Банк рефератов содержит более 364 тысяч рефератов, курсовых и дипломных работ, шпаргалок и докладов по различным дисциплинам: истории, психологии, экономике, менеджменту, философии, праву, экологии. А также изложения, сочинения по литературе, отчеты по практике, топики по английскому.
Полнотекстовый поиск
Всего работ:
364139
Теги названий
Разделы
Авиация и космонавтика (304)
Административное право (123)
Арбитражный процесс (23)
Архитектура (113)
Астрология (4)
Астрономия (4814)
Банковское дело (5227)
Безопасность жизнедеятельности (2616)
Биографии (3423)
Биология (4214)
Биология и химия (1518)
Биржевое дело (68)
Ботаника и сельское хоз-во (2836)
Бухгалтерский учет и аудит (8269)
Валютные отношения (50)
Ветеринария (50)
Военная кафедра (762)
ГДЗ (2)
География (5275)
Геодезия (30)
Геология (1222)
Геополитика (43)
Государство и право (20403)
Гражданское право и процесс (465)
Делопроизводство (19)
Деньги и кредит (108)
ЕГЭ (173)
Естествознание (96)
Журналистика (899)
ЗНО (54)
Зоология (34)
Издательское дело и полиграфия (476)
Инвестиции (106)
Иностранный язык (62791)
Информатика (3562)
Информатика, программирование (6444)
Исторические личности (2165)
История (21319)
История техники (766)
Кибернетика (64)
Коммуникации и связь (3145)
Компьютерные науки (60)
Косметология (17)
Краеведение и этнография (588)
Краткое содержание произведений (1000)
Криминалистика (106)
Криминология (48)
Криптология (3)
Кулинария (1167)
Культура и искусство (8485)
Культурология (537)
Литература : зарубежная (2044)
Литература и русский язык (11657)
Логика (532)
Логистика (21)
Маркетинг (7985)
Математика (3721)
Медицина, здоровье (10549)
Медицинские науки (88)
Международное публичное право (58)
Международное частное право (36)
Международные отношения (2257)
Менеджмент (12491)
Металлургия (91)
Москвоведение (797)
Музыка (1338)
Муниципальное право (24)
Налоги, налогообложение (214)
Наука и техника (1141)
Начертательная геометрия (3)
Оккультизм и уфология (8)
Остальные рефераты (21692)
Педагогика (7850)
Политология (3801)
Право (682)
Право, юриспруденция (2881)
Предпринимательство (475)
Прикладные науки (1)
Промышленность, производство (7100)
Психология (8692)
психология, педагогика (4121)
Радиоэлектроника (443)
Реклама (952)
Религия и мифология (2967)
Риторика (23)
Сексология (748)
Социология (4876)
Статистика (95)
Страхование (107)
Строительные науки (7)
Строительство (2004)
Схемотехника (15)
Таможенная система (663)
Теория государства и права (240)
Теория организации (39)
Теплотехника (25)
Технология (624)
Товароведение (16)
Транспорт (2652)
Трудовое право (136)
Туризм (90)
Уголовное право и процесс (406)
Управление (95)
Управленческие науки (24)
Физика (3462)
Физкультура и спорт (4482)
Философия (7216)
Финансовые науки (4592)
Финансы (5386)
Фотография (3)
Химия (2244)
Хозяйственное право (23)
Цифровые устройства (29)
Экологическое право (35)
Экология (4517)
Экономика (20644)
Экономико-математическое моделирование (666)
Экономическая география (119)
Экономическая теория (2573)
Этика (889)
Юриспруденция (288)
Языковедение (148)
Языкознание, филология (1140)

Реферат: Вспененный углеродосодержащий компо

Название: Вспененный углеродосодержащий компо
Раздел: Остальные рефераты
Тип: реферат Добавлен 12:22:23 04 сентября 2011 Похожие работы
Просмотров: 109 Комментариев: 6 Оценило: 0 человек Средний балл: 0 Оценка: неизвестно     Скачать

Реферат

Вспененный углеродосодержащий компо-

зиционный материал

Изобретение относится к производству легких пористых теплоизоляционных и огнеупорных материалов.

Предлагаемые материалы могут найти широкое применение в металлургии, теплоэнергетике, строительной промышленности для теплозащиты различных агрегатов, установок и конструкций в широком диапазоне температур, вплоть до 1400-1600 о С.

Для улучшения эксплуатационных характеристик (механические и теплофизические свойства) в состав материала, включающего минеральный наполнитель (кварцевый песок, глина, алюмосиликаты и др.), жидкое стекло с плотностью 1,45 г/см3 и модулем 2,8 и порошок кристаллического кремния с размером частиц < 63 мкм, дополнительно вводят углеродсодержащее вещество природного происхождения – шунгит и антиоксидант - восстановитель - высокодисперсный порошок алюминия марки АСД-1 в соотношении по массе шунгит:алюминий = 1,3¸1,5. Материал получают сначала по технологии «холодного» вспучивания при комнатной температуре, а затем отжигают в режиме СВС-горения при температурах 1400-1600 о С, придавая ему свойства легких огнеупоров с уровнем теплопроводности 0,07-0,16 Вт/м×К для материалов плотностью 250-600 кг/м3 и механической прочности на сжатие в пределах 6,4¸25,3 Мпа.

МКИ 6 С 04В 35/52, 35/83

Вспененный углеродсодержащий композиционный материал

Изобретение относится к производству легких пористых теплоизоляционных и огнеупорных материалов, способных удовлетворить требования эффективной теплозащиты различных тепловых установок и агрегатов в энергетике, металлургии, стройиндустрии и многих других отраслях промышленности, а также обеспечить надежную теплоизоляцию конструкций или их узлов в авиационно-космической технике, авто- и судостроении.

Повышение стойкости, то есть увеличение ресурса службы любых огнеупоров в различных условиях их эксплуатации является главным требованием, которое предъявляется сегодня к разработчикам новых материалов этого класса.

Одним из наиболее распространенных в мировой практике технологических приемов, позволяющих существенно повысить термостойкость, износостойкость, коррозионную стойкость и механические характеристики огнеупоров является введение в исходные шихтовые композиции углеродных ингредиентов в виде углеродсодержащих связок, сажи, кокса, графита и др. (см. Кашеев И.Д. Оксидно-углеродистые огнеупоры, М, Интернет Инжиниринг, 2000).

Наряду с указанными положительными факторами введение углерода в состав огнеупоров влечет за собой появление проблемы выгорания углерода из поверхностных рабочих слоев огнеупорных материалов (футеровки, обмазки, покрытия) в окислительной среде при высоких температурах (свыше 500о С).

Как показал опыт, наиболее эффективным средством борьбы с этим негативным явлением служит одновременное с углеродом введение в состав огнеупоров функциональных добавок – антиоксидантов, в роли которых могут выступать металлы, имеющие максимальное химическое сродство к кислороду. К разряду особо эффективных антиоксидантов относятся Al, Mg, Si и некоторые другие элементы.

Введение таких добавок в состав огнеупорного материала резко уменьшает выгорание углерода при высоких температурах вследствие более активного их взаимодействия с кислородом окружающей среды в интервале температур выгорания углерода с образованием тугоплавких оксидов (Al2 O3 , MgO, SiO2 и т.д.), способствующих при дальнейшем повышением температуры дополнительному уплотнению структуры огнеупоров.

Все эти технологические разработки проведены главным образом, для повышения износостойкости высокоплавких огнеупоров.

Однако, аналогичные проблемы стоят и перед разработчиками легких пористых теплоизоляционных и теплозащитных материалов.

Известен способ получения пористых теплоизоляционных материалов на основе углерода за счет введения в состав исходных компонентов порообразующих веществ, в частности из клшасса хлоридов металлов (Заявка Японии №59141410, кл. С01В 31/02, 1984).

Согласно этому способу порошкообразный графит смешивают со связующим (синтетической смолой или нефтяным пеком) и порошком NaCl. Полученную смесь формуют и после коксования при высокой температуре подвергают выщелачиванию, при котором соль растворяется, освобождая поры.

Недостатком способа является изотропность материала, обладающего довольно высокой теплопроводностью из-за переизлучения тепла в порах, а также из-за хорошей теплопроводности графита. Как известно, интенсивность теплового потока за счет переизлучения (стефановский поток) пропорциональна четвертой степени абсолютной температуры Тр

I=sТр 4

и, следовательно, с увеличением температуры резко возрастает. Чтобы избежать этого эффекта, необходимо в углеродную матрицу вводить экранирующие элементы в виде поперечных тепловому потоку волокон.

Известен теплоизоляционный вспененный углеродный композиционный материал УКМ (патент US, №4442165, кл. 428-3077, 1984), включающий пиролизованную матрицу из смеси термореактивной смеси и углеродных волокон, покрытых пиролитическим графитом. Существенным недостатком данного материала является сложность технологического процесса и высокая трудоемкость изготовления теплоизоляционного вспененного УКМ, а также недостаточно высокая механическая прочность.

В настоящее время перед разработчиками углеродсодержащих теплоизоляционных материалов стоит задача создания простых технологических приемов, позволяющих при минимальном уровне энерго и трудозатрат получать легкие пористые материалы с низкой теплопроводностью и достаточно высокими механическими характеристиками.

Наиболее близким (прототип)техническим решением к заявленному изобретению является способ получения высокопористых гранул для выплавки кремния (патент RU №2042721, кл С22В5/02, С01В 33/02, 1992), в котором используется шихта, состава, мас.%

кристаллический кремний

1-6

жидкое стекло

12-20

стехиометрическая смесь кремнеземсодержащего материала и углеродистого восстановителя

74-87

В качестве кремнеземсодержащего материала использовался кварцевый песок с содержанием SiO2 98% по массе, а углеродистый восстановитель представлял собой смесь древесного угля с нефтяным коксом в массовом соотношении 1:1 с содержанием твердого углерода 78,5% масс.

Физико-химическую основу этого способа составляют гетерогенные реакции взаимодействия кристаллического кремния со щелочной средой, в роли которой выступает жидкое стекло. Химические реакции взаимодействия могут развиваться по различным схемам:

Si(тв)+2NaOH(р-р)+H2 O(ж)=Na2 O×SiO2 (тв)+2H2 (г) (1)

Si(тв)+Na2 O×SiO2 (р-р)+2H2 O(ж)=Na2 O×SiO2 (тв)+2H2 (г) (2)

Эти реакции имеют ярко выраженный экзотермический характер и поэтому идут с самоускорением и с экспоненциальным подъемом температуры реакционной системы вплоть до 100о С. Эта температура соответствует точке кипения воды, содержащейся в жидком стекле. При достижении температуры кипения воды происходит выделение пара, который в сочетании с водородом (реакции 1 или 2) вспенивает всю реагирующую массу с одновременным порообразованием и отверждением вспененной массы. Поскольку процесс кипения является эндотермическим, то повышение температуры реагирующей системы сверх 100о С не может произойти до полного выкипания воды и полного отверждения вспененной массы.

В предлагаемом изобретении заслуживает внимания лишь сама идея использовать экзотермический характер взаимодействия газообразователя – кристаллического кремния с водным щелочным раствором – жидким стеклом для получения вспененной углеродсодержащей массы. Однако оно имеет целый ряд принципиальных недостатков. Во-первых, вспучивание реакционной системы осуществляется при темпе6ратурах 50-200о С, а не при комнатной, что существенно усложняет технологический цикл образования легких пористых материалов. Во-вторых, нельзя считать удачным выбор компонентного состава шихты, особенно углеродных ингридиентов, который принципиально не может обеспечить низкую теплопроводность и высокие механические характеристики. Это связано с тем, что целью изобретения было не создание теплоизоляционного материала, а мелких пористых гранул для выплавки кремния. Представленные в описании значения механической прочности (0,6-1,2Мпа) завышены в силу влияния масштабного эффекта. Мелкие гранулы (масса гранул 5-20г) разрушатся при более высоких давлениях, чем стандартных размеров образцы из этого же материала.

И, наконец, предлагаемый углеродсодержащий материал обладает довольно низким электрическим сопротивлением (120-240 Ом·см при 1400о С), т.е.относится к классу электропроводящих за счет высокого массового содержания углеродной фазы. Задачей предлагаемого изобретения является разработка легкого пористого углеродсодержащего композиционного материала путем вспенивания и отверждения при комнатной температуре, сокращение технологического процесса получения пористого материала низкой объемной массы с повышенными физико-механическими и эксплуатационными характеристиками в широком диапазоне температур.

Поставленная задача решается тем, что для получения экзотермической, способной в вспучиванию при комнатной температуре, смеси первоначально приготовляют по отдельности сухую и жидкую составляющие смеси в соотношении Тв/ж=1-1,5, затем в жидкое связующее - жидкое стекло (ЖС) плотностью 1,45 г/см3 и модулем 2,8 вводят газообразователь - кристаллический кремний - с размером частиц менее 100 мкм в соотношении ЖС/Si=(3-6):1 и вслед за этим производят окончательное смешение жидкого связующего и сухих компонентов, в состав которых входит углеродсодержащее природное вещество – шунгит с массовым содержанием углерода около 30%.

Окончательные физико-механические и эксплуатационные свойства вспученный и отвержденный материал приобретает после отжига в режиме самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС) в электропечах типа СНОЛ по определенной программе после достижения порога инициирования СВС в интервале температур 650-850о С.

Полный технологический цикл создания вспученного композиционного материала состоит из следующих стадий.

Первоначальной стадией создания материала с нужными свойствами является целенаправленный выбор компонентного состава шихты, состоящей из высокодисперсных сухих порошков различной физико-химической природы. Для получения легкого пористого материала с заявленными свойствами в качестве основных компонентов шихты использовались, мас. %

Минеральный наполнитель

56-65

Углеродсодержащий материал

21-25

Порошок алюминия марки АСД-1

14-19

Выбор минеральных компонентов весьма широк и включает в себя природные вещества (кварцевый песок, глина, кварцит, перлит, вермикуллит), строительные материалы (шамот, динас, цемент и т.п.)и промышленные отходы (зола-унос, шлаки).

Главным требованием при выборе минерального сырья служит обязательное содержание в нем диоксида кремния (SiO2 ). При выборе углеродсодержащего компонента предпочтение было отдано шунгиту, который представляет собой природную углеродсиликатную композицию, в которой углеродная и минеральная фаза равномерно распределены по объему. Физико-механические характеристики шунгитовых пород определяются соотношением и структурой шунгитового углерода и силикатного компонента, прочностью и развитием межфазного взаимодействия.

В предлагаемом изобретении был использован шунгит, в состав которого входит 57,2% SiO2 , 28,6% углерода, остальное окислы – Al2 O3 , MgO, TiO2 , Fe2 O3 , K2 O. Отношение минеральной и углеродной фаз составляет 3,6. Для шунгитовых пород подобного типа (30мас.% углерода) характерны следующие свойства:

Плотность

2310кг/м3

Пористость (после термообработки в диапазоне 20-380о С)

18,8%

Прочность на сжатие

155МПа

Твердость по шкале Мооса

4,5ед.

По сравнению с графитовыми материалами шунгитовые породы обладают существенно более высокими значениями модулей Юнга, сдвига и всестороннего сжатия, что предопределяет их большую прочность в условиях сложного нагружения т.е. шунгит выполняет роль упрочняющей добавки. Помимо улучшения прочностных характеристик использование шунгита в качестве углеродсодержащего компонента улучшает коррозионную стойкость материала, особенно в условиях воздействия соляной и серной кислоты.

Введение в шихту добавки высокодисперсного порошка алюминия, в роли которого была выбрана пудра марки АСД-1 с удельной поверхностью 177,2см2 /г (эффективный размер частиц 91,5 мкм), преследует двойную цель: во-первых добавка Al снижает окисление углерода в поверхностных слоях материала при эксплуатации его в окислительной среде при температуре более 500о С, т.е. добавка Al играет роль антиоксиданта, и во-вторых, при обжиге вспененного отвержденного материала в режиме СВС алюминиевый порошок выполняет роль активного восстановителя.

Выбранные компоненты шихты загружаются в смеситель в указанных соотношениях и подвергаются перемешиванию в течении 15-20 мин.

Полученную смесь затворяют натриевым жидким стеклом (ЖС) и жидковязкую массу шликера разливают в специальные разборные формы, которые перфорированы по боковым поверхностям для выхода влаги в процессе вспучивания и отверждения. Форма имеет также ограничительную съемную перфорированную крышку для предотвращения выхода вспененной массы наружу при высоких значениях коэффициента вспучивания.

Газообразователь – порошок кристаллического кремния может быть внесен в реагирующую систему по двум вариантам. Для уменьшения времени вспенивания минеральной массы и её отверждения кремний вводят в ЖС до затворения шихты, если в этом нет необходимости Si вводят одновременно с шихтой, что приводит к затягиванию процесса вспучивания (см. табл1).

В предлагаемом варианте создания вспученного углеродсодержащего композиционного материала в качестве газообразователя использовался кристаллический кремний марки КР-00, который состоит из 98,5-99мас%Si, 0,3%Fe, 0,2%Al и0,25%Cа. Кремний подвергался измельчению в вибромельнице до дисперсности менее 100мкм. Поскольку реакция взаимодействия кремния со щелочной средой носит гетерогенный характер, то размер частиц Si, на поверхности которых и развивается реакция, играет очень большую роль в процессе газообразования и тепловыделения в реагирующей системе. Влияние размера частиц кремния на характеристики процесса вспучивания приводится в табл2. Введение тонкодисперсного порошка кристаллического кремния приводит к более сильному вспениванию шихтовой смеси, чем грубодисперсного, в связи с выделением большого объема водорода и водяного пара. При введении тонкодисперсного порошка кремния материал имеет, как правило, мелкопористую структуру, а при грубодисперсном – ноздреватую.

Помимо самого размера частиц кремния огромную роль в реакциях взаимодействия со щелочной средой играет механическая активация их поверхности, которое достигается в процессе измельчения. Наибольшую активность проявляют свежеприготовленные порошки кремния.

Многолетняя практика работы с порошками кремния позволяет сделать вывод, что долгое хранение порошков кремния без их герметизации на воздухе в естественных условиях воздействия кислорода и влажности окружающей среды приводит к образованию на поверхности частиц кремния тонкой пленки SiO2 , и полной потере способности порошка к газообразованию.

Согласно литературным данным (см.Low J.T. Francis E.E.J.Phys.Chem.,.,60,№3.p353-358,1956) при 300о К окисная пленка кремния толщиной 24о А образуется всего за 1 час.

После завершения процесса вспучивания за счет выделения водорода (реакции 1-2) и испарения несвязанной воды, находящейся в ЖСБ, и полного отверждения высокопористой массы производят разборку формы и полученное изделие помещают в термошкаф для контрольной сушки на 1-2 часа при температуре 120-150°С. Потеря веса изделия в процессе сушки не превышает, как правило, 5%.

Теплоизоляционные материалы в зависимости от их предназначения (условий эксплуатации) производятся либо в виде готовых формованных изделий (кирпич, блок, плита, брус, скорлупа), либо используются для создания теплоизоляционной или тепловой защиты непосредственно на производственном объекте с применением опалубки.

Пример1

Изготавливали изделие в виде кирпича стандартных размеров 230х115х65мм. В качестве минерального наполнителя использовался кварцевый песок марки С-070-1 с содержанием 99,3 масс % SiO2 Для изготовления шихты отбирали фракцию <63 мкм, которую затем смешивали с алюминиевой пудрой марки АСД-1 и порошком шунгита, содержащего 30% по массе твердого углерода и с размером частиц 100-250 мкм в течении 20-30 мин в смесителе планетарного типа. Для затворения шихты использовались натриевое жидкое стекло, соответствующее ГОСТ 13078-81 с плотностью 1,45 г/см3, модулем 2,8 и составом 29,6 мас. % SiO2 , 10,6 мас. %Na2 O, остальное вода. В качестве газообразователя применялся порошок кристаллического кремния марки КР-00 с размером частиц <63 мкм. Перед совмещением кремния с ЖС его подвергали механической октивации в специальных мельницах.

Результаты испытаний изделий из вспененного углеродсодержащего композиционного материала представлены в табл3.

Полученные свойства испытанных рецептур составов теплоизоляционного материала показали, что ограничительным содержанием компонентов является первая рецептура, так как в этом случае саморазогрев и увеличение объема находятся на очень низком уровне (разогрев системы составляет всего 30-40°С в течении 3-4 часов.

Состав седьмой рецептуры является также запредельным, поскольку при большом содержании кремния образуется не пористая, а ноздреватая, с большими (до 10мм) дырками и очень тонкими перегородками масса, обладающая низкими механическими характеристиками.

Включение в состав материала углеродсодержащий фазы с высокой тепло и электропроводностью в этих композициях не сказывается на эффективные характеристики материала, поскольку частицы этой фазы изолированы друг от друга и по причине высокой пористости (поры обладают высоким тепло и электросопротивлением) и в силу умеренного содержания (21-25%) углеродсодержащей фазы в материале, исключающего прямой контакт между частицами и образование сквозных проводящих мостиков.

Анализ теплофизических свойств заявленного материала показывает, что по уровню теплоизоляции, он не уступает волокнистым материалам, а по простоте технологии его создания значительно их превосходит.

Пример2

Способность предлагаемого материала создавать высокопористую и быстро затвердевающую теплоизоляционную массу при комнатной температуре без предварительного подогрева привлекает к себе особое внимание специалистов по теплозащите различных тепловых установок, в том числе и в теплоэнергетике. Рецептуры составов, имеющих после отверждения плотность 250-600 кг/м3 , находят широкое применение при ремонте футеровых котлов типа ДЕ, НВТМ, ДКВР. На примере ремонта трубчатого теплового котла ДЕ-25, где для заливки в зазоры между трубами был использован вспененный материал, близкий к рецептурам 4 и 5 в табл. 3, а заливку межтрубного расстояния производили материалом, сходным с рецептурой 2, была продемонстрирована эффективность предлагаемого материала (повышение КПД котла на 2 %, сокращение удельного расхода топлива).

Предложенный материал пригоден для теплозащиты многих тепловых агрегатов в металлургии (теплоизоляция желобов, ковшей, миксеров и др.) взамен легких шамотных материалов.

Для того, чтобы перевести теплоизоляционный вспененный углеродсодержащий композиционный материал в разряд легких огнеупоров, его подвергают обжигу в режиме СВС. Поставленная цель достигается ступенчатым нагревом до порога воспламенения реагирующей системы по определенной программе в специальных электропечах в среде аргона. Общее время нагрева до момента инициирования СВС находится в пределах 65-120 мин. При температуре инициирования 650-850 о С.

Процесс высокотемпературного синтеза в реагирующей системе протекает в реакционной зоне волны горения, которая распространяется от точки инициирования в образце по всему объёму. Температурный режим нагрева образца и СВС-процесса контролируется с помощью термопар, одна из которых (ХА-термопара) помещается вблизи образца, а другая (ВР-термопара) заделывается в массу образца на глубину 5 мм. Регистрация температуры, замеренной термопарами, осуществляется с помощью милливольтметра и самописца типа КСП-4. Момент инициирования СВС определяется по термограммам появлением на них пика температуры, высота которого соответствует максимально достигаемой температуре в волне горения. Измеренные таким образом температуры для предлагаемых рецептур находятся на уровне 1400-1600о С. Надо заметить, что присутствие в составе шунгита, различных оксидов металлов (TiO2 , Fe2 O3 и др.) приводит к заметному (до 200о С) увеличению температуры горения по сравнению с системой SiO2 -Al за счет более высокого уровня экзотермичности реакций восстановления металлов из оксидов, общая схема которых выглядит следующим образом:

R1 +R2 +Me(Al,Mg)=P1 +P2 +Q,

где R1 =TiO2 , Fe2 O3 , SiO2 и др.

R2 =С,Si и др.

P1 =Al2 O3 , MgO

P2 =карбиды, силициды восстановленных из окислов элементов

Q=тепловой эффект реакции.

Эту схему можно проиллюстрировать на примере предлагаемых рецептур, в которых в качестве восстановителей выступают Al и С, а в качестве окислителей – оксиды : SiO2 , TiO2 , Fe2 O3 и др.

Получение SiC, Al2 O3 ×SiO2 , Al4 Si3 и других тугоплавких соединений в реакционной смеси SiO2 +Al+C может происходить по схеме:

а) стадия восстановления

3SiO2 +4Al=2Al2 O3 +3Si+620 кДж (3)

б) стадия синтеза

3Si+3C=SiC+345 кДж (4)

Суммарная схема реакций в волне СВС имеет вид:

3SiO2 +4Al+3C=2Al2 O3 +3SiC+965 кДж (5)

Параллельно с этими реакциями в волне СВС протекают реакции образования кианита (Al2 O3 ·SiO2 ) и силицида алюминия с выделением тепла:

Al2 O3 +SiO2 +3Si+4Al=Al2 O3 ·SiO2 +Al4 Si3 (6)

В свою очередь весь оставшийся после взаимодействия по реакциям (3) и (6) алюминий образует карбид:

4Al+3C=Al4 C3 (7)

Организованная при отверждении вспученная высокопористая структура образцов из предлагаемого углеродсодержащего материала, как показывают исследования, не изменяется в процессе обжига в режиме СВС. Однако, этот технологический прием позволяет создать в объеме пористого материала с фиксированной жесткой физической структурой новые химические (Al2 O3 , Al2 O3 ·SiO2 ,SiC,Al4 Si3 ,Al4 C3 ) и другие тугоплавкие соединения, обладающие более высокими механистическими и огнеупорными свойствами.

Полученные результаты показали, что после обжига образцов из предлагаемого материала в печах по СВС-технологии по сравнению с необожженными образцами той же плотности и пористости предел прочности на сжатие материала увеличивается в 1,5-2 раза в зависимости от исходной плотности материала, а верхний температурный предел применения возрастает на 100-200о С. Характеристики материалов, подвергнутых обжигу по технологии СВС, с рецептурами 2-6 приведены в табл.4.

Формула изобретения.

1. Вспененный углерод содержащий композиционный материал, включающий в свой состав минеральный наполнитель, жидкое стекло и кремний, отличающийся тем , что он дополнительно содержит углеродсодержащую породу – шунгит и антиоксидант – восстановитель, высокодисперстный порошок алюминия с массовым соотношением шунгит:алюминий =1,3-1,5.

2. Материал по п.1, отличающийся тем , что он приобретает высокие теплоизоляционные свойства по технологии «холодного» вспучивания при комнатной температуре.

3. Материал по п.1 и 2, отличающийся тем , что он приобретает свойства легкого огнеупора в результате его обжига в режиме СВС-процесса.


Таблица1

Соотноше-ние тв/ж, мас.ч

1:1

3:2

Соотноше-ние жс/Si,мас.ч

2:1

6:1

t* отв мин

К** всп

r,кг/м3

tотвю мин

Квсп

r, кг/м3

Si вводится в ЖС до затвердения шихты

15

8,1

250

25

4,2

430

Si вводится в ЖС одновременно с шихтой

40

5,4

350

55

3,0

600

*tотв – время отверждения вспученного материала в минутах

**Квсп —коэффициент вспучивания – кратность увеличения объемомассы


Таблица2

Соотноше-ние тв/ж, мас.ч

1:1

1,2:1

1,5:1

Соотноше-ние ЖС/Si,мас.ч

3:1

Размер частиц, мКм

<63

63-100

100-160

<63

63-100

100-160

<63

63-100

100-160

Время отверждения, мин

10

25

40

10

30

60

15

30

120

Квсп

9,6

7,5

3,5

9,0

6,0

3,0

8,0

4,5

2,0

Пористость, %

89

76

62

81

74

60

75

64

54

Кажущаяся плотность, кг/м3

170

260

260

260

270

530

310

520

620


Таблица 3

Компоненты

Состав, масс.ч

1

2

3

4

5

6

7

Шихта

SiO2

400

470

450

250

300

225

300

Шунгит

120

150

150

150

120

100

100

Алюминий, АСД-1

100

100

100

100

80

75

80

Связующее

Жидкое стекло (ЖС)

400

480

470

420

400

400

500

Кремний (Si)

65

80

80

70

80

130

250

Отношение

Шихта/связ в масс.г

1,55

1,50

1,49

1,19

1,25

1,0

0,96

Отношение ЖС/Si, в мас.ч

6,15

6,0

5,85

6,0

5,0

3,08

2,0

Свойства

Плотность, кг/м3

650

600

520

430

350

250

180

Коэффициент вспучивания

2,0

3,0

3,7

4,2

5,4

8,1

8,6

Пористость,%

51

60

63

71

75

81

92

Предел прочности на сжатие, МПс

16,2

13,0

9,6

6,4

5,1

3,8

0,6

Коэффициент теплопроводности при 20о С, Вт/мК

0,20

0,18

0,15

0,11

0,09

0,08

0,07

Термостойкость,о С

130

1250

1100

950

800

Температура применения, о С

1400

1300

1200

1150

1050


Таблица4

Свойства

Состав, №п/п

2

3

4

5

6

Плотность, кг/м3

610

530

430

350

250

Предел прочности на сжатие, Мпа

25,3

18,0

11,6

8,3

6,4

Коэффициент теплопроводности при 20о С, Вт/мК

0,16

0,13

0,10

0,08

0,07

Термостойко-сть, о С, не менее

1350

1300

1200

1000

850

Температура применения о С, не менее

1600

1400

1350

1200

1000

Оценить/Добавить комментарий
Имя
Оценка
Комментарии:
Привет студентам) если возникают трудности с любой работой (от реферата и контрольных до диплома), можете обратиться на FAST-REFERAT.RU , я там обычно заказываю, все качественно и в срок) в любом случае попробуйте, за спрос денег не берут)
Olya06:46:24 29 августа 2019
.
.06:46:23 29 августа 2019
.
.06:46:22 29 августа 2019
.
.06:46:21 29 августа 2019
.
.06:46:21 29 августа 2019

Смотреть все комментарии (6)
Работы, похожие на Реферат: Вспененный углеродосодержащий компо

Назад
Меню
Главная
Рефераты
Благодарности
Опрос
Станете ли вы заказывать работу за деньги, если не найдете ее в Интернете?

Да, в любом случае.
Да, но только в случае крайней необходимости.
Возможно, в зависимости от цены.
Нет, напишу его сам.
Нет, забью.



Результаты(258778)
Комментарии (3487)
Copyright © 2005-2020 BestReferat.ru support@bestreferat.ru реклама на сайте

Рейтинг@Mail.ru