Разработка технологии получения изделий технического назначения из термостойких волокон

• Автор: Папилин, Николай Михайлович
• Шифр специальности: 05.19.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 159 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Глава 1. Литературный обзор

1.1. Свойства термостойких волокон, структура изделий, анализ 9 технологий

1.1.1. Получение и свойства волокон оксида алюминия

1.1.2. Текстильные изделия из термостойких ВОЛОКОН 1

1.2. Анализ способов переработки термостойких волокон и получения жаропрочных материалов из них

1.3. Технологии переработки волокон малой длины

1.3.1. Свойства и технология переработки асбестовою волокна

1.3.2. Оценка возможности использования классической технологии для переработки волокон оксида алюминия

1.3.3. Технология электрофлокирования

1.4. Анализ использования газообразной среды для формирования пряжи из волокон оксида алюминия
1.5. Общие принципы гидродинамического прядения и задачи исследования
Выводы по главе 1
Глава 2. Процесс дискретизации волокнистой массы
2.1. Анализ аналогов процесса дискретизации волокон
2.2. Анализ процесса дискретизации
2.3. Устройство, работа и эффективность дискретизатора массы волокон оксида алюминия
Выводы по главе 2
Глава 3. Обоснование состава и режима приготовления суспензии
3.1. Соотношение компонентов в суспензии, пряже и ее линейная плотность
3.2. Взаимосвязь неровноты распределения волокон в суспензии и неровноты пряжи по массе
3.3. Оптимизация состава суспензии
3.4. Определение электрокинетического потенциала волокон
Выводы по главе 3
Глава 4. Установка гидродинамического прядения и оптимизация процесса формирования пряжи
4.1. Технологические требования к установке гидродинамического прядения
4.2. Оценка возможности получения пряжи гидродинамическим способом на макете
4.2.1. Макет установки
4.2.2. Условия эксперимента на макете
4.2.3. Получение пряжи при варьировании диаметром воронкивставки
и крутки
4.3. Лабораторная установка для получения пряжи гидродинамическим способом
4.3.1. Устройство и работа лабораторной установки
4.3.2. Порядок работы на установке
4.4. Проектирование элементов узла формирования пряжи
4.4.1. Формирующая воронка и е функции
4.4.2. Обоснование диаметра цилиндрической части питающей воронки
4.4.3. Обоснование конусности формирующей воронки
4.4.4. Обоснование диаметра крутильной платформы
4.5. Режим работы узла формирования пряжи Выводы по главе
Глава 5. Процессы дегидратации и наматывания пряжи
5.1. Истечение жидкости из суспензии под действием сил гравитации
и при отжиме парой валиков
5.2. Сушка пряжи
5.2.1. Расчет количества влаги, удаляемой из пряжи после формирования и отжима
5.2.2. Расчет количества воздуха, используемого для сушки пряжи
5.2.3. Тепловой баланс сушильной камеры
5.2.4. Оптимизация процесса сушки пряжи
5.3. Натяжение пряжи при наматывании
Выводы по главе 5
Глава 6. Структура и свойства пряжи гидродинамического прядения и шнура
6.1. Физикомеханические свойства пряжи
6.2. Исследование структуры пряжи
6.2.1. Исследование ориентации волокон в пряже и клочке
6.2.2. Исследование структурных изменений в пряже при поперечном сжатии
6.2.3. Регрессионные связи между характеристиками контактов при сжатии пряжи
6.3. Получение шпура и его свойства
Выводы по главе 6
Выводы по работе
Список использованных источников


В передовых газотурбинных установках необходимы высокотемпературные динамические конструкционные уплотнения, чтобы уплотнить периметры движущихся наклонных плоскостей трапов, эффективно работающие в высокоскоростных потоках газов при температурах от до С. Уплотнения двигателей должны ограничивать утечку горячих сжатых газов и несгоревшего топлива в задних полостях для предотвращения образования взрывоопасных смесей. Уплотнения должны работать в атмосфере кислородпар и сопротивляться водородному охрупчиванию, если в качестве топлива используется водород. Конструкционные и термические нагрузки на стенки двигателя могут вызывать дисторсию искривление, которую уплотнения должны аккомодировать устранять. Чтобы оставаться в контакте со стенками, уплотнения должны сохранять упругость и гибкость при многократных термоциклах. Уплотнения также будут истираться в процессе дисторсии, по мере того как шероховатые стенки панелей двигателя, удерживающие уплотнение, будут двигаться. Уплотнения должны выдерживать горячую чистку без увеличения утечки вследствие износа. Использование теплозащитных и теплоизоляционных материалов на основе оксидных волокон для авиакосмической техники выдвигает ряд жестких требований к ним, в частности, повышенной прочности, стойкости в окислительной среде, размеростабильности при высоких температурах, устойчивости к многократным нагревам и охлаждениям. Поэтому многие организации работают над улучшением свойств оксидных волокнистых материалов, как за счет повышения качества исходных волокон, так и за счет совершенствования технологий их обработки и создания материалов на их основе. Существует два основных способа получения дискретных алюмосиликатных волокон. Первый так называемый метод раздува
расплава основан на раздувании расплавленной С керамики в турбулентном потоке, или, альтернативно, на литье расплава на серию быстро вращающихся дисков 7. Турбулентный поток образует волокна короткой длины, с сечением неправильной формы от 2,5 до 3,5 мкм. Необходимость низкого поверхностного натяжения волокнообразующего расплава ограничивает соотношение АЦОзгвЮг не более , а, кроме того, волокна имеют большой разброс по длине и. Второй, более дорогой, зольгель способ позволяет получать волокно лучшего качества, с содержанием оксида алюминия до 0. Другим преимуществом этого способа является низкая температура прядения волокна, ниже температуры пиролизации. А0з размером 0 нм. Для использования в качестве высокотемпературной изоляции производят термообработку волокна при температуре более С, чтобы превратить 5А в аА0з. После завершения превращений достигается равновесная концентрация муллита, после чего усадка волокна, а, следовательно, и изделия из него, практически отсутствует вплоть до С 8. Более подробно рассмотрим способ получения волокон оксида алюминия, применяемый ФГУП ВИАМ 9. Высокотемпературное волокно на основе оксида алюминия, производимое ФГУП ВИАМ, обладает повышенной термостабильностью, механическими и теплофизическими характеристиками, обеспечивающими длительную эксплуатацию при С, используется для изготовления деталей летательных аппаратов, обладающих повышенной термостойкостью 9. Кроме того, волокно может применяться для производства футеровочных материалов печей. Футеровка от немецкого подкладка, подбой, защитная внутренняя облицовка печей, топок, труб, емкостей и т. Различают футеровку огнеупорную, химически стойкую и теплоизоляционную . Теплозащитные материалы на основе волокон оксида алюминия обладают малым удельным весом и низкой теплопроводностью, а также существенно превосходят теплоизоляцию на основе кварцевых волокон по рабочим температурам. Применение волокна на основе оксида алюминия с добавлением диоксида кремния является перспективным для высокотемпературного использования, однако сложность заключается в получении соединения, устойчивого в структурнофазовом отношении при длительных применениях при температурах порядка С, иначе возникает усадка готового изделия в процессе эксплуатации, например, в качестве теплозащитной обшивки летательных аппаратов многоразового использования.