Регистрация / Вход
Прислать материал

Конструкция композиционного защитного покрытия на углерод-углеродном композите и способ его реализации

ФИО: Синицын Д.Ю.

Направление: Материаловедение

Научный руководитель: Аникин Вячеслав Николаевич

Институт: Институт новых материалов и нанотехнологий

Кафедра: Кафедра Функциональных наносистем и высокотемпературных материалов

Академическая группа: ФХ-11-2

В настоящее время большое внимание уделяется созданию защиты высоконагруженных деталей летательных и космических аппаратов, подвергающихся нагреву и механическим нагрузкам при скоростном полете (более 5 Махов) в атмосфере. Анализ литературных источников, находящихся в открытой печати, показал, что вставки для таких деталей из высокотемпературной керамики или углерод-углеродных композитов в защитном покрытии.

В данной работе предлагается модель защитного покрытия для углерод-углеродного композита.

Состав и строение покрытия таковы:

Внешний слой: ZrB2–MoSi2–SiC–Si–Y2O3 (100–150) мкм

Средний слой: HfB2 (45%) – SiC (20%)–TaSi2 (20%) –Si (≈15%) (50–70) мкм

Нижний слой: SiC–Si (20–30) мкм

Подложка: С/C – композит толщиной (1–5) см

Согласно критерию Кинджери чем выше значение коэффициента k, тем выше термостойкость покрытия.

где μ – коэффициент Пуассона; λ – теплопроводность, Вт/(м·К); σраст – коэффициент растягивающего напряжения, МПа; α – коэффициент термического расширения, 1/0C; Е – модуль Юнга, МПа.

Данное покрытие, задача которого выдержать температуру 1800°С не менее 400 с или 2100°С не менее 20 с при воздушном потоке 5 Махов, предложено нанести шликерным способом в виде распыления пувелиризатором с последующим отжигом по легкоплавкому компоненту. Данный метод нанесения выбран на основе проведенного литературного обзора нанесения покрытий и учета заданного материала подложки. Компоненты выбраны на основе представления о низком коэффициенте термического расширения, согласованности их друг с другом, термостойкости и высокой отражательной способности.