Углерод-углеродные композиты используют силу и модуль углеродных волокон, усиливая углеродную матрицу для противостояния суровым экстремальным средам. В качестве матрицы используют пироуглерод, коксовые остатки термореактивных смол или нефтяного пека, в качестве волокон - наполнителей - высокопрочные углеродные волокна - нити (непрерывные и рубленые), жгуты, ткани, пространственные конструкции из волокна.
Преимущества УУКМ:
Плотность | г/см3 | 1.45-1.75 | |
Теплопроводность 1050°С | В/м*к | 0.05-0.10 | |
Предел прочности на сжатие |
МРа |
200-300 | |
Предел прочности на разрыв | МРа | 250-380 | |
Модуль эластичности |
МРа |
80 | |
Зольность | % | ≤0.05 | |
Температура процесса | °С | 2400 | |
Рабочая температура | Воздух | °С< | ≤400 |
Вакуум | ≤2200 | ||
Инертный газ | ≤3200 | ||
Стандартный размер | мм |
Пластина, диск 1000*1000 U-образное изделие (60*40*60) L-образное изделие (65*65) |
Графитовый мягкий войлок на ПАН-основе
Производится на основе углеродного войлока из ПАН-волокна, который подвергается процессу графитизации.
Свойства графитового мягкого войлока на ПАН-основе:
Графитовый мягкий войлок на основе вискозы
Производится из вискозы на основе углеродного волокна, подвергшейся сначала процедуре карбонизации (при температуре 600-800°С), а затем и графитизации (при температуре от 1500 до 2200°С).
Свойства графитового мягкого войлока на основе вискозы:
Графитовый мягкий войлок на ПАН-основе
Тип | GFA | ||
Плотность |
г/см3 | 0.12-0.14 | |
Содержание углерода | % | ≥99 | |
Зольность | % | 0.03 | |
Теплопроводность 1050°С | В/м*к | 0.08 | |
Температура процесса | °С | 2400 | |
Рабочая температура | Воздух | °С | ≤400 |
Вакуум | °С | ≤2200 | |
Инертный газ | °С | ≤3200 | |
Стандартный размер | Длина | м | 13-28 |
Ширина | м | 1-1.2 | |
Толщина | мм | 5 , 10 , 12 |
Графитовый мягкий войлок на основе вискозы
Тип | GFA | ||
Плотность |
г/см3 | 0.08-0.10 | |
Содержание углерода | % | ≥99 | |
Зольность | % | 0.005 | |
Теплопроводность 1050°С | В/м*к | 0.06 | |
Температура процесса | °С | 2400 | |
Рабочая температура | Воздух | °С | ≤400 |
Вакуум | °С | ≤2200 | |
Инертный газ | °С | ≤3200 | |
Стандартный размер | Длина | м | 13-28 |
Ширина | м | 1-1.2 | |
Толщина | мм | 5 , 10 , 12 |
Для улучшения теплоизоляционных свойств твердый углеродный войлок армируется углеродной тканью и ламинируется графлексом (графитовой фольгой), что обеспечивает отражение тепла во внутреннюю часть печи, а также служит преградой для конвекции горячих газов. Полученный материал проходит процесс графитизации.
Свойства графитового твердого войлока:
Тип |
RFA, MFA, RFAC, RFACC, MFAC, MFACC |
||
Плотность |
г/см3 | 0.16-0.20 | |
Электрическое сопротивление |
Ω мм2*м |
35-45 | |
Зольность |
ппм |
≤300 |
|
Теплопроводность | В/м*к | 0.2 | |
Температура процесса | °С | 2400 | |
Рабочая температура | Воздух | °С | ≤400 |
Вакуум | °С | ≤2200 | |
Инертный газ | °С | ≤3400 | |
Стандартный размер | Длина | мм | 1500-1700 |
Ширина | мм | 1000-1250 | |
Толщина | мм | 20-240 | |
Стандартный размер плиты | мм | 1500*1000*40 |
Цилиндр из графитового войлока формируется путем соединения графитовой бумаги, углеродного волокна и углеродной ткани, которые в дальнейшем проходят последующую высокотемпературную очистительную обработку.
Свойства экранов и оснастки:
Плотность | г/см3 | 0.16-0.20 |
Содержание углерода | % | ≥99 |
Температура процесса | °С | 2300 |
Внешний диаметр | мм | 200-1500 |
Толщина | мм | 30-120 |
Высота | мм | 300-2000 |
С учетом конкретных условий эксплуатации изделия на практике проводят сочетание различных технологических приемов с высокотемпературной обработкой в инертной среде или вакууме, что позволяет изменять структуру материала и регулировать объем пор. Прочность карбонизованного УУКМ пропорциональна плотности. Графитизация карбонизованного УУКМ повышает его прочность.
Области применения УУКМ и графита:
Металлургия: для производства пресс-форм, для горячего прессования тугоплавких металлов и сплавов.
Машиностроение: в качестве подшипников для узлов трения и уплотнительных колец и пр.
Атомная энергетика: за счет высокой радиационной стойкости изделия из УУКМ используются для узлов активной зоны высокотемпературных газоохлаждаемых реакторов, вплоть до использования в качестве основных материалов активной зоны и т.д.
Медицина: для изготовления армирующих пластинок для соединения костей при переломах, изготовления сердечных клапанов, зубов-имплантов, стержней тазобедренных суставов.
Электротехника: в высокотемпературных вакуумных и газонаполненных печах в качестве футеровки и тепловой изоляции, в качестве нагревателей различных размеров при работе, связанной с выделением паров агрессивных металлов, в качестве изоляционного материала в ростовом оборудовании и т.д. Это далеко не полный перечень сфер применения изделий из УУКМ и графита, возможности их применения очень широки и постоянно пополняются.