Формирование уровня теплопроводности углерод-углеродного композиционного материала

С. А. Колесников; М. Ю. Бамборин; В. А. Воронцов; А. К. Проценко; Е. Г. Чеблакова

doi:10.17073/1683-4518-2017-2-30-38

Формирование уровня теплопроводности углерод-углеродного композиционного материала

С. А. Колесников, М. Ю. Бамборин, В. А. Воронцов, А. К. Проценко, Е. Г. Чеблакова

https://doi.org/10.17073/1683-4518-2017-2-30-38

Полный текст:

Аннотация

Теплопроводность углеродных материалов ― важный фактор обеспечения стойкости к термическому удару. Рассмотрено влияние технологических параметров на воспроизведение величины теплопроводности при производстве заготовок трехмерно армированного высокоплотного углерод-углеродного композита. Средний уровень теплопроводности от 46 до 56 Вт/(м·К) имели более 82 % заготовок. От 4,6 до 12,5 % заготовок имели теплопроводность не менее 44 и не более 70 Вт/(м·К). Установлено, что изменение температуры обработки углеродной нити от 1600 до 2400 °С может привести к росту теплопроводности материала на 0,21 Вт/(м·К) на каждые 100 °С. Различие в структуре каркаса может дать изменение средней величины теплопроводности в пределах 3 Вт/(м·К). Вариация уровня кажущейся плотности материалов от 1,89 до 1,98 г/см3 дает изменение теплопроводности на 1,1 Вт/(м·К) на каждую +0,01 г/см3. Для углерод-углеродного композита установлена связь электропроводности ρ и теплопроводности λ, соответствующая по форме закону Видемана ‒ Франца λ · ρ = const

Ключ. слова

углерод-углеродный композиционный материал, углеродные материалы, терми- ческий удар, теплопроводность, электропроводность, плотность,

Об авторах

С. А. Колесников

АО «НИИграфит». Госкорпорация «АО «Росатом»
Россия
д.т.н.

М. Ю. Бамборин

АО «НИИграфит». Госкорпорация «АО «Росатом»
Россия
к.т.н.

В. А. Воронцов

АО «НИИграфит». Госкорпорация «АО «Росатом»
Россия
к.т.н.

А. К. Проценко

АО «НИИграфит». Госкорпорация «АО «Росатом»
Россия
к.т.н.

Е. Г. Чеблакова

АО «НИИграфит». Госкорпорация «АО «Росатом»
Россия
к.х.н.

Список литературы

1. Котельников, Р. Б. Особо тугоплавкие элементы и соединения / Р. Б. Котельников, С. Н. Башлыков, З. Г. Галиакбаров, А. И. Каштанов. ― М. : Металлургия, 1968. ― 376 с.

2. Соколовский, М. И. Углеродные материалы НИИ-графит в разработках РДТТ ОАО НПО «Искра» /М. И. Соколовский, В. В. Лукьянов, Ю. Г. Лузенин // Современные проблемы производства и эксплуатации углеродной продукции : сб. науч. тр. ― Челябинск : Библиотека А. Миллера, 2000. ― С. 220, 221.

3. Соколовский, М. И. Материалы углеродного класса в РДТТ. Требования, предъявляемые к УУКМ, направления совершенствования / М. И. Соколовский, Г. А. Зыков, В. В. Лукьянов [и др.] // Современные проблемы производства и эксплуатации углеродной продукции : сб. науч. тр. ― Челябинск. : Библиотека А. Миллера, 2000. ― С. 151‒153.

4. Бабкин, М. Ю. Оценка термостойкости графитированных электродов / М. Ю. Бабкин // Современное состояние и перспективы развития электродной продукции, конструкционных и композиционных углеродных материалов : сб. докл. междунар. конф. ― Челябинск : Энциклопедия, 2010. ― С. 202‒205.

5. Кинджери, В. Д. Измерения при высоких температурах / В. Д. Кинджери. ― М. : Металлургиздат, 1963. ― 236 с.

6. УУКМ марок «Десна-4», КМ-ВМ-4Д, КМ-ВМ-2Д и Десна Т-1. http://www.Niigrafit.ru

7. Проценко, А. К. Разработка углерод-углеродных технологий и перспективы их развития / А. К. Проценко, С. А. Колесников // Научно-исследовательскому институту конструкционных материалов на основе графита ― 55 лет : сб. статей. ― М. : Научные технологии, 2015. ― С. 31‒59. http://www.niigrafit.ru/naukai-obrazovanie/sbornik.pdf

8. Аксельрод, Л. М. Математическое моделирование разрушения футеровок металлургического оборудования под действием термоударов / Л. М. Аксельрод, А. В. Заболотский // Современная наука : сб. науч. статей. ― 2010. ― № 2 (4). ― С. 165‒169. http://modern.science.triacon.org/ru/issues/2010/files/papers/2/165-169.pdf

9. Аполлонов, В. К. Исследование воздействия лазерного излучения на зеркальные поверхности материалов / В. К. Аполлонов. ― М. : Наука, 1975. ― 101 с.

10. Милёхин, Ю. М. Расчет методом характеристик нестационарных внутрибаллистических параметров выхода РДТТ на рабочий режим / Ю. М. Милёхин, А. Н. Ключников, В. С. Попов, Н. Д. Пелипас // Физика горения и взрыва. ― 2014. ― Т. 50, № 6. ― С. 61‒75. http://www.sibran.ru/upload/iblock/3b7/3b7130e7bf08c1492cc57e439128ffbc.pdf

11. Соколов, А. И. Многомерно армированные углеродуглеродные композиционные материалы / А. И. Соколов, А. К. Проценко, С. А. Колесников // Новые промышленные технологии. ― 2009. ― № 3. ― С. 29‒32.

12. Glass, D. E. Materials development for hypersonic flight vehicles / D. E. Glass, R. Dirlingz, H. Groops // http://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/20070004792.pdf.

13. Шулепов, С. В. Физика углеродных материалов / С. В. Шулепов. ― Челябинск : Металлургия, Челябинское отделение, 1990. ― 336 с.

14. Нагорный, В. Г. Свойства конструкционных материалов на основе графита : справочник / В. Г. Нагорный, А. С. Котосонов, В. С. Островский [и др.] ; под ред. В. П. Соседова. ― М. : Металлургия, 1975. ― 336 с.

15. Lalit M. Manocha. High performance carbon-carbon composites / Lalit M. Manocha // Sahana. ― 2003. ― Vol. 28, рarts 1/2. February/april. ― P. 349‒358.

16. Фитцер, Э. Углеродные волокна и углекомпозиты / Э. Фитцер, Р. Дифендорф, И. Калнин [и др.] ; под ред. Э. Фитцера ; пер. с англ. ― М. : Мир, 1988. ― 336 с.

17. Golecki, I. Properties of high thermal conductivity carbon-carbon composites for thermal management applications / I. Golecki, L. Xue, R. Leung [еt al.] //High-Temperature Electronic Materials, Devices and Sensors Conference, 1998. 27 Feb. 1998. ― San Diego, CA, USA. http://ieeexplore.ieee.org/xpl/freeabs_all.jsp?arnumber=730696

18. Lavin, J. G. The correlation of thermal conductivity with electrical resistivity in mesophase pitch-based carbon fibers / J. G. Lavin, D. R. Boyington, J. Lanijani [еt al.] // Carbon. ― 1993. ― Vol. 31. ― P. 1001‒1004. http://fgmdb.kakuda.jaxa.jp/SSPSHTML/e-004st4.html

Дополнительные файлы

Для цитирования: Колесников С.А., Бамборин М.Ю., Воронцов В.А., Проценко А.К., Чеблакова Е.Г. Формирование уровня теплопроводности углерод-углеродного композиционного материала. Новые огнеупоры. 2017;(2):30-38. https://doi.org/10.17073/1683-4518-2017-2-30-38

For citation: Kolesnikov S.A., Bamborin M.Y., Vorontsov V.A., Protsenko A.K., Cheblakova E.G. Thermal conductivity level improving for carboncarbon composite materials. NOVYE OGNEUPORY (NEW REFRACTORIES). 2017;(2):30-38. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/1683-4518-2017-2-30-38

Обратные ссылки

Обратные ссылки не определены.

ISSN 1683-4518 (Print)

Логин
Пароль