Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка технологии изготовления углеродкерамических композиционных материалов на основе комплексных полимерных коксообразующих связующих и высокомодульных (не менее 400-450 ГПа) углеродных волокнистых наполнителей.

Стадии проекта
Предложение принято
Конкурс завершен
Выполнение этапа проекта
Проект
02.434.11.2035
Организация
АО "НИИграфит"

Разработка жаростойких и жаропрочных композиционных материалов на основе углеродных волокон и углекарбидокремневой матрицы для создания деталей и интегральных конструкций авиационных двигателей, внешней тепловой защиты авиакосмической техники, работающей в условиях воздействия высокотемпературных окислительных газовых потоков.

Соисполнители

Организация
НИТУ "МИСиС", МИСиС

Этапы проекта

1
26.10.2005 - 07.12.2005
Разработан комплексный подход к исследованиям в области материаловедения и технологии углеродкекамических композитов и изделий из них как единой совокупности взаимосвязанных процессов преобразования исходных сырьевых материалов в конечное изделие. Осуществлен выбор компонентов (карбидкремниевая матрица и углеволокнистый армирующий наполнитель) и разработана технологическая схема комплексного процесса изготовления изделий из углерод-углекарбидкремниевого композиционного материала, включающего приготовление комплексного полимерного коксообразующего связующего и изготовление на его основе углеволокнистого препрега радиоционно-химическим методом; формирование из препрега углепластиковых заготовок изделия, их карбонизацию, межфазную барьерную защиту углеродных волокон для обеспечения объемной пропитки карбонизованной заготовки расплавом кремния в процессе силицирования. При этом установлено, что конструкционные своиства создаваемого изделия при высокотемпературном силовом нагружении в условиях воздействия окислительной газовой среды предопределяются многообразием связей между параметров предельческих процессов и свойствами преформ. Проанализированы варианты разработки технологического процесса и технологических операций применительно существующему оборудованию, которое будет использовано для экспериментальных технологических работ и опытно-промышленного изготовления изделий ограниченных габаритов. Разработан и изготовлен экспериментальный стенд для исследования процесса карбонизации.
Развернуть
2
01.01.2006 - 30.06.2006
Разработана технологическая схема, создана оснастка и аппаратурное оформление процесса карбонизации, отработаны технологические параметры, изготовлены опытные образцы, определено качество карбонизованных заготовок. Разработана технологическая схема изготовления и режимы формования крупногабаритных углепластиковых заготовок.
Проводились мероприятия в соответствии с пп И1.9.1, И1.9.2, И1.10.1-3.
Развернуть
3
01.07.2006 - 31.10.2006
(см. прикрепленный файл)

Цель работы - разработка жаростойких и жаропрочных композиционных материалов на основе углеродных волокон и карбидкремниевой матрицы для создания деталей и интегральных конструкций авиационных двигателей, внешней тепловой защиты авиакосмической техники, работающей в условиях воздействия высокотемпературных окислительных газовых потоков.
При проведении работы применен комплексный подход, в соответствии с которым технология получения углеродкерамического композиционного материала и изготовление из него крупногабаритных тонкостенных изделий приняты как единая совокупность взаимосвязанных процессов преобразования исходных сырьевых материалов в преформы, последовательно превращающиеся на технологических переделах в конечное изделие, свойства которого предопределяется многообразием связей между параметрами передельческих процессов и свойствами преформ.
В результате проведённых исследований:
- разработано новое комплексное полимерное связующее, образующее при карбонизации кокс с открытой пористой структурой;
- разработана технология получения долгоживущего и технологичного в переработке препрега на основе нового коксообразующего связующего и отработана аппаратурное оформление технологии препрега;
- разработан способ силицироваиия карбонизованной заготовки с предотвращением контакта жидкого кремния с углеволокнистым наполнителем и обеспечением термохимической совместимости углеволокнистого армирующего наполнителя и керамической матрицы углеродкерамического композиционного материала.
Разработаны также основные методики неразрушающего контроля материала моделей и фрагментов изделий оболочной конструкции сложной пространственной геометрии, в том числе кессонного типа, рентгенографическим и ультразвуковым теневым методами на технологических переделах формования углепластиковых заготовок изделий из препрега, карбонизации и силицирования комплексного технологического процесса, а также проведено аппаратурно-приборное оснащение разработанных методик.
Развернуть

Программа

Программа "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития науки и техники" на 2002-2006 годы

Программное мероприятие

1.2 Проблемно-ориентированные поисковые исследования фундаментального характера
Тема
Разработка технологии изготовления углеродкерамических композиционных материалов на основе комплексных полимерных коксообразующих связующих и высокомодульных (не менее 400-450 ГПа) углеродных волокнистых наполнителей.
Продолжительность работ
2005 - 2006, 23 мес.
Бюджетные средства
10 млн
Количество заявок
2
Тема
Разработка технологии и организация производства сверхпрочных и высокомодульных углеродных волокон на основе ПАН-жгутов и ПАН-нитей из сверхвысокомолекулярного полиакрилонитрила.
Продолжительность работ
2007 - 2009, 26 мес.
Бюджетные средства
300 млн
Количество заявок
3
Тема
Разработка технологии и создание опытного образца пятикоординатного лазерного технологического комплекса для размерной обработки деталей из полимерных композиционных материалов.
Продолжительность работ
2007 - 2008, 13 мес.
Бюджетные средства
62 млн
Количество заявок
1
Тема
Создание новых высокоэффективных композиционных материалов для экстремальных условий эксплуатации, разработка технологий их изготовления и адаптация к промышленному производству и коммерциализации
Продолжительность работ
2005 - 2006, 23 мес.
Бюджетные средства
70 млн
Количество заявок
3
Тема
Разработка технологии получения и организация опытно-промышленного производства наноструктурированных углеродных наполнителей эластомеров для изготовления шин с цельнометаллическим кордом (ЦМК)
Продолжительность работ
2007 - 2009, 23 мес.
Бюджетные средства
150 млн
Количество заявок
1