Помощь в учёбе, очень быстро...
Работаем вместе до победы

Разработка нагревательных композиционных материалов на основе оксида магния

Диссертация: Разработка нагревательных композиционных материалов на основе оксида магния
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

В результате проведенных испытаний в ОКБ «Сухого» установлено, что полученный композиционный материал на основе оксида магния по механическим и электропроводящим свойствам, а также по термостойкости соответствует материалу, который может быть для получения нагревательной оснастки в производстве полимерных композиционных материалов. В результате проведенных исследований определены условия… Читать ещё >

Содержание

  • Глава I. Литературный обзор
    • 1. 1. Строение и свойства композиционных материалов
    • 1. 2. Технология получения изделий из ПКМ
    • 1. 3. Виды и применение ПКМ
    • 1. 4. Получение и применение оксида магния
    • 1. 5. Получение и свойства армирующих волокон
    • 1. 6. Электрические свойства нагревательных композитов. 31 Методическая часть
    • 1. 7. Исследования полученных композитов с использованием физико-химических методов анализа
    • 1. 8. Характеристика исходного сырья и реагентов. ^
  • Экспериментальная часть
  • Глава II. Разработка состава модифицированного магнезиального связующего
  • Глава III. Разработка методики упрочнения полученного материала на изгиб
  • Глава IV. Исследования влияния армирующей добавки на механические свойства полученного материала
  • Глава V. Определение электропроводящих свойств и термостойкости полученного композиционного материала
  • Глава VI. Разработка способа приготовления нагревательного композиционного материала
  • У1.1. Сравнительный экономический анализ стоимости полученного материала на основе оксида магния
  • Выводы

Разработка нагревательных композиционных материалов на основе оксида магния (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

В настоящее время изделия из полимерных композиционных материалов (ПКМ) находят все большее применение в промышленности, особенно в авиационной техники, благодаря уникальному сочетанию прочностных характеристик и малому удельному весу.

В производстве изделий из ПКМ, как правило, используется металлическая оснастка (пресс-форма), получение которой требует сложного, дорогостоящего аппаратурного оформления и числового программного управления.

При формовании изделий из полимерных композиционных материалов необходимо поддерживать температуру и давление в твердеющей системе. В получении композитов, с использованием металлической оснастки, данные условия достигаются при помощи метода автоклавного формования, что приводит к дополнительным материальным и энергетическим затратам.

Представляет интерес разработка пластичного и электропроводящего материала, который может быть использован в качестве основы для нагревательной оснастки. Такая оснастка не только позволит формовать под давлением изделия любой формы, но и обеспечит необходимый температурный режим формования без внешних источников тепла. Такой режим будет поддерживаться непосредственно электропроводящим материалом при подводе к нему электроэнергии. Применение такого материала обеспечит безавтоклавный нагрев оснастки, при формовании изделий из ПКМ, что может привести к снижению материальных и энергетических затрат.

Данная работа направлена на разработку пластичного и электропроводящего материала и, как следствие, на удешевление и упрощения получения оснастки, предназначенной для формования изделий из ПКМ.

Цель работы. Разработать состав и метод приготовления композиционного материала с широким диапазоном величин по механическим и электропроводящим свойствам.

Выводы.

1. В результате проведенных исследований определены условия получения модифицированного магнезиального цемента: температура термообработки оксида магния — 1020 К и концентрация оксида кремния-30 масс. %. Прочность на сжатие исходного магнезиального цемента при этом увеличилась в 1,4 раза.

2. Экспериментально установлено, что введение в качестве армирующей добавки углеродного волокна марки ВМН-4 приводит к увеличению механических характеристик полученного материала на сжатие дополнительно в 1,3 раза, а на изгиб более чем в 2 раза.

Введение

в состав связующего графита марки ГСМ уменьшает механические характеристики полученного материала.

3. Определен кислотно-основной характер адгезионного взаимодействия между наполнителем (углеродное волокно) и связующим (магнезиальный цемент), на основе которого установлены условия поверхностного модифицирования углеродного наполнителя, приводящие к резкому увеличению механических характеристик полученного материала на сжатие дополнительно в 1,2 раза, а на изгиб дополнительно в 1,4 раза.

4. Было показано, что в результате введения армирующих компонентов (графита марки ГСМ, и углеродного волокна марки ВМН-4) можно регулировать удельное электросопротивление полученного материала в широком диапазоне величин от 1200 ом*см до 30 ом*см.

5. По данным метода термогравиметрического анализа определена термостойкость полученного материала (максимальная температура эксплуатации данного материала) при температуре до 770 К.

6. Разработана новая рецептура и функциональная схема получения неорганического нагревательного композиционного материала на основе оксида магния.

7. По данным сравнительного анализа показано, что материал на основе оксида магния дешевле и легче материалов, которые используются для получения металлической оснастки (сталь марки 30 ХГСА и сплав алюминия марки АК-4). Стоимость нового полученного композиционного материала дешевле: в 2,5 раза стали ЗОХГСА, в 8 раз сплава алюминия марки АК-4- удельный вес нового полученного композиционного материала меньше: в 6 раз стали ЗОХГСА, в 2 раза сплава алюминия марки АК-4.

8. В результате проведенных испытаний в ОКБ «Сухого» установлено, что полученный композиционный материал на основе оксида магния по механическим и электропроводящим свойствам, а также по термостойкости соответствует материалу, который может быть для получения нагревательной оснастки в производстве полимерных композиционных материалов.

Показать весь текст

Список литературы

  1. A.C. Композиционные материалы на основе модифицированных углеродных наполнителей. Дисс. Д.т.н. 05.17.07 / РХТУ.-М., 1997.-252 с.
  2. Д.М., Тучинский Л. И., Сапожникова А.Б, и др. Композиционные материалы в технике. Киев: Техника, 1965. -365с.
  3. С., Синдо А, Ито Е, Абэ Я. Углеродные волокна: пер с япон./ Под ред. С. Симамуры. М.: Мир. 1987 — 304 с.
  4. В.М. Технология вяжущих материалов. М.: Высшая школа 1975г
  5. Ю.М. Технология цемента и других вяжущих. М.: Энергия, 1975 г. 320 с.
  6. Т.В. Углеродосодержащие композиционные материалы. Текст лекций. / Под ред С. Д. Федосеева. — М.: МХТИ им. Д. И. Менделеева, 1988. 44 с.
  7. Т.В. Углеродные волокна: Текст лекций. / Под ред С. Д. Федосеева. М.: РХТУ им. Д. И. Менделеева, 1994. — 52 с.
  8. Композиционные материалы: Справочник./ Под ред В. В. Васильев. -М.: Машиностроение, 1990.- 510 с.
  9. Композиционные материалы в конструкции летательных аппаратов. Пер с английского Г. А. Молодцова ./ Под ред. A.A. Абибова .М., «Машиностроение», 1975. 272с.
  10. Ю.Бутт Ю. М. Технология вяжущих веществ./ Под ред. В. Н. Юнга. М., 1952.
  11. Д.М., Тучинская Л. И., Вишняков Л. Р. Новые композиционные материалы.- Киев: Высшая школа, 1977. -314 с.
  12. И.Н., Люблинер Н. П., Гулько Н. В. Элементосодержащие угольные волокнистые материалы. Минск: Наука и техника, 1982. -272с.
  13. З.Конкин A.A. Углеродные и другие жаростойкие волокнистые материалы -М.: Химия, 1974.
  14. Л.И. Композиционные материалы, полученные методом пропитки. М.: Металлургия, 1986.- 208с.
  15. В.В. Магнезиальный цемент. М.: Госстрой издат, 1933.
  16. Кабардин О. Ф, Физика: Справ. Материалы: Учебное пособие. -3-е изд. -М.: Просвещение, 1991. 367 с.
  17. A.B., Родина H.A. Физика: Учеб. Пособие. 10-е изд., — М.: Просвещение, 1989. -191 с.
  18. Ю.Г. Курс коллоидной химии. Поверхностные явления и дисперсные системы. Учебник для вузов. 2-е изд.-М.: Химия, 1988.464 с.
  19. В. И. Углерод -углеродные композиционные материалы. // Журнал ВХО, 1989, т. 36, N 5
  20. A.C., Кафтанов C.B. Исследование кинетики процесса взаимодействия углерода с водяным с учетом его адсорбции Химия тв. топлива, 1976, № 4
  21. A.C. Модификация активного угля марок БАУ и СКТ-6А с целью получения сорбента для гемосорбции Химия тв. топлива, 1982
  22. A.C. Теоретические основы активации древесного угля водяным паром. Химия тв. топлива, 1982, № 5
  23. Федосеев A.C. Математическое моделирование реакции углерода с диоксидом углерода с учетом его хемосорбции ЖПХ, 1985, № 5
  24. A.C. Кинетические параметры реакции углерода с водяным паром Изв. Вузов, Сер. Химия и хим. техн. 1988, т. 31, вып. 6
  25. A.C. Определение кинетических параметров реакции углерода и диоксидом углерода. ЖПХ, 1989, т., N11
  26. A.C. Обобщенная математическая модель газофазной модификации поверхности углеродных материалов. -Тез. докладов 1-й
  27. Московской международной конференции по композитам. -М.Д990. с. 209 (часть). 1
  28. A.C. Кинетическая модель реакции углерода с кислородом. -ХТТ, 1990, N2 с. 114−119.
  29. A.C. Математическое моделирование реакции углерода с водяным паром с учетом его хемосорбции. -ХТТ, 1990, N2 с. 120−124.
  30. A.C., Авруцкая С. Г., Фролов Ю. Г. Влияние температуры газофазного окисления на электро-поверхностные свойства углеродных материалов // Колл. журн.-1990.-Ы 11.
  31. A.C., Фролов Ю. Г., Авруцкая С. Г. Влияние газофазного окисления на кислотно-основные и комплексообразующие свойства углеродной поверхности //Колл. журн.-1991.-т.53.-Ы5.
  32. A.C., Авруцкая С. Г., Фролов Ю. Г. Исследование процесса комплексообразования на окисленной поверхности углеродных материалов Тезисы докл. Респ. научно-практической конференции молодых ученых и специалистов, Ташкент, 1988.
  33. A.C., Фролов Ю. Г., Гаврилкин М. А. Компьютерный анализ спектров термодесорбции функциональных групп с углеродной поверхности. -Тез. докладов 1-й Московской международной конференции по композитам.-М., 1990, с. 208 (часть 1).
  34. Разработка метода нанесения фенолформальдегидных смол на поверхность углеродных материалов из водных сред: Отчет о НИР (закл.)/МХТИ им. Д.И. Менделеева- Руководитель Федосеев А.С.-№ 8.14−1-90.- Москва, 1990.- 30 с.
  35. A.C., Авруцкая С. Г., Фролов Ю. Г. Использование индикаторного метода для исследования кислотных свойствповерхности углеродных материалов Тезисы докл. Респ. научно-практической конференции молодых ученых и специалистов, Ташкент, 1988.
  36. Ю.Г., Федосеев A.C., Гродский A.C. и др. Исследование влияния окисления на смачивание поверхности графитовых наполнителей. Деп. в ВИНИТИ, № 1596−82,06.04.82
  37. A.C., Комягин Е. А. Способ получения углеграфитового материала. Авт. заявка N 4 382 942/31−26.
  38. A.C. Способ получения изделий, Патент РФ, № 2 058 965, приоритет изобретения от 27.02.92.
  39. A.C., Егорова O.JI. Композиты на основе углеродного волокна и цементной матрицы. Ргос. of National Symposium on Polymer Composites, Politechnika Szczecinska, Institute Polimerow, Poland, 1994.
  40. A.C., Авруцкая С. Г. Химическое меднение углеродных волокон используемых в качестве наполнителя в углепластиках. Ргос. of National Symposium on Polymer Composites, Politechnika Szczecinska, Institute Polimerow, Poland, 1994.
  41. Ю.С. Некоторые физико-химические аспекты механизма усиления пластических масс наполнителями. В сб. Модификация свойств полимеров и полимерных материалов. Киев, Наукова думка, 1965, с. 56.
  42. Ю.С. Физико-химия наполненных полимеров. Киев, Наукова думка, 1967,233 с.
  43. .Д., Горюнов Ю. В. Физико-химические основы смачивания и растекания. М., Химия, 231 с.
  44. A.A., Басин В. Е., Основы адгезии полимеров. М., Химия, 1974, 391с.
  45. A.C., Ребиндер П. А., Лукьянова О. И. Коллоид, журн. 1950, т.12, № 3, с. 208−217.
  46. Н.П., Япольский Б. Я., Лялина Н. И., Дренич В. П. ДАН СССР, 1965, т. 160, № 4, с. 861−863.
  47. A.C., Ребиндер П. А., Лукьянова О. И. Влияние добавок наполнителей и поверхностно-активных веществ на деформационные свойства растворов каучуков. Колл. ж. 1950,12, № 3, стр. 208−217.
  48. Р. М., Райкин В. Г., Ивин В. Д., Рощина Подвальная Л. А., Малков A.A., Утевский Л. Е. Исследование свойств углеродных волокнистых материалов, обработанных в низкотемпературной плазме. ЖПХ, 1979, 52,5, с. П48-П53.
  49. И.Н., Морозов A.A., Люблинер И.П.//В сб. «Сорбционноактивные волокнистые угольные материалы», Мн.-1976.-42 с.
  50. И.Н., Морозов A.A., Люблинер И.П.//Коллоидный журн,-1980.-т.42.-№ 4.-с.770−773.
  51. Химические и физические свойства углерода./Под ред. Ф. Уолкера.-М.: Мир, 1969.-360 с.
  52. Фудзии Рокуро, Мацуо Кандзи Анодное окисление графита. I. реакция окисления поверхности графита в серной кислоте // Тансо.- 1968.-№ 53.-С.57−60.
  53. С.П., Белихмер Я. А. Дериватографическое исследование углеродистых восстановителей. «Химия тверд, топлива», 1978,2, 82−85.
  54. А.И., Семисалов Л. П., Баскина Е. Б., Нестеренко O.A. Влияние технологических факторов на реакционные и адсорбционные свойства кокса.- Кокс и химия, 1976, N 10, с. 21 -23.
  55. В.А., Касаточкин В. И. Изменение атомной и пористой структуры углерода при взаимодействии с газообразными окислителями. В сб. «Структурная химия углерода и углей», М., «Наука». 1969, с. 45−56.
  56. Я.В., Федосеев A.C. Разработка композитов на основе керамической матрицы и углеродного наполнителя // «Процессы и методы химической технологии неорганических веществ»: Сб. науч. тр, Вып. 180, М.- РХТУ им. Д. И. Менделеева 2005. С. 85−90.
  57. Ф.Ф. Химическая адсорбция на ионных кристаллах. -ЖФХ, 1954, т.28, вып. З, с.422−432.
  58. Ф.Ф., Рогинский С. З. О ионной связи при химической адсорбции на полупроводниках ЖФХ, 1955, т.29, вып.З.с.485−495.
  59. В.Ф. и др. Исследование поверхности свежего раскола графита /Журн. физ. химии.-1963.-т.З7.-№ 10.-C.2344−2346.
  60. Ван дер Плас. Текстура и свойства поверхности углеродных тел В кн. Строение и свойства сорбентов и катализаторов. М.:Мир, 1973.-653 р.
  61. H.H. Окислительно-восстановительные свойства активных углей. Автореф.дис.,.канд.хим.наук.-1970.-19 с.
  62. И. А. Окислительный уголь. Киев, I98I.-196 с.
  63. Брой-Каррэ М.В., Вольф Л. А., Фридман Л. И. и др. Получение углеволокнистых ионитов на основе химических волокон // Хим. волокна.-1980.-N 5.-С. 23−24.
  64. В.И., Ковалева Н. В., Кавтарадзе H.H., Киселев A.B. Адсорбционные свойства и инфракрасные спектры саж // Коллоид, журн.
  65. E.G., Горошко Л. В. Влияние метилирования на свойства окисленных углей, Адсорбция и адсорбенты, 1974, № 2, С.14−16.
  66. А.Н., Таушканов В. П. Определение кажущихся констант ионного обмена на окисленном угле БАУ.- Ад сорбция и адсорбенты, 1974, № 2,0.32−34.
  67. С.С., Абрамов A.C. Термоокислительная дезактиваация углеродных материалов // Журн. прикл. химии. -1977.-Т. 50, N10. С.2243−2247.
  68. Е.М., Бурштейн Р. Х., Фрумкин А. Н. Адсорбция электролитов на угле.- Журн. физ. химии, 1940, т.4, № 4. С.441−460.
  69. Е.А., Фрумкин А. Н., Бурштейн Р. Х. Хемосорбция кислорода и адсорбция электролитов на активированном угле, -Докл. АН СССР, 1963, т.149, № 5. С. 1123−1126.
  70. Р.Х., Вилинская B.C., Загудаева Н. М., Коробанов А.А Тарасович М. Р. Адсорбция электролитов на активированном угле саже и графите.- Электрохимия, 1975, Т.11, № 12, С.1882−1885.
  71. A.B., Авраменко В. А., Хабалов В. В. и др. Исследование механизма адсорбции слабых электролитов углеграфитовыми материалами -Изв. АН СССР, сер. хим., 1986,№ 4,С.756−759.
  72. М.Р. Электрохимия углеродных материалов. М.: Наука, 1984.-253 с.
  73. А.Н. О значении электрохимических методов для исследования поверхностных соединений. -В кн.: Поверхностные химические соединения и их роль в явлениях адсорбции. М.: Изд во МГУ, 1957, С.53−58.
  74. А. Н. Таушканов В.П. Определение кажущихся констант ионного обмена на окисленном угле БАУ// Адсорбция и адсорбенты.-1974.-вып.2.-с32−33.
  75. В.Б. Химия твердых веществ. М., 1978.-256с.
  76. М.Р., Руппа В. А., Поляков В. Е., Прищеп Н. И. Ионообменные свойства угольно-минерального сорбента на основе аттапульгита. -Химия и технол. воды, 1989, т.11, № 5,С.393−397.
  77. А.Н., Тарковская И. А., Стражеско Д. Н. О термодинамике ионного обмена на окисленном угле. Укр. хим. журн., 1979, т.45, № 5, С.434−437.
  78. И.А., Томашевская А. Н., Гоба В. Е., Николаева В. А. Ионообменные и электрообменные свойства полукоксов из углей Канск-Ачинского бассейна//Химия тверд, топлива.-1984.-№ 4,-с99−102.
  79. И.А. Получение исследование и применение окисленных углей //Адсорбция и адсорбенты.-1984.-вып. 2.-е 10−14.
  80. .Д., Горюнов Ю. В. Физико-химические основы смачивания и растекания М., Химия, 1975, с. 115.
  81. К.А., Бурштейн Р. Х., Березин Б. Д. // Электрохимия. -1973.-т.9.-№ 3.-с. 410−412.
  82. .К., Шаврин Н. В., Середа П.А.//В кн. VI Всесоюзн. конф. по электрохимии. М., Наука, 1982.-Т.1.-С.109.
  83. Химические и физические свойства углерода./Под ред. Ф. Уолкера.-М., Мир, 1969.-c.27.
  84. A.A., Басин В. Е., Основы адгезии полимеров. М., Химия 1974, с 268.
  85. H.H. «Химия тверд, топлива», 1988,3, 60−64.
  86. Трепнел Хемосорбция, М., ИЛ, 1958
  87. Г., Катализ. Физико-химия гетерогенного катализа, М., Мир, 1967. С. 103.
  88. Н.М., Бабенкова Л. В., Савельева Г. А. Адсорбция и взаимодействие простейших газов с металлами VIII группы. Алма-Ата, Наука КазССР, 1979,279 с.
  89. И.Н. Массопередача в гетерогенном катализе, М., Химия, 1976,240 с.
  90. В.А., Сапунов В. А. Восстановительные методы анализа кислородсодержащих функциональных групп углей и углеродистых материалов. В кн.: Строение и св ва угля. Сб. науч. тр. Киев: Наук, думка, 1981,17−36.
  91. К.И.Сысков, Т. А. Кухаренко. Заводская лаборатория т.13,1947 с. 25−28.
  92. Т. А.Кухаренко. ЖАХ, т. 33 (1948) с. 181−185.
  93. В.А. Компанец, Т. Г. Шенлрик и др. Химия твердого топлива, N1 1977 с.31−37.
  94. Ю2.0.В. Нечаева, В. И. Лихтенштейн, В. К. Попов. Кокс и химия, N9 1980, 31−37.
  95. ЮЗ.М. С. Горпиенко, И. Ф. Сухоруков. В сб. трудов ГНИИЭП «Экономика и производство углеграфитовых изделий», вып. 1, Челябинск 1969, с. 118 130.
  96. Х.П.Боэм. В сб.: Катализ. Стереохимия и механизмы органических реакций. М,. «Мир», 1969.292с.
  97. Е.Ф.Дюккиев, А. Г. Туполев и др. Химия твердого топлива, 1983 N1 с. 3−8.
  98. Юб.Егорова И. В., Смирнов Е. П. Исследование кислотных функциональных групп углеродных материалов методом нейтрализации щелочными реагентами // Коллоидный журн.-1988.- Т. 50, N2.-C.359−363.
  99. Ю7.Сапунов В. А., Кучеренко В. А., Старостюк Г. Е. Химия твердоготоплива, 1983, N3, с.54−56. Ю8. Писаренко В. В., Захаров JI.C. Основы технического анализа.
Заполнить форму текущей работой

Пора сдавать?