RU2610048C2 - High-heat resistant radiotransparent inorganic fibre-glass and method for production thereof - Google Patents
High-heat resistant radiotransparent inorganic fibre-glass and method for production thereof Download PDFInfo
- Publication number
- RU2610048C2 RU2610048C2 RU2015131381A RU2015131381A RU2610048C2 RU 2610048 C2 RU2610048 C2 RU 2610048C2 RU 2015131381 A RU2015131381 A RU 2015131381A RU 2015131381 A RU2015131381 A RU 2015131381A RU 2610048 C2 RU2610048 C2 RU 2610048C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- binder
- temperature
- fiberglass
- glass
- amount
- Prior art date
Links
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
-
- 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
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
- C04B2235/52—Constituents or additives characterised by their shapes
- C04B2235/5208—Fibers
- C04B2235/5216—Inorganic
-
- 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
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/60—Aspects relating to the preparation, properties or mechanical treatment of green bodies or pre-forms
- C04B2235/604—Pressing at temperatures other than sintering temperatures
-
- 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
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
- C04B2235/656—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes characterised by specific heating conditions during heat treatment
-
- 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
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
- C04B2235/656—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes characterised by specific heating conditions during heat treatment
- C04B2235/6567—Treatment time
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Or Physical Treatment Of Fibers (AREA)
- Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)
- Surface Treatment Of Glass Fibres Or Filaments (AREA)
- Reinforced Plastic Materials (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к радиопрозрачным композиционным материалам на основе фосфатных связующих и волокнистых наполнителей и способов получения высокотермостойких изделий радиотехнического назначения.The invention relates to radiolucent composite materials based on phosphate binders and fiber fillers and methods for producing highly heat-resistant products for radio engineering purposes.
Широко известны радиопрозрачные композиционные материалы - неорганические стеклопластики и способы их получения с применением кварцевой или высококремнеземной стеклоткани и алюмофосфатной или хромалюмофосфатной связок.Widely known are radiolucent composite materials — inorganic fiberglass and methods for their preparation using quartz or high-silica fiberglass and aluminophosphate or chromaluminophosphate bonds.
В авторском свидетельстве СССР №510457, М. Кл.2 СО4В 39/08, В32В 17/04 от 15.04.76, бюллетень №14, представлен конструкционный материал - неорганический стеклопластик, включающий армирующий стекловолокнистый наполнитель 30-70%, совмещенные кислые фосфаты алюминия и хрома 20-40%, активный глиноземсодержащий наполнитель 10-30%. В качестве глиноземсодержащего наполнителя используют глинозем, каолин, глину и др. Материал получают послойной выкладкой стеклоткани, пропитанной неорганическим связующим, и прессованием при удельном давлении 5-10 кг/см2 при температуре 150-170°С. Недостатком материала является разъедание армирующей стеклоткани кислой связкой, особенно при температурах выше 300°С, что вызывает резкое падение прочности. Кроме того материал имеет плохие диэлектрические свойства в связи с введением глины, каолина, золы и других компонентов.In the author's certificate of the USSR No. 510457, M. Kl. 2 СО4В 39/08, В32В 17/04 dated 04/15/76, Bulletin No. 14, presents structural material - inorganic fiberglass, including reinforcing fiberglass filler 30-70%, combined acid phosphates of aluminum and chromium 20-40%, active alumina-containing filler 10 -thirty%. Alumina, kaolin, clay, etc. are used as an alumina-containing filler. The material is obtained by layer-by-layer laying of fiberglass impregnated with an inorganic binder and pressing at a specific pressure of 5-10 kg / cm 2 at a temperature of 150-170 ° C. The disadvantage of this material is the erosion of the reinforcing fiberglass with an acid binder, especially at temperatures above 300 ° C, which causes a sharp drop in strength. In addition, the material has poor dielectric properties due to the introduction of clay, kaolin, ash and other components.
В патенте РФ №2076086, МПК6 СО4В 35/80, опубл. 27.03.1997 г., предложена композиция для изготовления высокотемпературного электроизоляционного стеклотекстолита, содержащая высококремнеземную стеклоткань с содержанием SiO2 не менее 98% в количестве 19-26%, алюмофосфатное связующее с молярным соотношением P2O5/Al2O3 в пределах 3,0-3,2 в количестве 26-29% и порошок оксида алюминия с содержанием α-Al2O3 не менее 95% и зернистостью М5-М20 38-57%. С целью исключения разъедания тонких нитей ткани кислой фосфатной связкой, ее аппретируют 15% раствором кремнийорганической смолы КМ-9К. Набранный пакет прессуют под давлением 10 кгс/см2 и tmax=270°C. Недостатком материала является ухудшение электротехнических свойств при нагреве, удельное электросопротивление при 500°С снизилось на четыре порядка, а при 900°С - на шесть порядков.In the patent of the Russian Federation No. 2076086, IPC 6 СО4В 35/80, publ. 03/27/1997, a composition for the manufacture of high-temperature electrical insulating fiberglass containing a high-silica glass fabric with a SiO 2 content of at least 98% in an amount of 19-26%, an aluminophosphate binder with a molar ratio of P 2 O 5 / Al 2 O 3 within 3, is proposed. 0-3.2 in an amount of 26-29% and an alumina powder with an α-Al 2 O 3 content of at least 95% and an M5-M20 grain size of 38-57%. In order to avoid erosion of thin tissue threads with an acid phosphate binder, it is finished with a 15% solution of KM-9K silicone resin. The collected package is pressed under a pressure of 10 kgf / cm 2 and t max = 270 ° C. The disadvantage of the material is the deterioration of electrical properties during heating, the electrical resistivity at 500 ° C decreased by four orders of magnitude, and at 900 ° C - by six orders of magnitude.
Известен способ получения радиотехнического материала (патент РФ №2220930, МПК СО4В 35/80, СО4В 28/34, опубл. 10.01.2014 г.), включающий смешение хромалюмофосфатного связующего ХАФС-3 с электроплавленным корундом в соотношении 1:1, совмещение полученной композиции с кварцевой или кремнеземной тканью, аппретированной 3-7% спиртовым раствором кремнийорганической смолы КМ-9К и отверждение при удельном давлении 0,95-1,05 МПа и подъеме температуры до 270±5°С со скоростью 17-18 град/ч. Достоинством указанного способа является получение более легкого (ρ=1700-1750 кг/м3) и прочного (σизг=1000-1300 кг/см2) материала. Однако, как и в предыдущем аналоге, в материале при нагреве до температур выше 400°С наблюдается значительное ухудшение радиотехнических свойств.A known method of producing radio engineering material (RF patent No. 2220930, IPC СО4В 35/80, СО4В 28/34, publ. 10.01.2014), comprising mixing chromium phosphate binder HAFS-3 with electrofused corundum in a ratio of 1: 1, combining the resulting composition with quartz or silica cloth, finished with a 3-7% alcohol solution of KM-9K organosilicon resin, and curing at a specific pressure of 0.95-1.05 MPa and raising the temperature to 270 ± 5 ° C at a speed of 17-18 deg / h. The advantage of this method is to obtain a lighter (ρ = 1700-1750 kg / m 3 ) and durable (σ iz = 1000-1300 kg / cm 2 ) material. However, as in the previous analogue, in the material, when heated to temperatures above 400 ° C, a significant deterioration in the radio technical properties is observed.
Наиболее близким по технической сущности является композиция стеклотекстолита и способ его изготовления, описанный в патенте РФ №2211201, МПК СО4В 35/80, СО4В 28/34, опубл. 27.08.2003 г., включающая стеклоткань с содержанием SiO2 не менее 98% - 20-22%, алюмофосфатное связующее - 38-40% и порошок оксида алюминия - 38-40%. Способ изготовления стеклотекстолита включает пропитку стеклоткани 15% раствором кремнийорганической смолы, нанесение на заготовки стеклоткани шликера из суспензии алюмофосфатной связки и порошка, выкладку пакета заготовки заданной толщины и после подсушки при 20-25°С в течение 24 часов производят термопрессование при давлении 7,0-9,0 МПа и конечной температуре 270°С.The closest in technical essence is the composition of fiberglass and the method of its manufacture described in RF patent No. 2211201, IPC СО4В 35/80, СО4В 28/34, publ. 08/27/2003, including fiberglass with a SiO 2 content of at least 98% - 20-22%, aluminophosphate binder - 38-40% and alumina powder - 38-40%. A method of manufacturing fiberglass includes impregnating fiberglass with a 15% solution of organosilicon resin, applying a slip from a suspension of aluminophosphate binder and powder to the glass fiber blanks, laying out the package of the workpiece of a given thickness, and after drying at 20-25 ° C for 24 hours, thermo-pressing at a pressure of 7.0- 9.0 MPa and a final temperature of 270 ° C.
Основным недостатком прототипа, как и большинства аналогов, является наличие в структуре материала органической составляющей - аппретирующей пленки из кремнийорганической смолы на поверхности стекловолокна, которая при температурах выше 400°С разлагается с выделением углерода и ухудшает радиотехнические свойства материала, особенно тангенс угла диэлектрических потерь (tgδ). Одновременно падает прочность материала, так как после выгорания аппретирующей пленки усиливается воздействие кислой фосфатной связки на кварцевую стеклоткань и разрушает ее.The main disadvantage of the prototype, like most analogues, is the presence of an organic component in the material structure - a sizing film of organosilicon resin on the surface of the fiberglass, which decomposes with carbon evolution at temperatures above 400 ° C and impairs the radio technical properties of the material, especially the dielectric loss tangent (tgδ ) At the same time, the strength of the material decreases, since after burning out the sizing film, the effect of the acid phosphate binder on the quartz fiberglass is enhanced and destroys it.
Техническим результатом предложенного изобретения является:The technical result of the proposed invention is:
- повышение работоспособности аппретирующей пленки, наносимой на стеклоткань путем замены аппрета из органополимера на неорганический высокотермостойкий радиопрозрачный материал;- improving the performance of the sizing film applied to the glass fabric by replacing the sizing from the organopolymer with an inorganic highly heat-resistant radiolucent material;
- уменьшение кислотности наносимой на стеклоткань суспензии (шликера) за счет уменьшения количества фосфатной связки, добавки в суспензию щелочной кремнезоли и водного шликера кварцевого стекла;- a decrease in the acidity of the suspension (slip) applied to the glass fabric by reducing the amount of phosphate binder, the addition of alkaline silica sol and aqueous silica glass slip to the suspension;
- проведение дополнительного уплотнения и упрочнения композиционного материала и изделий из него пропиткой насыщенными растворами солей алюминия и хрома с последующим пиролизом летучих.- additional compaction and hardening of the composite material and products made of it by impregnation with saturated solutions of aluminum and chromium salts, followed by volatile pyrolysis.
Сущность изобретения заключается в том, что:The invention consists in that:
1. Высокотермостойкий радиопрозрачный неорганический стеклопластик на основе фосфатного связующего и аппретированного волокнистого наполнителя, включающий алюмофосфатную или хромалюмофосфатную связку с микропорошками глинозема, кварцевого стекла и ткань стекловолокна с содержанием SiO2 не менее 98% в пропорции 1:1-3:1, отличающийся тем, что в качестве защитного покрытия применено неорганическое покрытие, нанесенное на ткань методом «золь-гель» технологии из насыщенных водных растворов солей алюминия и (или) хрома. В качестве связующего использована водная суспензия, состоящая из фосфатной связки с корундовым микропорошком 5-10%, водного шликера кварцевого стекла с полидисперсным зерновым составом твердой фазы 0,1-100 мкм в количестве 50-55% и щелочной кремнезоли в количестве 35-40%, а после формования и отверждения при температуре 300-400°С материал дополнительно упрочняют разовой или многократной (3-5 раз) пропиткой насыщенным водным раствором солей алюминия и (или) хрома с последующей сушкой и термообработкой при температуре 500-700°С.1. High-temperature resistant radiolucent inorganic fiberglass based on a phosphate binder and a finished fiber filler, including an aluminophosphate or chromaluminophosphate binder with micropowders of alumina, quartz glass and glass fiber fabric with a SiO 2 content of at least 98% in a ratio of 1: 1-3: 1, characterized in that an inorganic coating was applied as a protective coating, applied to the fabric by the sol-gel method from saturated aqueous solutions of aluminum and / or chromium salts. As a binder, an aqueous suspension was used, consisting of a phosphate binder with corundum micropowder 5-10%, an aqueous silica glass slip with a polydisperse grain composition of the solid phase of 0.1-100 microns in an amount of 50-55% and alkaline silica in an amount of 35-40% and after molding and curing at a temperature of 300-400 ° C, the material is additionally strengthened by a single or multiple (3-5 times) impregnation with a saturated aqueous solution of aluminum and (or) chromium salts, followed by drying and heat treatment at a temperature of 500-700 ° C.
2. Способ получения высокотермостойкого радиопрозрачного неорганического стеклопластика и изделий из него, включающий аппретирование стеклоткани с целью защиты ее от воздействия кислой фосфатной связки, приготовление неорганического связующего и нанесение его на стеклоткань, формование композиционного материала и изделий из него, отверждение материала при вакуумировании, прессование и термообработку, отличающийся тем, что аппретирование осуществляют путем пропитки ткани насыщенным водным раствором солей алюминия и (или) хрома, сушку при температуре 20-60°С, приготовление и нанесение на ткань нейтрального связующего, состоящего из 5-10% алюмо- или хромалюмофосфатной связки, 50-55% водного шликера кварцевого стекла с полидисперсным зерновым составом твердой фазы 0,1-100 мкм и щелочной кремнезоли в количестве 35-40%, а после вакуумирования и термопрессования при температурах 300-400°С материал и изделия пропитывают с подсушкой насыщенным водным раствором солей хрома и (или) алюминия, сушат и термообрабатывают при температуре 500-700°С в течение 1-2 часов.2. A method of obtaining a highly heat-resistant radiolucent inorganic fiberglass and products from it, including sizing of fiberglass in order to protect it from acid phosphate binder, preparing an inorganic binder and applying it to fiberglass, molding composite material and products from it, curing the material under vacuum, pressing and heat treatment, characterized in that the sizing is carried out by impregnating the fabric with a saturated aqueous solution of aluminum and (or) chromium salts, drying at a temperature of 20-60 ° C, preparation and application of a neutral binder consisting of 5-10% aluminum or chromium-phosphate binder, 50-55% aqueous silica glass slip with a polydisperse grain composition of the solid phase of 0.1-100 microns and alkaline silica in an amount of 35-40%, and after evacuation and thermal pressing at temperatures of 300-400 ° C, the material and products are impregnated with drying with a saturated aqueous solution of chromium and (or) aluminum salts, dried and heat treated at a temperature of 500-700 ° C for 1-2 hours.
Нами установлено, что замена органополимерного аппрета на неорганический, полученный методом «золь-гель» технологии из насыщенного водного раствора солей хрома и алюминия, например Al(NO3)3⋅9H2O, CrCl3⋅6H2O, с содержанием основного вещества не менее 98%, а также уменьшение количества кислой фосфатной связки до 5-10% в суспензии связующего и введение в него 50-55% водного шликера кварцевого стекла и 35-40% щелочной кремнезоли, например КЗ-ТМ-30, позволяет сохранить прочностные и диэлектрические характеристики неорганического стеклопластика во всем интервале температур от 20 до 1200°С. При этом материал и изделия из него дополнительно упрочняются разовой и многократной (3-5 раз) пропиткой растворами тех же солей с подсушкой и термообработкой при температуре 500-700°С в течение 1-2 часов.We found that replacing the organopolymer sizing with an inorganic one obtained by the sol-gel method from a saturated aqueous solution of chromium and aluminum salts, for example Al (NO 3 ) 3 ⋅ 9H 2 O, CrCl 3 ⋅ 6H 2 O, with the content of the main substance not less than 98%, as well as a decrease in the amount of acid phosphate binder to 5-10% in a binder suspension and the introduction of 50-55% aqueous silica glass slip and 35-40% alkaline silica, for example KZ-TM-30, allows to maintain strength and dielectric characteristics of inorganic fiberglass throughout and temperature interval from 20 to 1200 ° C. In this case, the material and products from it are additionally hardened by single and multiple (3-5 times) impregnation with solutions of the same salts with drying and heat treatment at a temperature of 500-700 ° C for 1-2 hours.
В таблице 1 приведены сравнительные данные по температурной зависимости прочности при изгибе (σизг), диэлектрической проницаемости (ε) и тангенса диэлектрических потерь (tgδ) на 1010 Гц для стеклопластика ХАФСкв и предложенного в настоящей заявке неорганического стеклопластика с применением одних и тех же материалов: кварцевой стеклоткани ТС 8/3-К-ТО ТУ 6-48-112-94, хромалюмофосфатного связующего ФОСКОН 351 ТУ 2149-150-10964029-01, корундового порошка ТУ 3988-075-00224450-99.Table 1 shows comparative data on the temperature dependence of bending strength (σ arg ), dielectric constant (ε) and dielectric loss tangent (tanδ) of 10 10 Hz for HAFSKv fiberglass and inorganic fiberglass proposed in this application using the same materials : TS 8/3-K-TO TU 6-48-112-94 quartz fiberglass, FOSCON 351 TU 2149-150-10964029-01 chromaluminophosphate binder, TU 3988-075-00224450-99 corundum powder.
Из таблицы следует, что предложенный материал, имея сопоставимую прочность с известным материалом, значительно превосходит его по стабильности диэлектрических характеристик в широком интервале температур и может найти применение в качестве различных деталей и изделий радиотехнического назначения, работающих в интервале температур от 20 до 1200°С.From the table it follows that the proposed material, having comparable strength with the known material, significantly exceeds it in the stability of dielectric characteristics in a wide temperature range and can be used as various parts and products for radio engineering, operating in the temperature range from 20 to 1200 ° C.
Известные отечественные неорганические стеклопластики из стеклотекстолита типа СТАФ, ФОСТ, МСП, ХАФС могут работать в условиях полного прогрева только до температур 600-800°С. Такой же недостаток имеют и неорганические стеклопластики зарубежных фирм. Стеклопластик фирмы Brunswick Corp., разработанный для самолетных антенных обтекателей на основе алюмофосфатной связки и стеклоткани из волокна марки S-994, пропитанного кремнийорганической смолой, имел прочность на растяжение 250 МПа при температуре 18°С, 197 МПа при 288°С, 77 МПа при 538°С, 21 МПа при 593°С, a tgδ при этих температурах имел значение 82⋅10-4 при 20°С и 154⋅10-4 при 593°С.Known domestic inorganic fiberglass made of fiberglass type STAF, FOST, MSP, HAFS can work under conditions of complete heating only to temperatures of 600-800 ° C. Inorganic fiberglass of foreign firms have the same drawback. Fiberglass manufactured by Brunswick Corp., developed for aircraft antenna fairings based on aluminophosphate binder and fiberglass made of S-994 fiber impregnated with organosilicon resin, had tensile strength of 250 MPa at 18 ° C, 197 MPa at 288 ° C, 77 MPa at 538 ° С, 21 MPa at 593 ° С, and tgδ at these temperatures was 82⋅10 -4 at 20 ° С and 154⋅10 -4 at 593 ° С.
/Chose V.A., Copeland R.L. Fiber Reinforced Ceramics for Electromagnetic Window Application. "Supplement to iEEE Fransactions on Aerospace". 1965, 3, №2, p. 495-501/./ Chose V.A., Copeland R.L. Fiber Reinforced Ceramics for Electromagnetic Window Application. "Supplement to iEEE Fransactions on Aerospace." 1965, 3, No. 2, p. 495-501 /.
Способ получения неорганического стеклопластика включает следующие технологические этапы:The method of obtaining inorganic fiberglass includes the following process steps:
- аппретирование стеклоткани методом «золь-гель» технологии из насыщенного раствора водорастворимых солей алюминия и хрома;- sizing fiberglass method "sol-gel" technology from a saturated solution of water-soluble salts of aluminum and chromium;
- приготовление неорганического связующего из фосфатной связки с порошком Al2O3 в пропорции 1:1, водного шликера кварцевого стекла и щелочной кремнезоли;- preparation of the inorganic binder of phosphate binder with powder Al 2 O 3 in the ratio 1: 1 aqueous slurry of quartz glass, and alkaline silica sol;
- нанесение связующего на стеклоткань и сборка пакета на жесткой оправке, определяющей профиль заготовки, изделия;- applying a binder to fiberglass and assembling the package on a rigid mandrel that defines the profile of the workpiece, product;
- вакуумирование пакета при нагреве 200°С с целью откачки влаги и прессование материала, изделия;- evacuation of the package when heated 200 ° C in order to pump out moisture and pressing the material, product;
- термообработка материала изделия в области температур 300-400°С в течение 1-2 часов с целью завершения процесса дегидратации и отверждения материала;- heat treatment of the product material in the temperature range 300-400 ° C for 1-2 hours in order to complete the process of dehydration and curing of the material;
- упрочнение материала, изделия разовой или многократной (3-5 раз) пропиткой насыщенным водным раствором солей алюминия и хрома с последующей сушкой и термообработкой при температуре 500-700°С в течение 1-2 часа.- hardening of the material, product, single or multiple (3-5 times) by impregnation with a saturated aqueous solution of aluminum and chromium salts, followed by drying and heat treatment at a temperature of 500-700 ° C for 1-2 hours.
Кварцевую стеклоткань ТС 8/3-К-ТО аппретировали путем окунания на 3-5 минут в насыщенный раствор водорастворимых солей алюминия и (или) хрома. Использовали водные растворы азотнокислых, хлоридных солей, солей алюминия и хрома Al(NO3)3⋅9H2O ГОСТ 3757-75, Cr(NO3)3⋅9H2O ГОСТ 4471-78, CrCl3⋅6H2O ГОСТ 4473-78. Сушка ткани производилась в комнатных условиях или в сушильных шкафах при температуре не выше 20-60°С, т.к. повышение температуры увеличивает жесткость ткани и ухудшается процесс выкладки и набора пакета.TC 8/3-K-TO quartz fiberglass was applied by dipping for 3-5 minutes in a saturated solution of water-soluble salts of aluminum and (or) chromium. Used aqueous solutions of nitric acid, chloride salts, aluminum and chromium salts Al (NO 3 ) 3 ⋅ 9H 2 O GOST 3757-75, Cr (NO 3 ) 3 ⋅ 9H 2 O GOST 4471-78, CrCl 3 ⋅6H 2 O GOST 4473 -78. Drying of the fabric was carried out in room conditions or in drying cabinets at a temperature of no higher than 20-60 ° C, because an increase in temperature increases the stiffness of the tissue and worsens the process of laying out and typing the bag.
В качестве фосфатной связки использовали хромалюмофосфатное связующее ФОСКОН 351 с корундовым наполнителем в виде микропорошков М5-М20, тщательно перемешанной в шаровой мельнице. Для снижения кислотности связки и обеспечения необходимой вязкости при ее нанесении на стеклоткань, ее смешивали в шаровой мельнице или миксере с водным шликером кварцевого стекла с зерновым составом твердой фазы 0,1-100 мкм и щелочной кремнезолью КЗ-ТМ-30 ТУ 2145-008-61-801-487-2010 в пропорции:FOSCON 351 chromaluminophosphate binder with corundum filler in the form of M5-M20 micropowders carefully mixed in a ball mill was used as a phosphate binder. To reduce the acidity of the binder and provide the necessary viscosity when it is applied to fiberglass, it was mixed in a ball mill or mixer with an aqueous silica glass slip with a grain composition of the solid phase of 0.1-100 microns and alkaline silica KZ-TM-30 TU 2145-008- 61-801-487-2010 in proportion:
фосфатная связка - 5-10%phosphate binder - 5-10%
водный шликер - 50-55%water slurry - 50-55%
кремнезоль - 35-40%silica sol - 35-40%
рН композиции находится в пределах 3-5. В зависимости от способа нанесения на стеклоткань: кистью, шпателем, прорезиненным валиком, напылением из пульверизатора - допускается введение или выпаривание дистиллированной воды. Для сложнопрофильных изделий нанесение суспензии связующего осуществляли в процессе сборки пакета.The pH of the composition is in the range of 3-5. Depending on the method of application to fiberglass: with a brush, spatula, rubberized roller, spraying from a spray gun, distilled water can be introduced or evaporated. For complex products, the application of a binder suspension was carried out during the assembly of the package.
После набора пакет накрывали резиновым или пленочным мешком и вакуумировали при давлении от - 0,2 до - 0,8 кгс/см2 с одновременным подъемом температуры до 200°С со скоростью 10-20°/час. Затем материал, изделие термообрабатывали при температуре 300-400°С в течение 1-2 часов.After dialing, the bag was covered with a rubber or film bag and evacuated at a pressure of from -0.2 to -0.8 kgf / cm 2 while raising the temperature to 200 ° C at a speed of 10-20 ° / hour. Then the material, the product was heat treated at a temperature of 300-400 ° C for 1-2 hours.
Полученное изделие зашкуривали по наружной и внутренней поверхности, доводили тем самым до требуемых размеров и проводили герметизацию и дополнительное упрочнение за счет пропитки по всей поверхности или с одной, наружной, поверхности насыщенным раствором солей Al и (или) Cr, приготовленным ранее для этапа аппретирования ткани. В зависимости от требований к материалу пропитку осуществляли один раз или многократно (3-5 раз) с промежуточным подсушиванием, а термообработку производили после последней пропитки при температуре 500-700°С в течение 1-2 часов. Как показали дериватографические и рентгеноструктурные исследования в этом интервале температур для выбранных материалов завершаются процессы термодеструкции и образование устойчивых окислов.The resulting product was sanded on the outer and inner surfaces, thereby adjusting to the required dimensions, and sealing and additional hardening were carried out by impregnating the entire surface or from one, outer, surface with a saturated solution of Al and (or) Cr salts prepared previously for the fabric sizing step . Depending on the requirements for the material, the impregnation was carried out once or repeatedly (3-5 times) with intermediate drying, and heat treatment was carried out after the last impregnation at a temperature of 500-700 ° C for 1-2 hours. As shown by derivatographic and X-ray structural studies in this temperature range for the selected materials, thermal decomposition processes and the formation of stable oxides are completed.
По предлагаемому техническому решению были изготовлены плоские панели и конические сложнопрофильные изделия, из которых определялись прочность и диэлектрические характеристики, приведенные в таблице 1.According to the proposed technical solution, flat panels and conical complex products were made, from which the strength and dielectric characteristics were determined, shown in table 1.
Образцы и макетные изделия прошли испытание на термоциклирование в интервале от -60 до +300°С, 15 циклов и односторонний кинетический нагрев до температуры 1200°С длительностью 6 мин.Samples and prototypes were tested for thermal cycling in the range from -60 to + 300 ° C, 15 cycles and one-sided kinetic heating to a temperature of 1200 ° C for 6 minutes.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015131381A RU2610048C2 (en) | 2015-07-28 | 2015-07-28 | High-heat resistant radiotransparent inorganic fibre-glass and method for production thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015131381A RU2610048C2 (en) | 2015-07-28 | 2015-07-28 | High-heat resistant radiotransparent inorganic fibre-glass and method for production thereof |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2015131381A RU2015131381A (en) | 2017-02-03 |
| RU2610048C2 true RU2610048C2 (en) | 2017-02-07 |
Family
ID=58453425
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015131381A RU2610048C2 (en) | 2015-07-28 | 2015-07-28 | High-heat resistant radiotransparent inorganic fibre-glass and method for production thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2610048C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116354736A (en) * | 2023-03-27 | 2023-06-30 | 中国人民解放军国防科技大学 | Preparation method of fiber reinforced alumina ceramic matrix composite |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5371050A (en) * | 1989-08-14 | 1994-12-06 | Aluminum Company Of America | Aluminum phosphate bonded fiber reinforced composite material containing metal coated fibers |
| RU2024461C1 (en) * | 1991-04-12 | 1994-12-15 | Центральный научно-исследовательский, проектный и конструкторско-технологический институт легких металлических конструкций | Composition for impregnation |
| RU2139267C1 (en) * | 1997-12-02 | 1999-10-10 | Акционерное общество открытого типа Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им.С.П.Королева | Composition for preparing high-temperature electroinsulating glass textolite |
| RU2211201C2 (en) * | 2001-06-25 | 2003-08-27 | Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им. С.П. Королева" | Fiber-glass plastic composition and a method of manufacturing fiber-glass plastic |
| CN102093062A (en) * | 2010-12-09 | 2011-06-15 | 上海伊索热能技术有限公司 | Fireproof heat insulation wet felt and production process thereof |
-
2015
- 2015-07-28 RU RU2015131381A patent/RU2610048C2/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5371050A (en) * | 1989-08-14 | 1994-12-06 | Aluminum Company Of America | Aluminum phosphate bonded fiber reinforced composite material containing metal coated fibers |
| RU2024461C1 (en) * | 1991-04-12 | 1994-12-15 | Центральный научно-исследовательский, проектный и конструкторско-технологический институт легких металлических конструкций | Composition for impregnation |
| RU2139267C1 (en) * | 1997-12-02 | 1999-10-10 | Акционерное общество открытого типа Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им.С.П.Королева | Composition for preparing high-temperature electroinsulating glass textolite |
| RU2211201C2 (en) * | 2001-06-25 | 2003-08-27 | Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им. С.П. Королева" | Fiber-glass plastic composition and a method of manufacturing fiber-glass plastic |
| CN102093062A (en) * | 2010-12-09 | 2011-06-15 | 上海伊索热能技术有限公司 | Fireproof heat insulation wet felt and production process thereof |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2015131381A (en) | 2017-02-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105198492B (en) | A kind of antioxidant coating and preparation method thereof | |
| CN109456074B (en) | Fiber-reinforced ceramic-based wave-transmitting material and preparation method thereof | |
| CN110746780B (en) | Light high-strength heat-insulation wave-transparent composite material and preparation method thereof | |
| KR101539950B1 (en) | Silica aerogels and fiberglass laminated heat insulating material and Method for producing the same | |
| RU2610048C2 (en) | High-heat resistant radiotransparent inorganic fibre-glass and method for production thereof | |
| CN107434421B (en) | antenna window component with wave-transmitting, heat-insulating and bearing performances and preparation method thereof | |
| JP2002510596A (en) | Reinforcing fiber and fiber strand used for fiber-reinforced composite material, etc., method for producing such reinforcing fiber, method for producing such fiber strand, and method for producing fiber-reinforced composite material using reinforcing fiber | |
| US4983422A (en) | Process for forming aluminum oxide ceramic composites | |
| CN103600517B (en) | A kind of preparation method of the honeycomb core with nano material specific performance | |
| RU2604541C1 (en) | Radio-transparent protective coating of articles from ceramics, glass-ceramic, glass ceramic and method for production thereof | |
| RU2596619C1 (en) | Method of producing high-temperature resistance radioparent material (article) based phosphate binder and quartz fabric | |
| CN115849928A (en) | Injection-condensation-molded alumina fiber reinforced composite material containing lanthanum phosphate interface layer and preparation method thereof | |
| CN107750292B (en) | Coating of wood composite panels with an abrasion resistant, easily cleanable and hydrophobic surface finish aminoplast resin film | |
| CN105130330A (en) | Glass fiber cement felt | |
| JP3164291B2 (en) | Manufacturing method of core material for vacuum insulation structure | |
| JP4065668B2 (en) | Insulating material and manufacturing method thereof | |
| CN110803940B (en) | Preparation method of composite ceramic filler | |
| RU2808804C1 (en) | Composite material made of carbon fibre and phosphate binder and method for its production | |
| JP4309515B2 (en) | Oxidation resistant carbon fiber reinforced carbon composite material and method for producing the same | |
| KR101293271B1 (en) | Pulp board for thermal insulation and sound absorption by thermosetting powder, its manufacturing method | |
| CN110981407B (en) | Boron aluminum phosphate resin composite material and preparation method and application thereof | |
| US4599212A (en) | Laminates having an improved finishing layer | |
| JP4356870B2 (en) | C / C composite manufacturing method, rocket nozzle and re-entry capsule | |
| JP2005144867A (en) | Fiber-reinforced inorganic molded sheet and its production method | |
| RU2544356C1 (en) | Method of obtaining radiotechnical material |