Способ нанесения карбидных покрытий на углеродные волокна

Способ нанесения карбидных покрытий на углеродные волокна

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 11.0478(21) 2603272/22-02 е присоединением заявки Ио (23) Приоритет (5! )М. ((л.2

С 23 С 17/00

C 23 С 9/10

Государствеииый комитет

СССР ио делам изобретеиий и открытий (53) УДК

621.785. . 539 (088. 8) Опубликовано 1509.79, Бюллетень Ио 30

Дата опубликования описания 1509.79 (72) Авторы В.E Oâ÷àðåíêo, О.А.Кашин, Е,С>.дударев

Идрбрвт@имя A.A-Заболоцкий и И.Д.Борисов (54) СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ КАРБИДНЫХ ПОКРЫТИИ

НА УГЛЕРОДНЫЕ ВОЛОКНА

Изобретение относится к получению покрытий из карбкдон металлов, в частности на углеродных волокнах; оно может найти применение н области производства композиционных материалов с металлической матрицей, армированной углеродными волокнами, например лопаток компрессора.из углеалюминкя для авиационных двигателей.

Одной кз основных операций при изготовлении деталей из композиционных материалов является операция нанесения на армкрующие волокна защитных покрытий, обеспечивающих стабильность характеристик волокон (в частности сохранение их высокой прочности) при производстве и эксплуатации деталей из композиционного материала. Для композиционных материалов с алюминиевой и никелевой матркцей, армированной углеродными волокнами, наиболее подходйщкми являются карбидные защитные покрытия (T1C, ЕrC, HfC и т.п.).

Известен способ нанесения карбидных покрытий на углеродные волокна осаждением карбида из газовой Фазы (15 . Недостатками указанного способа являются сложность управления процессом и нестабильность качества покрытий (несплошность, неравномерность толщины покрытия по сечению жгута к т.п.).

Известен также способ получения карбидных покрытий на углеродных волокнах путем выдержки их в расплаве легкоплавкого металла с необходимым содержанием кардидообразующего элемента (25. .Недостаток этого способа состоит

15 в разупрочнении волокон в процессе формирования карбидвого покрытия, поскольку реакция карбидообразонанкя идет эа счет материала волокна, что приводит к появлению на их понерх20 ности дефектов, снижающих кх прочность

При этом карбидное покрытие имеет высокую плотность.

Целью изобретения янляется повышение прочности углеродных волокон.

Для достижения цели в способе, включающем нагрев н расплаве с карбидообразующим элементом, предварительно на волокна наносят слой

ЗО пироуглерода

68572

Формула изобретения

Составитель P.Êëûêîâà

Техред И.Асталош Корректор Ю.Макаренко

Редактор Н.Корченко

Тираж 1130 Подписное

QfHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Л-35, Раушская наб,, д. 4/5

Заказ 5416/31

Филиал ППП Патент, r.Óæãîðîä, ул.Проектная,4

В этом случае карбидное покрыти образуется за счет пироуглерода, что позволяет сохранить необходимую структуру поверхности углеродных волокон и высокую прочность.

В качестве расплава используют инертные по отношению к углероду 6 металлы (Cu, Sn, Pb и т.п. ), а в качестве карбидообразующих элементов — Ti, Та, Ск и т.п.

Ханесение карбидных покрытий на углеродные волокна можно осуществлять 1о следующим образом.

На углеродные волокна осаждением иэ газовой фазы наносят слой пироуглерода толщиной 0,4 мкм, углеродные волокна с пироуглеродным покры- ls тием пропускают через расплав состава Sn„p, 5, аф. % Ti при 1000 С (вр4щщ вамонщения волокон в расплаве

5-.289Ù ;,. .неврореагировавший карбидооб фз Фций металл и металл-раство- 1 рисаль-удивляют с "волокон любым известным способом (например растворением в кислотах}. Для испытаний используют углеродные волокна марки

ВМН-4 с .исходной прочностью около 240 кг/мм, на которые затем нано-. сят осаждением из газовой фазы слой пироуглерода толщиной 0,4 мкм (волокна марки ВМН-4ПУ). Для сравнения исследования проводят на углеродных .. волокнах без пироуглеродного покрытия 30

0 4

° (ВМ (-4 ) ем (ВМН-4ПУ) .

В процессе выдержки углеродных волокон в карбидообраэующем расплаве на их поверхности образуется слой карбида титана толщиной 0,35-0,5 мкм для волокон BMH-4 и 0,55-0,7 мкм для волокон ВМН-4ПУ.

Таким образом, проведенные испытания показывают, что при нанесении карбидного покрытия на углеродные волокна с предварительно нанесенным слоем ироуглерода сохраняется их высокая исходная прочность в отличие от известного способа, по которому полученная прочность на 30-40% ниже.

Способ нанесения карбидных покрытий на углеродные волокна, включающий нагрев и выдержку их в расплаве с карбидообраэующим элементом, отличающийся тем, что, с целью повышения прочйости углеродных волокон, на них предварительно наносят слой пироуглерода.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Великобритании

9 1325291, кл. С 7 F, 1973.

2. Патент Великобритании

М 1393833, кл. С 7 F, 1975 (прототип).