Анотація до роботи:

Байгушев В.В. Технологія виробництва композиційних вуглець-вуглецевих матеріалів електротермічного призначення. Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.17.06 "Технологія полімерних та композиційних матеріалів". Український державний хіміко-технологічний університет. - Дніпропетровськ, 2006.

Дисертація присвячена розробці, технології виготовлення, дослідженню властивостей та використанню гібридного вуглець-вуглецевого композиту в термонапружених деталях для електротермії. На основі використання методу гібридизації, при розробці композиту з використанням вуглецевої тканини та дисперсного графіту знижена вартість матеріалу, а термоміцнісні, жаростійкі властивості збережені. У створеному матеріалі отримані стабільні електрофізичні та теплофізичні властивості. Знайдені оптимальні технологічні режими створення готових виробів різних форм і розмірів з необхідними властивостями. Температура експлуатації виробів у вакуумі - до 3073 К. Вироби з розробленого матеріалу марки УПА-0 випробувані на ВАТ "ГАММА" (м. Запоріжжя). Технологія виготовлення виробів із гібридного вуглець-вуглецевого композиту впроваджена на Дніпровському електродному заводі (нині -Державний завод "Вуглекомпозит", м. Запоріжжя).

1. Рішення поставлених у роботі задач було досягнуте у результаті впровадження комплексних досліджень з залученням точної наукової апаратури, сучасних методів аналізу на основі яких була зроблена низка істотних узагальнюючих висновків взаємозв'язок яких визначив актуальність роботи, її головний науковий результат, практичну цінність та значущість.

2. Створені нові гібридні вуглець-вуглецеві композити на основі низькомодульної вуглецевої тканини, дисперсного графіту, коксу фенол-формальдегідного полімеру і піровуглецю. Композити призначенні для застосування у термонапружених деталях електричних печах при температурах на повітрі не більш 600 К; у вакуумі, аргоні, азоті - не більш 3073 К.

3. Розроблений склад та оптимальна технологія одержання полімерного композиту на різних стадіях структурних модифікацій сітчастого полімеру. Визначені: тип тканинного вуглецевого наповнювача - низькомодульна тканина саржевого плетіння з поверхневою густиною не менше 285 Г/м² і розривним навантаженням не менш 660 Н; склад в'яжучого, що містить 10-20 м.ч. графіту фракцією не більш 90 мкм на 100 м.ч. в'яжучого із олігомеру СФ-010 (СФ-010А), спирту етилового і уротропіну; вимоги до в'яжучого за електропровідністю не менш 300 10³ мкОм-м, схема викладення тканини і режим пресування з підпресуванням при 338-343 К і витримуванням при 338-343 К тривалістю 1 година на 1 мм товщини виробу з наступним нагріванням під тиском і режим охолодження. При цьому варіація властивостей листової (розміри лінійні до 1500 мм) і циліндричної (діаметр 35 - 2200 мм, довжина до 4000 мм) заготовок у порівнянні з вуглепластиками, одержаними за відомою технологією, знижені по різнотовщинності у 2-3 рази, а коробления (відхилення від прямолінійності і некруглості) - зменшене у 1,5-2,8 рази.

4. Розроблена оптимальна технологія одержання вуглець-вуглецевої заготовки, яка включає термообробку при 523-543К (0,85 - 0,9 температури деструкції отвердженого полімеру), подальшу карбонізацію в захисному середовищі "азот + дисперсний вуглець" з наступною високотемпературною обробкою в інтервалі температур 1373-3073К в залежності від марки гібридного композиту і просоченням піровутлецем.

5. В результаті комплексного дослідження впливу складу і властивостей гібридного вуглепластику на електрофізичні, фізико-механічні і хімічні властивості гібридного вуглець-вуглецевого композиту оптимізований його склад. Встановлено, що кращий комплекс експлуатаційних характеристик має гібридний вуглець-вуглецевий композит наступного складу, мас. %: вуглецеве волокно - 49-58; кокс полімерного в'яжучого - 10-20, графіт -10-20: піровуглець - інше.

6. Встановлено, що для марок розроблених композитів термооброблених до 2323 К (УКПМ-1, УКПМ-2, УПА-0, УГІА-0-Е) залежність питомого опору від температури має напівпровідниковий характер і для них характерний негативний температурний коефіцієнт електроопору.

7. Встановлено, що розроблений композит термооброблений при температурі більш 2873 К (марка УКПМ-3) характеризується значно більшим стабільним значенням питомого електроопору - та значно меншим ніж термооброблених до 2323 К.

8. Встановлено, що при експлуатації гібридного композиту марки УПА-0 в умовах ВАТ "ГАММА", дозволяє знизити енергоємність процесу на 8 - 10 %, покращити показники епітаксійних структур з КЗЛС, підвищити гарантійне напрацювання екрану до 9 місяців.

Публікації автора:

1. Бурмистр М.В., Байгушев В.В., Буря А.И. Исследования и разработка технологии получения и совершенствования углеродной матрицы в слоистых углекомпозитах с гибридным наполнителем // Вопросы химии и химической технологии. - № 4, 2001. - С. 59-63.

2. Бурмистр М.В., Байгушев В.В., Буря А.И. Разработка состава, технологии получения и исследование свойств углепластиков с гибридным наполнителем// Вопросы химии и химической технологии. - № 5, 2001. - С.70-76.

3. Буря А.И., Байгушев В.В., Бурмистр М.В.. Разработка процессов формования гибридных углепластиков на основе исследований термических свойств связующего//Новини науки Придніпров'я. - № 6, 2004 р., С. 26-32.

4. Патент України №44593A Формувальна композиція з жаростійким наповнювачем/В.В. Байгушев, М.В. Бурмістр, О.І. Буря//Бюл. "Промислова власність" № 2 від 15.02.2002.

5. Жаростойкий материал: А.С. № 1774521, СССР, МКИ Н 05 В 3/14, С 04.В 35/52 / Л.Д. Биленко, В.В. Байгушев, В.В. Куринец, А.И. Герасимов (СССР). - № 4867242/07; заявлено 17. 09. 90; опубл. 07. 11. 92, Бюл. № 41 -Зс.

6. Буря А.И., Байгушев В.В. Исследование химической стойкости углепластиков//Матеріали Міжнародної науково-практичної конференції "Наука і освіта-2002", Дніпропетровськ-Житомир-Донецьк, Т.2,5-7березня 2002,С. 34-35

7. Буря А.И., Байгушев В.В., Бурмистр М.В. Технология получения и свойства углерод-углеродного композита с гибридным наполнителем // Conference "Situation and perspective of reseach and development in chemical and mechanical industry", with international participation 22 - 24. October 2001. Krusevac, Yugoslavia. P. 32-38.

8. Байгушев В.В., Буря А.И., Бурмистр М.В. Исследование свойств углепластиков с гибридным наполнителем // Материалы VI Китайско-Российского симпозиума "Новые материалы и технологии в 21 столетии", 16-19 октября 2001 г., Пекин, КНР, С. 407.

9. Байгушев В.В., Буря А.И., Бурмистр М.В. Исследование химической стойкости углеродных композитов в агрессивных средах// Матеріали Першої всеукраїнської науково-практичної конференції «Україна наукова 2001», Дніпропетровськ -Дніпродзержинськ-Донецьк-Слов'янськ, 25-27 червня 2001, Т.З, Технічні та фізико-математичні науки, С. 24-25.

10. Буря А.И., Байгушев В.В., Бурмистр М.В., Свойства и опыт применения гибридных углерод-углеродных композиционных материалов// Материалы Второй промышленной международной научно-технической коференции "Эффективность реализации научного, ресурсного и промышленного потенциала в современных условиях", 25 февраля - 1 марта 2002, п.Славское, Карпаты. С. 46.

11. Байгушев В.В., Буря А.И., Бурмистр М.В.. Математическая модель процесса пироуплотнения гибридных "С-С" композитов из газовой фазы при пиролизе метана // Матеріали Другої Міжнародної науково-практичної конференції "Динаміка наукових досліджень-2003", Том 17, Дніпропетровськ - Чернівці - Рубіжне, лютий - листопад 2003 р., С. 4-5.