Регистрация / Вход
Прислать материал

14.583.21.0057

Аннотация скачать
Постер скачать
Общие сведения
Номер
14.583.21.0057
Тематическое направление
Индустрия наносистем
Исполнитель проекта
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ"
Название доклада
Разработка технологии получения изделий с заданными теплофизическими свойствами для работы в экстремальных условиях на основе синтактических углеродных пен.
Докладчик
Галимов Энгель Рафикович
Тезисы доклада
Цели и задачи исследования
Разработка лабораторной технологии получения теплоизолирующих синтактических углеродных пен на основе стеклоуглерода, имеющих при кажущейся плотности 0,1-1,0 г/см3, предел прочности при сжатии не менее 1,0 МПа и коэффициент теплопроводности не более 0,1-0,2 Вт/м∙К.
Разработка проекта технического задания на ОКР (ОТР) по созданию опытно-промышленной технологии получения теплоизолирующих синтактических углеродных пен на основе стеклоуглерода.
Разработка лабораторной технологии получения синтактических углеродных пен на основе графитирующихся, в том числе, мезофазообразующих материалов, имеющих при кажущейся плотности менее 0,6 г/см3, предел прочности при сжатии не менее 1,0 МПа и коэффициент теплопроводности не менее 150 Вт/м∙К.
Разработка проекта технического задания на ОКР (ОТР) по созданию опытно-промышленной технологии получения теплопроводных синтактических пен на основе графитирующихся, в том числе, мезофазообразующих материалов.
Актуальность и новизна исследования
В настоящее время синтактические полимерные пены широко применяются в качестве теплоизоляции нефтепроводов, как конструкционный материал для изготовления временных мостов, покрытий неустойчивых грунтов, а также в качестве надежной теплоизоляции широкого назначения. С другой стороны, также наблюдается всплеск интереса к углеродным пенам, используемым в качестве материала теплоотвода в химической промышленности, для электроники и космических применений. С другой стороны, получение и применение синтактических углеродных пен ограничено в РФ полностью отсутствует, что связано, в первую очередь, со слабой разработанностью процессов получения и связей технология - уровень свойств, а также с относительно высокой стоимостью. В рамках выполнения данной работы предлагается систематически исследовать технологию получения синтактических углеродных пен, в том числе малоизученных высокотеплопроводных графитированных пен, рассмотреть варианты снижения их стоимости, в частности, за счет использования ячеистых полимеров в качестве «жертвенного» структурообразователя (вместо дорогостоящих микросфер), разработать материалы, перспективные для применения в авиакосмической технике, что представляется крайне актуальным в свете непрерывно повышающихся требований к материалам, используемым для изготовления ответственных конструкций и элементов силовых установок.
Описание исследования

В рамках проведения работ были получены образцы синтактических углеродных пен на основе фенольных микросфер по классической технологии углеродных материалов путем последовательной реализации следующих стадий: смешение-формование-карбонизация. Исследовано влияние наполнителей на комплекс механических и теплофизических свойств материалов образцов, а также низкотемпературного пироуплотнения на плотность, структуру, прочность и теплопроводность образцов синтактических углеродных пен. Получен образец пены на основе графитирующегося связующего. Для образцов и полуфабрикатов исследованы структура (методом сканирующей электронной микроскопии), механические свойства (предел прочности и модуль упругости при сжатии), теплофизические (коэффициент теплопроводности методом стационарного потока) и электрофизические свойства (удельное электросопротивление и др.). Проведен анализ отечественных и зарубежных научно-технических и патентных источников.

Результаты исследования

В результате исследования получены пироуплотненные образцы синтактических углеродных пен с высокими (2,0 МПа против 0,5-1,0 МПа) и низким (около 0,4 Вт/м·К) коэффициентом теплопроводности по сравнению с описанными в литературе данными для углеродных пен. Указанные материалы отличаются более высокой плотностью при сопоставимой прочности с применяемыми в настоящее время полимерными материалами и пеноматериалами. Кроме того, традиционные материалы характеризуются  более низкой коррозионной и температурной стойкостью, и на порядок более высоким коэффициентом термического расширения.

Практическая значимость исследования
На данном этапе разработаны основные принципы лабораторной технологии получения высокотемпературной теплоизоляции на основе синтактических углеродных пен. Дальнейшие исследования будут направлены на, масштабирование технологии и изыскания способов снижения стоимости продукции, что обеспечит возможность ее широкого применения в авиакосмической технике.
Постер

Poster_template_IN.ppt