- •Глава 1. Основы теплообмена
- •1.1. Радиационное охлаждение
- •1.3. Перенос тепла в теплозащитном покрытии (тзп)
- •1.3.1. Пористое охлаждение
- •1.4. Физико-химические основы разрушения теплозащитных материалов
- •1.5. Немного о графите
- •1.6. Радиационный теплообмен
- •Глава 2. Особенности работы рдтт
- •Глава 3. Композиционные материалы
- •3.1 Межфазное взаимодействие
- •3.1.1 Армирующие волокна
- •3.1.2. Матричные материалы
- •3.2. Полимерные матрицы
- •3.3 Адгезия в твердых полимерах
- •3.4 Межфазовые взаимодействия в км
- •3.1 Смачивание
- •10. Схема смачивания:
- •Глава 4. Полимерные пластики
- •4.1. Стеклопластики
- •4.1.1 Методы изготовления стеклопластиковых изделий
- •4.1.2 Связующие
- •4.1.3. Стекловолокнистые
- •4.1.4. Свойства стеклопластиков
- •4.2. Органопластики
- •4.2.1. Синтетические волокна
- •4.2.2. Другие искусственные волокна
- •4.2.3. Высокопрочные органические волокна
- •4.3.1. Порядок изготовления корпуса
- •Глава 5
- •5.1. Армирующие волокна
- •Температурная зависимость модуля упругости и прочности волокон
- •Сравнительные характеристики волокон
- •Свойства борных волокон, произведенных в разных станах
- •5.2. Металлические матрицы
- •5.2.1. Матрицы на основе алюминия
- •5.2.2. Системы al—в и алюминий – борсик
- •Глава 6
- •6.1. Физические свойства
- •6.2. Изменение свойств
- •Основные свойства и реакции графита
- •6.4. Получение
- •Важнейшие исходные материалы:
- •6.4.1. Характеристика исходных материалов и
- •6.5. Углеродные волокна
- •6.5.1. Некоторые свойства углеродных волокон
- •Механические свойства некоторых углеродных волокон
- •Физические свойства углеродных волокон
- •Свойства некоторых пкм с волокнистыми наполнителями
- •6.6. Углепластики
- •6.6.1. Технология изготовления углепластиков
- •6.6.1.1. Метод прямого прессования
- •6.6.1.2. Метод намотки
- •Механические свойства вольфрамовой проволоки
- •Характеристики умп
- •6.7.1. Технология изготовления углеметаллопластиков
- •Режимы резания
- •Теплофзические свойства углеметалопластиков
- •Режимы резания
- •Теплофзические свойства углеметалопластиков
- •6.8. Углерод-углеродные композиционные материалы
- •6.8.1. Краткое описание технологии получения раструба из уукм
- •6.8.2. Пластинчатый пирографит
- •Глава 7: получение изделий методами порошковой металлургии
- •7.1.Методы получения и свойства металлических порошков
- •7.1.1. Свойства металлических порошков
- •7.1.1.1. Физические свойства
- •7.1.1.2. Методы исследования гранулометрического состава порошков.
- •7.1.1.3. Форма частиц
- •7.1.1.4. Микротвердость
- •7.1.1.5. Удельная поверхность
- •7.1.1.6. Состояние кристаллической структуры металлических порошков
- •7.2. Технологические свойства порошков
- •7.2.1. Насыпной вес
- •7.2.2. Текучесть порошков
- •7.2.3. Прессуемость
- •7.3. Производство порошков
- •7.3.1. Метод восстановления
- •7.3.1.1. Физико–химические
- •7.3.1.2. Восстановление газами и углеродом
- •7.3.2. Получение порошков электролизом
- •7.3.3. Методы механического дробления
- •7.3.4. Распыление расплавов металлов и сплавов
- •7.4. Прессование порошков
- •7.5. Спекание порошков.
- •7.6. Вольфрам
- •7.6.1. Химические свойства вольфрама
- •7.6.2. Разрушение вольфрама под действием
- •7.6.3. Действие горячих газов на вольфрам
- •7.7. Псевдосплавы на основе
- •7.7.1. Технология изготовления облицовки из псевдосплава авмг
- •7.7.1.1. Недостатки технологии
- •7.7.2. Псевдосплав вндс-1
- •7.7.2.1. Технология получения вндс
- •1. Как и в случае с авмг, производятся такой же химический и другие анализы порошков.
- •7.7.2.2. Пропитка пористой
- •Глава 8
- •8.1. Карбиды
- •8.1.1. Карбид кремния
- •8.1.2. Силицированныи графит
- •8.1.3. Карбид титана
- •8.1.4. Карбид бора
- •8.2. Нитриды
- •8.2.1. Получение нитридов
- •8.2.2. Нитриды бора и кремния
- •8.2.3. Нитриды бериллия и алюминия
- •8.2.4. Нитриды скандия, иттрия,лантана и редкоземельных элементов
- •8.2.5. Нитриды титана,циркония и гафния
- •8.2.6. Физико-механическиеи химические свойства нитридов
- •8.2.7. Области применениябескислородной керамики
- •Глава 9
- •9.1. Сплавы на основе алюминия
- •9.1.1 Деформируемые алюминиевые сплавы
- •9.1.1.2. Конструкционные свариваемые сплавы
- •9.1.1.3. Сплавы, упрочняемыетермической обработкой
- •9.1.1.4. Высокопрочные сплавы
- •9.1.1.5. Жаропрочные сплавы
- •9.1.1.6. Ковочные сплавы
- •9.1.1.7. Литейные сплавы
- •9.1.2. Композиционные сплавы
- •9.2. Бериллии и его сплавы
- •9.2.1. Минералы бериллия
- •9.2.2. Свойства бериллия
- •9.2.3. Сплавы бериллия
- •9.3.1. Краткие исторические сведения
- •9.3.2. Получение титана. Его свойства
- •9.3.3. Промышленные титановые сплавы
- •9.3.3.1. Деформируемые сплавы
- •Свойства жаропрочных сплавов
- •9.3.3.2. Литейные сплавы
- •9.4. Ниобии и его сплавы
- •9.4.1. Краткие исторические сведения
- •9.4.2. Сырьевые источники
- •9. 4. 3. Физические свойства ниобия
- •9.4.4. Химические свойства ниобия
- •9.4.5 Коррозионные свойства
- •9.4.6 Сплавы ниобия и их свойства
- •9.4.7 Конструкционные сплавы
- •9.4.7.1. Сплавы низкой прочности
- •9.4.7.2. Сплавы средней прочности
- •9.4.7.3. Сплавы высокой прочности
- •9.4 7.4. Прецизионные сплавы
- •9.4.8. Применение ниобия и его сплавов
- •9.5. Молибден
- •9.5.1. Краткие исторические сведения
- •9.5.2. Свойства молибдена
- •Физико-механические свойства молибдена
- •9.5.3. Минералы, руды и рудные концентраты
- •9.5.4. Способы переработки
- •9.6 Тантал и его сплавы
- •9.6.1 Краткие исторические сведения
- •9.6.2 Физико-механические свойства
- •9.6.3 Минералы, руды и рудные концентраты
- •9.6.4 Получение тантала
- •9.6.5 Сплавы тантала
- •Химический состав и механические свойства жаропрочных танталовых сплавов
- •9.6.6. Области применения
- •9.7. Ванадий и его сплавы
- •9.7.1. История открытия ванадия
- •9.7.2. Определение ванадия
- •9.7.3. Свойства ванадия
- •Химический состав металлического ванадия
- •Механические свойства ванадия
- •9.7.4. Сплавы ванадия
- •9.7.5. Применение ванадия и его сплавов
- •9.8. Цирконий
- •9.8.1. Свойства циркония
- •Физические свойства циркония
- •9.8.2. Области применения циркония
- •9.8.2.1. Атомная энергетика
- •9.8.2.2. Пиротехника и производство боеприпасов
- •9.8.2.3. Машиностроение
- •9.8.3. Производство сталей и сплавов
- •9.8.4. Производство огнеупоров, фарфора,
- •9.8.5. Прочие области применения
- •9.8.6. Минералы, руды и рудные концентраты
- •9.8.7. Способы получения циркония
- •Глава 1. Основы теплообмена
6.6.1.1. Метод прямого прессования
Рассмотрим метод прямого прессования. Связующим при изготовлении углепластиков являются феноло-формальДегидные или феноло-фурфурольные (фурановые) смолы. Феноло-формальдегид- ная смола имеет старую маркировку - ФН, новую - ЛБС-4.
Здесь можно применить две разновидности формования.
1. Формование в пресс-форме под прессом по схеме, показанной на рис. 46.
Кратко технология состоит в том, что раскроенные заготовки углеродной ткани, пропитанной в смоле ЛБС-4 определенной величиной наноса, укладываются в пресс-форму. Заготовки могут быть заранее пропитаны смолой и укладываются в полусухом виде (до отлипания) или пропитываются непосредственно перед укладкой. В процессе выкладки производится предварительная подпрессовка заготовок в пресс-форме с помощью пуансона 2. Затем подается удельное давление от 4 до 15 МПа и, по величине общей площади нагружения, рассчитывается усилие пресса. Производится нагрев пресс-формы электрическими нагревателями сопротивления, заделанными в тело пресс- формы, или индукторами. Частота индуктора тем меньше, чем больше размеры пресс-формы, что видно из эмпирической формулы:
где - удельное электросопротивление, Ом ·м; d - диаметр пресс- формы, см.
На практике для нагрева крупных пресс-форм используют токи промышленной частоты, т. е. 50 Гц.
Сначала температура материала доводится до 80 °С (353 К), при этом делается выдержка примерно в течение одного - двух часов, при которой происходит удаление воды и других летучих компонентов смолы. В это же время материал дает сильную усадку, поэтому давление пресса корректируется и поддерживается постоянным до достижения максимальной температуры, при которой производится поликонденсация (отверждение) связующего.
Отверждение производится при температуре (155 ± 5) °С из расчета один час на 8 мм толщины материала, но не менее двух часов. При этом поддерживается необходимое давление (14... 15 МПа). После отверждения производится плавное охлаждение пресс-формы, сначала за счет уменьшения электрической нагрузки, а по достижению 80°С (353 К), электропитание выключается и происходит естественное охлаждение. Затем производится разборка холодной пресс-формы, извлечение изделия, подрезка до нужных размеров, неразрушающий контроль качества материала; определяется содержание смолы, степень отверждения ее, механические и теплофизические характеристики, плотность, производятся другие виды контроля.
2. В некоторых случаях можно производить запрессовку материала в пресс-форму без применения пресса, путем затягивания болтов (рис. 47). Количество болтов и их размеры рассчитываются исходя из обеспечения необходимых показателей давления и прочности.
Рис. 46. Прямое прессование под прессом:
I- подвижный пуансон пресса;
2 - сменный пуансон пресс-формы;
3 - матрица пресс-формы;
4 - прессуемый материал; 5 - нагреватель
индукционный или омического
сопротивления (ТЭН); 6 - основание пресса
Рис. 47. Беспрессовое формование:
I - пуансон пресс-формы; 2 - прессуемый
материал; 3 - стягивающие болты:
4 - матрица пресс-формы
Выкладка материала осуществляется как и в первом случае, т. е. при прессовании под прессом. Подпрессовку можно осуществлять пуансоном 1 с помощью затяжки болтов.
Отверждение материала производится в электрических печах сопротивления или в аэродинамических. Использование метода удобно тем, что можно отверждать в одной печи сразу несколько пресс-форм.
Так как аэродинамические печи появились недавно (впервые - в бывшем СССР), о них еще мало говорится в литературе и, поэтому, на принципиальном устройстве их необходимо остановиться.
В основу работы их положен закон возрастания коэффициента внутреннего трения в газе с повышением температуры, т. е. закон Ньютона:
где ц - коэффициент внутреннего трения, кг/(м с) или Н с/м2; m - масса молекулы, кг; n - количество молекул в единице объема (число Лошмидта), 1/м3; ū- средняя скорость хаотического движения молекул, м; X - длина свободного пробега молекул, м; λ – длина свободного пробега молекул, м.
Скорость молекулы в зависимости от температуры изменяется по закону:
откуда
где к - постоянная Больцмана, кДж/К; Т - абсолютная температура газа, К.
При движении тела в газе между слоями последнего создается касательное напряжение
где dv/dz - градиент скорости направленного или вынужденного движения молекул, 1/с.
Известно, что при трении выделяется тепло, это же будет происходить и в атмосфере печи. Таким образом, если вращать вентилятор в замкнутом объеме, то газ, находящийся там, будет нагреваться.
Схема
аэродинамической печи показана на рис.
48.
История
появления этих печей анекдотична:
пирометристка выключила электронагреватели
сопротивления, забыв выключить
вентилятор, который перемешивал
воздух в печи. За ночь печь нагрелась
так, что сгорел и отверждаемый узел
и вентилятор.
Как видим, в аэродинамических печах лопасть вентилятора одновременно нагревает и перемешивает воздух. Коэффициент полезного действия аэродинамических печей примерно в четыре раза выше, чем печей сопротивления. В принципе ее нетрудно сделать на любом предприятии. Максимальная допустимая температура в таких печах примерно 600 °С (875 К).
Опыт эксплуатации аэродинамических печей необходимо широко распространять, особенно в условиях недостатка энергоносителей.