.png)
.png)
Послать статью по эл. почте 
Экспериментальное и численное исследование формирования теплофизических характеристик углеродных композиционных материалов. Сообщение 1. Формирование теплофизических характеристик углеродного композиционного материала
https://doi.org/10.17073/1683-4518-2019-7-19-27
Аннотация
Приведен анализ механизма теплопередачи в объеме углерод-углеродных композиционных материалов. Опытным путем установлено, что однородное тепловое состояние формируется на глубине до 20 структурных ячеек композита. Выявлена характерная слоистая структура пористости материала в форме пор ‒ трещин, показана величина снижения теплопроводности образцов при их разделении на части. Установлено, что процесс охлаждения горячего стержня армирования в углеродном веществе композита определяется в меньшей степени эффективной теплопроводностью в трансверсальном направлении параллельного пучка волокон в одномерно-армированном стержне, а в большей степени ― контактными тепловыми сопротивлениями по границам пор ‒ трещин при теплопроводности воздуха в трещине около 0,3 Вт/(м·К).
Об авторах
С. А. КолесниковРоссия
Д. т. н., Москва
Л. В. Ким
Россия
Москва
В. Р. Дудин
Россия
Москва
Список литературы
1. Pradere, Ch. Thermal and thermomechanical characterization of carbon and ceramic fibers at very high temperature / Ch. Pradere. ― Ecole Natiionale Superiered`Artset Metiers Centre de Bordeaux, 2004. ― 296 p. https://pastel.archives-ouvertes.fr/file/index/docid/500111/filename/ThesePradere.pdf.
2. Ohlhorst, C. W. Thermal conductivity data base of various structural carbon-carbon composite materials / C. W. Ohlhorst, W. L. Vauhn, P. O. Ransone, H.-T. Tsou. ― Hampton, Virginia, Langley Research Center, 1997. ― 96 p. http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.82.682&rep=rep1&type=pdf.
3. Grujicic, M. Computational analysis of the thermal conductivity of the carbon–carbon composite materials / M. Grujicic, C. L. Zhao, E. C. Dusel [et al.] // J. Mater. Sci. ― 2006. ― Vol. 41, Iss. 24. ― Р. 8244‒8256. https://link.springer.com/article/10.1007/s10853-006-1003-x.
4. Kolesnikov, S. A. Formation of carbon-carbon composite material thermal conductivity standarts / S. A. Kolesnikov, M. Yu. Bamborin, V. A. Vorontsov [et al.] // Refract. Ind. Ceram. — 2017. — Vol. 58, № 1. — Р. 94‒102. Колесников, С. А. Формирование уровня теплопроводности углерод-углеродного композиционного материала / С. А. Колесников, М. Ю. Бамборин, В. А. Воронцов [и др.] // Новые огнеупоры. ― 2017. ― № 2. ― С. 30‒38.
5. Kolesnikov, S. A. Study of thermophysical property formation of spatially reinforced carbon-carbon composite materials / S. A. Kolesnikov, L. V. Kim, V. A. Vorontsov [et al.] // Refract. Ind. Ceram. — 2017. — Vol. 58, № 4. — Р. 439‒449. Колесников, С. А. Исследование формирования теплофизических характеристик объемно-армированных углерод-углеродных композиционных материалов / С. А. Колесников, Л. В. Ким, В. А. Воронцов [и др.] // Новые огнеупоры. ― 2017. ― № 8. ― C. 45‒56.
6. Glass, D. E. Ceramic matrix composite (CMC) thermal protection systems (TPS) and hot structures for hypersonic vehicles / D. E. Glass // 15th AIAA Space Planes and Hypersonic Systems and Technologies Conference. https://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/20080017096.pdf.
7. Пат. 2651344 Российская Федерация. Наконечник гиперзвукового летательного аппарата / Горяев А. Н., Назаренко В. В., Матросов А. В., Горский В. В., Ватолина Е. Н., Тащилов С. В., Тимофеев А. Н. ― № 2016149536 ; заявл. 16.12.16 ; опубл. 19.04.18, Бюл. № 11. http://www.findpatent.ru/patent/265/2651344.html.
8. Колесников, С. А. Углерод-углеродные композиты, разработка, исследование и применение в высокотемпературной технике / С. А. Колесников, А. К. Проценко // Сб. докл. Междунар. конф. «Современное состояние и перспективы развития электродной продукции, конструкционных и композиционных углеродных материалов» (25‒26 ноября 2010 г., Челябинск). ― C. 259‒271.
9. Mullenix, N. Parallel tightly coupled solver for unsteady hypersonic ablation of graphite / N. Mullenix, A. Povitsky // AIAA 2010-4451 40th Fluid Dynamics Conference and Exhibit (28 June ‒ 1 July 2010, Chicago, Illinois). http://www.enu.kz/repository/2010/AIAA-2010-4451.pdf.
10. Feng, Zhi-Hai. Analytical model of thermal conductivity for carbon/carbon composites with pitch-based matrix / Zhi-Hai Feng, Jia-Yun Zhi, Zhen Fan [et al.] // Advances in Mechanical Engineering. ― 2015. ― Vol. 7, № 1. ― Article ID 242586. DOI: 10.1155.-2014/242586. https://www.researchgate.net/publication/275513278_An_Analytical_Model_of_Thermal_Conductivity_for_CarbonCarbon_Composites_with_Pitch-Based_Matrix.
11. Медведский, А. Л. Исследование физико-механических свойств 4D-углеродного композиционного материала на макро- и микроуровнях при воздействии высоких температур / А. Л. Медведский, Ю. В. Корнеев, А. С. Курбатов // Электронный журнал «Труды МАИ». ― 2015. ― Вып. № 41. www.mai.ru/science/trudy/.
12. Minapoor, Sh. Simulation of non-crimp 3D orthogonal carbon fabric composite for aerospace applications using finite element method / Sh. Minapoor, S. Ajeli, M. Javadi Toghchi // International Journal of Aerospace and Mechanical Engineering. ― 2015. ― Vol. 9, № 6. ― P. 982‒990. https://waset.org/publications/10001564/simulation-of-non-crimp-3d-orthogonal-carbon-fabric-composite-for-aerospaceapplications-using-finite-element-method.
13. Многомерно-армированные углерод-углеродные композиционные материалы. http://niigrafit.ru/produktsiya/kompozity.php.
14. Manocha, Lalit M. High performance carbon-carbon composites / Lalit M. Manocha // Sadhana. ― 2003. ― Vol. 28, Parts 1/2. ― P. 349‒358. http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.582.8031&rep=rep1&type=pdf.
15. Проценко, А. К. Разработка углерод-углеродных технологий и перспективы их развития. В сб. Научно-исследовательскому институту конструкционных материалов на основе графита ― 55 лет / А. К. Проценко, С. А. Колесников. ― М. : Научные технологии, 2015. ― 246 с. http://www.niigrafit.ru/nauka-i-obrazovanie/sbornik.pdf.
16. Пат. 2498962 Российская Федерация. Армирующий каркас углерод-углеродного композиционного материала / Кречка Г. А., Клейменов В. Д., Савельев В. Н. ― № 2011127880/02 ; заявл. 06.07.11 ; опубл. 20.11.13, Бюл. № 32. http://www.findpatent.ru/patent/249/2498962.html.
17. Иженбин, И. А. Томографическая система на базе томографа «Орел» для осуществления томографического сканирования образцов из УУКМ материалов типа 39п7.001 и 4КМС-Л / И. А. Иженбин // Электронный научный архив Томского политехнического университета, 2016 г. http://earchive.tpu.ru/bitstream/11683/28151/1/TPU174557.pdf.
18. Радиационные пирометры типа РАПИР, Кельвин, LandRT8A. http://echome.ru/radiacionnyj-pirometr.html.
Дополнительные файлы
Для цитирования: Колесников С.А., Ким Л.В., Дудин В.Р. Экспериментальное и численное исследование формирования теплофизических характеристик углеродных композиционных материалов. Сообщение 1. Формирование теплофизических характеристик углеродного композиционного материала. Новые огнеупоры. 2019;(7):19-27. https://doi.org/10.17073/1683-4518-2019-7-19-27
For citation: Kolesnikov S.A., Kim L.V., Dudin V.R. Experimental and numerical study of the formation of thermophysical characteristics of carbon composite materials. Part 1. Formation of the thermophysical characteristics of the carbon composite material. NOVYE OGNEUPORY (NEW REFRACTORIES). 2019;(7):19-27. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/1683-4518-2019-7-19-27
Обратные ссылки
- Обратные ссылки не определены.