UA79272C2 - Process for protection of article of composition material from oxidation and the article of composition material with protective antioxidizing coating - Google Patents

Description

Опис винаходу

Даний винахід стосується протиокисного захисного покриття для деталей із термоструктурних композитних 2 матеріалів, що містять вуглець або інші матеріали, схильні до окиснення при підвищеній температурі, наприклад нітрид бору.

Термоструктурні композитні матеріали характеризуються своїми механічними властивостями, які роблять їх придатними для виготовлення з них конструктивних елементів, і здатністю зберігати ці механічні властивості при високих температурах. Вони складаються з посилюючих волокнистих елементів, ущільнених матрицею з 70 термостійкого матеріалу, яка принаймні частково заповнює пори посилюючих волокнистих елементів. Як матеріали, з яких виготовляють посилюючі волокнисті елементи й матрицю, звичайно використовують вуглець або керамічні матеріали. Наприклад, до термоструктурних композитних матеріалів належать композитні матеріали типу вутлець-вуглець (С/С) і композитні матеріали з керамічною матрицею, як-от С/5іІС (посилюючі елементи з вуглецевого волокна й матриця з карбіду кремнію), С/С-5іС (посилюючі елементи з вуглецевого 12 волокна й матриця із суміші вуглецю й карбіду кремнію) або С/С-510-5і (композитний матеріал типу С/С, силіційований за рахунок реакції з кремнієм).

Термоструктурні композитні матеріали часто містять вуглець як матеріал волокон принаймні однієї зі складових матеріалу матриці або ж матеріалу межфазного шару, утвореного на волокнах для забезпечення надійного з'єднання з матрицею. Таким чином, щоб уникнути швидкої руйнації деталей, виготовлених з таких композитних матеріалів, при їхньому використанні в окисній атмосфері при температурі понад 3502 необхідний їх захист від окиснення. Це також справедливо, якщо як компонент міжфазного шару між волокнами і керамічною матрицею використовується нітрид бору (ВМ).

Створенню протиокисних захисних покриттів для деталей, виготовлених, щонайменше, почасти з вуглецю або графіту, присвячена велика література. с 29 У випадку деталей із термоструктурних композитних вутлецевмісних матеріалів, зокрема матеріалів типу С/С, (У використовують відомий спосіб, який полягає у створенні захисного покриття, що принаймні почасти складається із боровмісного складу, і, зокрема, з самозаживлювального складу. Під самозаживлювальним складом розуміють склад, який, переходячи при робочій температурі деталей у в'язкий стан, здатний заповнювати тріщини, які можуть утворитися в захисному покритті. Інакше за наявності окисної температури такі тріщини забезпечили б с доступ кисню з навколишнього середовища до композитного матеріалу і його проникнення в залишкові пори рч- цього матеріалу. Зазвичай використовувані самозаживлювальні склади являють собою боровмісні стекла, зокрема боросилікатні стекла - |див., наприклад, патентний документ 54613522. с

З (патентного документа ЕР 0609160) відома також методика створення протиокисного захисного покриття із Фд) суміші дибориду цирконію 2тВ», гелю

Зо Жремнієвої кислоти 5іОо і карбіду кремнію 5іС. Слід зазначити, що в даному документі рекомендується - уникати використання дибориду титану ТіВ».

Оксид В»О3з є важливим компонентом боровмісних захисних складів. Він має відносно низьку температуру плавлення (близько 450 2) добре змочує захищувану вуглецеву поверхню. Проте при температурах понад « дю 100022 В2О5 починає випаровуватися, внаслідок чого його захисні якості погіршуються. з

Крім того, внаслідок відносно низької температури плавлення оксид В»Оз може здуватися з поверхні деталей с газовим потоком, що протікає повз ці деталі. До того ж, В2О3 вбирає вологу й утворює гідроксид бору, який :з» починає випаровуватися при порівняно низьких температурах (починаючи від 1502).

Отже, існує потреба в захисті деталей, використовуваних у вологих середовищах при високій температурі.

Така потреба, зокрема, існує для розширюваної частини сопел воднево-кисневих реактивних двигунів, -І оскільки водяна пара, що утворюється й викидається через сопло, не тільки створює вологе окисне середовище, але й обдуває внутрішню поверхню розширюваної частини . ре) Аналогічна потреба в захисному покритті існує також для гальмівних дисків із композитного матеріалу типу г) С/С, використовуваних в авіації, при посадці літака на вологу смугу і при вирулюванні на зліт або після посадки.

Відомий також описаний у |(патентному документі ЕР 0550305) спосіб виготовлення захисного, стійкого до і стирання й видування покриття для деталей з композитного матеріалу. Цей спосіб передбачає створення на

ГК поверхні деталей покриття, яке містить суміш порошку з керамічної речовини, не містить окисів, (наприклад, порошку карбіду, нітриду, бориду або силіциду, порошку термостійкого оксиду, здатного "заживляти" тріщини шляхом утворення скла (наприклад, порошкоподібної суміші кремнезему й глинозему), і сполучної речовини, що складається зі смоли-джерела (прекурсора) керамічного матеріалу (наприклад, смоли на основі полікарбосилану, політитанокарбосилану або їхніх аналогів, полісилазану, полівінілсилану або кремнію), (Ф) причому цю смолу потім перетворюють на керамічну речовину. Захисний шар утворюється з керамічної фази,

ГІ яка не містить окисів, і заживлювальної фази, які утворюють дві взаємопроникні структури, забезпечуючи, таким чином, необхідний захист від стирання й видування. во Задача, на розв'язання якої спрямовано даний винахід, полягає у створенні захисту від окиснення деталі з композитного матеріалу, що має високу ефективність, зокрема, у вологому середовищі.

Для вирішення поставленої задачі згідно з даним винаходом пропонується спосіб, що включає: нанесення на деталь складу, що містить суміш принаймні одного бориду у формі порошку, принаймні одного термостійкого склоподібного оксиду у формі порошку, що має здатність до заживления тріщин шляхом утворення скла, і 65 сполучної речовини, що містить смолу-джерело термостійкого керамічного матеріалу; і структуризацію смоли.

При цьому відповідно до даного способу основним компонентом порошку бориду є диборид титану ТіВ»о, а основним компонентом порошку принаймні одного термостійкого оксиду є суміш боросилікатів.

Під сумішшю боросилікатів, або боросилікатною системою, мається на увазі система (В 2О3, 5іО»), що містить зв'язані оксиди бору і кремнію.

Крім дибориду титану, порошок бориду може містити принаймні один інший металевий борид, наприклад борид алюмінію, АІВ» і/або АІВ», і/або борид кремнію, 51В,/ і/або ЗіВв.

Як випливає з прикладів, наведених у подальшому описі, такий склад, незважаючи на наявність у ньому

В2Оз, забезпечує несподівано ефективне і стійке протиокисне покриття, в тому числі, у вологому середовищі.

Сполучна речовина може містити полімер, що перетворюється на керамічний матеріал, вибраний з 70 полікарбосиланів, політитанокарбосиланів, полісилазанів, полівінілсиланів і силіконових смол. Структурування цього полімеру переважно здійснюють при температурі, меншій за 40020.

У оптимальному варіанті на деталь наносять склад, що утворює після структурування шар завтовшки від 200мкм до 7О0Омкм.

Також в оптимальному варіанті склад наносять на деталь послідовними шарами з проміжним 75 структуруванням.

Керамізацію (трансформацію, перетворення) речовини-джерела термостійкого керамічного матеріалу здійснюють при високій температурі. Керамізація може бути здійснена після нанесення складу і перед введенням деталі в експлуатацію шляхом термічної обробки при температурі, як правило, вищій за 6002С, у нейтральній атмосфері. Керамізація також може бути здійснена при більш високій температурі в окисній атмосфері, переважно при температурі, понад або рівній 8002. У такому випадку керамізацію здійснюють, з урахуванням властивостей і форми деталі, протягом обмеженішого часу, наприклад, методом окиснення спалахом у печі, методом обробки полум'ям у повітрі або методом локального нагрівання за допомогою індуктивного зв'язку з індуктором-нагрівачем.

За одним з варіантів здійснення керамізація може здійснюватися безпосередньо на початку експлуатації Ге деталі в процесі її роботи при високій температурі. о

Якщо захищувана деталь виготовлена з композитного матеріалу типу С/С, склад може бути нанесений на деталь безпосередньо або після утворення термостійкого нижнього шару, наприклад, із 5ІС. Такий нижній шар створює додатковий протиокисний захисний бар'єр, але схильний до розтріскування. Нижній шар може бути утворений реактивним методом, наприклад, з використанням газоподібного БІО, методом хімічного осадження Ге! або інфільтрації пари, або керамізації речовини-джерела, або ж методом силіціювання композитного матеріалу типу С/С кремнієм, з утворенням нижнього шару типу 5іС-51. -

Відповідно до ще однієї особливості способу за винаходом він включає попередній етап просочення деталі см композицією, що містить принаймні один фосфат, наприклад фосфат алюмінію або магнію, причому після просочення здійснюється термічна обробка при температурі понад 6002С. Ф

Для полегшення нанесення складу, зокрема, регулювання його в'язкості, даний склад переважно містить - розчинник смоли-джерела керамічного матеріалу. Нанесення складу може бути здійснене методом намазування пензлем або напилювання з подальшим видаленням розчинника сушінням і структурування смоли.

Для підвищення опору захисного покриття видуванню склад може містити додаткові наповнювачі у формі « коротких волокон або "вусів" з термостійкого матеріалу, наприклад керамічного матеріалу, зокрема карбіду кремнію або глинозему. - с Даний винахід також охоплює деталь з композитного матеріалу, постачену захисним покриттям, отриманим « за вищезгаданим способом. Ця деталь може бути тертьовою деталлю з композитного матеріалу типу С/С або -» розширюваною частиною сопла реактивного двигуна.

Стислий опис креслень

Інші особливості даного винаходу стануть ясні з подальшого докладного опису, наведеного як -і необмежувальний приклад, з посиланнями на додані креслення, на яких: с й фіг.1 ілюструє послідовні етапи формування протиокисного захисного покриття за одним з варіантів здійснення винаходу; іме) - фіг2-4 являють собою графіки, які ілюструють стійкість захисних покриттів, одержаних згідно з -1 50 винаходом, у сухій і вологій окисній атмосфері при температурі, рівній 10002С і 120026.

В подальшому описі винаходу розглядається його застосування для захисту від окиснення деталей з

ІК) композитного матеріалу типу С/С, зокрема розширюваної частини сопел реактивних двигунів і тертьових деталей, наприклад гальмівних дисків літаків.

Проте, як зазначено вище, даний винахід може застосовуватися до будь-яких композитних вутлецевмісних матеріалів або до інших матеріалів, чутливих до окиснення, зокрема, до матеріалів типу СМС, що містять

Ге! посилюючі елементи з вуглецевого волокна або межфазові шари з вуглецю або нітриду бору (ВМ) між посилюючими волокнами і керамічною матрицею, виготовленою, наприклад, з ЗіС. де Перший етап 10 процесу (див. фіг.1) полягає у підготуванні складу, що наноситься на захищувану поверхню.

Склад містить: 60 - порошок металевого дибориду, що складається принаймні переважно (більш ніж на 5095 по масі) з тонко подрібненого дибориду титану ТіВ», до якого можуть додаватися один або декілька інших боридів, наприклад борид алюмінію, АЇІВ» і/або АЇІВі», і/"або борид кремнію, ЗіВу і/або 5іВв, - тонко подрібнені (порошкоподібні) термостійкі оксиди, здатні утворювати силікатне скло, що самозаживляється за передбачених для даної деталі робочих температур, причому основними компонентами 65 цих оксидів є оксид бору й оксид кремнію, - смолу-джерело термостійкого керамічного матеріалу, що діє як сполучна речовина,

- розчинник цієї смоли, - можливо, твердий керамічний наповнювач у формі коротких волокон ("вусів").

Компонентами силікатного скла, крім оксидів бору і кремнію, можуть бути оксиди, що дозволяють варіювати

Діапазон температур, у якому це скло має властивість в'язкості, необхідну для заживления тріщин, наприклад оксиди лужних металів: Ма»О, К»О; оксиди барію ВаоО, кальцію СаО або магнію МдО; оксид алюмінію А/І»Оз, моноксид свинцю РБО; оксиди заліза тощо.

Так, може використовуватися порошок скла ""УКЕХ", виробленого американською фірмою "СОКМІМО", склад якого в масових відсотках приблизно такий: й 8Оо 80,6095

В2О3 12,6096

МагО 4,295

А1203 2,2595 сі 0,196 сао 019

Мао 00595

Гег20О3 0,0495

Також можуть використовуватися інші стекла, що складаються переважно з оксидів бору і кремнію, наприклад стекла, вироблені німецькою фірмою "ЗСНОТТ" під марками "8330", "83378", "8486" і "88656".

Смола-джерело термостійкого керамічного матеріалу може бути вибрана, наприклад, з таких речовин: полікарбосиланів (РО5), що перетворюються на карбід кремнію 5іС; політитанокарбосиланів (РТС) або інших похідних продуктів, у яких титан замінений іншим металом (наприклад, цирконієм), що перетворюються на ІС і с випускаються, зокрема, японською компанією ОВЕ; або інших речовин, що перетворюються на системи 51-С-0 о або 51-С-М, наприклад полісилазанів, полісилоксанів, полівінілсиланів (РУ) або кремнієвмісних смол.

Як розчинник смоли може бути вибраний, наприклад, ксилол, толуол, тетрахлоретилен, циклогексан, октан тощо.

Необов'язковий додатковий наповнювач у вигляді коротких волокон ("вусів") може бути виготовлений, с зокрема, з карбіду кремнію 5ІіС (наприклад, волокна, продавані японською компанією Мірроп Сагроп під назвою їм "МІСАГ ОМ"), або з глинозему А» Оз (наприклад, волокна з Аі»Оз, що випускаються британською компанією ІСІ під назвою "ЗАЕРІЇ"). с

Описаний склад, переважно після гомогенізації методом збовтування, наносять на поверхню захищуваної Фу деталі, причому нанесення складу може здійснюватися, наприклад, методом намазування пензлем або напилювання пульверизатором. Склад переважно наносять у декілька послідовних шарів, наприклад, удва шари ї- (етапи 20 і 40), між якими в оптимальному варіанті виконують етап ЗО сушіння для видалення розчинника і структурування смоли.

Загальна кількість нанесеного складу переважно становить від 25мг/см?2 до 110мг/см2, так щоб після « видалення розчинника шляхом сушіння в сушильній печі покриття, що утворюється після структурування смоли, мало товщину від 200мкм до 700мкм. З с Структурування смоли перетворює її на нерозчинний полімер, що забезпечує зчеплення часток порошку "» бориду і скла, і "вусів", якщо такі використовуються, а також прикріплення покриття до деталі. Проміжне " структурування перед нанесенням другого шару запобігає розчиненню попереднього нанесеного шару розчинником, що міститься в шарі, що наноситься наступним, і сприяє якісній гомогенізації всього утворюваного покриття. ш- Етап 50 остаточного структурування виконують після нанесення й сушіння останнього шару.

Ге! Температура структурування смоли залежить від властивостей цієї смоли, але переважно не перевищує 4002С. В разі використання РО5 структурування може здійснюватися шляхом підвищення температури до 3502 о у повітрі або за наявності кисню. -І 20 Згодом може здійснюватися термічна обробка з метою керамізації смоли-джерела термостійкого керамічного матеріалу (етап 60), для чого температуру піднімають вище за 600 2С, наприклад приблизно до 9002С, у їз нейтральній атмосфері. Проте обробку з метою керамізації можуть здійснюватися також у окисній атмосфері, якщо вона здійснюється швидко і при відносно високій температурі, наприклад рівній або більшій за 800 2С, зокрема методом обробки полум'ям у повітрі або методом окиснення спалахом у печі в повітрі, або ж методом локального нагрівання за допомогою індуктивного зв'язку з індуктором, якщо властивості й форма деталі це

ГФ) дозволяють. Обробка полум'ям у повітрі може бути здійснена з використанням паяльного пальника, який

ГФ забезпечує можливість локального керування процесом керамізації.

Виконання керамізації до початку експлуатації деталі дозволяє домогтися герметизації і забезпечує можливість використання деталі при відносно низьких температурах. бо Проте в деяких випадках така термічна обробка не може здійснюватися до введення деталі в експлуатацію, так що керамізація відбувається в процесі експлуатації деталі при впливі на неї досить високої температури.

Після термічної обробки одержують деталь, постачену захисним покриттям, що містить термостійкий керамічний матеріал, утворений у результаті керамізації смоли, заживлювальну фазу, що складається із силікатного скла, основними компонентами якого є оксиди В»2О»з і ЗіО», і наповнювач, що містить, принаймні бо переважно, частки ТіВ» і, можливо, "вуса".

Диборид ТіВ»о служить джерелом відновлення В 203 При випарюванні В»Оз, що відбувається при температурах 40020-5002С, ТіВ», що окиснюється при температурах понад 5502, компенсує втрати В2О»з, створюючи ВоОз ж ТіО». Оксид ТО» розосереджується серед оксидів у складі силікатного скла і робить свій внесок у збільшення його в'язкості, зберігаючи при цьому його заживлювальні властивості.

Інший борид або інші бориди, крім ТіВо, наявні в менших кількостях, можуть бути, наприклад, боридами алюмінію або кремнію, що дозволяють утворювати В2Оз, а також термостійкий оксид або оксиди. За наявності бориду алюмінію глинозем, що утворюється при експлуатації виробу, також може вступати в реакцію з наявним кремнеземом 510» і утворювати більш термостійкі силікоалюмінієві фази, наприклад муліт (ЗАІ2О53,25105). Крім 7/0 підвищення термостійкості утворюваного покриття, це також може підвищити його стійкість до видування.

Додатковий наповнювач у вигляді коротких керамічних волокон ("вусів") дозволяє утримувати скло при його переході в занадто рідкий в'язкий стан, що підвищує стійкість покриття до видування (наприклад, у випадку розширюваної частини сопел) і центрифугування (наприклад, у випадку гальмівних дисків).

Склад необхідного остаточного покриття визначається складом, нанесеним на деталь, причому слід 75 ураховувати, що кількість розчинника визначається в'язкістю, необхідною для нанесення покриття за допомогою пензля або пульверизатора.

За одним з варіантів здійснення перед етапом 20 виконують попередній етап просочування захищуваної деталі з метою створення внутрішнього захисту від окиснення в порах цієї деталі. Просочування здійснюється композицією, яка містить принаймні один фосфат, наприклад фосфат алюмінію АТ(Н 2РО»))3- Як описано в патентному документі (05 5853821), таке просочування може

Аздійснюватися шляхом обробки всього об'єму деталі розчином, який містить змочувальну речовину, і подальшого сушіння. Після просочення й подальшого сушіння виконують термічну обробку в нейтральній атмосфері. Після нанесення захисного покриття за винаходом одержують деталь, що має одночасно високу опірність окисненню при високій температурі й у вологій атмосфері і високу опірність окисненню при більш су низьких температурах, у тому числі, й у присутності каталізаторів окиснення.

Слід зазначити, що залежно від гаданого використання склад може наноситься на всю зовнішню поверхню о деталі або на її частину. Наприклад, у випадку гальмівних дисків склад може бути нанесений тільки на поверхні, що не належать до тертьових поверхонь, а у випадку розширюваної частини сопел двигунів склад може бути нанесений тільки на внутрішню поверхню розширюваної частини сопла. Га

Приклад 1

Для перевірки ефективності захисного покриття за винаходом зразки, виготовлені з композитного матеріалу - типу С/С, були постачені захисним покриттям у нижчезгаданих умовах і випробувані при високій температурі Га (10002 або вищій) у сухому або вологому повітрі.

Зразки являли собою блоки з композитного матеріалу типу С/С, який містить посилюючі вуглецеві волокна, о ущільнені матрицею з піролітичного вуглецю, одержаною методом хімічної інфільтрації газоподібної фази. ч-

Був виготовлений такий склад:

Порошок ТіВо: 320 г

Порошок скла ""УКЕХ": 83,6 г «

Смола РОБ (у сухому твердому стані): 100 г 8 с Розчинник (ксилол): 150 г ;з» Після гомогенізації суміші склад був нанесений пензлем на всю зовнішню поверхню зразків у два послідовних шари з проміжним сушінням і, у деяких випадках, з проміжним структуруванням РОБ.

Після остаточного структурування зразки були піддані термічній обробці для керамізації РО5 з нагріванням -І до температури, рівної 9002С, у нейтральній атмосфері. Термічна обробка для керамізації РОЗ була виконана до випробувань, щоб забезпечити можливість вимірювання вихідної маси основи після термічної обробки й оцінки о зміни маси після впливу окисної атмосфери. Як зазначено вище, така термічна обробка для керамізації перед ка експлуатацією деталей, постачених захисним покриттям, не завжди буває необхідна.

У Таблиці І для різноманітних зразків перераховані значення маси т складу, нанесеного на одиницю площі

Ше поверхні, а також відносної зміни маси зразків після впливу сухого повітря при температурі, рівній 1200 2С, гз протягом 1 години. й (мг/см 2) о ю вм 00001015 во в»

Можна підсумувати, що, крім зразка А, спостерігається збільшення маси внаслідок окиснення ТіВ». 65 Це випробування демонструє переваги нанесення двох шарів покриття з проміжним структуруванням між нанесенням шарів, а також вплив сумарної товщини покриття.

На фіг.2 показана відносна зміна маси, вирахувана для зразків із двошаровим покриттям і з проміжним структуруванням РОЗ після послідовних впливів сухого повітря і вологого повітря (із відносною вологістю 10090 при 2022) при температурі, рівній 10002, тривалістю по 15 хв. кожне. На фіг.3 показана відносна зміна маси, виміряна для тих самих зразків після послідовних впливів сухого повітря при температурі, рівній 1200 С, тривалістю по 10 хв. кожен.

Не спостерігається жодних утрат маси, що вказує на виняткову стійкість покриття у вологій атмосфері, незважаючи на наявність В2Оз.

Приклад 2

Зразки з композитного матеріалу типу С/С, ідентичні зразкам приклада 1, були постачені захисним покриттям шляхом нанесення одного шару або двох шарів (в останньому випадку, з проміжним сушінням і структуруванням першого шару) такого складу:

Порошок ТіВо: 80 г

Порошок скла "РУКЕХ" 20,9 г

Силіконова смола: 31,25 г

Розчинник (ксилол): 31,25 г

Як силіконова смола в даному прикладі використовувалася смола, що випускається німецькою компанією

УУаскег Спетіе під маркою "Нб2С".

Після остаточного структурування (термічної обробки при 220 2С без каталізатора) зразки були піддані термічній обробці для керамізації силікону шляхом нагрівання до 9002С у нейтральній атмосфері.

У Таблиці І наведені кількості шарів і зміни маси Агп/т відносно вихідної маси т після керамізації силікону в результаті впливу температури, рівної 120092, у сухому повітрі протягом 20 хв., після наступного Га впливу температури, рівної 6502С, у сухому повітрі протягом 5 год. і після наступного впливу температури, о рівної 6502С, у сухому повітрі протягом ще 5 год. сч з щ с

Цей приклад підтверджує ефективність покриття, зокрема, у випадку його нанесення в два шари з проміжним структуруванням. Ф

Приклад З ч-

Зразки з композитного матеріалу типу С/С, ідентичні використаним у Прикладі 1, були постачені захисним покриттям шляхом нанесення одного шару складу, використаного в Прикладі 2 (зразки І! і 3), або двох шарів (зразки К і І), причому в останньому випадку виконувалося проміжне сушіння і структурування першого шару. «

Після остаточного структурування зразки були піддані термічній обробці для керамізації силікону при 900260.

На фіг.4 подані зміни маси відносно вихідної маси після структурування силікону для різноманітних зразків - с Ї, У, К, І, підданих впливу температури, рівної 10002С, у вологому повітрі (з відносною вологістю 10095 при 202С) ж протягом послідовних періодів тривалістю по 15 хв. » Приклад також підтверджує ефективність покриття, зокрема, у випадку його нанесення в два шари з проміжним структуруванням, оскільки жодних утрат маси після 105 хв. впливу не спостерігалося.

Приклад 4 - Зразки з композитного матеріалу типу С/С були постачені захисним покриттям шляхом нанесення двох шарів со складу, використаного в прикладі 1.

Зразки були випробувані в установці, що імітує умови роботи кріогенного двигуна (газова суміш з об'ємним іме) вмістом 75965 Но і 2596 Но). -1 50 У Таблиці ІІ зазначені відносні зміни маси, виміряні для різноманітних циклів, один з яких був повторений. з пили зцяюи зв Темрява оо я о Пбоолютийтию вка 1

Тривалстьвіоск 11 ю Температура ос 021500

Подбсолютийтию вна во Тривалеть стос 001

Пслсолютий тися

Тривалеть стос 001 в Температура бос 026

ІМ. Абсолютний тиск: 21 кПа

Тривалість бтосек | 11111

Для порівняння цикл І було здійснено на зразку з композитного матеріалу типу С/С без захисного покриття.

Виміряне значення відносної зміни маси склало-1,4905. 9 Цей приклад демонструє ефективність даного захисного покриття при високій температурі за умов підвищеної вологості й наявності водню Но».

Приклад 5

Такі самі зразки з композитного матеріалу типу С/С були постачені захисним покриттям за такими трьома /0 методиками: зразки М: за методикою Приклада 2 з остаточною керамізацією при 9002; зразки М: за методикою

Приклада 1 |патентного документа 05 5853821), що полягає в зануренні зразків з композитного матеріалу типу

С/С у резервуар з ультразвуковим збовтуванням, що містить водний розчин (0,595 по вазі) змочувальної речовини, що випускається під назвою "МАК ОРНЕМ 89" німецькою фірмою Ниїв, сушінні й нанесенні пензлем водного розчину (5095 по вазі) фосфату алюмінію АТ1(НоРО),)з. Після сушіння здійснюється термічна обробка в 15 азоті при поступовому підвищенні температури до 70020.

Зразки 0: нанесенням захисного покриття за методикою, застосованою до зразків М відповідно до |документа

Б 58538211), і наступним нанесенням захисного покриття за методикою, застосованою до зразків М, тобто відповідно до винаходу.

В Таблиці ІМ наведені значення відносної втрати маси для різноманітних випробувань, певні з яких 20 здійснювалися в умовах окиснення, каталізованого наявністю ацетату калію.

М М впилетвтд тив 000000000000000000000010жеме0 860 сч 2 о

За відсутності остаточної обробки для керамізації методом "окислення спалахом", який забезпечує 30 герметизацію, цей досвід показує, що захисне покриття за винаходом виявляється менш ефективним при - відносно низькій температурі, зокрема, за наявності каталізатора окиснення, порівняно до його стійкості при сч високих температурах і у вологій атмосфері. Захисне покриття, виконане відповідно до (патентного документа 58538211, навпаки, ефективне при відносно низькій температурі, в тому числі, й за наявності каталізатора (о) окиснення. Випробування зразків О вказують на ефект комбінованої дії, який виникає при спільному використанні М цих двох типів захисту.

Claims (23)

Формула винаходу « ! . с. ! ! . -

1. Спосіб захисту деталі з композиційного матеріалу від окислення, згідно з яким на деталь наносять с склад, який містить суміш принаймні одного бориду у формі порошку, принаймні одного термостійкого :з» склоподібного оксиду у формі порошку, який має здатність заживляти тріщини шляхом утворення скла, і сполучної речовини, що містить смолу-джерело термостійкого керамічного матеріалу, і здійснюють структурування смоли, який відрізняється тим, що основним компонентом порошку бориду є диборид титану -1 395 ТІВ», а основним компонентом порошку принаймні одного термостійкого оксиду є суміш боросилікатів.

2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що сполучна речовина містить полімер-джерело керамічного (Се) матеріалу, вибраний з полікарбосиланів, політитанокарбосиланів, полісилазанів, полівінілсиланів і силіконових кю смол.

3. Спосіб за п. 2, який відрізняється тим, що структурування здійснюють при температурі, меншій за 40020. - і 50

4. Спосіб за будь-яким з пп. 1-3, який відрізняється тим, що на деталь наносять склад, що утворює після Кз структурування шар завтовшки від 200 мкм до 700 мкм.

5. Спосіб за будь-яким з пп. 1-3, який відрізняється тим, що склад наносять на деталь у декілька послідовних шарів з проміжним структуруванням.

6. Спосіб за будь-яким з пп. 1-5, який відрізняється тим, що включає додатковий завершальний етап 59 термічної обробки з метою перетворення джерела керамічного матеріалу у термостійкий керамічний матеріал. ГФ)

7. Спосіб за п. б, який відрізняється тим, що завершальний етап термічної обробки здійснюють при з температурі понад 6002С, у нейтральній атмосфері.

8. Спосіб за п. б, який відрізняється тим, що завершальний етап термічної обробки здійснюють при во температурі понад або рівній 8002С, в окисній атмосфері протягом обмеженого часу.

9. Спосіб за п. 8, який відрізняється тим, що термічну обробку здійснюють методом окислення спалахом у печі, методом обробки полум'ям у повітрі або методом локального нагрівання за допомогою індуктивного зв'язку.

10. Спосіб за будь-яким з пп. 1-9, який відрізняється тим, що додатково перед нанесенням складу здійснюють формування термостійкого нижнього шару. 65

11. Спосіб за п. 10, який відрізняється тим, що термостійкий нижній шар формують з використанням карбіду кремнію.

12. Спосіб за будь-яким з пп. 1-11, який відрізняється тим, що додатково перед нанесенням складу здійснюють просочення деталі композицією, що містить принаймні один фосфат.

13. Спосіб за будь-яким з пп. 1-12, який відрізняється тим, що додатково здійснюють регулювання в'язкості складу шляхом уведення у нього розчинника смоли, який перетворюють на керамічний матеріал.

14. Спосіб за п. 13, який відрізняється тим, що нанесення складу здійснюють намазуванням або напилюванням з наступним видаленням розчинника сушінням.

15. Спосіб за будь-яким з пп. 1-14, який відрізняється тим, що склад, який наносять, додатково містить короткі волокна з термостійкого матеріалу. 70

16. Спосіб за будь-яким з пп. 1-15, який відрізняється тим, що порошок бориду додатково містить принаймні один борид, вибраний з боридів алюмінію і кремнію.

17. Деталь з композиційного матеріалу з захисним протиокислювальним покриттям, яка містить безперервну фазу термостійкого керамічного матеріалу, що не містить оксидів, самозаживлювальну фазу, утворену принаймні одним термостійким оксидом, і наповнювач, утворений принаймні одним термостійким боридом, /5 яка відрізняється тим, що основним компонентом самозаживлювальної фази є суміш боросилікатів, а основним компонентом наповнювача є диборид титану ТіВ».

18. Деталь за п. 17, яка відрізняється тим, що наповнювач додатково містить принаймні один борид, вибраний з боридів алюмінію і кремнію.

19. Деталь за п. 17 або 18, яка відрізняється тим, що покриття додатково містить короткі волокна з термостійкого матеріалу.

20. Деталь за будь-яким з пп. 17-19, яка відрізняється тим, що додатково містить шар внутрішнього захисного протиокислювального покриття, яке містить принаймні один фосфат.

21. Деталь за будь-яким з пп. 17-20, яка відрізняється тим, що являє собою деталь, яка працює в умовах тертя, виготовлену із композиційного матеріалу типу вуглець/вуглець. с

22. Деталь за п. 21, яка відрізняється тим, що має захисне покриття на поверхнях, які не є поверхнями тертя.

23. Деталь за будь-яким з пп. 17-20, яка відрізняється тим, що являє собою розширювану частину сопла і) реактивного двигуна, принаймні внутрішня поверхня якої має протиокислювальне захисне покриття. се їч- се Ге) - - - а - і (се) ко - і ще) ко бо б5