Нүүрстөрөгчийн шилэн нийлмэл материалыг бэлтгэх үйл явц

Нүүрстөрөгч-нүүрстөрөгчийн нийлмэл материалын тойм

Нүүрстөрөгч/нүүрстөрөгч (C/C) нийлмэл материалнь өндөр бат бэх ба модуль, хөнгөн хувийн таталцал, бага дулааны тэлэлтийн коэффициент, зэврэлтэд тэсвэртэй, дулааны цохилтод тэсвэртэй, үрэлтийн сайн эсэргүүцэл, химийн сайн тогтвортой байдал зэрэг хэд хэдэн маш сайн шинж чанартай нүүрстөрөгчийн шилэн арматуртай нийлмэл материал юм. Энэ нь хэт өндөр температурт тэсвэртэй нийлмэл материалын шинэ төрөл юм.

C/C нийлмэл материалнь маш сайн дулааны бүтэц-үйл ажиллагааны нэгдмэл инженерийн материал юм. Бусад өндөр хүчин чадалтай нийлмэл материалын нэгэн адил энэ нь шилэн хүчитгэсэн фаз болон үндсэн фазаас бүрдсэн нийлмэл бүтэц юм. Ялгаа нь арматурын фаз болон үндсэн фаз хоёулаа тусгай шинж чанартай цэвэр нүүрстөрөгчөөс бүрддэгт оршино.

Нүүрстөрөгч/нүүрстөрөгчийн нийлмэл материалголчлон нүүрстөрөгчийн эсгий, нүүрстөрөгчийн даавуу, арматур болгон нүүрстөрөгчийн шилэн, матриц болгон уураар хуримтлагдсан нүүрстөрөгчөөр хийгдсэн боловч зөвхөн нэг элементтэй бөгөөд энэ нь нүүрстөрөгч юм. Нягтралыг нэмэгдүүлэхийн тулд нүүрстөрөгчжилтөөр үүссэн нүүрстөрөгчийг нүүрстөрөгчөөр шингээдэг эсвэл давирхай (эсвэл асфальт)-аар шингээдэг, өөрөөр хэлбэл нүүрстөрөгч/нүүрстөрөгчийн нийлмэл материалыг гурван нүүрстөрөгчийн материалаар хийдэг.

Нүүрстөрөгч-нүүрстөрөгчийн нийлмэл материалын үйлдвэрлэлийн үйл явц

1) Нүүрстөрөгчийн шилэн сонголт

Нүүрстөрөгчийн шилэн багцын сонголт болон шилэн даавууны бүтцийн дизайн нь үйлдвэрлэлийн үндэс суурь болдогC/C нийлмэлC/C нийлмэл материалын механик шинж чанар болон термофизик шинж чанарыг утасны багцын байршил, утасны багцын зай, утасны багцын эзэлхүүний агууламж гэх мэт шилэн төрөл болон даавууны нэхмэлийн параметрүүдийг оновчтой сонгох замаар тодорхойлж болно.

2) Нүүрстөрөгчийн шилэн урьдчилсан хэлбэрийг бэлтгэх

Нүүрстөрөгчийн шилэн урьдчилсан хэлбэр гэдэг нь нягтруулах процессыг гүйцэтгэхийн тулд бүтээгдэхүүний хэлбэр, гүйцэтгэлийн шаардлагын дагуу шилэн эсийн шаардлагатай бүтцийн хэлбэрт оруулсан хоосон зайг хэлнэ. Урьдчилан бэлтгэсэн бүтцийн хэсгүүдэд гурван үндсэн боловсруулалтын арга байдаг: зөөлөн нэхэх, хатуу нэхэх, зөөлөн ба хатуу холимог нэхэх. Үндсэн нэхэх процессууд нь: хуурай утсаар нэхэх, урьдчилан шингээсэн саваа бүлгийн зохион байгуулалт, нарийн нэхэх цоорхой, шилэн ороомог болон гурван хэмжээст олон чиглэлт нийт нэхэх. Одоогийн байдлаар C нийлмэл материалд ашигладаг гол нэхэх процесс нь гурван хэмжээст нийт олон чиглэлт нэхэх явдал юм. Нэхэх процессын явцад бүх нэхмэл ширхэгүүд тодорхой чиглэлд байрладаг. Шилэн ширхэг бүр өөрийн чиглэлийн дагуу тодорхой өнцгөөр шилжиж, хоорондоо сүлжиж даавуу үүсгэдэг. Үүний онцлог нь гурван хэмжээст олон чиглэлт нийт даавуу үүсгэж чаддаг бөгөөд энэ нь C/C нийлмэл материалын чиглэл бүрт ширхэгийн эзэлхүүний агууламжийг үр дүнтэй хянаж чаддаг тул C/C нийлмэл материал нь бүх чиглэлд боломжийн механик шинж чанарыг үзүүлж чаддаг.

3) C/C нягтруулах үйл явц

Нягтралын зэрэг болон үр ашиг нь голчлон даавууны бүтэц болон үндсэн материалын процессын параметрүүдээс хамаардаг. Одоогоор ашиглагдаж буй процессын аргуудад нэвчилттэй нүүрстөрөгчжүүлэх, химийн уурын тунадасжуулалт (CVD), химийн уурын нэвчилт (CVI), химийн шингэн тунадасжуулалт, пиролиз болон бусад аргууд орно. Процессын хоёр үндсэн төрөл байдаг: нэвчилттэй нүүрстөрөгчжүүлэх процесс болон химийн уурын нэвчилттэй процесс.

Шингэн фазын нэвчилт-нүүрстөрөгчжилт

Шингэн фазын нэвчилт хийх арга нь тоног төхөөрөмжийн хувьд харьцангуй энгийн бөгөөд өргөн хэрэглэгддэг тул шингэн фазын нэвчилт хийх арга нь C/C нийлмэл материалыг бэлтгэх чухал арга юм. Энэ нь нүүрстөрөгчийн эслэгээр хийсэн урьдчилсан хэлбэрийг шингэн нэвчилтэд дүрж, нэвчилтийг даралтын аргаар урьдчилсан хэлбэрийн хөндийд бүрэн нэвтрүүлж, дараа нь хатууруулах, нүүрсжүүлэх, графитжуулах зэрэг хэд хэдэн процессоор эцэст нь ...-г олж авах явдал юм.C/C нийлмэл материалуудҮүний сул тал нь нягтралын шаардлагыг хангахын тулд давтан нэвчилт болон нүүрстөрөгчжүүлэх цикл шаардлагатай байдагт оршино. Шингэн фазын нэвчилтийн аргаар нэвчигчийн найрлага, бүтэц нь маш чухал юм. Энэ нь зөвхөн нягтруулах үр ашигт нөлөөлөхөөс гадна бүтээгдэхүүний механик болон физик шинж чанарт нөлөөлдөг. Шингэн фазын нэвчилтийн аргаар C/C нийлмэл материалыг бэлтгэхэд нэвчигчийн нүүрстөрөгчжүүлэх гарцыг сайжруулж, нэвчигчийн зуурамтгай чанарыг бууруулах нь үргэлж шийдвэрлэх ёстой гол асуудлуудын нэг байсаар ирсэн. Нэвчигчийн өндөр зуурамтгай чанар болон бага нүүрстөрөгчжүүлэх гарц нь C/C нийлмэл материалын өндөр өртөгтэй холбоотой чухал шалтгаануудын нэг юм. Нэвчигчийн гүйцэтгэлийг сайжруулах нь C/C нийлмэл материалын үйлдвэрлэлийн үр ашгийг сайжруулж, өртгийг бууруулаад зогсохгүй C/C нийлмэл материалын янз бүрийн шинж чанарыг сайжруулж чадна. C/C нийлмэл материалыг исэлдүүлэхээс хамгаалах боловсруулалт Нүүрстөрөгчийн шилэн нь агаарт 360°C-д исэлдэж эхэлдэг. Графит шилэн нь нүүрстөрөгчийн шилэнээс арай дээр бөгөөд түүний исэлдэлтийн температур 420°C-д исэлдэж эхэлдэг. C/C нийлмэл материалын исэлдэлтийн температур нь ойролцоогоор 450°C байдаг. C/C нийлмэл материал нь өндөр температурт исэлддэг агаар мандалд исэлдэхэд маш хялбар бөгөөд температур нэмэгдэхийн хэрээр исэлдэлтийн хурд хурдан нэмэгддэг. Хэрэв исэлдэлтийн эсрэг арга хэмжээ авахгүй бол C/C нийлмэл материалыг өндөр температурт исэлддэг орчинд удаан хугацаагаар ашиглах нь зайлшгүй гамшигт үр дагаварт хүргэх болно. Тиймээс C/C нийлмэл материалыг исэлдэлтийн эсрэг боловсруулалт нь түүнийг бэлтгэх үйл явцын зайлшгүй хэсэг болсон. Исэлдэлтийн эсрэг технологийн үүднээс авч үзвэл үүнийг дотоод исэлдэлтийн эсрэг технологи болон исэлдэлтийн эсрэг бүрхүүлийн технологи гэж хувааж болно.

Химийн уурын үе шат

Химийн ууршуулах (CVD эсвэл CVI) нь нүх сүвийг дүүргэх, нягтралыг нэмэгдүүлэх зорилгоор нүүрстөрөгчийг шууд нүх сүвэнд оруулах явдал юм. Тунасан нүүрстөрөгчийг бал чулуу болгоход хялбар бөгөөд шилэн материалтай сайн физик нийцтэй байдаг. Энэ нь нэвт шингээх арга шиг дахин нүүрстөрөгчжүүлэх явцад агшихгүй бөгөөд энэ аргын физик, механик шинж чанар нь илүү сайн байдаг. Гэсэн хэдий ч CVD процессын явцад нүүрстөрөгчийг хоосон гадаргуу дээр тунавал хий нь дотоод нүх сүв рүү тархахаас сэргийлнэ. Гадаргуу дээр тунасан нүүрстөрөгчийг механик аргаар зайлуулж, дараа нь шинээр тунадасжуулах шаардлагатай. Зузаан бүтээгдэхүүний хувьд CVD арга нь тодорхой бэрхшээлтэй тулгардаг бөгөөд энэ аргын мөчлөг нь маш урт байдаг.