category: Жаропрочные материалы
УДК 666.7
Ivakhnenko Yu.A.1, Varrik N.M.1
ВОЛОКНИСТЫЙ ГРАДИЕНТНЫЙ КЕРАМИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ
Развитие современной техники и промышленных технологий ставит задачи создания новых материалов, способных отвечать все более жестким условиям их эксплуатации. Одним из таких условий является способность работы при высоких температурах, поэтому одним из важных материалов является высокотемпературная теплоизоляция. Требования к теплоизоляционным материалам включают в первую очередь высокие термические свойства, а именно – высокую термостойкость и низкий коэффициент теплопроводности, а также минимальную плотность, химическую стойкость, механическую прочность, упругость и другие эксплуатационные свойства, касающиеся их технологичности и экологической безопасности. В данной работе осуществлена попытка создания высокотемпературного теплоизоляционного материала для теплоизоляции металлических корпусов энергетических устройств, работающих при температурах ˃1500°С. Применение конструкционных керамических материалов в сопряжении с металлическими деталями требует использования материала, обладающего способностью гасить напряжения, вызванные разностью значений температурных коэффициентов линейного расширения (ТКЛР) конструкционного материала и металла. В качестве такого материала могут выступать материалы на основе волокон тугоплавких оксидов, обладающие низкой плотностью. Создание эффективной высокотемпературной теплоизоляции позволит уменьшить габарит и массу деталей и повысить КПД оборудования.
Keywords: оксидное волокно, градиентный материал, теплоизоляция.
ЛИТЕРАТУРА
1. Каблов Е.Н. Инновационные разработки ФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ по реализации «Стратегических направлений развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года» // Авиационные материалы и технологии. 2015. №1 (34). С. 3–33. DOI: 10.18577/2071-9140-2015-0-1-3-33.
2. Каблов Е.Н. Материалы для изделия «Буран» – инновационные решения формирования шестого технологического уклада // Авиационные материалы и технологии. 2013. №S1. С. 3–9.
3. Гращенков Д.В., Щетанов Б.В., Тинякова Е.В., Щеглова Т.М. О возможности использования кварцевого волокна в качестве связующего при получении легковесного теплозащитного материала на основе волокон Al2O3 // Авиационные материалы и технологии. 2011. №4. С. 8‒14.
4. Ивахненко Ю.А., Бабашов В.Г., Зимичев А.М., Тинякова Е.В. Высокотемпературные теплоизоляционные и теплозащитные материалы на основе волокон тугоплавких соединений // Авиационные материалы и технологии. 2012. №S. С. 380–386.
5. Каблов Е.Н., Щетанов Б.В., Ивахненко Ю.А., Балинова Ю.А. Перспективные армирующие высокотемпературные волокна для металлических и керамических композиционных материалов // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2013. №2. Ст. 05. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 21.03.2017).
6. Каблов Е.Н. Разработки ВИАМ для газотурбинных двигателей и установок // Крылья Родины. 2010. №4. С. 31–33.
7. Hybrid ceramic material composed of insulating and structural ceramic layers: pat. 6733907 USA; field 26.09.01; publ. 11.05.04.
8. Flexible ceramic-metal insulation composite and method of making: pat. 5744252 USA; field 11.06.93; publ. 28.04.98.
9. Thermal gradient resistant ceramic composite: pat. 6251815 USA; field 18.01.00; publ. 26.06.01.
10. Способ получения волокнистого керамического материала: пат. 2466966 Рос. Федерация; заявл. 11.05.11; опубл. 20.11.12, Бюл. №32. 8 с.
11. Авиационные материалы: справочник в 13 т. М.: ВИАМ. 2011. Т. 9: Теплозащитные, теплоизоляционные и композиционные материалы, высокотемпературные неметаллические покрытия. С. 31–37.
12. Бабашов В.Г., Варрик Н.М. Высокотемпературный гибкий волокнистый теплоизоляционный материал // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн., 2015. №1. Ст. 03. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 21.03.2017). DOI: 10.18577/2307-6046-2015-0-1-3-3.
13. Ивахненко Ю.А., Кузьмин В.В., Беспалов А.С. Состояние и перспективы развития теплозвукоизоляционных пожаробезопасных материалов // Проблемы безопасности полетов. 2014. №7. С. 27–30.
14. Зимичев А.М., Варрик Н.М. К вопросу применения дискретных волокон из тугоплавких оксидов для формирования сердечника термостойких уплотнительных шнуров // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2015. №2. Ст. 07. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 21.03.2017). DOI: 10.18577/2307-6046-2015-0-2-7-7.
15. Максимов В.Г., Варрик Н.М. Высокотемпературная керамическая теплоизоляция (обзор) // Новости материаловедения. Наука и техника: электрон. науч.-технич. журн. 2015. №6. Ст. 09. URL: http://www.materialsnews.ru (дата обращения: 21.03.2017).
2. Каблов Е.Н. Материалы для изделия «Буран» – инновационные решения формирования шестого технологического уклада // Авиационные материалы и технологии. 2013. №S1. С. 3–9.
3. Гращенков Д.В., Щетанов Б.В., Тинякова Е.В., Щеглова Т.М. О возможности использования кварцевого волокна в качестве связующего при получении легковесного теплозащитного материала на основе волокон Al2O3 // Авиационные материалы и технологии. 2011. №4. С. 8‒14.
4. Ивахненко Ю.А., Бабашов В.Г., Зимичев А.М., Тинякова Е.В. Высокотемпературные теплоизоляционные и теплозащитные материалы на основе волокон тугоплавких соединений // Авиационные материалы и технологии. 2012. №S. С. 380–386.
5. Каблов Е.Н., Щетанов Б.В., Ивахненко Ю.А., Балинова Ю.А. Перспективные армирующие высокотемпературные волокна для металлических и керамических композиционных материалов // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2013. №2. Ст. 05. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 21.03.2017).
6. Каблов Е.Н. Разработки ВИАМ для газотурбинных двигателей и установок // Крылья Родины. 2010. №4. С. 31–33.
7. Hybrid ceramic material composed of insulating and structural ceramic layers: pat. 6733907 USA; field 26.09.01; publ. 11.05.04.
8. Flexible ceramic-metal insulation composite and method of making: pat. 5744252 USA; field 11.06.93; publ. 28.04.98.
9. Thermal gradient resistant ceramic composite: pat. 6251815 USA; field 18.01.00; publ. 26.06.01.
10. Способ получения волокнистого керамического материала: пат. 2466966 Рос. Федерация; заявл. 11.05.11; опубл. 20.11.12, Бюл. №32. 8 с.
11. Авиационные материалы: справочник в 13 т. М.: ВИАМ. 2011. Т. 9: Теплозащитные, теплоизоляционные и композиционные материалы, высокотемпературные неметаллические покрытия. С. 31–37.
12. Бабашов В.Г., Варрик Н.М. Высокотемпературный гибкий волокнистый теплоизоляционный материал // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн., 2015. №1. Ст. 03. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 21.03.2017). DOI: 10.18577/2307-6046-2015-0-1-3-3.
13. Ивахненко Ю.А., Кузьмин В.В., Беспалов А.С. Состояние и перспективы развития теплозвукоизоляционных пожаробезопасных материалов // Проблемы безопасности полетов. 2014. №7. С. 27–30.
14. Зимичев А.М., Варрик Н.М. К вопросу применения дискретных волокон из тугоплавких оксидов для формирования сердечника термостойких уплотнительных шнуров // Труды ВИАМ: электрон. науч.-технич. журн. 2015. №2. Ст. 07. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 21.03.2017). DOI: 10.18577/2307-6046-2015-0-2-7-7.
15. Максимов В.Г., Варрик Н.М. Высокотемпературная керамическая теплоизоляция (обзор) // Новости материаловедения. Наука и техника: электрон. науч.-технич. журн. 2015. №6. Ст. 09. URL: http://www.materialsnews.ru (дата обращения: 21.03.2017).
Вы можете оставить комментарий к статье. Для этого необходимо зарегистрироваться на сайте.
