-01-10 ОАО "Композит" Method of preparing radio-aids material

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021054908A1 (en) * 2019-09-20 2021-03-25 Aselsan Elektroni̇k Sanayi̇ Ve Ti̇caret Anoni̇m Şi̇rketi̇ Fabrication method of functionally-graded structures by continuous ceramic filaments
US11964917B2 (en) 2019-09-20 2024-04-23 Aselsan Elektronik Sanayi Ve Ticaret Anonim Sirketi Fabrication method of functionally-graded structures by continuous ceramic filaments
RU2785836C1 (en) * 2022-04-08 2022-12-14 Акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" им. А.Г.Ромашина" Method for obtaining a multilayer heat-resistant radio engineering material
RU2806979C1 (en) * 2022-06-21 2023-11-08 Акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" им. А.Г.Ромашина" Method for producing heat-resistance radio-technical material based on aluminium chrome phosphate binder
RU2788505C1 (en) * 2022-07-18 2023-01-20 Акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" им. А.Г.Ромашина" Method for obtaining heat-resistant radio engineering material

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105198492B (en) A kind of antioxidant coating and preparation method thereof
Qian et al. Preparation and characterization of porous, biomorphic SiC ceramic with hybrid pore structure
KR101425270B1 (en) Carbon fiber complex coated with silicon carbide and preparing method of the same
CN109437956A (en) The carbon carbon composite plate and preparation method thereof quickly prepared suitable for pressure sintering
Chen et al. Mechanical and dielectric properties of silicon nitride ceramics with high and hierarchical porosity
US4174971A (en) Silicon carbide body containing a molybdenum disilicide alloy
KR101539950B1 (en) Silica aerogels and fiberglass laminated heat insulating material and Method for producing the same
CN109095930A (en) A kind of boron nitride foam material and preparation method thereof
Wu et al. Preparation and properties of reticulated porous γ-Y2Si2O7 ceramics with high porosity and relatively high strength
RU2596619C1 (en) Method of producing high-temperature resistance radioparent material (article) based phosphate binder and quartz fabric
Dong et al. The fabrication of fiber-reinforced polyamine-coated silica paste and the mechanical properties of SiO2f/SiO2 composites via stereolithography combined with silica sol impregnation
Locs et al. Optimized vacuum/pressure sol impregnation processing of wood for the synthesis of porous, biomorphic SiC ceramics
RU2525892C1 (en) Method of obtaining quartz ceramics
CN105061981B (en) A kind of phenolic impregnated ceramic fibre skeletal composite and preparation method thereof
RU2471751C1 (en) Method of producing protective coating and composition of protective coating mixture
Junkes et al. Influence of coatings on microstructure and mechanical properties of preceramic paper-derived porous alumina substrates
JP4065668B2 (en) Insulating material and manufacturing method thereof
JP2001233680A (en) Method for producing heat insulating material
RU2569385C1 (en) Method of making articles from heat-resistant composite materials
RU2610048C2 (en) High-heat resistant radiotransparent inorganic fibre-glass and method for production thereof
Krishnan et al. Siliconboronoxycarbide (SiBOC) foam from methyl borosiloxane
RU2604541C1 (en) Radio-transparent protective coating of articles from ceramics, glass-ceramic, glass ceramic and method for production thereof
DE102015204965B4 (en) Domestic appliance plates and method for surface wetting of a domestic appliance base plate in the manufacture of the household appliance plate
CN109627691A (en) A kind of preparation method of silicon carbide/epoxy resin composite material
RU2737100C2 (en) Method of producing open-pore microstructural carbon material