danДоклады Национальной академии наук БеларусиDoklady of the National Academy of Sciences of Belarus1561-83232524-2431The Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"10.29235/1561-8323-2022-66-5-544-551dan-1094Research ArticleТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИTECHNICAL SCIENCESПовышение эффективности уплотнения в технологиях изготовления высокоплотных углерод-углеродных композиционных материаловIncreasing the densification efficiency in the manufacturing technologies of high-density carbon-carbon composite materialsИльющенкоА. Ф.IlyushchenkoA. F.

Ильющенко Александр Федорович – академик, д-р техн. наук, профессор, директор

ул. Платонова, 41, 220005, Минск 

Ilyushchenko Alexander F. – Academician, D. Sc. (Engineering), Professor, Director

41, Platonov Str., 220005, Minsk

Alexil@mail.belpak.byПрохоровО. А.ProkhorovO. A.

Прохоров Олег Александрович – канд. техн. наук, доцент, заведующий группой

ул. Платонова, 41, 220005, Минск 

Prokhorov Oleg A. – Ph. D. (Engineering), Associate Professor, Head of the Group

41, Platonov Str., 220005, Minsk

prokhorov@tut.byКривуленкоН. В.KrivulenkoN. V.

Кривуленко Никита Владимирович – заведующий сектором

ул. Платонова, 41, 220005, Минск 

Krivulenko Nikita V. – Head of the Sector

41, Platonov Str., 220005, Minsk

kryvulenko@yandex.ruИнститут порошковой металлургии имени академика О. В. Романа Национальной академии наук БеларусиO. V. Roman Powder Metallurgy Institute of the National Academy of Sciences of Belarus202203112022665544551Copyright © Ильющенко А.Ф., Прохоров О.А., Кривуленко Н.В., 20222022Ильющенко А.Ф., Прохоров О.А., Кривуленко Н.В.Ilyushchenko A.F., Prokhorov O.A., Krivulenko N.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://doklady.belnauka.by/jour/article/view/1094

Углерод-углеродные композиционные материалы (УУКМ) используются для работы в экстремальных условиях благодаря их высокотемпературной эрозионной стойкости, абляционной стойкости и высоким механическим характеристикам при экстремально высоких температурах. Производство таких материалов включает несколько циклов газофазного или жидкофазного уплотнения пористого каркаса из углеродных волокон. Проанализированы основные параметры и технологические схемы уплотнения и их роль при изготовлении УУКМ. Предложены условия оптимизации технологических режимов и маршрутов многоциклового уплотнения для получения высокоплотных УУКМ при минимальном числе циклов. Разработан метод расчета изменений плотности и пористости в ходе многоциклового уплотнения УУКМ. Точность этого метода подтверждена экспериментальными данными.

Carbon-carbon composite materials (CCCM) are used in extreme environments due to their high-temperature erosion resistance, ablative resistance, and high mechanical performance at extremely high temperatures. The production of such materials includes several cycles of gas-phase or liquid-phase compaction of a porous reinforcement of carbon fibers. The article analyzes the main parameters and technological schemes of densification, and their role in manufacturing CCCM. Conditions of optimizing technological regimes and routes of multi-cycle densification for obtaining high-density CCCM with a minimum number of cycles are proposed. A method for calculating density and porosity changes during multi-cycle compaction of CCCM is developed. The accuracy of this method is confirmed by experimental data.

углерод-углеродный композиционный материалмногоцикловое уплотнениетермоградиентное газофазное осаждениежидкофазная пропитка/карбонизация под высоким давлениемплотностьпористостьcarbon-carbon composite materialmulti-cycle densificationthermal-gradient сhemical vapour infiltrationliquid-phase high pressure impregnation/carbonizationdensityporosityReferencesMorgan P. Carbon fibers and their composites / P. Morgan. – Boca Raton, 2005. – 1131 p. https://doi.org/10.1201/ 9781420028744Morgan, P. Carbon fibers and their composites. Boca Raton, 2005. 1131 p. https://doi.org/10.1201/9781420028744Ceramic- and Carbon-matrix Composite / ed. by V. I. Trefilov. – London, 1995. – 444 р. https://doi.org/10.1007/978-94- 011-1280-2Trefilov V. I., ed. Ceramic- and Carbon-matrix Composite. London, 1995. 444 р. https://doi.org/10.1007/978-94-011- 1280-2Golecki, I. Rapid vapour-phase densification of refractory composites / I. Golecki // Materials Science and Engineering: R: Reports. – 1997. – Vol. 20, N 2. – P. 37–124. https://doi.org/10.1016/s0927-796x(97)00003-xGolecki I. Rapid vapour-phase densification of refractory composites. Materials Science and Engineering: R: Reports, 1997, vol. 20, no. 2, рр. 37–124. https://doi.org/10.1016/s0927-796x(97)00003-xГурин, В. А. Газофазные методы получения углеродных и углерод-углеродных материалов / В. А. Гурин, В. Ф. Зеленский // Вопросы атомной науки и техники. – 1999. – № 4(76). – С. 13–31.Gurin V. А., Zelensky V. F. Gas-phase methods for fabrication of carbon and carbon-carbon materials. Voprosy atomnoi nauki i tekhniki [Questions of Atomic Science and Technology], 1999, no. 4(76), pp. 13–31 (in Russian).Щурик, А. Г. Искусственные углеродные материалы / А. Г. Щурик. – Пермь, 2009. – 342 с.Shchurik A. G. Artificial carbon materials. Perm, 2009. 342 p. (in Russian)Газофазное уплотнение углерод-углеродных композиционных материалов в установках с радиально движущейся зоной пиролиза / А. Ф. Ильющенко [и др.] // Порошковая металлургия. – Минск, 2021. – Вып. 44. – С. 155–165.Ilyushchenko A. F., Andreev М. А., Prokhorov О. А., Suvorov А. N., Rosikhin M. I. Gas-phase densification of carbon-carbon composite materials in reactors with a radially moving pyrolysis zone. Poroshkovaya metallurgiya [Powder metallurgy]. Minsk, 2021, vol. 44, pp. 155–165 (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.