CC BY
110
- легкость обработки, которая делает возможным изготовление различных сложных элементов.
Ti3SiC2 при комнатной температуре представляет собой прочный керамический материал, поскольку образование микротрещин, расслоение, отклонение трещин, перемещение и поворот отдельных зерен действуют в качестве механизмов поглощения энергии при деформации.
Также, с увеличением температуры и времени термообработки для всех типов образцов наблюдается постепенное увеличение прибавки массы, что свидетельствует о протекании процесса окисления Ti3SiC2. Заключение
Рассмотрение свойств МАХ-фаз показало, что материалы: Ti-Al-C, Ti-Al-N и Ti-Si-C проявляют уникальное сочетание свойств, которые характерны как для металлов, так и для керамики. Данные материалы обладают малой плотностью, высокими значениями электро- и теплопроводности, превосходной коррозионной стойкостью в агрессивных жидких средах, стойкостью к высокотемпературному окислению и термическим ударам, прочности, пониженным модулем упругости, достаточно просто подвергаются механической обработке, имеют высокую температуру плавления и достаточно стабильны при температурах до 1000 °С и выше. Из-за своих уникальных свойств материалы на основе MAX-фаз перспективны для применения в деталях, работающих в экстремальных условиях эксплуатации, например подшипниках, пресс-оснастке, защитных покрытий, электрических контактах, нагревательных элементах, теплообменниках, в качестве высокотемпературной керамики.
Список использованной литературы:
1. Получение Ti3SiC2 / П.В. Истомин, А.В. Надуткин, Ю.И. Рябков, Б.А. Голдин // Неорганические материалы. - 2006. - Т. 42, № 3. - С. 292-297.
2. Сметкин A.A., Каченюк M.H. Механосинтез и характеристики порошковых композиций Ti-Si и Ti-SiC-C // Керамика и композиционные материалы: тез. докл. V Всерос. конф. - Сыктывкар, 2004. - С. 115.
3. Механические свойства материалов на основе МАХ-фаз системы Ti-Al-C / Т.А. Прихна [и др.] // Сверхтвердые материалы. - 2012. - № 2. - С. 47.
4. Dimensional nanocrystals produced by exfoliation of Ti3AlC2 / M. Nagub [et al.] // Advenced materials. - 2011.
- Vol. 23, iss. 37. - P. 4248-4253.
© Исмагилова Л.А., 2017
УДК 621.793.79
А.Р. Курбанаева
студентка, УГАТУ, г. Уфа, РФ aigulufa 1995@yandex.ru А.А. Туркова студентка, УГАТУ, г. Уфа, РФ turkova-anut@yandex.ru
КЕРАМИЧЕСКОЕ ПОКРЫТИЕ И ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ ДЛЯ АВИАЦИОННОЙ ТЕХНИКИ
Аннотация
В данной статье рассмотрены основные пути применения керамических покрытий для авиационной техники.
Ключевые слова
Композиционные материалы, керамика, технологии, авиация.
_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №12/2017 ISSN 2410-6070_
В данной статье рассмотрим перспективы и преимущества применения высокотемпературных керамических и стеклокерамических материалов и антиокислительных покрытий для изготовления элементов конструкций высокоскоростных летательных аппаратов. Для изготовления теплонагруженных элементов корпуса, деталей горячего тракта двигателей, элементов конструкций радиотехнического назначения перспективных изделий авиационной техники необходимы конструкционные керамические композиционные материалы с высокой прочностью, твердостью, коррозионной и эрозионной стойкостью в совокупности с длительным жизненным циклом в условиях высокотемпературного окисления.
В ходе анализа научной литературы были выявлены основные методы получения керамических композиционных материалов: реакционное спекание в инертной среде или в вакууме. CVI (химическая инфильтрация из газовой фазы). CVD (химическое осаждение из паровой фазы), метод горячего прессования в инертной среде или вакууме, реакционное спекание и энергосберегающая золь-гель технология. Один из новых и наиболее перспективных — искровое плазменное спекание (Spark Plasma Sintering) - инновационная технология спекания порошков. Позволяющая получать широкий спектр материалов: высокотемпературных, композиционных, наноструктурных, градиентных и многих других. Технология SPS основана на прохождении импульса постоянного тока непосредственно через заготовку, при этом генерируются очень высокие скорости нагрева и охлаждения (до 600 C/мин). Данный метод позволяет ,достигнуть 100% уплотнения заготовки при более низких температурах и меньших временных затратах, чем обычный обжиг или горячее прессование, что позволяет исключить нежелательный рост зерен матрицы и деградацию наполнителя во время обжига, а также делает SPS экономически выгодной технологией. [2]
Вместе с тем следует отметить, что в технологии изготовления керамических двигателей остается ряд нерешенных проблем. К ним, прежде всего, относятся проблемы обеспечения надежности, стойкости к термическим ударам, разработки методов соединения керамических деталей с металлическими и пластмассовыми.
Керамические оксидные покрытия, обладая высокой твердостью, позволяют обеспечивать дополнительные свойства. Основными из них являются теплозащита, термостойкость, электроизоляция, регулируемая проводимость, возможность качественной лазерной гравировки. Керамическое покрытие наносится как на наружные, так и на внутренние поверхности изделий. [5]
Керамические покрытия применяются в качестве тепловой защиты для корпуса выхлопа ракет, изоляционных плит, компонентов двигателя, а также керамические покрытия встраиваются стекло многих самолетов. Эти покрытия являются прозрачными и проводят электричество для защиты стекла от тумана и льда.
Используются дополнительные типы материалов, которые устойчивы к износу, легкие и термостойкие, поэтому они могут использоваться на большой высоте. Разрабатываются передовые материалы из стекла и огнеупорных материалов, которые могут выдерживать суровые погодные условия, сохраняя при этом надежность и точность. В таких крупных авиационных компонентах, как тормоза, закрылки, топливные компоненты и гидравлические датчики также используются керамические покрытия.
Передовое навигационное оборудование самолета требует предварительный контроль керамических материалов, который предполагает надежность и точность. Эти материалы из керамики и керамические покрытия являются неотъемлемой частью многих компонентов кабины панели, включая спидометры, термометры, альтиметры. Кроме того, керамические элементы должны пройти высокие стандарты контроля качества, чтобы убедиться, что они защищены от воды, влажности и газа, использованием стеклоцементного уплотнения.
Керамические волокна используются в качестве тепловых экранов для огнезащиты и теплоизоляции в авиационной и космической области, потому что они теплостойкие, имеют небольшой вес и не подвержены коррозии. К другим существенным характеристикам относятся высокие температуры плавления, упругость, прочность и химическая инертность.
Неоксидная керамика под названием нитрид кремния обладает высокой прочностью при высокой
температуре, отличной стойкостью к трещинам, высокой твердостью и уникальными трибологическими свойствами. Нитрид кремния в авиационно-космической промышленности в результате превосходной механической надежности и износостойкости позволяет компонентам использоваться при минимальной смазке без износа. Например, запальники реактивного двигателя, подшипники, втулки и другие, быстро изнашивающиеся компоненты. [3,4]
Преимущества керамических покрытий:
• Коррозионная стойкость
• Легкая очистка
• УФ блокировку для предотвращения окисления краски
• Уменьшение затрат на обслуживание
• Уменьшается сопротивление и увеличивается эффективность использования топлива . [1] Список использованной литературы:
1. Будиновский С.А., Мубояджян С.А., Гаямов А.М. Современное состояние и основные тенденции развития высокотемпературных теплозащитных покрытий для рабочих лопаток турбин авиационных ГТД //Авиационная промышленность. 2008. №4. С. 33-37.
2. Чубаров Д.А., Матвеев П.В. Новые керамические материалы для теплозащитных покрытий рабочих лопаток ГТД //Авиационные материалы и технологии. 2013. №4. С. 43-46.
3. Levi C.G. Emerging materials and processes for thermal barrier systems //Current Opinion in Solid State and Materials Science. 2004. №8. P. 77-91.
4. Clarke D.R., Phillpot S.R. Thermal barrier coating materials //Materialstoday. 2005. V. 8. №6. P. 22-29.
5. . Мубояджян С.А., Будиновский С.А., Гаямов А.М., Смирнов А.А. Получение керамических теплозащитных покрытий для рабочих лопаток турбин авиационных ГТД магнетронным методом //Авиационные материалы и технологии. 2012. №4. С. 3-8.
© Курбанаева А.Р., Туркова А.А., 2017 г.
УДК 621.775.8
Н. М. Орешкин
студент, УГАТУ, г. Уфа, РФ nikita-oreshkin0793@rambler.ru
СОВРЕМЕННЫЕ ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ ТЕХНОЛОГИЙ СОЗДАНИЯ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
Аннотация
В статье обсуждены основные современные тенденции развития технологий создания композиционных материалов.
Ключевые слова
Композиционные материалы, технология, современные тенденции.
В течение многих лет конструкторы летательных аппаратов могли предлагать теоретические конструкции самолетов, которые не могли реализованы быть, потому что материалов, необходимых для производства, не существовало. Например, большие космические аппараты, такие как космический Шаттл,
