×
08.03.2019
219.016.d4c8

КОМПОЗИЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ НА ОСНОВЕ ДИОКСИДА КРЕМНИЯ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к авиационной и машиностроительной промышленности и может быть использовано при создании деталей из конструкционных материалов, в частности антенных обтекателей ракет, работающих кратковременно при температуре до 900°С без изменения радиотехнических характеристик. Композиционный материал на основе диоксида кремния, включает спеченный диоксид кремния, титанкремнийорганическую смолу и модифицированную эпоксидную смолу, в молекулу которой входят атомы кремния и титана, при следующем соотношении компонентов, мас.%: спеченный диоксид кремния 98,0-99,0 и в равном соотношении кремнийорганическая смола и модифицированная эпоксидная смола 1,0-2,0. Технический результат изобретения - повышение прочностных характеристик материала. 1 табл.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к авиационной, машиностроительной и строительной промышленности и может быть использовано при создании деталей из конструкционных материалов, в частности для изготовления антенных обтекателей ракет, обладающих высокой прочностью в сочетании с хорошими диэлектрическими характеристиками при высоких температурах и стойкостью к термоудару.

Известным аналогом является композиционный материал по патенту РФ №2256262 МКИ Н01Q 1/42, 2005, включающий спеченный диоксид кремния и полимер на основе кремнийорганической смолы.

Недостатком материала по аналогу является хрупкость и невысокие физико-механические характеристики.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является материал по патенту РФ №2209494 МКИ Н01Q 1/42, 2003, содержащий в качестве добавки кремнийорганическую смолу, которая упрочняет керамику, делает ее водостойкой и герметичной, но материал при этом остается хрупким с низкой адгезионной и когезионной прочностью.

Технический результат настоящего изобретения заключается в получении композиционного материала с повышенными физико-техническими характеристиками, способного кратковременно работать до 950°С с сохранением радиотехнических характеристик.

Указанный технический результат достигается тем, что композиционный материал на основе диоксида кремния, включающий спеченный диоксид кремния и полимер на основе титанкремнийорганической смолы, отличающийся тем, что он дополнительно содержит модифицированную эпоксидную смолу, в молекуле которой есть атомы кремния и титана, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

спеченный диоксид кремния 98,0-99,0,

титанкремнийорганическая смола

и модифицированная эпоксидная смола в равном соотношении 1,0-2,0.

Используемая титанкремнийорганическая смола - продукт ТМФТ (ТУ 6-02-933-74) - тетракис(метилфенилсилоксангидрокси)титан. Молекула титанкремнийорганической смолы имеет крестообразное строение и четыре концевые функциональные группы -ОН. В центре креста находится атом Ti. Отверждение титанкремнийорганической смолы, т.е. переход в неплавкое, нерастворимое состояние, происходит по поликонденсационному типу с выделением молекулы воды. Отвердителем может служить смола или олигомер, молекулы которых содержат гидроксильные группы.

Для отверждения титанкремнийорганической смолы в предлагаемом материале используют модифицированную эпоксидную смолу СЭДМ-3, СЭДМ-4 (ТУ 6-05-211-1196-81), в молекулах которой есть гидроксильные группы, атомы кремния и титана, что повышает ее стойкость к термической и термоокислительной деструкции. Кроме этого, молекула СЭДМ обладает химическим сродством к молекуле кремнийорганической смолы.

Отвержденный сополимер не плавится и не растворяется в растворителях, и начинает деструктировать при температуре, превышающей 400°С. Это объясняется тем, что сополимер титанкремнийорганической и модифицированной эпоксидной смол, отвержденный в матрице, в данном случае кварцевой керамике, приобретает свойства, улучшающие его эксплуатационные свойства, в частности температура термоокислительной и термической деструкции сдвигается в сторону повышения температуры.

При кратковременной работе изделий при температуре до 950°С и более прочность заявленного материала не падает до исходной.

Этот эффект объясняется наличием химической связи между матрицей (в данном случае диоксидом кремния) и скелетом кремнийорганической смолы, который образуется после термической и термоокислительной деструкции кремнийорганического полимера.

Диоксид кремния, используемый для получения предлагаемого композиционного материала, с пористостью 7-12%, представляет собой материал с хорошо спеченными зернами, образующими сплошной каркас. Для экспериментальной проверки заявленного изобретения были подготовлены четыре смеси ингредиентов (см. таблицу).

Технологический процесс получения заявленного композиционного материала приведен в примерах 1-4.

Пример 1

1. Приготовление пропитывающего состава, состоящего из смеси титанкремнийорганической смолы ТМФТ и эпоксидной смолы СЭДМ-3 в соотношении 1:1, плотностью 0,94 г/см3.

2. Обезжиривание ацетоном заготовки из кварцевой керамики, механически обработанной в размер.

3. Сушка на воздухе 15-20 минут.

4. Пропитка заготовки составом смеси титанкремнийорганической и эпоксидной смол в ацетоне в течение 60 минут.

5. Сушка на воздухе 2-3 часа.

6. Полимеризация в термостате при температуре 225-240°С.

Пример 2

1. Приготовление пропитывающего состава, состоящего из смеси титанкремнийорганической смолы ТМФТ и эпоксидной смолы СЭДМ-3 в соотношении 1:1, плотностью 0,96 г/см3.

Остальные операции проводят аналогично примеру 1.

Пример 3

1. Приготовление пропитывающего состава, состоящего из смеси кремнийорганической смолы ТМФТ и эпоксидной смолы СЭДМ-3 в соотношении 1:1, плотностью 0,98 г/см3.

Остальные операции проводят аналогично примеру 1.

Пример 4

1. Приготовление пропитывающего состава, состоящего из смеси титанкремнийорганической смолы ТМФТ и эпоксидной смолы СЭДМ-4 в соотношении 1:1, плотностью 0,98 г/см3.

Остальные операции проводят аналогично примеру 1.

Физико-механические характеристики композиционного материала, полученные по вышеприведенным примерам, приведены в таблице.

Таблица
НаименованиеПримерПримерПримерПример
показателей1234
SiO2 - SiO2 - SiO2 - SiO2 -
композиционного99,0%,98,5%98,0%99,0%
материалаТМФТ - ТМФТ - ТМФТ - ТМФТ -
0,5%,0,75%,1,0%,0,5%,
СЭДМ-СЭДМ-3 - СЭДМ-3 - СЭДМ-4 -
3 - 0,5%0,75%1,0%0,5%
Прочность на
изгиб, кгс/мм2,
при 20°С7,07,27,47,0
при 950°С5,05,05,15,1
Прочность на4,04,04,04,0
изгиб, кгс/мм2,
исходная

Заявленный материал на основе диоксида кремния и смеси титанкремнийорганической смолы с модифицированной эпоксидной смолой в равном соотношении позволяет применить этот материал для изготовления антенных обтекателей ракет, работающих кратковременно при температуре до 950°С без изменения радиотехнических характеристик во всем диапазоне рабочих температур и обладает повышенными по сравнению с исходным материалом прочностными характеристиками на 25-27%.

Композиционныйматериалнаосноведиоксидакремния,включающийспеченныйдиоксидкремнияиполимернаосноветитанкремнийорганическойсмолы,отличающийсятем,чтоондополнительносодержитмодифицированнуюэпоксиднуюсмолу,вмолекулекоторойестьатомыкремнияититанаприследующемсоотношениикомпонентов,мас.%:спеченныйдиоксидкремния98,0-99,0,кремнийорганическаясмола имодифицированнаяэпоксиднаясмола вравномсоотношении1,0-2,0c0c1211none342
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 49 items.
20.02.2019
№219.016.bca3

Слоистая обшивка

Изобретение относится к машиностроению и касается создания конструкций из композитных материалов высокоточных изделий космического и наземного назначения, например конических головных обтекателей ракет-носителей, переходных отсеков, кольцевых платформ. Слоистая обшивка выполнена из слоев...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002265520
Дата охранного документа: 10.12.2005
20.02.2019
№219.016.bcbf

Способ изготовления толстостенных слоистых изделий из полимерных композиционных материалов

Изобретение предназначено для формирования толстостенных изделий из полимерных композиционных материалов (ПКМ) и может быть использовано для формирования конструкций панельного типа, например панелей крыла, строительных и других панелей. Техническим результатом данного изобретения является...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002286253
Дата охранного документа: 27.10.2006
20.02.2019
№219.016.bffc

Способ изготовления изделий из корундовой керамики

Изобретение относится к способу получения алюмооксидной керамики с повышенной прочностью, твердостью, предназначенной для длительной эксплуатации в условиях механических напряжений, истирающих нагрузок, воздействия агрессивных сред. Техническим результатом изобретения является повышение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002379257
Дата охранного документа: 20.01.2010
20.02.2019
№219.016.c084

Слоистый профиль

Изобретение может быть использовано при производстве стержневых и подкрепляющих элементов для высокоточных изделий космического и наземного применения. Слоистый профиль, содержащий выполненные из волокнистого материала, пропитанного полимерным связующим, внутренний и наружный слои и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002305216
Дата охранного документа: 27.08.2007
20.02.2019
№219.016.c350

Способ изготовления звукопоглощающей конструкции

Изобретение относится к авиационной промышленности и касается способа изготовления звукопоглощающей конструкции. Очищают и обезжиривают поверхности каждого слоя конструкции, подлежащие склеиванию. Наносят на оба торца двух сотовых панелей, имеющих множество торцевых ячеек, клей. Последовательно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002435669
Дата охранного документа: 10.12.2011
01.03.2019
№219.016.cb6f

Способ нанесения покрытий на крупногабаритные сложнопрофильные изделия с использованием многокомпонентного раствора жидких пленок и устройство для его осуществления

Изобретение относится к технике нанесения покрытий с использованием многокомпонентного раствора жидких пленок, а именно к способам и устройствам при модификации поверхности изделий из органического стекла. Изобретение может быть использовано в любой области машиностроения, в частности для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002393026
Дата охранного документа: 27.06.2010
01.03.2019
№219.016.cbdc

Формовой комплект для формования равнотолщинных крупногабаритных керамических изделий из водных шликеров

Изобретение относится к области формования. Формовой комплект для формования равнотолщинных крупногабаритных керамических изделий из водных шликеров содержит влагопоглощающую матрицу, перфорированный корпус, формующую модель, сердечник, узлы для их взаимной соосной установки и подпитки, а также...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002387537
Дата охранного документа: 27.04.2010
01.03.2019
№219.016.cd4a

Широкополосный обтекатель

Изобретение относится к антенно-фидерным устройствам, преимущественно к широкополосным антенным обтекателям. Задачей изобретения является снижение искажений, вносимых обтекателем, в поле падающей волны в рабочем диапазоне частот. В широкополосном обтекателе, содержащем стенку из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002364998
Дата охранного документа: 20.08.2009
08.03.2019
№219.016.d487

Электропечь для обжига керамических изделий

Изобретение относится к электропечам периодического действия для обжига керамических изделий. Технический результат - повышение производительности печи и повышение качества обжигаемых изделий. Электропечь содержит вертикальную футерованную нагревательную камеру, вдоль боковых стен которой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002259528
Дата охранного документа: 27.08.2005
15.03.2019
№219.016.e022

Сырьевая смесь для изготовления огнеупорных изделий

Изобретение относится к области производства огнеупоров и может быть использовано для изготовления керамических узлов высокотемпературных агрегатов, огнеприпасов, работающих при температурах до 1800С. Сырьевая смесь для изготовления огнеупорных изделий, включающая электрокорунд фракции менее...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002267469
Дата охранного документа: 10.01.2006
Showing 1-10 of 148 items.
27.01.2013
№216.012.2140

Антенный обтекатель

Изобретение относится к области авиационной и ракетной техники и может быть использовано при изготовлении антенных обтекателей скоростных ракет из пористой керамики. Технический результат заключается в упрощении конструкции и технологии изготовления антенного обтекателя из пористой керамики....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474013
Дата охранного документа: 27.01.2013
10.02.2013
№216.012.24d6

Антенный обтекатель

Заявленное изобретение относится к области авиационной и ракетной техники и преимущественно может быть использовано при изготовлении антенных обтекателей скоростных ракет из керамики. Техническим результатом настоящего изобретения является улучшение радиотехнических характеристик керамических...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474932
Дата охранного документа: 10.02.2013
27.09.2013
№216.012.70b5

Антенный обтекатель

Изобретение относится к области создания конструкций антенных обтекателей высокоскоростных ракет с оболочками из жаростойких керамических материалов. Технический результат - обеспечение работоспособности антенного обтекателя для условий одновременного удовлетворения воздействию превалирующих...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002494504
Дата охранного документа: 27.09.2013
27.11.2013
№216.012.8649

Антенный обтекатель

Изобретение относится к области авиационной и ракетной техники и может использоваться преимущественно в конструкциях высокоскоростных ракет различных классов. Технический результат - увеличение длительности эксплуатационного режима за счет сохранения прочности соединения металл-керамика при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002500055
Дата охранного документа: 27.11.2013
10.12.2013
№216.012.89f8

Способ определения коэффициента теплопроводности частично прозрачных материалов

Изобретение относится к области термометрии и может быть использовано для определения коэффициента теплопроводности частично прозрачных керамических и стеклообразных материалов с учетом их прозрачности. Способ включает нестационарный нагрев поверхности образца в виде пластины радиационными...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002501002
Дата охранного документа: 10.12.2013
10.03.2014
№216.012.a959

Способ получения кварцевой керамики с повышенной излучательной способностью

Изобретение относится к производству керамических изделий радиотехнического назначения, работающих в условиях воздействия высокотемпературных газовых потоков. Техническим результатом изобретения является снижение водопоглощения и повышение прочности и коэффициента черноты изделий. Способ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002509068
Дата охранного документа: 10.03.2014
20.04.2014
№216.012.b8f0

Способ получения высокоплотного водного шликера на основе кварцевого стекла

Изобретение относится к керамической промышленности и может быть использовано при изготовлении изделий из кварцевой керамики методом водного шликерного литья в пористые формы. Предложен способ получения высокоплотного водного шликера на основе кварцевого стекла путем его помола в шаровой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002513072
Дата охранного документа: 20.04.2014
20.04.2014
№216.012.ba2d

Способ изготовления антенного обтекателя из стеклокерамики литийалюмосиликатного состава

Изобретение относится к производству керамических изделий радиотехнического назначения типа керамической оболочки головного антенного обтекателя скоростных зенитных и авиационных ракет. Техническим результатом изобретения является упрощение технологии изготовления и снижение температуры...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002513389
Дата охранного документа: 20.04.2014
20.05.2014
№216.012.c33a

Способ изготовления изделий из кварцевой керамики

Изобретение относится к производству керамических изделий радиотехнического назначения из кварцевой керамики. Технический результат изобретения - повышение прочности и снижение пористости изделий из кварцевой керамики при сохранении других характеристик на высоком уровне. Предложен способ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002515737
Дата охранного документа: 20.05.2014
27.05.2014
№216.012.cb38

Способ теплового нагружения обтекателей ракет из неметаллических материалов

Изобретение относится к способам воспроизведения аэродинамического теплового воздействия на обтекатель ракеты в наземных условиях и может быть использовано при наземных испытаниях элементов летательных аппаратов. Заявленный способ включает нагрев наружной поверхности обтекателя за счет...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002517790
Дата охранного документа: 27.05.2014
+ добавить свой РИД