Диссертация (Разработка технологии изготовления углерод-углеродного композиционного материала на основе нетканого окисленного полиакрилонитрила), страница 7

Физико-механические характеристики при растяжении вдольполотна (без иглопрошивания)Иглопробивной материал Растяжение Параметры испытаний:Модульупругости[MPa]Пределпрочности[MPa]Удлинениепри разрыве[%]Нагрузка примаксимуме [N]Ширинаобразца[mm]Толщинаобразца[mm]145,42,510,9282,739,512,0243,22,613,8299,839,512,0333,41,911,4212,479,512,0439,22,114,4238,859,512,0540,62,211,5246,899,512,098Модульупругости[MPa]Пределпрочности[MPa]Удлинениепри разрыве[%]Нагрузка примаксимуме [N]Ширинаобразца[mm]Толщинаобразца[mm]40,42,212,4256,159,512,0СреднееСкорость испытания10,0 mm/minТемпература22,0 °CШирина образца27,0 mmДлина60,0 mmКоличество образцов5 шт.Таблица 4.2 Физико-механические характеристики при растяжении вдольполотна (с иглопробиванием)СреднееМодульупругости[MPa]Пределпрочности[MPa]1,50,4Удлинениеприразрыве[%]36,6Нагрузка примаксимуменагрузки[N]157,90Ширинаобразца[mm]Толщинаобразца[mm]27,013,0Типовой график диаграммы растяжения для образцов материала сиглопробиванием представлен на рисунке 4.6.Рисунок 4 6Типовой график диаграммы растяжения образцовматериала с иглопробиванием99Как видно из приведенных результатов испытаний, характеристикииглопробивных каркасов существенно изменились Установлено, что модульЮнга вдоль полотна уменьшился примерно в 26 раз, прочность прирастяжении уменьшилась в пять раз, при этом деформация удлиненияувеличилась в три раза Это означает, что серьѐзного уплотнения при намоткес иглопробиванием не происходитОднако в результате радиальногоиглопробивания получилось новое распределение волокон по пространствукаркаса Появились волокна, связывающие слои в трансверсальном (здесь – врадиальном) направлении К плотности материала каркаса из окисленногоПАН-волокна предъявляются конкретные требования, указанные выше, чемопределяется содержание будущего углеродного армирующего волокна вбудущем трехмерно армированном углерод-углеродном композитеДляиглопробивных каркасов сравнительно высокой плотности можно добитьсяпрессованием вдоль оси намотанного цилиндраКроме того, сериютермообработок массива волокон для его превращения в углеродноесостояние с ориентированной структурой следует проводить в стесненныхусловиях, применяя специальные фиксирующие оснастки4.4.

Оптические измеренияКоэффициенты Пуассона материала были оценены по методике оптическогоизмерения поперечных перемещений пакета холстов катетометром (по точечнымотметкам маркером) при приложении к нему сжимающих напряжений Началоотсчета соответствовало свободному положению образца, до приложениясжимающей нагрузки, а окончание – положению образца, при котором начиналасьпотеря устойчивости (рисунок 4 7).100реперные точкиабвРисунок 4 7 – Оптическое определение перемещений пакета слоев поднагрузкой: а – начальное положение; б – деформация до потериустойчивости; в – состояние после потери устойчивостиНа основании экспериментальных данных с использованием полученныхвыражений для окружных и радиальных напряжений произведены численныерасчеты, и их результаты представлены на диаграммах напряжений (рисунок 4.8).Без прошивки φ = МПа; Е 0 =2·*Е r =30МПа;2 С радиальным иглопробиванием5МПа;  о =0,33; Е  =4 ,4МПа;a=23мм;b=25мм; =0,05R(t)=50мм=const; * φ = ,2МПа; Е 0 =2·5МПа;  о =0,33; Е  = ,5МПа;Е r =10МПа; a=23мм; b=25мм; R(t)=50мм=const; =0,01b ≥ r ≥ R(t)абРисунок 4 8 – Диаграммы радиальных и окружных напряжений в случаенамотки без радиальной прошивки (а) и при радиальном иглопробивании (б)101Как видно из рис 4.8, уровень напряжений в случае каркасов с радиальнымиглопробиванием оказывается в несколько раз ниже, чем при отсутствиииглопробиванияТаким образом установлено, что применение для массивных цилиндрическихобъектов радиального армирования путем иглопробивания изменяет степеньанизотропии материала, что приводит к уменьшению радиальных и окружныхнапряжений, снижает коэффициент Пуассона цилиндрического каркаса примернов 5 раз (см рис 4.8) и модуль Юнга в окружном направлении, что позволяетизбежать потери устойчивости при прессовании цилиндрических заготовок изокисленного ПАНа Малые величины коэффициента Пуассона и модуля Юнгаприводят куменьшению давления прессованного материала на стенкипресс-формы, что существенно упрощает ее конструкцию и операцию снятия соснастки (распрессовки)Моделирование растущей заготовки при намоткепозволяет следить за кинетикой напряженного состояния в системе оправка –растущий упругий цилиндрВ отсутствии иглопробивания намотанные слои слабо связаны между собойпо сравнению с внутренними связями Поскольку модуль Юнга в окружномнаправлении в этом случае выше модуля в случае иглопробивания, то давление наоправку, как видно из графиков рис 4.8, заметно больше давления при намотке безиглопробивания Но положительный коэффициент Пуассона слоистой структурыпри последующем технологическом сжатии в осевом направлении приведет кослаблению давления на внутреннюю оправку, либо к отходу намотанногослоистого цилиндра от оправки При последующем осевом сжатии внутренниетонкие и не связанные друг с другом слои почти неизбежно начнут терятьустойчивость, создавая складчатость, которая оборачивается браком послетермообработкиВ процессе с иглопробиванием получается более рыхлаяструктура каркаса с почти нулевым коэффициентом Пуассона При последующемосевом прессовании эта структура равномерно сжимается без зажима или отхода отоправки102Вся указанная совокупность факторов позволила сформировать качественнуюоднородную заготовку на этапе прессованияВ результате применения при производстве радиального армирования путемиглопробивания, получены массивные цилиндрические каркасы (рисунок 4 9),микроструктура которых демонстрирует характерную анизотропию (рисунок 4 10).абвРисунок 4 9 - Полученная массивная цилиндрическая заготовка (Ø 9 мм,высота – домм, объемная плотность ~ ,2 г/см 3 ), армированная врадиальном направлении (а); распрессовка массивной заготовки каркаса (Øвнеш = 9 мм, Н= 5 мм, объемная плотность ~ ,75 г/см³) (б); углеродныйармирующий каркас Ипресскон после карбонизации, объемнаяплотность ~ ,6 г/см³ (в)абРисунок 4 10 – Томографическое изображение микроструктуры поперечногосреза Видна характерная анизотропия (а); микроструктура Ипрессконаисследована методом электронной микроскопии (б)103Отчетливоразличимоерадиальноеармированиеобеспечиваетдополнительное усиление механической прочности армирующего каркаса врадиальном направлении, что актуально для наиболее теплонагруженныхэлементов пресс-форм горячего прессования – цилиндрических обечаекПолученные в дальнейшем УУКМ на основе радиально армированныхцилиндрических каркасов продемонстрировали отсутствие в их структуремакродефектов (трещин, расслоений)104ГЛАВА 5.

ПОЛУЧЕНИЕ ВЫСОКОПЛОТНЫХ УУКМ НА ОСНОВЕИПРЕССКОНА® С ДВУМЯ ТИПАМИ МАТРИЦ, РЕЗУЛЬТАТЫ ИХИСПЫТАНИЙ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК5.1 Получение высокоплотного УУКМ на основе каркаса Ипресскон® сматрицей из кокса каменноугольного пека и анализ кинетики уплотненияЖидкофазноеуплотнениекаменноугольнымпекомпроводилосьнапромышленной установке жидкофазной пекопропики. Для уплотнения углеродныхкаркасов Ипресскон® применялись многократные циклы «пекопропитка карбонизация - высокотемпературный отжиг» Между циклами пропитки икарбонизации проводился высокотемпературный отжиг заготовок до температур(1800-2) °С с целью упорядочения кристаллической структуры и повышенияоткрытой пористости.Последовательные циклы пропитки и карбонизации проводились до 6 раз сцелью достижения необходимой плотности УУКМ В результате жидкофазногоуплотненияполученыобразцывысокоплотныхУУКМ-Ипресскон®сизмельченной структурной ячейкой плотностью ( ,9 ± , 2) г/см3 (рисунок 5 ), вдальнейшемспособоммехобработкиизнихизготавливалисьобразцынеобходимой геометрии и размероваРисунок 5б– Получение УУКМ-Ипресскон® (пек) в виде цилиндров (а) и ввиде параллелепипедов (б)105В процессе уплотнения углеродного каркаса Ипресскон ® на нетканой основематрицей кокса пека проанализирована сравнительная кинетика увеличения егоплотности по стадиям пекопропиток с объемно-армированным по схеме 4Dстержневым каркасом серийно выпускаемого материала МКУ4М-7 Установлено,что достижение состояния высокоплотного УУКМ с плотностью свыше ,9 г/см3дляИпресскона®происходитзаменьшееколичествоцикловпропитки/карбонизации (6 циклов), чем у стержневого каркаса материалаМКУ4М-7 (8-9 циклов), что иллюстрирует график рисунка 5 2Рисунок 5 2 – Сравнение скорости уплотнения пековой матрицей УУКММКУ4М-7 и УУКМ-Ипресскон®Более высокая скорость уплотнения объясняетсямалым размеромструктурной ячейки Ипресскона®, определяемым величиной поры (приведенныйдиаметр поры – (10-60) мкм в сравнении с размером ячейки ,7 мм у МКУ4М-7),который позволяет удерживать расплавленный пек благодаря капиллярномуэффекту, что подтверждает анализ микроструктуры Ипресскона® и УУКМ на егооснове (рисунок 5 3)106абРисунок 5 3 - Результаты исследования мироструктуры Ипресскона (а);микроструктура шлифа УУКМ с пековой матрицей плотностью ,88 г/см³(×5 ) (б)Результаты измерения открытой пористости методом эталонной контактнойпорометрии показали для УУКМ плотностью около,9 г/см3 основноераспределение пор в диапазоне размеров приведенного диаметра отмкм до 6мкм (рисунок 5 4), при этом величина открытой пористости составила всего 2%а107бРисунок 5 4 - Интегральное (а) и дифференциальное (б) распределениепор по приведенным радиусам в объеме образцаМалый размер структурной ячейки в совокупности с высокой кинетикойуплотненияприпривлекательнымжидкофазномсточкиметодезренияделаютдальнейшейполученныйразработкикаркаскерамо-иметалломатричных КМ В результате жидкофазного уплотнения углеродногокаркаса в виде блока с длиной одной из сторон 7мм получены образцывысокоплотных УУКМ с плотностью ( ,9 ± , 2) г/см3 На основании преформыплотностью,55г/см3,прошедшей2полныхцикла«пекопропитка-карбонизация-ВТО», способом пиролитического осаждения карбида кремния изгазовойфазымонометилсилана[147]полученуглерод-керамическийокислительностойкий КМ состава C-SiC, из которого способом механическойобработки изготовлен теплозащитный экран со сложной перфорацией (толщинастенки – 2 мм, количество отверстий диаметром 2 мм – 936 шт ) длятеплонагруженного узла изделия РКТ ГНЦ ФГУП «Центра Келдыша» (рисунок 5 5)108Рисунок 5.5 Теплозащитный экран изУККМ состава C-SiC наоснове углероднойпреформы из Ипресскона ®Подобную тонкостенную конструкцию с множественной перфорациейоказалось возможно изготовить лишь благодаря однородной измельченноймикроструктуре материала, чего невозможно было бы достичь на материалах нанитяной основе Изготовленный теплозащитный экран прошел успешные тепловыеиспытания в ГНЦ ФГУП «Центр Келдыша» По данному изделию получен актвнедрения (Приложение1).5.2 Получение высокоплотного УУКМ на основе каркаса Ипресскон® сматрицей из пиролитического углерода и изготовление изделийОбразующаяся в объеме каркаса при газофазном уплотнении пироуглероднаяматрица традиционно считается одним из лучших противоэрозионных материаловПроведено уплотнение двух массивных цилиндрических каркасов Ипресскон®наружным диаметром Ø 75 мм высокопроизводительным термоградиентнымспособом из газовой фазы метана в печи «Агат-3,2» (см рис 2 5) Уплотнениеобразцов данным способом позволило достичь плотности УУКМ ( ,74- ,76 г/см3)после проведенной по окончании процесса мехобработки (рисунок 5 6)109абРисунок 5 6 – Газофазно уплотненные УУКМ диаметром Ø 75 мм послемехобработки (а) и после полировки (б)На продольном срезе одной из втулок, подвергнутой полировке, былаизмерена шероховатость поверхности Ra при помощи профилометра марки «TimeTR2» (рисунок 5 7)Рисунок 5 7 - Измерение шероховатости поверхности при помощипрофилометраРезультаты измерений шероховатости Ra в различных направленияхпродольного среза втулки представлены в таблице 5Таблица 5– Результаты измерений шероховатости Ra на продольном срезевтулки ОБ-8 после полировкиНаправлениеизмеренияЗначениеизмерения0,76Значениеизмерения0,82Значениеизмерения0,7831100,570,520,620,780,760,810,820,80,810,640,60,610,760,810,79Как видно из таблицы, измельченная структурная ячейка позволилаобеспечить шероховатость поверхности Ra после полировкиот ,52 до ,82, чтосопоставимо с чистотой поверхности полированного металла (соответствие дляметаллов 7-му квалитету) К примеру, для металлических деталей чистотаповерхности Ra ,63 достигается для зеркал цилиндров, работающих с резиновымиманжетами, торцевых поверхностей поршневых колец при диаметре менее 24 мм,валов в пригоняемых и регулируемых соединениях с допуском зазора-натяга 7-25 мкмПосадочные поверхности 7-го квалитета с длительным сохранением заданной посадкитребуются для осей эксцентриков, точных червяков, зубчатых колес и др [148].Высокие значения шероховатости поверхности позволяют использоватьразработанный УУКМ в тонких или сложно профилированных изделиях, таких какэлектроды ионно-оптических систем, надроторные вставки, остроконечныекромки летательных аппаратов, теплозащитные сложно перфорированные экранытеплонагруженных узлов и др111Благодаря использованию обеих технологий уплотнения (жидкофазной игазофазной) был получен материал УУКМ с комбинированной матрицей изпиролитического углерода и кокса пека На первой стадии его полученияуглеродный каркас Ипресскон® был уплотнен изотермическим способомпироуглеродной матрицей до объемной плотности околопроведенного ВТО при 2четырех,3 г/см 3, а после°С был в дальнейшем доуплотнен коксом пека путемпоследовательныхциклов«пекопропитка-карбонизация-ВТО»додостижения объемной плотности ,67 г/см3 Достижение более высокой плотностиоказалось проблематичным вероятно из-за имеющейся в материале закрытойпористости после первичногогазофазного уплотнения Внешний вид (частьзаготовки) и микроструктура, исследованная методом оптической микроскопии,представлены на рисунке 5 8абРисунок 5 8 – Внешний вид уплотненного УУКМ (а) и его микроструктура (б)Анализ пористой структуры полученного УУКМ, проведенный методомэталонной контактной порометрии на стандартных образцах диаметром Ø23 мм,показал, что объемная пористость материала не превышает 4,5% Графикидифференциального и интегрального распределения пор в объеме образцапредставлены на рисунке 5 9 (а, б)112абРисунок 5 9 – Графики дифференциального (а) и интегрального (б)распределения пор в объеме образцаРавномерно-микропористаяармирующаясистемаУУКМнаосновеИпресскона позволила изготовить тонкие, сложнопрофильные конструкции Так,из полученного УУКМ-пироуглерод-кокс пека способом механической обработкиизготовлена заготовка ускоряющего электрода (УЭ) ионно-оптической системывысокочастотного ионного двигателя малой мощности (ВЧИД ММ), имеющегосложную геометрическую форму и толщину стенкичертежомНаучно-исследовательскогоинститута,5 мм в соответствии сприкладноймеханикииэлектродинамики Московского авиационного института (НИИ ПМЭ МАИ) Затемна заготовке была выполнена перфорация путем механического сверления, послечего ее рабочая поверхность была обработана посредством полировки (рисунок 5)113аРисунок 5б– Внешний вид УЭ после мехобработки (а) и после полировки (б)Изготовленный электрод прошел успешные испытания на стенде ИУ-2 в НИИПМЭ МАИ [149] (рисунок 5)абРисунок 5– Ускоряющий электрод МВАУ 3 8 4 - 2 (толщина,5 мм) ионно-оптической системы ВЧИД ММ во время (а) и после испытаний (б)на стенде ИУ-2 в НИИ ПМЭ МАИМалаявеличинашероховатостиповерхностиэлектрода,достижимаяблагодаря измельченной структурной ячейке углеродного каркаса Ипресскон®,позволила обеспечить его работоспособность без электростатических пробоев,источниками которых могут являться выступающие концы углеродных волокон награнице отверстий, характерные для серийно производимых УУКМ наткано-выкладочной, стержневой и нитяной основе114Согласно сравнительному оценочному расчету скорости эрозии УЭ макетаВЧИД ММ, максимальная скорость эрозии для УЭ из титана составила ,3 мкм/чТаким образом, в УЭ из титана уже менее чем через 5часов будутобразовываться паразитные отверстия Максимальная скорость эрозии УЭ изУУКМ- Ипресскон® составила , 83 мкм/ч При такой скорости эрозии паразитныеотверстия на поверхности УЭ появятся только через 8УЭ составит более 25часов, а полный ресурсчасов [150].По изготовленному изделию получен акт внедрения НИИ ПМЭ МАИ(Приложение2).5.3 Определение теплоэрозионной стойкости полученных УУКМ5.3.1 Тепловые испытания в воздушно-спиртовой смесиИзмельченная структурная ячейка в высокоплотном УУКМ позволиладобиться высокой теплоэрозионной стойкости при интенсивном термохимическомнагружении, что подтверждено стендовыми испытаниями на базе оборудованияГНЦ ФГУП «Центр Келдыша»абРисунок 5 2 – Внешний вид макетного образца вкладыша до- (а) и после (б)испытанийТак, образцы УУКМ-Ипресскон® с матрицами из пиролитического углерода икокса каменноугольного пека в виде макетных вкладышей критического сечения115сопла(ВКС)испытанынаплазмотроневвоздушно-спиртовойсмесиСравнительные результаты их огневых испытаний и современного серийногоУУКМ марки МКУ4-М7 приведены в таблице 5 2Таблица 5 2 - Сравнительные результаты тепловых испытаний на плазмотронемакетных образцов ВКС из УУКМ-Ипресскон® (пироуглерод, кокс пека) иМКУ4-М7Материал образца,матрицаПлотность,г/см3Скоростьлинейногоуноса, мм/сУдельныймассовыйунос, кг/м2·сИпресскон®,пироуглерод1,750,0920,182Ипресскон®, кокспека1,920,16-0,230,30МКУ4-М7, кокспека1,930,13-0,220,26Результаты испытаний свидетельствуют о том, что теплоэрозионная стойкостьУУКМ-Ипресскон® находится на уровне или немного превышает аналогичныепоказатели УУКМ марки МКУ4-М75.3.2 Тепловые испытания на твердотопливном стендеУУКМ-Ипресскон®сматрицейизкоксапекаввидемакетагазодинамического руля с плотностью ( ,9 ± , ) г/см3 испытан на установке набазе твердотопливного газогенератора Эталонным материалом являлся УУКМмарки КИМФ, образцом сравнения являлся современный УУКМиглопробивного ленточного каркаса с пековой матрицей.ИПП на основе116абРисунок 5 3 – Макетные образцы газодинамического руля РДТТ в оснасткедо (а) и после (б) испытанийСравнительные скорости уноса массы и площади образцов представлены втаблице 5 3Таблица 5 3 - Сравнительные скорости уноса массы и площади макетныхобразцов газодинамического руля различных УУКМОИМатериал образцаСкорость уносамассы, г/сСкорость уносаплощади, мм2/с1КИМФ2,6146,52КИМФ2,7153,43ИПП2,9138,94Ипресскон®-пек2,2110,0Результаты испытаний свидетельствуют о том, что теплоэрозионная стойкостьУУКМ-Ипресскон® превосходит показатели образцов сравнения, в том числепревышаетна( 5-35)%аналогичныепоказателисерийновыпускаемогоэталонного УУКМ марки КИМФ Высокие показатели теплоэрозионной стойкостидостигнуты благодаря однородной измельченной микроструктуре разработанногоматериала, обеспечивающую равномерность и малую величину уноса приинтенсивном термохимическом нагружении.1175.4 Результаты определения физико-механических и теплофизическиххарактеристик5.4.1 Измерение газопроницаемостиИзмерение газопроницаемости УУКМ-Ипресскон® с пековой матрицейпроводилось на образцах-дисках размерами Ø5 × 3 мм, имеющими объемнуюплотность около ,95 г/см3, в соответствии с методикой выполнения измеренийгазопроницаемости композиционных материалов и элементов конструкций с ихиспользованием932-0226-97-2 5 на базе оборудования ОАО «Композит»Результаты измерений коэффициента Дарси и график падения давления по времениприведены в таблице 5 4 и на рисунке 5 4Таблица 5 4 – Результаты измерения коэффициента Дарсип/пПерепаддавления,1*105 Па__K Di ,KD ,10-19 м210-19 м27,48417,5-6,026,5-5,035,5-4,57,7187,8218,158,2577,868,588,6358,4937,6748,0898,569118Рисунок 5 4 – График падения давления по времениКак свидетельствуют результаты измерений, в зависимости от интервалаперепада давлений значение коэффициента Дарси составляет (7,48-8,64)·-19м2, чтосопоставимо с газоплотностью металлов Для сравнения, газопроницаемостьсерийно выпускаемого УУКМ КИМФ на нитяной основе, измеренная на том жеиспытательном стенде, составляет (-14УУКМ-Ипресскон®изучениемподтверждаетсяоптической микроскопии (рисунок 5 5)- 10-13) м2 Высокая газоплотностьмикроструктурыметодомКак видно из микрофотографии,межфиламентные пространства каркаса плотно заполнены матрицей из кокса пекаПоры занимают незначительную часть объема, по результатам измеренияпористости методом контактной эталонной порометрии ее величина не превышает 2%119Углеродныеволокна каркасаØ9-10 мкмМатрица коксапекаПораРисунок 5 5 – Микроструктура высокоплотного УУКМ-Ипресскон® сматрицей из кокса пека (диаметр филамента Ø9-мкм)5.4.2 Определение механической прочностиОпределение механических характеристик разработанных материалов (пределпрочности на растяжение, сжатие, трехточечный изгиб) проводили по стандартнымметодикам на аттестованном оборудовании сектора испытаний неметаллическихматериалов ОАО «Композит»Результатыиспытанийнамеханическуюпрочностьприкомнатнойтемпературе в различных направлениях УУКМ-Ипресскон® с матрицей изпиролитического углерода, изготовленного в виде втулки с радиальным типомармирования, представлены в таблице 5 5.Таблица 5 5 - Результаты испытаний на механическую прочность(усредненные значения)Направлениенагрузкиζр, МПаЕр, ГПаζс, МПаζи, МПаось Z16,416,7340,033,2ось R150,043,0217,0268,0Здесь ζр, Ер – предел прочности и модуль упругости при растяжении; ζс –пределпрочности при сжатии; ζи –предел прочности при трехточечном изгибе120Установлено, что разработанный материал УУКМ-Ипресскон® обладаетвысокими показателями механической прочности в направлении армирования (осьR для полого цилиндра) Для сравнения, предел прочности на растяжение у лучшихсовременных графитов (МПГ-6, МПГ-7, SED-7 ) не превышает (3 -33) МПа, а упромышленно выпускаемых в РФ УУКМ на нитяной или стержневой основе редкопревышаетМПа Предел прочности на сжатие материала УУКМ-Ипресскон®((217-34 ) МПа) также многократно превышает аналогичный показатель графитов(доМПа) Высокие показатели механической прочности в совокупности стехнологичностьюпримехобработкеделаютразработанныйУУКМпривлекательным как альтернатива графитам в таких традиционных областяхприменения как жаропрочные тигли или пресс-формы горячего прессования Дляпроизводства высокотемпературной керамики в ОАО «Композит» из полученногокомпозита УУКМ-Ипресскон® с пироуглеродной матрицей (полый цилиндр)способом мехобработки изготовлена силовая обечайка пресс-формы горячегопрессования 932 29523СБ наружным диаметром Ø 6 мм (рисунок 5 6)Рисунок 5 6 – Цилиндрическая силовая обечайкаØ 6 мм пресс-формы 932 29523СБ горячего прессованияПо изготовленному изделию получен акт внедрения (Приложение3).1215.4.3 Определение комплекса характеристикВ сводной таблице 5 6 сопоставленыфизико-механических(ФМХ)ирезультатытеплофизическихопределенияхарактеристики(ТФХ)полученных УУКМ-Ипресскон® с двумя типами матриц со свойствами серийновыпускаемых графитов и УУКМТаблица 5 6 - Результаты определения ФМХ, ТФХ полученных УУКМ исопоставление с серийно выпускаемыми материаламиСвойства материалаГрафитыМПГ-6, МПГ-7или аналогиОбъемная плотность, г/см3Коэфф-т Дарси при перепадедавления (5,5-4,5)· 5 Па, м2Предел прочности прирастяжении, МПа (X-Y)Предел прочности присжатии, МПа (Z)Теплопроводность при 5 °С внаправлении оси Х, Вт/(м·К)Теплопроводность при 5 °Св направлении оси Z, Вт/(м·К)ТКЛР × -6, К-1 в интервале от5 до 5 °С1,7-1,8КИМФМКУ4М7УУКМИпресскон(пироуглерод),втулкаУУКМИпресскон(кокс пека),пластина1,71,971,75-1,80(1,9 ± ,05)---14--13(10 -10 )8,5·-1930-3349-7467-10380-110180-21596-135(образцывырезаны внаправлении)140- 6 понапр R;15-2 по Z180-240 по R330-39 по Z90-1108,665-706 по R63-7290-1105,450-538 по Z23-302,5-5,01,0-2,70-2,5не менее 7180-2300- , от 5 ° до (-0,5-2, ) от2 ° до 9 °С4 °СУстановлено, что значения ключевых физико-механических характеристикУУКМ-Ипресскон® в (2-5) раз превосходят соответствующие показателивысокоплотных графитов и соответствуют или превышают свойства ряда серийновыпускаемых УУКМ Имеющуюся анизотропию свойств в радиальном и осевомнаправлении у цилиндрических образцов УУКМ с пироуглеродной матрицейследует учитывать на стадии проектирования конструкций и деталей из УУКМ наоснове Ипресскона® Теплофизические свойства УУКМ-Ипресскон® сравнимы сосвойствами серийно выпускаемых УУКММалые значения термическогокоэффициентасвидетельствуютлинейногорасширенияовысокойразмеростабильности разработанных УУКМ в широком диапазоне температур122(вплоть до9°С), что актуально для теплонагруженных деталей и узловавиакосмической техники, а высокие значения газоплотности (коэффициент Дарсине более (8,5·10-19) м2 при перепаде давления (5,5-4,5)·105 Па и чистотаповерхности (Ra от ,6 до ,8) позволяют использовать разработанный УУКМ втонких ( - ,5) мм или сложно профилированных изделиях123ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ1.