К настоящему времени ряд отраслей российской промышленности нуждаются в разработке новых конструкционных материалов, устойчивых в экстремальных условиях высокотемпературного и химического воздействий агрессивных металлических расплавов и химических сред. Наиболее перспективными материалами для изготовления крупногабаритных и сложнопрофильных конструкций практически любого размера, эксплуатируемых в жестких условиях высокотемпературного и агрессивного воздействий, являются углерод-углеродные композиционные материалы (УУКМ), обладающие высокой коррозионной стойкостью и комплексом повышенных физико-механических свойств. Настоящая работа посвящена исследованию и разработке технологического процесса изготовления несущей основы для создания нового класса герметичных углерод-углеродных композиционных материалов, устойчивых в экстремальных условиях эксплуатации высоких температур и агрессивных металлических расплавов и химических сред. Одним из экономически выгодных способов насыщения несущей основы герметичной конструкции пироуглеродом является термоградиентный метод с использованием радиально движущейся зоны пиролиза. Простота аппаратурного оформления, высокие скорости насыщения углеродных каркасов пироуглеродом за счет ускоренного массопереноса и высокой концентрации метана при атмосферном давлении делают этот метод экономически и технологически выгодным для изготовления несущей основы герметичных конструкций. Экспериментально обоснованы технологические параметры процесса насыщения пироуглеродом тканепрошивных каркасов термоградиентным способом с использованием радиально движущейся зоны пиролиза. Скорость движения зоны пиролиза по толщине каркаса составила 0,25-0,35 мм/ч, а градиент температур в зоне пиролиза 20-30 °C/мм. Установленные технологические параметры обеспечили высокую производительность технологического процесса и максимально возможную плотность материала. Для двух типов несущих основ, изготовленных из высокомодульной ткани УТ-900 (материал «Луч») и низкомодульной ткани Урал ТМ-4 (материал «Углекон»), исследован комплекс физико-механических свойств и проведен тщательный металлографический контроль. Сравнительный анализ физико-механических свойств и результаты металлографического контроля двух типов углерод-углеродных материалов позволил осуществить выбор основного варианта материала несущей основы из ткани Урал ТМ-4 (материал «Углекон»).

So far a number of branches of the Russian industry need development of new constructional materials of steady high-temperature and chemical impacts of aggressive metal fusions and chemical environments in extreme conditions. The most perspective materials for production of the large-size and figurine designs practically any type of the size operated in severe conditions of high-temperature and aggressive influences are the carbon-carbon composite materials (CCCM), possessing high corrosion resistance and a complex of the increased physicomechanical properties. The real work is devoted to research and development of technological process of production of the bearing basis for creation of a new class tight carbon-carbon composite materials of steady high temperatures and aggressive metal fusions and chemical environments in extreme service conditions. One of economic ways of saturation of the bearing basis of a tight design pyrocarbon, is the thermogradient method with use of radially moving zone of pyrolysis. Simplicity of hardware registration, high speeds of saturation of carbon frameworks pirouglrody at the expense of the accelerated mass transfer and high concentration of methane with an atmospheric pressure do this method economically and technologically favorable to production of the bearing basis of tight designs. Technological parameters of process of saturation pirouglrody the tkaneproshivnykh of frameworks with use of radially moving zone of pyrolysis are experimentally proved in the thermogradient way. Speed of the movement of a zone of pyrolysis on thickness of a framework made 0,25-0,35 mm/h, and a gradient of temperatures in a pyrolysis zone 20-30 °C/мм. The set technological parameters provided high efficiency of technological process and the greatest possible density of material. For two types of the bearing bases made of high-modular UT-900 fabric (material “Luch”) and low-modular fabric the URALS by TM-4 (the material “Uglekon” is investigated a complex of physicomechanical properties and careful metalgraphic control is carried out them. The comparative analysis of physicomechanical properties and results of metalgraphic control of two types carbon-carbon materials allowed to carry out the choice of the main option of material of the bearing basis from fabric the URALS of TM-4 (material “Uglekon”).