Thermal conductivity level improving for carboncarbon composite materials


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

Full Text:




Abstract

The carbon materials' thermal conductivity is the important factor supporting their resistance against the thermal shock. In the article the influence is regarded of the operational characteristics on the heat conductivity values reproduction when the three-dimensional reinforced highdensity carbon-carbon composite billets producing. More than 82 % of all billets had the average value of heat conductivity between 46 and 56 W/(m·K). The amount of all billets between 4,6 and 12,5 % had the values of heat conductivity between 44 and 70 W/(m·K). It was established that the treatment temperature's elevation from 1600 to 2400 °C can result in the heat conductivity rising by 0,21 W/(m·K) per each 100 °C. The difference in the frame structure can lead to the average heat conductivity's
variation within 3 W/(m·K). The variation of the apparent density level between 1,89 and 1,98 g/cm3 makes the heat conductivity change by 1,1 W/(m·K) per each 0,01 g/cm3
increment. The connection was found between the carboncarbon's electric conductivity ρ and heat conductivity λ which shape corresponds to the Wiedemann ‒ Frantz relation λ · ρ = const. Ill. 4. Ref. 18. Tab. 1.

About the Authors

S. A. Kolesnikov
АО «НИИграфит». Госкорпорация «АО «Росатом»
Russian Federation


M. Yu. Bamborin
АО «НИИграфит». Госкорпорация «АО «Росатом»
Russian Federation


V. A. Vorontsov
АО «НИИграфит». Госкорпорация «АО «Росатом»
Russian Federation


A. K. Protsenko
АО «НИИграфит». Госкорпорация «АО «Росатом»
Russian Federation


E. G. Cheblakova
АО «НИИграфит». Госкорпорация «АО «Росатом»
Russian Federation


References

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


Supplementary files

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

Views: 703

Refbacks

  • There are currently no refbacks.


ISSN 1683-4518 (Print)