Формованные керамические изделия, характеризуемые их составом, керамические составы, обработка порошков неорганических соединений перед производством керамических изделий: ....содержащих карбонизуемое связующее – C04B 35/532

Изобретение относится к получению углерод-углеродных композиционных материалов фрикционного назначения, которые могут быть использованы в авиационных, автомобильных и железнодорожных тормозных системах. Способ изготовления углерод-углеродного материала включает следующие стадии: (А) получение графитированного наполнителя путем обжига углеродного волокна в виде жгутов при температуре от 2000 до 2500^оС и его штапелирования; (В) аэродинамическое смешение графитированного наполнителя с модифицированным органическим связующим с высоким выходом коксового остатка, содержащим порошок кокса в количестве от 1 до 10 масс.% от массы связующего; (С) формование зеленой заготовки из смеси, полученной на стадии (В); (D) карбонизацию упомянутой зеленой заготовки, предпочтительно при 800-1000^оС; (Е) пропитку заготовки, полученной на стадии (D), связующим под давлением и последующую карбонизацию; (F) высокотемпературный стабилизационный обжиг. В качестве органического связующего используют пеки или синтетические смолы. Прочность на сжатие полученного в соответствии со способом материала составляет не менее 180 МПа, а прочность на изгиб - не менее 125 МПа. Изобретение позволяет упростить и удешевить технологию получения углерод-углеродного материала при увеличении прочности при изгибе и прочности при сжатии, а также улучшить стабильность коэффициента трения. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 3 пр.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к материалам для газодиффузионных электродов электрохимических источников тока, в том числе для топливных элементов с полимерными протонообменными мембранами, использующихся в качестве высоконадежных, экологически чистых источников тока, например, для резервных устройств бесперебойного питания. Материал для углеродного электрода, проницаемый для паров и газов в поперечном направлении, содержащий вертикальные сквозные каналы, представляет собой углерод-углеродный композиционный материал на основе наполнителя технического углерода и связующего полиакрилонитрила с вертикальными сквозными цилиндрическими каналами диаметром 8-52 мкм, с количеством каналов 150-250 на 1 мм² поверхности, с диаметром естественных пор между частицами наполнителя 0,8-1,3 мкм, пористостью 22-75%, удельным объемным электрическим сопротивлением 4,7-7,2 мОм·см, прочностью на сжатие 54-159 МПа. Техническим результатом изобретения является повышение плотности рабочего тока топливного элемента, повышение прочности и газопроницаемости углеродного электрода. 5 ил., 1 табл., 5 пр.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к материалам для газодиффузионных электродов электрохимических источников тока, в том числе для топливных элементов с полимерными протонообменными мембранами, использующихся в качестве бесшумных источников тока, например, на подводных лодках. Материал для углеродного электрода, проницаемый для паров и газов в поперечном направлении, содержащий вертикальные сквозные каналы, представляет собой углерод-углеродный композиционный материал на основе наполнителя графита и связующего полиакрилонитрила с вертикальными сквозными цилиндрическими каналами диаметром 8-52 мкм, с количеством каналов 150-250 на 1 мм² поверхности, с диаметром естественных пор 2 между частицами наполнителя 1,5-1,8 мкм, пористостью 33-82%, удельным объемным электрическим сопротивлением 4,7-7,1 мОм·см, прочностью на сжатие 42-148 МПа. Техническим результатом изобретения является повышение плотности рабочего тока топливного элемента, повышение прочности и газопроницаемости углеродного электрода. 1 табл., 6 пр., 7 ил.

Изобретение относится к области углерод-карбидокремниевых композиционных материалов (УККМ), работающих в условиях высокого теплового нагружения и окислительной среды, и может быть использовано в химической, нефтяной и металлургической промышленности, а также в авиатехнике для создания изделий и элементов конструкций, подвергающихся воздействию агрессивных сред и требующих герметичности от изделий из УККМ. Сущность изобретения: изготавливают заготовку из пористого углеграфитового материала, в качестве пористого углеграфитового материала заготовки под силицирование берут материал, компоненты которого имеют коэффициент линейного термического расширения в пределах 3÷6×10^-6 град^-1. Заготовку нагревают в реторте замкнутого объема в инертной атмосфере или в вакууме в парах кремния. Нагрев ведут до 1500÷700°С или 1700÷1900°С при давлении соответственно 1-36 мм рт.ст. и 1-860 мм рт.ст. с последующей выдержкой в указанных интервалах температур и давлений в течение соответственно 2-3 и 1-2 часов. Охлаждение заготовки проводят в парах кремния до 1350°С при давлении 1-36 мм рт.ст. со скоростью 100-200°С в час. Технический результат - исключение образования трещин в заготовке и обеспечение возможности изготовления герметичных изделий из УККМ. 5 з.п. ф-лы, 32 пр., 1 табл.

Изобретение относится к способу получения углеродсодержащих образцов, предназначенных для проведения экспресс-оценки качества графитированного наполнителя для изготовления силицированных изделий на его основе. Данные изделия могут быть использованы в атомной энергетике, химической промышленности, металлургии и др. Способ изготовления образцов для экспресс-оценки качества графитированного наполнителя включает подготовку сырьевых материалов, прессование, полимеризацию, обжиг и высокотемпературную термообработку. Исходная композиция содержит следующие компоненты, мас.%: порошковый кремний 25-35, графитированный наполнитель фракции -50/+0 мкм 60-50, фенолформальдегидное связующее - остальное. Прессование проводят при давлении 25-30 МПа с последующей полимеризацией, не снимая давления в течение 4-6 часов, обжиг - в течение 10-11 часов, а окончательную высокотемпературную обработку осуществляют при 1850-1900°C. Технический результат изобретения - упрощение определения пригодности графитированного наполнителя для получения силицированных изделий на его основе: по количеству трещин на поверхности образцов, изготовленных заявленным способом. 1 з.п. ф-лы, 4 табл., 1 пр.

Изобретение относится к способу производства анодной массы для самообжигающихся анодов алюминиевых электролизеров и может быть использовано в производстве обожженных анодов. В способе производства анодной массы, включающем предварительный раздельный нагрев коксовой шихты, коксовой пыли и пека, перемешивание коксовой шихты в смесителе, введение в смеситель расплавленного пека и коксовой пыли и их перемешивание с коксовой шихтой, кокосовой пыли и расплавленному пеку перед введением в смеситель придают разнополярные электрические заряды, затем разнополярно заряженную смесь подают в смеситель для смешения с коксовой шихтой. Придание разнополярных зарядов коксовой пыли и пеку осуществляют в течение 1-3 с напряжением на электродах высоковольтных зарядных устройств в пределах 24000÷50000 В постоянного тока. Обеспечивается повышение однородности смешивания компонентов анодной массы при ее производстве. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к технологии получения графитированных материалов, в частности углеродных блоков, и может найти применение в печах электрометаллургии и оснастке к ним, аппаратах для химических производств, машиностроении, спецтехнике. Осуществляют приготовление шихты, содержащей 15-25 мас.% термоантрацита с крупностью частиц 2-10 мм и коксовый наполнитель - остальное. Смешивают упомянутую шихту с пековым связующим. Формируют из полученной смеси заготовку. Заготовку обжигают и термообрабатывают. Получают материал с повышенной абразивной стойкостью, структура которого состоит из графитированной матрицы и неграфитированных частиц термоантрацита. Изобретение позволяет получить углеродные блоки с электропроводностью, соответствующей требованиям электролизеров высокой мощности, а также повышенным сопротивлением абразивному и натриевому воздействию. 3 з.п. ф-лы, 4 табл., 6 пр.

Изобретение относится к области производства объемносилицированных изделий. Технический результат изобретения - упрощение способа производства изделий и повышения его надежности. При изготовлении изделий из композиционного материала в качестве заготовки используют тканый углеродный наполнитель, пропитывают его композицией с содержанием компонентов в массовых частях: бакелит жидкий марки БЖ-3100, кремнийорганическая смола марки К-9 100-140, спирто-ацетоновая смесь 70-100 (с разбросом компонентов не более 10%), продукт АДЭ-3 0,1-0,2. Далее выполняют сушку, отверждение, карбонизацию, высокотемпературную обработку при температуре 1800-2000°С с образованием карбида кремния и силицирование из газовой фазы. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

Предлагается углеродсодержащий огнеупор, используемый в производстве чугуна или стали и обладающий высокой термостойкостью, высокой износоустойчивостью и высокой коррозионной стойкостью без снижения стойкости к окислению. В углеродсодержащем огнеупоре, который состоит из огнеупорного наполнителя и углеродсодержащей связки, соединяющей между собой частицы огнеупорного наполнителя, связка содержит диспергированные в ней наночастицы металла-катализатора диаметром не более 1000 нм и углеродные волокнистые структуры диаметром не более 50 нм. Металл-катализатор выбран из группы: Ni, Co, Fe, Ti, Zr, Cr, Mn, Cu, Pt, Rh, Pd и их соединения. Огнеупор получают смешиванием органического связующего, состоящего из фенольной смолы, дегтя, пека или их смеси, частиц основного материала и раствора металла-катализатора в жидком, коллоидном или суспендированном состоянии с последующей формовкой и термообработкой. При термообработке углеродсодержащего огнеупора в углеродсодержащей связке образуются углеродные волокнистые структуры диаметром не более 50 нм, благодаря чему повышается прочность, снижается модуль упругости и уменьшается коэффициент термического расширения углеродсодержащего огнеупора. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 6 табл., 5 ил.

Изобретение может быть использовано в авиастроении, медицине, микроэлектронике. Формируют каркас, соответствующий форме изделия, и пропитывают его связующим. Если в качестве каркаса используют органические волокна - микотон, то в качестве связующего берут раствор аминборана в гидрофуране. Если в качестве каркаса используют замедлитель нейтронов, например, оксид магния или оксид циркония, стабилизированный оксидом иттрия, то в качестве связующего берут полимерный реагент из ряда, включающего поликарбосилан, полисилазан, полисилоксан. Пропитанный каркас сушат и термообрабатывают в условиях, обеспечивающих плотность газовой среды 0,6-2,2 г/см ³. Можно использовать газовую среду, содержащую азот, гелий, аргон или водород. После термообработки можно провести, по крайней мере, одну дополнительную пропитку и термообработку. Полученные композиционные материалы обладают низким сечением захвата тепловых нейтронов, плотностью 1,8-3,2 г/см³, модулем упругости 150-330 ГПа. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области получения композиционных материалов на основе углерода и карбида кремния и изделий из них, теплозащитного, конструкционного назначений, подлежащих эксплуатации в условии комплексных статических и динамических нагрузок при температурах до 2000°С в окислительной и абразивосодержащих средах (авиакосмическая техника, электротермическое оборудование в химической, нефтяной промышленности и металлургии). Изделия из углеродного волокнистого наполнителя и полимерного связующего после карбонизации пропитывают раствором поликарбосилана в толуоле, сушат, а затем в едином технологическом цикле термостабилизируют и керамизируют. Выдержку карбонизованной заготовки в 10-20% растворе осуществляют в течение 0,5-3,0 ч, а затем сушат в вентилируемом объеме в течение 12-24 ч при температуре 15-60°С. Термостабилизацию осуществляют при подъеме температуры до 800-1300°С со скоростью нагрева 80-140 град/ч, а керамизацию (силицирование) - при подъеме температуры до 1900-2100°С со скоростью 150-200 град/ч. Способ позволяет повысить эффективность жидкофазной пропитки кремнием, а также жаростойкость и абразивную стойкость материала. 4 з.п. ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к области получения композиционных материалов на основе углерода и изделий из них, подлежащих эксплуатации в условиях комплексных статических и динамических нагрузок при температурах до 2000°С в окислительной среде и высокоскоростных потоков продуктов сгорания топлива (авиакосмическая техника, высокотемпературное электротермическое оборудование и т.д.). Способ включает набор углеволокнистого наполнителя в виде пакетов заготовок объемной структуры, пропитку коксообразующим связующим, формование, карбонизацию, уплотнение и керамизацию. Пропитку углеволокнистого наполнителя проводят перед набором пакета в комплексном связующем, включающем олигомерную некоксующуюся смолу в виде 40-80 мас.% раствора олигомерной ненасыщенной полиэфирной смолы в мономере ненасыщенного эфира и олигомерную коксообразующую смолу в виде 45-55 мас.% спиртового раствора олигомерной фенолформальдегидной резольной смолы. Соотношение некоксующейся и коксообразующей олигомерных смол составляет (30-40):(60-70) мас.%. В пропитанном углеволокнистом наполнителе содержание комплексного связующего составляет 30-50 мас.%. Полимеризацию некоксующейся смолы после пропитки проводят ионизирующим облучением, а коксообразующей смолы - при температуре 130-190°С в процессе формования углепластиковой заготовки. Способ позволяет получать материал с высокими физико-механическими и эксплуатационными характеристиками. 5 з.п. ф-лы, 3 табл., 1 ил.

Изобретение относится к технологии изготовления углеродсодержащих огнеупорных изделий и может использоваться в химическом машиностроении, а также в электродной и электротехнической промышленности. Технический результат изобретения - получение микропористого углеродного материала с повышенной плотностью, а также снижение энергоемкости и продолжительности процесса изготовления материала. Заявляемый углеродсодержащий огнеупорный материал содержит следующие компоненты, вес.%: термоантрацит фракции, мм: (-0,5+0), (-1,25+0) и (-2,50+1,25) 40-55, графит фракции, мм: (-0,5+0) и (-1,25+0) 20-35, каменноугольный пек 16-21, карбид кремния фракции, мм (-0,071) - 8-15, кремний металлический фракции, мм (-0,071) - 5-8, окись алюминия в виде порошка 0,8-1, измельченное железо 0,8-1. Сыпучие компоненты при указанном выше соотношении и размерах фракций смешивают, подогревают до 104-120°С, затем добавляют пек, нагретый до температуры 140-150°С, и перемешивают в течение 30-45 мин. Затем с помощью экструдера формуют из смеси доменные блоки 600×600×3000 при давлении 50 кг/см² и температуре 135°С, которые подвергают термической обработке в газовой камерной печи при температуре в газовой фазе 1200-1300°С в течение 400-450 часов с последующим охлаждением в печи в течение 6 суток. 2 н.п. ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к коксу, армированному углеродным волокном, предпочтительно игольчатому коксу. Кокс образуется совместным коксованием смеси небольшого количества нарезанных углеродных волокон и тяжелых остатков переработки нефти или каменноугольного дегтя и пеков, получаемой смешиванием углеродных волокон или стабилизированных волокон предшественника для образования углеродных волокон с потоком подаваемого сырья для способа замедленного коксования, коксованием указанной смеси на известной установке замедленного коксования и обжигом полученного кокса. Сырье состоит из группы остатков с высоким содержанием ароматических соединений после перегонки в вакууме, легкого крекинга, каталитического крекинга в псевдоожиженном слое, термического крекинга, пиролиза этилена или мягких пеков, производимых коксованием угля или перегонкой остатков угля с высоким содержанием ароматических соединений. Кокс применяют в полигранулированных аморфных или графитизированных углеродных материалах, содержащих по меньшей мере 70 мас.% углерода, в частности, в угольных электродах и в связанных с ними соединительных деталях (ниппелях), в мелкозернистых графитах и реакторных графитах, в кирпичах для домен или в катодах и анодах для электролиза расплавленных солей алюминия. Технический результат - получение армированного углеродными волокнами кокса высокого качества из остатков нефтепереработки. 2 н. и 6 з.п. ф-лы.

Использование: изобретение относится к производству изделий и конструкционных материалов на основе волокнисто-армированных углерод-карбидокремниевых композиционных материалов и может быть использовано в металлургической промышленности, в автомобиле- и тракторостроении для изготовления деталей, работающих в условиях значительных механических нагрузок, например, пресс-форм, узлов торможения и сцепления. Техническим результатом заявляемого изобретения является упрощение и уменьшение продолжительности процесса получения волокнисто-армированного углерод-карбидокремниевого композиционного материала при увеличении его прочности и ударной вязкости. Способ включает изготовление углепластикового полуфабриката на основе углеродных армирующих волокон и термореактивного фенолоформальдегидного связующего, термообработку полимерной матрицы с образованием коксовой матрицы, армированной углеродными волокнами, силицирование полученного углерод-углеродного композита. В процессе изготовления углепластикового полуфабриката на первом этапе углеродный армирующий волокнистый наполнитель пропитывают раствором фенолоформальдегидного связующего в этиловом спирте до содержания 15-19 мас.% связующего и 85-81 мас.% углеродного армирующего наполнителя, а на втором этапе дополнительно пропитывают 30-40% раствором в этиловом спирте фенолоформальдегидного связующего, в который предварительно добавляют порошок углерода или смесь порошка карбида кремния и порошка углерода в следующем соотношении, мас.%: связующее 20-50; порошки углерода и карбида кремния 50-80, при этом содержание порошка углерода в смеси порошков углерода и карбида кремния составляет от 20 до 60 мас.%. Силицирование проводят непосредственно за процессом карбонизации полимерной матрицы путем подъема температуры в печи от температуры карбонизации полимерной матрицы с образованием коксовой матрицы - 1200°С до температуры 1800-2000°С. Для получения углеродного армирующего полуфабриката в виде коротких волокон после второго этапа пропитки осуществляют резку непрерывного углеволокнистого наполнителя до размеров 5-10 мм. Полученный волокнисто-армированный углерод-карбидокремниевый композиционный материал содержит 23-54 мас.% углеродного волокна, 4-8 мас.% углерода матрицы и 38-73 мас.% карбида кремния. 2 з.п. ф-лы, 5 табл.

Изобретение относится к обжигу изделий, содержащих в качестве связующего смолу или пек, например графитированных электродов. Способ обжига изделий, содержащих в качестве связующего смолу или пек, включает предварительный нагрев изделий отходящими из камер обжига газами, обжиг и охлаждение изделий, сжигание топлива и части выделяющихся из изделий пиролизных газов в камерах обжига, подвергаемые обжигу изделия помещают в контейнеры, соединенные в блоки, все выделяющиеся из изделий пиролизные газы выводят из каждого блока контейнеров отдельным потоком, объединяют потоки в пределах каждой камеры в общий поток, который выводят за пределы камеры, объединяют с потоками из других камер и направляют на сжигание в камеру обжига, а в контейнерах устанавливают давление, равное или большее давлению в соответствующей камере. Устройство включает многокамерную обжиговую печь с горелками для поддержания необходимого температурного режима обжига и устройствами для транспортирования газов из камер предварительного нагрева в камеру обжига и транспортирования высокотемпературных газов из камер обжига в камеры предварительного нагрева, камеры оснащены контейнерами, соединенными в блоки, с крышками, которые между собой в пределах блока соединены патрубками для вывода пиролизных газов в коллектор, расположенный внутри камеры и соединенный с патрубками для отвода газов из блоков крышек и с патрубком для вывода пиролизных газов за пределы камеры, который оснащен устройством для регулирования давления внутри контейнеров, причем патрубки для вывода пиролизных газов из отдельных камер соединены с расположенным снаружи коллектором, который подключен к устройству для подачи и сжигания пиролизных газов в камере обжига. Изобретение обеспечивает повышение экологической и экономической эффективности обжига в многокамерных обжиговых печах. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.

Предлагаемое изобретение касается способа изготовления углеродных блоков, в частности анодов, предназначенных для производства алюминия при помощи электролиза в соответствии со способом Холла-Эру (Hall-Heroult). Способ содержит регулирование гранулометрического состава углеродного агрегата, включающее разделение произвольного исходного углеродного агрегата АС на первую фракцию F1, образованную зернами, размеры которых меньше X, и вторую фракцию F2, образованную зернами, размеры которых равны или превышают X, где величина Х заключена в диапазоне от 0,2 мм до 2 мм. Первую фракцию F1 и часть Р1 второй фракции F2 измельчают таким образом, чтобы получить порошок F, содержащий контролируемую пропорцию ультрадисперсных зерен. Оставшуюся часть Р2 фракции F2 и упомянутый порошок F смешивают в пропорциях, которые позволяют получить сырые углеродные блоки с соотношением "Gr/S" между долей PGr зерен с размерами, превышающими 0,3 мм, и долей PS зерен, размеры которых заключены в диапазоне от 30 мкм до 0,3 мм, по меньшей мере равным 4. Для получения углеродных блоков осуществляют горячее смешивание конечного углеродного агрегата со связующим на основе смолы, полученную пасту формуют и обжигают. Плотность обожженных углеродных блоков составляет более 1,55 г/см³. Технический результат изобретения - упрощение способа производства углеродных блоков с повышенной стойкостью к тепловому удару. 1 н. и 16 з.п. ф-лы, 2 табл., 6 ил.