ПОВЫШЕНИЕ ОГНЕУПОРНОСТИ УГЛЕРОДНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ ЗА СЧЕТ ОГРАНИЧЕНИЯ ГЕТЕРОГЕННОЙ ПОВЕРХНОСТИ ОКИСЛЕНИЯ


https://doi.org/10.17073/1683-4518-2016-4-13-23

Полный текст:


Аннотация

Исследованы пути повышения огнеупорности углерод-углеродных материалов за счет повышения их плотности и уменьшения скорости окисления, в свою очередь, за счет снижения поверхности горения. В выражении уравнения Аррениуса поверхность гетерогенной реакции окисления рассмотрели как сумму внешней поверхности детали и поверхности реагирования внутри пор. Показано, что при кажущейся плотности 1,93 г/см3 и более поверхность окисления при нормальном давлении и температуре ~500 °С практически соответствует номинальной поверхности детали. Предложены технологические мероприятия повышения огнеупорности углеродных материалов за счет увеличения их плотности и изменения структуры поверхности специальными режимами высокотемпературной обработки. 


Об авторах

Е. Г. Чеблакова
Госкорпорация «Росатом», АО «Наука и инновации», АО «НИИграфит», Москва
Россия
Кандидат технических наук


М. Ю. Бамборин
Госкорпорация «Росатом», АО «Наука и инновации», АО «НИИграфит», Москва
Россия
Кандидат технических наук


Д. С. Максимова
Госкорпорация «Росатом», АО «Наука и инновации», АО «НИИграфит», Москва
Россия


А. Р. Гареев
Госкорпорация «Росатом», АО «Наука и инновации», АО «НИИграфит», Москва
Россия
Кандидат технических наук


С. А. Колесников
Госкорпорация «Росатом», АО «Наука и инновации», АО «НИИграфит», Москва
Россия
Доктор технических наук


Список литературы

1. Гусаченко, Е. И. Окисление углерода парами воды / Е. И. Гусаченко, Л. Н. Стесик // Химическая физика, реакционная способность, кинетика химических реакций, катализ. ― 2008. ― Т. 27, № 4. ― С. 10‒20.

2. Marshall, T. D. Oxygen Reactivity of a carbon fiber composite / T. D. Marshall, R. J. Pawelko, R. A. Andrel [et al.] // 22nd Symposium on Fusion Technology. http://www5vip.inl.gov/technicalpublications/documents/3394823.pdf

3. Балыкин, В. П. Влияние структурной неоднородности искусственных углеродных материалов на кинетику газофазного окисления в неизотермических условиях / В. П. Балыкин, О. А. Ефремова, М. Г. Распопов. http://www.lib.scu.ru/vch/4/2004_01/010.pdf

4. Балыкин, В. П. Изучение фазового состава искусственных углеродных материалов посредством кинетического анализа процессов их газофазного окисления / В. П. Балыкин, О. А. Ефремова // Изв. Челябинского науч. центра. ― 2005.― Вып. 4 (30). http://cyberleninka.ru/article/n/metod-kolichestvennoyotsenki-strukturnoy-neodnorodnosti-geterogennyhuglerodnyh-materialov-posredstvom-kineticheskogoanaliza.pdf

5. Зеленский, В. Ф. Исследование коррозионной стойкости графитов в среде кислорода / В. Ф. Зеленский, И. П. Одейчук, И. А. Петельгузов [и др.] // Вопросы атомной науки и техники. Серия «Физика радиационных повреждений и радиационное материаловедение». ― 2011. ― № 3. ― С. 116–122. http://vant.kipt.kharkov.ua/ARTICLE/VANT_2011_2/article_2011_2_116.pdf

6. Park, Byung Ha. Strength Degradation of Oxidized Graphite Support Column in VHTR / Byung Ha Park, Hee Cheon Nо // J. Nuclear Science and Technology. ― 2010. ― Vol. 47, № 11. ― P. 998‒1004. http://www.freepaperdownload.us/1457/Article1426619.htm

7. Oh, Chang. Effect of reacting surface density on the overall graphite oxidation rate / Chang Oh, Eung Kim Jong Lim, Richard Schultz [et al.] // Proc. of iCAPP 09 Tokyo, Japan, may 10‒14, 2009. ― P. 9441. http://www.ini.gov/technicalpublications/Documents/4247213.pdf

8. Hinssen, H.-K. Oxidation experiments and theoretical examinations on graphite materials relevant for the PBMR / H.-K. Hinssen, K. Kühn, R. Moormann [et al.]. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0029549308001155

9. Уокер, Ф. Н. Химические и физические свойства углерода / Ф. Н. Уокер. ― М. : Наука. 1969. ― 237 с. 10. Contescu, C. I. Characterization of porosity development in oxidized graphite using auto-mated image analysis techniques / C. I. Contescu, T. D. Burchell // Prepared by OAK RIDGE National Laboratory for U.S. Department of Energy. September 2009. http://info.ornl.gov/sites/publications/files/Pub21005.pdf

10. Астапов, А. Н. Разработка высокотемпературных защитных покрытий на углеродсодержащие композиционные материалы применительно к особотеплонагруженным элементам конструкций авиакосмической и ракетной техники / А. Н. Астапов. ht t p:// www.dissercat.com/content/razrabotkavysokotemperaturnykh-zashchitnykh-pokrytii-nauglerodsoderzhashchie-kompozitsionn

11. УУКМ марок «Десна-4», КМ-ВМ-4Д, КМ-ВМ-2Д и «Десна Т-1». http://www.Niigrafit.ru 13. Бамборин, М. Ю. Исследование влияния высокотемпературной обработки на окислительную стойкость углерод-углеродных композиционных материалов / М. Ю. Бамборин, С. А. Колесников // Новые огнеупоры. ― 2014. ― № 6. ― С. 23‒32.

12. Smith, L. W. The combustion rates of coals chars: a review / L. W. Smith // Nineteenth Symposium (Jnt.) on combustion. ― 1982. ― P. 1045‒1065. http://www.ewp.rpi.edu/hartford/~ernesto/S2013/MMEES/Papers/ENERGY/3Coal/Smith1982-Combustion%20of%20COAL%20CHARS-%20A%20REVIEW.pdf

13. Франк-Каменецкий, Д. А. Диффузия и теплопередача в химической кинетике / Д. А. Франк-Каменецкий. ― М. : Наука, 1987. ― 502 с.

14. Колесников, С. А. Сопротивление окислению углерод-углеродных композиционных материалов в диапазоне температур диффузионного торможения / С. А. Колесников // Изв. вузов. Серия «Химия и химическая технология». ― 2015. ― T. 58. ― C. 3‒9. http://web.a.ebscohost.com/abstract?direct=true&profile=ehost&scope=site&authtype=crawler&jrnl=05792991&AN=108705116&h=IudUJOUUYAB49R3A97R5UDT2eQobIopV9k6pcv1NtUDjezTpOdBQ4ZhZnuDk%2bls%2f%2bRj9hrFfLVaekxVhpeKsIg%3d%3d&crl=f&resultNs=AdminWebAuth&resultLocal=ErrCrlNotAuth&crlhashurl=login.aspx%3fdirect%3dtrue%26profile%3dehost%26scope%3dsite%26authtype%3dcrawler%26jrnl%3d05792991%26AN%3d108705116

15. Пат. 2496714 РФ. Способ получения высокоплотного графита / Колесников С. А., Меламед А. Л., Остронов Б. Г., Петров А. М. http://www.freepatent.ru/patents/2496714

16. Пат. 2534878 РФ. Способ получения углеродного материала многонаправленного каркаса из углеродного волокна / Колесников С. А., Бамборин М. Ю. http://www.freepatent.ru/patents/2534878


Дополнительные файлы

Для цитирования: Чеблакова Е.Г., Бамборин М.Ю., Максимова Д.С., Гареев А.Р., Колесников С.А. ПОВЫШЕНИЕ ОГНЕУПОРНОСТИ УГЛЕРОДНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ ЗА СЧЕТ ОГРАНИЧЕНИЯ ГЕТЕРОГЕННОЙ ПОВЕРХНОСТИ ОКИСЛЕНИЯ. Новые огнеупоры. 2016;(4):13-23. https://doi.org/10.17073/1683-4518-2016-4-13-23

For citation: Cheblakova E.G., Bamborin M.Y., Maksimova D.S., Gareev A.R., Kolesnikov S.A. REFRACTORY PROPERTIES ENHANCEMENT FOR THE CARBON-BASED COMPOSITE MATERIALS BY MEANS OF THE HETEROGENEOUS OXIDIZING SURFACE RESTRICTION. NOVYE OGNEUPORY (NEW REFRACTORIES). 2016;(4):13-23. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/1683-4518-2016-4-13-23

Просмотров: 88

Обратные ссылки

  • Обратные ссылки не определены.


ISSN 1683-4518 (Print)