Углерод-углеродный композиционный материал

Углерод-углеродный композиционный материал

Реферат

Изобретение относится к области высокотемпературных композиционных материалов.

Известен углерод-углеродный композиционный материал, имеющий защитное покрытие из карбидокремниевого материала (см. материал «Модели камеры сгорания жидкостного ракетного двигателя», описанный в патенте на полезную модель RU 93468 U1, опубликовано 27.04.2010 г.).

По своим признакам и достигаемому результату этот материал наиболее близок к заявляемому и принят за прототип.

Недостаток известного материала заключается в малой долговечности и низкой надежности из-за негерметичности защитного покрытия.

При работе известного устройства окислитель из высокотемпературного газодинамического потока проникает через микротрещины и поры защитного покрытия из карбида кремния и вступает в реакцию с углерод-углеродным композиционным материалом, вызывая окисление и разрушение известного материала и устройства.

Технический результат изобретения заключается в повышении долговечности материала и надежности конструкции.

Указанный технический результат достигается в углерод-углеродном композиционном материале, имеющем защитное покрытие из карбида кремния, согласно изобретению тем, что на защитное покрытие нанесен слой металла: никеля, или ниобия, или молибдена, имеющего температуру плавления выше максимальной температуры эксплуатации композиционного материала.

Ниже, со ссылкой на прилагаемый рисунок, дается описание предлагаемого изобретения.

Углерод-углеродный композиционный материал содержит, например, тканый каркас из углеродных волокон с углеродной матрицей (слой 1) и защитное покрытие (слой 2).

Заявляемый материал выполнен с герметизирующим слоем 3 из металла: никеля, или ниобия, или молибдена, на защитном покрытии 2, что позволяет закрыть микротрещины и поры в защитном покрытии без ослабления структуры последнего.

Герметизирующий слой 3 может быть нанесен любым доступным способом (гальваническим, напылением в вакууме и т.п.)

При эксплуатации заявляемого материала, например, в конструкции камеры сгорания жидкостного ракетного двигателя герметизирующий слой 3 исключит проникновение окислителя из высокотемпературного газодинамического потока к защитному покрытию 2 через микротрещины и поры последнего и, следовательно, к углерод-углеродному слою 1 композиционного материала, предотвращая окисление и разрушение последнего.

Таким образом, заявляемый углерод-углеродный композиционный материал имеет по сравнению с прототипом повышенные долговечность и надежность в условиях работы при высоких температурах в среде окислителя и ограничений по массе.

Углерод-углеродный композиционный материал, содержащий защитное покрытие из карбида кремния, отличающийся тем, что на защитное покрытие нанесен герметизирующий слой из металла, выбранного из никеля, ниобия или молибдена.