ДОСЛІДЖЕННЯ ЩІЛЬНОСТІ ВВКМ ТА ЇЇ ВПЛИВ НА ЕЛЕКТРИЧНИЙ ОБ’ЄМНИЙ ПИТОМИЙ ОПІР
DOI:
https://doi.org/10.20998/2078-5364.2024.3.07Ключові слова:
технологічний процес, вуглець-вуглецевий композиційний матеріал, заготовка, щільність, пористість, електричний об’ємний питомий опірАнотація
В статті досліджено структуру та властивості вуглець-вуглецевих композитних матеріалів (ВВКМ), в яких вуглецева матриця формується методом осадження піролітичного вуглецю у пористому об'ємі вуглеволокністого каркаса з використанням термоградієнтних газофазних технологій піроущільнення.
Представлено результати дослідження уявної щільності ВВКМ гідростатичними методами та її вплив на електричний об’ємний питомий опір матеріалу. У проведеному дослідженні встановлено, що електричний об'ємний питомий опір ВВКМ значною мірою залежить від ряду факторів, одним з яких є щільність матеріалу. Збільшення уявної щільності матеріалу призводить до зниження його пористості, що, в свою чергу, впливає на зменшення електричного опору. Підкреслено, що контроль щільності стає ключовим чинником для забезпечення оптимальних показників електропровідності вуглець-вуглецевих композитних матеріалів.
Показано, що ущільнення ВВКМ значно покращує структуру заготовок і тиглів, підвищуючи їх фізичні та експлуатаційні характеристики. Це робить їх більш придатними для використання в умовах високих температур, агресивних середовищ, у виробництві термостійких компонентів та інших високотехнологічних областях.
Повторне ущільнення ВВКМ виявило суттєвий вплив на якість матеріалу. Показано, що збільшення щільності після додаткового ущільнення призводить до зниження пористості, покращення механічних властивостей і зміни розподілу пор у матеріалі, що позитивно впливає на його пористість та міцність.
Проведені стендові дослідження модельних зразків з ВВКМ показали, що збільшення уявної щільності матеріалу призводить до зниження його електричного опору. Для забезпечення контролю в промисловій практиці ефективним і доступним методом оцінки ступеня завершення кристалічних перетворень і визначення ступеня графітизації при високотемпературній обробці вуглецевих матеріалів рекомендовано порівняння електричного об’ємного питомого опору робочого зразка з еталонним.
Підкреслено важливість контролю параметрів щільності, пористості та електричного опору для оптимізації технологічних процесів і забезпечення високої якості кінцевих продуктів. Отриманні дані можуть бути корисними для застосувань у різних галузях промисловості.
Посилання
Carbon-graphite materials in nuclear-power engineering (review) / V.N. Voyevodin, Yu.O. Gribanov, V.A. Gurin, I.V. Gurin, V.V. Gujda // Problems of atomic science and tech- nology. – 2015, No 2 (96), р. 52–64.
Using of carbon-carbon composite materials for creation of thermal-resistive con-verter of thermal radiation / I.V. Gurin, I.Sh. Nevliudov, V.Ye. Ovcharenko, O.V. Tokarіeva // Problems of atomic science and technology. – 2024, № 1 (149) р. 125-127.
Zastosuvannia VVKM dlia vyhotovlennia vysokotemperaturnykh nahrivachiv teplovykh vuzliv z avtomatychnym rehuliuvanniam temperatury / Gurin I.V., Nevliudov I.Sh., Ovcharenko V.Ye., Tokarieva O.V. // Intehrovani tekhnolohii ta enerhozberezhennia. – 2023, № 3, p. 56-66.
Strumopidvid dlia rezystyvnykh VVKM nahrivachiv / Gurin I.V., Nevliudov I.Sh., Ovcharenko V.Ye., Tokarieva O.V. // Intehrovani tekhnolohii ta enerhozberezhennia. – 2023, № 4, p. 49-57.
About the possibility of the TG-CVI processes realizing at the decreased tempera-tures / I.V. Gurin // Problems of atomic science and technology. – 2015, № 5 (99), р. 140–144.
Zhang T, Mubeen S, Myung NV, Deshusses MA. Recent progress in carbon nano-tube-based gas sensors. Nanotechnology. 2008 Aug 20; 19(33):332001. DOI: 10.1088/0957-4484/19/33/332001.
Recum P, Hirsch T. Graphene-based chemiresistive gas sensors. Nanoscale Adv. 2023 Oct 23;6(1):11-31. DOI: 10.1039/d3na00423f.
Herega A., Vyrovoy V., Pysarenko A. Percolation Model of Composites: Fraction Clusters and Internal Boundaries. // International Journal of Composite Materials. – 2012. – Vol. 2, No 6. – P. 142–146.
Study on corrosion properties of carbon-carbon composites / Yu.A. Gribanov, I.V. Gurin, V.V. Gujda, A.N. Bukolov, V.V. Kolosenko // Problems of atomic science and tech-nology. – 2020, № 1 (125), р. 154–160.
Elektromaterialoznavstvo: navch. posibn. / O.V. Parzhnytskyi, S.V. Ausheva, H.Yu. Shulepina. – Kyiv: Hramota, 2023. – 224 p.
Matematychne modeliuvannia kontroliu pytomoho elektrychnoho oporu materialiv elektrocontactnym chotyryzondovym metodom / Ye.R. Dotsenko // Rozvidka ta rozrobka naftovykh i hazovykh rodovyshch. – 2010, № 1 (34), p. 82-90.
Patent 73401 U Ukraina, MPK G01R 27/02 (2006.01). Ustanovka dlia vymiri-uvannia pytomoho elektrychnoho oporu vuhletsevykh materialiv pry vysokykh temperaturakh / T.V. Chyrka, H.M. Vasylchenko, Yu.V. Dudnyk; zaiavnyk i patentovlasnyk NTU Ukrainy «Kyiv. politekhn. in-t». – № u 2012 02096; zaiavl. 23.02.2012; opubl. 25.09.2012, Biul. № 18. – 5 p.
