Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
RU2249572C1 - Method for production of composite material - Google Patents
[go: Go Back, main page]

RU2249572C1 - Method for production of composite material - Google Patents

Method for production of composite material Download PDF

Info

Publication number
RU2249572C1
RU2249572C1 RU2003125906/03A RU2003125906A RU2249572C1 RU 2249572 C1 RU2249572 C1 RU 2249572C1 RU 2003125906/03 A RU2003125906/03 A RU 2003125906/03A RU 2003125906 A RU2003125906 A RU 2003125906A RU 2249572 C1 RU2249572 C1 RU 2249572C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
composite material
heat resistance
drying
inorganic sol
mgo
Prior art date
Application number
RU2003125906/03A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2003125906A (en
Inventor
С.С. Солнцев (RU)
С.С. Солнцев
В.А. Розененкова (RU)
В.А. Розененкова
Н.А. Миронова (RU)
Н.А. Миронова
С.В. Гаврилов (RU)
С.В. Гаврилов
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ")
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 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ")
Priority to RU2003125906/03A priority Critical patent/RU2249572C1/en
Publication of RU2003125906A publication Critical patent/RU2003125906A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2249572C1 publication Critical patent/RU2249572C1/en

Links

Landscapes

  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Abstract

FIELD: inorganic fibrous building materials for spacecraft and machine engineering industry.
SUBSTANCE: claimed method includes impregnation of article from ceramic fiber with inorganic sol, forming and dehydration by its deformation and subsequent drying, wherein inorganic sol is additionally contains 1-30 % of fine dispersed MgO powder. After drying article is subjected to heat treatment at 150-350°C for 1-3 h. Obtained material has density of 0.3-1.7 u/cm3, bending strength of 10-110 MPa, thermal conductivity of 0.25-0.8 V/m*K, heat resistance increased by 3-5 times at operating temperatures of 1000-1750°C.
EFFECT: composite material with increased heat resistance without losses in physical and mechanical properties.
2 cl, 2 tbl, 1 ex

Description

Изобретение относится к области получения неорганических волокнистых материалов конструкционного назначения для изделий авиационно-космической и машиностроительной промышленности.The invention relates to the field of inorganic fibrous materials for structural purposes for products of the aerospace and engineering industries.

Известен способ получения теплоизоляционного материала, согласно которому огнеупорные волокна диспергируют в коллоидном растворе алюмокремнезоля, отжимают путем вакуумирования от избытка связующего агента, формуют материал в виде прямоугольных плит или изделий. Сформованные изделия сушат при 150-200°С до остаточной влажности не более 1% (Ав.св.СССР 1564147).A known method of producing a heat-insulating material, according to which refractory fibers are dispersed in a colloidal solution of aluminosilicon, are squeezed by vacuum from an excess of a bonding agent, the material is formed into rectangular plates or products. The molded products are dried at 150-200 ° C to a residual moisture content of not more than 1% (Av. St. USSR 1564147).

Известен способ получения жаростойкого и жаропрочного формованного материала из керамических волокнистых материалов, который состоит из следующих операций: смешение компонентов в течение 20 мин, формование при давлении на прессе 2 бар, вакуумная обработка, сушка при 110-180°С (Патент ФРГ №3444397).A known method of producing heat-resistant and heat-resistant molded material from ceramic fiber materials, which consists of the following operations: mixing the components for 20 minutes, molding at a pressure on the press of 2 bar, vacuum treatment, drying at 110-180 ° C (German Patent No. 3444397) .

Недостатком известных способов является низкая температуроустойчивость получаемых материалов до 1300°С.A disadvantage of the known methods is the low temperature resistance of the materials obtained up to 1300 ° C.

Наиболее близким аналогом, взятым за прототип, является способ получения композиционного материала, включающий пропитку заготовки из керамического волокна неорганическим золем, формование и обезвоживание заготовки путем деформирования с последующей сушкой, при этом деформирование ведут до уменьшения объема на 30-70% (Патент РФ №2031889).The closest analogue taken as a prototype is a method for producing a composite material, including impregnation of a ceramic fiber preform with inorganic sol, molding and dewatering the preform by deformation followed by drying, while deformation is carried out to reduce the volume by 30-70% (RF Patent No. 2031889 )

Недостатком способа-прототипа является недостаточная термостойкость материала при рабочих температурах.The disadvantage of the prototype method is the lack of heat resistance of the material at operating temperatures.

Технической задачей данного изобретения является создание композиционного материала с повышенной термостойкостью при рабочих температурах 1000-1750°С при сохранении физико-механических свойств материала.The technical task of this invention is the creation of a composite material with increased heat resistance at operating temperatures of 1000-1750 ° C while maintaining the physical and mechanical properties of the material.

Поставленная техническая задача достигается тем, что предложен способ получения композиционного материала, включающий пропитку заготовки из керамического волокна неорганическим золем, формование и обезвоживание заготовки путем ее деформирования с последующей сушкой, в котором неорганический золь дополнительно содержит мелкодисперсный порошок MgO, а после сушки заготовку подвергают термообработке. Содержание мелкодисперсного порошка MgO в золе составляет 1-10 вес.%, термообработку проводят при 150-350°С в течение 1-3 час.The stated technical problem is achieved by the fact that the proposed method for producing a composite material, including impregnating a ceramic fiber preform with an inorganic sol, molding and dewatering the preform by deforming it, followed by drying, in which the inorganic sol additionally contains fine MgO powder, and after drying the preform is subjected to heat treatment. The content of fine MgO powder in the ash is 1-10 wt.%, Heat treatment is carried out at 150-350 ° C for 1-3 hours.

Авторами установлено, что дополнительное введение в золь мелкодисперсного порошка MgO и термообработка заготовки при 150-350°С привело к повышению термостойкости композиционного материала при рабочих температурах 1000-1750°С в течение 10 часов. Повышение термостойкости обусловлено образованием фазовых систем твердых растворов шпинели MgOAl2O3, γ-Аl2O3 и твердого раствора MgO в ZrО2.The authors found that the additional introduction of finely dispersed MgO powder into the sol and heat treatment of the preform at 150-350 ° C led to an increase in the heat resistance of the composite material at operating temperatures of 1000-1750 ° C for 10 hours. The increase in heat resistance is due to the formation of phase systems of solid solutions of spinel MgOAl 2 O 3 , γ-Al 2 O 3 and a solid solution of MgO in ZrO 2 .

Примеры осуществленияExamples of implementation

Пример 1Example 1

Заготовку из керамических волокон системы Аl2О3-SiO2 пропитывали неорганическим золем, в который предварительно был введен мелкодисперсный порошок MgO 1вес.%, затем заготовку формовали и обезвоживали путем деформирования. Полученные заготовки подвергали сушке в сушильном шкафу при температуре 50°С в течение 3 часов и термообработке в электропечи при температуре 150°С в течение 3 часов. Полученный композиционный материал подвергался испытаниям на термостойкость и физико-механические свойства.A blank of ceramic fibers of the Al 2 O 3 —SiO 2 system was impregnated with an inorganic sol into which finely dispersed MgO powder 1 wt.% Was previously introduced, then the blank was molded and dehydrated by deformation. The obtained preforms were dried in an oven at a temperature of 50 ° C for 3 hours and heat treated in an electric furnace at a temperature of 150 ° C for 3 hours. The resulting composite material was tested for heat resistance and physical and mechanical properties.

Способ получения композиционного материала систем Аl2О3/Zr O2-MgO, SiC/Zr SiO4-MgO, приведенных в таблице 1 (примеры 2,3), осуществлялись аналогично примеру 1.A method of obtaining a composite material of Al 2 O 3 / Zr O 2 -MgO, SiC / Zr SiO 4 -MgO systems shown in table 1 (examples 2,3) was carried out analogously to example 1.

Составы предлагаемого композиционного материала и способ его получения приведены в таблицах 1, 2.The compositions of the proposed composite material and the method for its preparation are shown in tables 1, 2.

Таблица 1Table 1 № примераExample No. Вид волокнаType of fiber Состав тв.фазы золяThe composition of the sol phase Режим сушки Т°, чDrying mode T °, h Режим термообработки, Т°, чHeat treatment mode, T °, h 1 Предл.1 Offers Аl2О3-SiO2 Al 2 O 3 -SiO 2 Аl2O3
MgO-1 вес.%
Al2O3
MgO-1 wt.%
50°-3ч50 ° -3h 150°-3ч150 ° -3h
2 Предл.2 Offers SiCSiC ZrSiO4
MgO-5 вес.%
ZrSiO4
MgO-5 wt.%
65°-2ч65 ° -2h 250°-2ч250 ° -2h
3 Предл.3 Offers Аl2O3-50Al 2 O 3 -50 ZrO2
MgO-10 вec.%
Zro2
MgO-10 wt.%
80°-1ч80 ° -1h 350°-1ч.350 ° -1h.
Прототип 4Prototype 4 Al2O3-SiO2 Al 2 O 3 -SiO 2 ZrO2 ZrO 2 1212 --

Таблица 2table 2 №при мераNo measure Свойства композиционного материалаComposite Material Properties Наличие дефектовThe presence of defects Плотность,
г/см3
Density,
g / cm 3
Прочность при изгибе, МПаBending Strength, MPa Теплопроводность, В/(м·К)Thermal conductivity, V / (m · K) Температура испытаний, °CTest temperature ° C  
20-1000-2020-1000-20 20-1500-2020-1500-20 20-1750-2020-1750-20 Термостойкость - кол-во цикловHeat resistance - number of cycles Предл.1
KM 2
3
Suggestion 1
KM 2
3
1,2
0,6
1,7
1,2
0.6
1.7
20
110
65
twenty
110
65
0,3
0,8
0,25
0.3
0.8
0.25
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
Дефектов нет, образцы сняты с испытаний без разрушенияNo defects, samples removed from testing without destruction
Прототип 4Prototype 4 0,51-1,560.51-1.56 16-10216-102 0,30.3 22 22 11 Образцы разрушились, сняты с испытанийSamples collapsed, removed from testing

Из таблицы 2 видно, что термостойкость предлагаемых композиционных материалов Аl2О3-SiO2/Аl2О3-MgO, Аl2О3/Zr O2-MgO, SiO2/SiO2-MgO, SiC/Zr SiO4-MgO при температурах испытаний, °C: 20-1000-20, 20-1500-20, 20-1750-20 в 5-10 раз выше при сохранении физико-механических свойств соответственно композиционного материала прототипа Аl2О3-SiO2/ ZrO2.From table 2 it is seen that the heat resistance of the proposed composite materials Al 2 About 3 -SiO 2 / Al 2 About 3- MgO, Al 2 About 3 / Zr O 2 -MgO, SiO 2 / SiO 2 -MgO, SiC / Zr SiO 4 - MgO at test temperatures, ° C: 20-1000-20, 20-1500-20, 20-1750-20 5-10 times higher while maintaining physical and mechanical properties, respectively, of the composite material of the prototype Al 2 O 3 -SiO 2 / ZrO 2 .

Предлагаемый способ позволяет получить композиционный материал с повышенной термостойкостью, обеспечивающей надежность и повышение ресурса работы изделий при температурах 1000-1750°С.The proposed method allows to obtain a composite material with increased heat resistance, ensuring reliability and increasing the service life of products at temperatures of 1000-1750 ° C.

Claims (2)

1. Способ получения композиционного материала, включающий пропитку заготовки из керамического волокна неорганическим золем, формование и обезвоживание заготовки путем ее деформирования с последующей сушкой, отличающийся тем, что неорганический золь дополнительно содержит 1-10 вес.% мелкодисперсного порошка MgO , а после сушки заготовку подвергают термообработке.1. A method of obtaining a composite material, comprising impregnating a ceramic fiber preform with an inorganic sol, molding and dewatering the preform by deforming it, followed by drying, characterized in that the inorganic sol additionally contains 1-10 wt.% Fine MgO powder, and after drying, the preform is subjected heat treatment. 2. Способ получения композиционного материала по п.1, отличающийся тем, что термообработку проводят при 150-350°C в течение 1-3 ч.2. The method of producing a composite material according to claim 1, characterized in that the heat treatment is carried out at 150-350 ° C for 1-3 hours
RU2003125906/03A 2003-08-26 2003-08-26 Method for production of composite material RU2249572C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003125906/03A RU2249572C1 (en) 2003-08-26 2003-08-26 Method for production of composite material

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003125906/03A RU2249572C1 (en) 2003-08-26 2003-08-26 Method for production of composite material

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2003125906A RU2003125906A (en) 2005-02-20
RU2249572C1 true RU2249572C1 (en) 2005-04-10

Family

ID=35218439

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003125906/03A RU2249572C1 (en) 2003-08-26 2003-08-26 Method for production of composite material

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2249572C1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2304567C2 (en) * 2005-09-08 2007-08-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") Method of production of composite material

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4735757A (en) * 1981-09-30 1988-04-05 Isolite Babcock Refractories Co., Ltd. Process for producing improved ceramic fiber moldings
SU1564147A1 (en) * 1986-05-28 1990-05-15 Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Металлургической Теплотехники Цветной Металлургии И Огнеупоров Mixture for manufacturing refractory heat-insulation material
RU2031889C1 (en) * 1991-04-04 1995-03-27 Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов Method of preparing of composition material

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4735757A (en) * 1981-09-30 1988-04-05 Isolite Babcock Refractories Co., Ltd. Process for producing improved ceramic fiber moldings
SU1564147A1 (en) * 1986-05-28 1990-05-15 Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Металлургической Теплотехники Цветной Металлургии И Огнеупоров Mixture for manufacturing refractory heat-insulation material
RU2031889C1 (en) * 1991-04-04 1995-03-27 Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов Method of preparing of composition material

Also Published As

Publication number Publication date
RU2003125906A (en) 2005-02-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101608497B1 (en) Thermal insulation and method of producing the same
CN106747540B (en) Preparation method of aerogel fiber composite material
US3880969A (en) Method of preparing an open-celled aromic foam
CN107986743B (en) Aerogel composite heat-insulating plate and preparation method thereof
CN110467441A (en) Porous ceramic substrate and preparation method thereof for atomizer
JPS6117468A (en) Ceramic products
WO2011063378A3 (en) Refractory porous ceramics
CN105503209A (en) Mullite light heat-insulation brick based on flint clay and preparation method of brick
CN106220213A (en) A kind of preparation method of carbon/ceramic composite material
Štubňa et al. Mechanical properties of kaolin during heating
RU2249572C1 (en) Method for production of composite material
CN106518115A (en) Refractory material and preparation method thereof
CA1038890A (en) Siliceous thermal insulation and method of making same
Caccia et al. Production of SiC materials by reactive infiltration
SU1477715A1 (en) Initial composition for making ceramic construction articles
RU2304567C2 (en) Method of production of composite material
RU2031889C1 (en) Method of preparing of composition material
KR20050117613A (en) The manufacturing method of ceramic body having good adiabatic capacity
RU2203251C2 (en) Heat-insulation article
KR101133650B1 (en) Preparing method hot gas filters using sr-containing ceramic compostitions for mullite-bonded silicon carbide
RU2194681C2 (en) Method of manufacturing ceramic ware
SU1680677A1 (en) Method for manufacturing articles of heat-resistant concrete
RU2795405C1 (en) Method for obtaining reinforced composite material based on silicon carbide
RU2290371C1 (en) Protective coating
Demidenko et al. Sintering of ceramic mixtures based on natural wollastonite