автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.01, диссертация на тему:Разработка нагревательных композиционных материалов на основе оксида магния

На правах рукописи

РАЗРАБОТКА НАГРЕВАТЕЛЬНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ ОКСИДА МАГНИЯ

05.17.01 — Технология неорганических веществ

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой кандидата технических нау

Москва 2006

Работа выполнена в Российском химико-технологическом университете им.

Д.И. Менделеева

Научные руководители:

доктор технических наук, профессор Федосеев Алексей Сергеевич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук,

Кобец Леонид Павлович

кандидат химических наук доцент Тихонов

Николай Николаевич

Ведущая организация:

Федеральное Государственно« Унитарное

Предприятие «НИИ Графит»

Защита состоится & £

совета Д 212.204.05 в ¿>¿3

(125047 г. Москва, Миусская пл., д. 9).

_на заседании диссертационного РХТУ им. Д.И. Менделеева

С диссертацией можно ознакомиться в Научно-информационном центре РХТУ им. Д.И. Менделеева

Автореферат диссертации разослан

2006 г.

Ученый секретарь диссертационного совета Д 212.204.05

Кандидат технических наук

Сучкова Е.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В настоящее время изделия из полимерных композиционных материалов (ПКМ) находят все большее применение в промышленности, особенно в авиационной техники, благодаря уникальному сочетанию прочностных характеристик и малому удельному весу.

В производстве изделий из ПКМ, как правило, используется металлическая оснастка (пресс-форма), получение которой требует сложного, дорогостоящего аппаратурного оформления и числового программного управления.

При формовании изделий из полимерных композиционных материалов необходимо поддерживать температуру и давление в твердеющей системе. В получении композитов, с использованием металлической оснастки, данные условия достигаются при помощи метода автоклавного формования, что приводит к дополнительным материальным и энергетическим затратам.

Представляет интерес разработка пластичного и электропроводящего материала, который может быть использован в качестве основы для нагревательной оснастки. Такая оснастка не только позволит формовать под давлением изделия любой формы, но и обеспечит необходимый температурный режим формования без внешних источников тепла. Такой режим будет поддерживаться непосредственно электропроводящим материалом при подводе к нему электроэнергии. Применение такого материала обеспечит безавтоклавный нагрев оснастки, при формовании изделий из ПКМ, что может привести к снижению материальных и энергетических затрат.

Данная работа направлена на разработку пластичного и электропроводящего материала и, как следствие, на удешевление и упрощения получения оснастки, предназначенной для формования изделий из ПКМ.

Цель работы. Разработать состав и метод приготовления композиционного материала с широким диапазоном величин по механическим и электропроводящим свойствам.

Научная новизна. Обосновано использование неорганического вяжущего материала на основе оксида магния с введением армирующей добавки , на основе углерода. Установлена температура термообработки неорганического вяжущего (оксида магния) равная 1020 К и определено содержание упрочняющей добавки (оксида кремния) в составе цементного связующего равное 30 мае. %, что позволило увеличить прочность на сжатие исходного магнезиального цемента в 1,4 раза.

Экспериментально установлено, что введение в качестве армирующей добавки рубленного углеродного волокна марки ВМН-4 в диапазоне концентраций от 1-1,5 мае. % приводит к увеличению механических характеристик полученного материала на сжатие дополнительно в 1,3 раза, а на изгиб более чем в 2 раза.

В результате проведенных исследований влияния армирующей добавки на механические свойства полученного материала, определен кислотно-основной характер адгезионного взаимодействия между наполнителем (углеродное волокно) и связующим (магнезиальный цемент), на основе которого установлены условия поверхностного модифицирования углеродного наполнителя, приводящие к резкому увеличению механических характеристик полученного материала на сжатие дополнительно в 1,2 раза, а на изгиб дополнительно в 1,4 раза, при содержании углеродного волокна в композите от 1-1,5 мае. %.

Было показано, что в результате введения армирующих компонентов (графита марки ГСМ, и рубленного углеродного волокна марки ВМН-4) можно регулировать удельное электросопротивление полученного материала в широком диапазоне величин от 1200 - 34 ом*см.

По данным метода дериватографического анализа определена термостойкость полученного материала (максимальная температура эксплуатации) при температуре до 770 К.

Разработана новая рецептура и метод получения неорганического нагревательного композиционного материала на основе оксида магния.

Практическая значимость. В результате проведенных испытаний в ОКБ «Сухого» установлено, что полученный композиционный материал на основе оксида магния по механическим и электропроводящим свойствам, а также по термостойкости соответствует материалу, который может быть использован в качестве основы для создания нагревательной оснастки в производстве полимерных композиционных материалов.

По данным сравнительного анализа показано, что материал на основе оксида магния дешевле и легче материалов, которые используются для получения металлической оснастки (сталь марки 30 ХГСА и сплав алюминия марки АК-4). Стоимость нового полученного композиционного материала дешевле: в 2,5 раза стали ЗОХГСА, в 8 раз сплава алюминия марки АК-4; удельный вес нового полученного композиционного материала меньше: в 6 раз стали ЗОХГСА, в 2 раза сплава алюминия марки АК-4.

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на 8-й Международной конференции молодых ученых «Успехи в химии и химической технологии» (Москва, 2004).

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 3 печатных работы, из них 2 статьи в сборнике научных трудов «Успехи в химии и химической технологии», 1 статья в сборнике научных трудов «Процессы и методы химической технологии неорганических веществ».

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, шести глав, выводов, списка литературы (114 наименований) и приложения. Материал изложен на 93 страницах машинописного текста и содержит 17 рисунков и 17 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулированы цели и задачи исследования.

Первая глава диссертации посвящена обзору литературных данных по теме диссертации. Рассмотрены строение, свойства, основные методы получения, применения неорганического вяжущего и углеродного наполнителя, продемонстрированы характеристики используемого сырья. Приведены методы

исследования полученного материала с использованием физико-химических методов анализа.

Во второй главе указаны условия формования изделий из ПКМ. Разработан состав и определены свойства модифицированного магнезиального связующего.

Условия формования изделий из ПКМ: прочность на сжатие не менее 30 МПа, прочность на изгиб не менее 10 МП а, температура формования 380 - 470 К, термостойкость не менее 600 К.

В соответствии с условиями формования была разработана матрица (основа) для создания материала нагревательной оснастки. В качестве такой основы использован оксид магния, который является основным компонентом магнезиального цемента, обладающий высокими механическими свойствами при повышенных температурах, а главное, магнезиальный цемент легко формуется и образует пресс-формы нужной конфигурации.

Состав и свойства исходного магнезиального цемента: МдО -70 мае. %, Затворитель М§804*7 Н20 - 30 мае. %, прочность на сжатие 24 МПа, прочность на изгиб 4 МПа.

По приведенным механическим характеристикам следует, что исходный материал не в полной мере отвечает требованиям к материалу оснастки. Кроме того, исходный материал обладает диэлектрическими свойствами.

Для увеличения механических характеристик исходного магнезиального цемента были использованы такие приемы, как предварительная термическая обработка оксида магния и введение упрочняющей добавки в состав связующего. В качестве упрочняющей добавки использован диоксид кремния.

Для выбора рецептуры и режима упрочнения исходного материала проведены соответствующие циклы измерений: варьирование температуры термической обработки оксида магния в интервале 620-1220 К и содержания диоксида кремния в количестве 10 - 60 мае. % в композите (рис. 1, 2).

Рис. 1. Зависимость прочности на сжатие рис. 2. Зависимость прочности на сжатие

цементного связующего от температуры цементного связующего от концентрации ЭЮг

обработки поверхности оксида магния

В результате проведенных исследований определены условия получения модифицированного магнезиального цемента: температура термообработки оксида магция - 1020 К и концентрация оксида кремния - 30 мае. % Прочность на сжатие исходного магнезиального цемента при этом увеличилась в 1,4 раза

Состав и свойства полученного модифицированного магнезиального связующего: М§0 - 36 мае. %, БЮг - 30 мае. %, М£504*7 Н20- 34 мае. %, прочность на сжатие 32 МП а, прочность на изгиб 4 МПа.

Из полученных результатов следует, что приготовленный материал обладает значительной прочностью на сжатие, но не выдерживает необходимых нагрузок на изгиб.

В третей главе приведена методика, позволяющая обеспечить требуемую прочность полученного материала на изгиб.

Для увеличения прочности материала на изгиб необходимо ввести в его состав армирующие добавки. Поскольку заданы требования к электропроводности материала, то в качестве армирующей добавки целесообразно использовать электропроводящий наполнитель.

Были использованы электропроводящие углеродные материалы: графит марки ГСМ и рубленное углеродное волокно марки ВМН-4 (УВ).

Были испытаны материалы с содержанием графита от 5 - 40 мае. %, а УВ - от 0,5 - 2 мае. % в композите.

Установлено, что с ростом содержания графита, прочность полученного материала на сжатие и изгиб резко уменьшается (рис.3,4).

Введение УВ увеличивает прочность на сжатие полученного материала дополнительно в 1,3 раза, а на изгиб более чем в 2 раза (рис 5,6).

Р.МПа

Р.МПа

С. % мае.

Рис. 3. Зависимость прочности композита на сжатие от концентрации графита марки ГСМ

Рис. 4. Зависимость прочности композита на изгиб от концентрации графита марки ГСМ

Р.МПа

Р.МПа

С, % мае.

Рис. 5. Зависимость прочности композита на сжатие от концентрации УВ марки ВМН-4

С, % мае.

0,5

1.5

Рис. 6. Зависимость прочности композита на изгиб от концентрации УВ марки ВМН-4

Из полученных данных следует, что вводить УВ в композит целесообразнее в диапазоне концентраций от 1-1,5 мае. %.

В результате проведенных исследований было принято решение использовать углеродное волокно в качестве наполнителя в нагревательных композиционных материалах.

В четвертой главе были проведены исследования влияния армирующей добавки на механические свойства полученного материала. Для этого необходимо определить характер адгезионного взаимодействия между наполнителем (УВ) и связующим (магнезиальный цемент).

По литературным данным, адгезия определяется химическими связями между поверхностью наполнителя и связующего. Образование химических связей в этой системе зависит от наличия функциональных групп (ФГ) на поверхности УВ и магнезиального связующего, обладающих кислотно-основными свойствами.

Для образования функциональных групп на поверхности УВ было проведено окисление его поверхности на воздухе при температурах 570-870 К.

Количество и характер ФГ на поверхности предварительно окисленного УВ определяли по адсорбции индикаторов с известными значениями констант диссоциации (табл.1).

Исследования проводили на образцах УВ, окисленного при разной температуре в диапазоне 570 - 820 К.

На рис. 7 показано распределение количества адсорбированных индикаторов с разными значениями констант диссоциации рКа.

(}, мг экв/г

Рис. 7. Зависимость количества ФГ на поверхности УВ от констант диссоциаций кислотно-основных индикаторов

Таблица 1.

Л&п/п Индикатор РКа Молекулярная масса

1 Бриллиантовый зеленый 1.30 482.7

2 Фуксин 2.10 319.4

3 м-Нитроаншшн 2.50 138.0

4 Метиловый оранжевый 3.46 327.3

5 Бромфеноловый синий 4.10 670.0

6 Метиловый красный 5.00 269.3

7 Хризоидин 5.50 248.7

8 . Бромкрезоловый пурпурный 6.40 540.2

9 Бромтимоловый синий 7.30 624.4

10 Феноловый красный 8.00 354.4

11 Пирокатехин 9.45 110.0

12 Фенол 10.00 94.0

13 Ализариновый желтый 11.00 309.2

14 Тропеолин 11.80 316.3

15 Индигокармин 12.90 466.0

Из данных, представленных на рис.7, рассчитаны соотношения количества кислотных и основных ФГ (рис.8), а также общее количество ФГ на поверхности УВ, окисленного при различных температурах (рис.9).

2,4 2,2

2 -1,8 ■ 1,6 ■

1,4 J—

550

Рис. 8. Зависимость соотношения сумм функциональных групп на поверхности кислотных и основных ФГ на поверхности ув от темпера окисления УВ от температуры окисления

Максимальное количество кислых групп образуется при температуре окисления УВ 720 К, а после достижения данной температуры соотношения сумм сдвигается в основную область, а общее количество ФГ начинает уменьшаться.

В приготовлении исследуемого материала в качестве затворителя использовался водный раствор кристаллогидрата сульфата магния.

Для наилучшей адгезии наполнителя к связующему необходимо обеспечить хорошее смачивание поверхности УВ в водной среде затворителя. Для расчета значений работы адгезии были измерены краевые углы смачивания на поверхности предварительно окисленного УВ. Результаты измерений показали, что наилучший режим термообработки УВ соответствует диапазону температур 670 - 720 К, при котором наблюдается максимальное смачивание поверхности УВ и значение работы адгезии (рис.10,11).

0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2

сое в

Т. К

50 650 750 £

Рис. 10. Зависимость краевого утла смачивания на поверхности УВ от температуры окисления

\Уа> МДж/м2

Т. К

650

750

Рис. 11. Зависимость работы адгезии УВ от температуры окисления

Учитывая основной характер магнезиального связующего, можно ожидать максимальную адгезию к наполнителю окисленного при температуре в диапазоне 670-720 К.

Действительно, использование УВ в качестве армирующего компонента с предварительно окисленной поверхностью при температуре в диапазоне 670720 К, позволяет еще больше увеличить прочность полученного материала на сжатие в 1,2 раза, а на изгиб в 1,4 раза (рис.12,13).

Р.МПа

Р. МПа

13

т,к

т,к

550

650

750

550

700

800

Рис. 12. Зависимость прочности композита на сжатие от температуры окисления УВ

Рис. 13. Зависимость прочности композита на изгиб от температуры окисления УЯ

В результате проведенных исследований подтвержден кислотно-основной характер адгезионного взаимодействия наполнителя (УВ) и магнезиального связующего.

В пятой главе определены электропроводящие свойства и термостойкость полученных нагревательных композиционных материалов.

Определено удельное электросопротивление композитов, где в качестве наполнителя было использовано углеродное волокно с содержанием в композите от 0,5 - 2 мае. %.

Установлено, что с ростом концентрации углеродного волокна, удельное электросопротивление полученного материала уменьшается от 140 до 34 Ом-см (рис. 14).

Также было определено удельное электросопротивление композитов, где в качестве наполнителя был использован графит с содержанием в композите от 5 - 40 мае. %.

Установлено, что при содержании графита до 5 мае. % материал обладает диэлектрикрическими свойствами. При содержании графита в композите свыше 5 мае. % у материала появляется электропроводимость, которая увеличивается с ростом содержания частиц графита (рис 15).

160 140 120 100 80 60 40 20

р, Ом'см

С. % мае.

0 0,5 1 1,5 2 2,5

Рис. 14. Зависимость удельного электросопротивления композита от концентрации УВ

1500 1300 1100 900 700 500 300 100

р, Ом-см

10

20

30

С. % мае.

Рис. 15. Зависимость электросопротивления от концентрации графита

удельного композита

Хотя графит и уменьшает прочностные характеристики композита, но в качестве наполнителя в нагревательной оснастке его можно использовать при формовании изделий из ПКМ не требующих высокого давления и температуры. .

Поэтому, с учетом заданных требований, существует возможность формовать изделия из ПКМ с интервалом прочности от 0,9 до 30 МПа, и электросопротивлением от 1220 до 34 ом*см, которое обеспечивает необходимую температуру нагрева оснастки от 380 - 470 К.

Была определена максимальная температура эксплуатации полученного материала при формования изделий из полимерных композиционных материалов (термостойкость).

По данным метода дериватографического анализа (кривые Д11 и ДТА) следует, что при температуре 770 К наблюдается резкая потеря массы композита и сильный эндотермический эффект (рис.16).

Рис. 16 Дериватограмма нагревательного композита.

Из полученных данных следует, что использовать материал необходимо до температуры 770 К.

Таким образом, полученный нагревательный композиционный материал на основе оксида магния не только удовлетворяет поставленной задаче, но и обладает более широким спектром заданных характеристик.

В шестой главе Рассмотрен способ приготовления и функциональная схема получения композиционного материала на основе оксида магния. Приведены его состав и свойства. Продемонстрирован сравнительный анализ стоимости полученного неорганического материала на основе оксида магния и материалов, которые используется для получения металлической оснастки (сталь марки ЗОХГСА, сплав алюминия АК4).

Способ приготовления ("рис. 17).

Оксид магния проходит предварительную термообработку при температуре 1020 К, а углеродное волокно при температуре 700 К. Затем М§0, 5102, УВ и М§Б04*7 НгО смешиваются в полученных соотношениях в течение 30 мин. Полученную пластичную массу заливают в форму, сделанную из воска или силиконового каучука, которая точно повторяет форму изделия для формования. Затем вводятся закладные электроды, к которым можно подводить необходимую энергию, для использования данного материала в качестве нагревательной оснастки. Формуется полученная масса при комнатной температуре в течение 10 часов. Затем затвердевший материал извлекается из формы и сушится при температуре 390 К в течение 3-х часов. Далее полученный материал охлаждается до комнатной температуры и готов к применению.

Рис. 17. Функциональная схема получения нагревательных композиционных материалов на основе оксида магния

Полученный материал прошел испытания в ОКБ «Сухого», и имеет следующий состав и свойства: — 36 мас.%, БЮг - 30 мас.%, М§804*7 Н20 — 32,5 мае. %, УВ — 1,5 мас.%, прочность на сжатие 52 МПа, прочность на изгиб 13 МПа, удельное электросопротивление 68 ом*см, удельный вес 1,5 г/см3, стоимость 26 руб/кг.

Выводы

1. В результате проведенных исследований определены условия получения модифицированного магнезиального цемента: температура термообработки оксида магния - 1020 К и концентрация оксида кремния- 30 % мае. Прочность на сжатие исходного магнезиального цемента при этом увеличилась в 1,4 раза.

2. Экспериментально установлено, что введение в качестве армирующей добавки углеродного волокна марки ВМН-4 приводит к увеличению механических характеристик полученного материала на сжатие дополнительно в 1,3 раза, а на изгиб более чем в 2 раза. Введение в состав связующего графита марки ГСМ уменьшает механические характеристики полученного материала.

3. Определен кислотно-основной характер адгезионного взаимодействия между наполнителем (углеродное волокно) и связующим (магнезиальный цемент), на основе . которого установлены условия поверхностного модифицирования углеродного наполнителя, . приводящие к резкому увеличению механических характеристик полученного материала на сжатие дополнительно в 1,2 раза, а на изгиб дополнительно в 1,4 раза.

4. Было показано, что в результате введения армирующих компонентов (графита марки ГСМ, и углеродного волокна марки ВМН-4) можно регулировать удельное электросопротивление полученного материала в широком диапазоне величин от 1200 ом*см до 34 ом*см.

5. По данным метода дериватографического анализа определена термостойкость полученного материала (максимальная температура эксплуатации данного материала) при температуре до 770 К.

6. Разработана новая рецептура и функциональная схема получения неорганического нагревательного композиционного материала на основе оксида магния.

7. По данным сравнительного анализа показано, что материал на основе оксида магния дешевле и легче материалов, которые используются для получения металлической оснастки (сталь марки 30 ХГСА и сплав алюминия марки АК-4). Стоимость нового полученного композиционного материала дешевле: в 2,5 раза стали 30ХГСА, в 8 раз сплава алюминия марки АК-4; удельный вес нового полученного композиционного материала меньше: в 6 раз стали 30ХГСА, в 2 раза сплава алюминия марки АК-4.

8. В результате проведенных испытаний в ОКБ «Сухого» установлено, что полученный композиционный материал на основе оксида магния по механическим и электропроводящим свойствам, а также по термостойкости соответствует материалу, который может быть использован в качестве основы для создания нагревательной оснастки в производстве полимерных композиционных материалов.

По материалам диссертации опубликованы следующие работы: 1. Семенихин Я.В., Федосеев A.C. Разработка композитов на основе керамической матрицы и углеродного наполнителя. Часть 1. Состав и свойства керамической матрицы // «Успехи в химии и химической технологии»: Сб. науч. тр. Том XVIII, № 5 (45). М.: РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2004. - С. 85.

. 2. Семенихин Я.В., Федосеев A.C. Разработка композитов на основе керамической матрицы и углеродного наполнителя. Часть 2. Состав и свойства композитов // «Успехи в химии и химической технологии»: Сб. науч. тр. Том XVIII, № 4 (44). М.: РХТУ им. Д. И. Менделеева, 2004. - С. 77.

3. Семенихин Я.В., Федосеев A.C. Разработка композитов на основе керамической матрицы и углеродного наполнителя // «Процессы и методы химической технологии неорганических веществ»: Сб. науч. тр, Вып. 180, М.; РХТУ им. Д.И. Менделеева 2005. - С. 85-90.

Заказ № Объем /.О п.л._Тираж 100 экз.

Издательский центр РХТУ им. Д.И. Менделеева

Введение.

Глава I. Литературный обзор.

1.1. Строение и свойства композиционных материалов.

1.2. Технология получения изделий из ПКМ.

1.3. Виды и применение ПКМ.

1.4. Получение и применение оксида магния.

1.5. Получение и свойства армирующих волокон.

1.6. Электрические свойства нагревательных композитов. 31 Методическая часть.

1.7. Исследования полученных композитов с использованием физико-химических методов анализа.

1.8. Характеристика исходного сырья и реагентов. ^

Экспериментальная часть

Глава II. Разработка состава модифицированного магнезиального связующего.

Глава III. Разработка методики упрочнения полученного материала на изгиб.

Глава IV. Исследования влияния армирующей добавки на механические свойства полученного материала.

Глава V. Определение электропроводящих свойств и термостойкости полученного композиционного материала

Глава VI. Разработка способа приготовления нагревательного композиционного материала

У1.1. Сравнительный экономический анализ стоимости полученного материала на основе оксида магния

Выводы.

В настоящее время изделия из полимерных композиционных материалов (ПКМ) находят все большее применение в промышленности, особенно в авиационной техники, благодаря уникальному сочетанию прочностных характеристик и малому удельному весу.

В производстве изделий из ПКМ, как правило, используется металлическая оснастка (пресс-форма), получение которой требует сложного, дорогостоящего аппаратурного оформления и числового программного управления.

При формовании изделий из полимерных композиционных материалов необходимо поддерживать температуру и давление в твердеющей системе. В получении композитов, с использованием металлической оснастки, данные условия достигаются при помощи метода автоклавного формования, что приводит к дополнительным материальным и энергетическим затратам.

Представляет интерес разработка пластичного и электропроводящего материала, который может быть использован в качестве основы для нагревательной оснастки. Такая оснастка не только позволит формовать под давлением изделия любой формы, но и обеспечит необходимый температурный режим формования без внешних источников тепла. Такой режим будет поддерживаться непосредственно электропроводящим материалом при подводе к нему электроэнергии. Применение такого материала обеспечит безавтоклавный нагрев оснастки, при формовании изделий из ПКМ, что может привести к снижению материальных и энергетических затрат.

Данная работа направлена на разработку пластичного и электропроводящего материала и, как следствие, на удешевление и упрощения получения оснастки, предназначенной для формования изделий из ПКМ.

Цель работы. Разработать состав и метод приготовления композиционного материала с широким диапазоном величин по механическим и электропроводящим свойствам.

Выводы

1. В результате проведенных исследований определены условия получения модифицированного магнезиального цемента: температура термообработки оксида магния - 1020 К и концентрация оксида кремния-30 масс. %. Прочность на сжатие исходного магнезиального цемента при этом увеличилась в 1,4 раза.

2. Экспериментально установлено, что введение в качестве армирующей добавки углеродного волокна марки ВМН-4 приводит к увеличению механических характеристик полученного материала на сжатие дополнительно в 1,3 раза, а на изгиб более чем в 2 раза. Введение в состав связующего графита марки ГСМ уменьшает механические характеристики полученного материала.

3. Определен кислотно-основной характер адгезионного взаимодействия между наполнителем (углеродное волокно) и связующим (магнезиальный цемент), на основе которого установлены условия поверхностного модифицирования углеродного наполнителя, приводящие к резкому увеличению механических характеристик полученного материала на сжатие дополнительно в 1,2 раза, а на изгиб дополнительно в 1,4 раза.

4. Было показано, что в результате введения армирующих компонентов (графита марки ГСМ, и углеродного волокна марки ВМН-4) можно регулировать удельное электросопротивление полученного материала в широком диапазоне величин от 1200 ом*см до 30 ом*см.

5. По данным метода термогравиметрического анализа определена термостойкость полученного материала (максимальная температура эксплуатации данного материала) при температуре до 770 К.

6. Разработана новая рецептура и функциональная схема получения неорганического нагревательного композиционного материала на основе оксида магния.

7. По данным сравнительного анализа показано, что материал на основе оксида магния дешевле и легче материалов, которые используются для получения металлической оснастки (сталь марки 30 ХГСА и сплав алюминия марки АК-4). Стоимость нового полученного композиционного материала дешевле: в 2,5 раза стали ЗОХГСА, в 8 раз сплава алюминия марки АК-4; удельный вес нового полученного композиционного материала меньше: в 6 раз стали ЗОХГСА, в 2 раза сплава алюминия марки АК-4.

8. В результате проведенных испытаний в ОКБ «Сухого» установлено, что полученный композиционный материал на основе оксида магния по механическим и электропроводящим свойствам, а также по термостойкости соответствует материалу, который может быть для получения нагревательной оснастки в производстве полимерных композиционных материалов.

1. Федосеев A.C. Композиционные материалы на основе модифицированных углеродных наполнителей. Дисс. Д.т.н. 05.17.07 / РХТУ.-М., 1997.-252 с.

2. Карпинос Д.М., Тучинский Л.И., Сапожникова А.Б, и др. Композиционные материалы в технике. Киев: Техника, 1965. -365с.

3. Симамура С., Синдо А, Ито Е, Абэ Я. Углеродные волокна: пер с япон./ Под ред. С. Симамуры. М.: Мир. 1987 - 304 с.

4. Колбасов В.М. Технология вяжущих материалов. М.: Высшая школа 1975г

5. Бутт Ю.М. Технология цемента и других вяжущих. М.: Энергия, 1975 г. 320 с.

6. Комарова Т.В. Углеродосодержащие композиционные материалы. Текст лекций. / Под ред С.Д. Федосеева. — М.: МХТИ им. Д.И. Менделеева, 1988. 44 с.

7. Комарова Т.В. Углеродные волокна: Текст лекций. / Под ред С.Д. Федосеева. М.: РХТУ им. Д.И. Менделеева, 1994. - 52 с.

8. Композиционные материалы: Справочник./ Под ред В.В. Васильев . -М.: Машиностроение, 1990.- 510 с.

9. Композиционные материалы в конструкции летательных аппаратов. Пер с английского Г.А. Молодцова ./ Под ред. A.A. Абибова .М., «Машиностроение», 1975. 272с.

10. Ю.Бутт Ю.М. Технология вяжущих веществ./ Под ред. В.Н. Юнга. М., 1952.

11. Карпинос Д.М., Тучинская Л.И., Вишняков Л.Р. Новые композиционные материалы.- Киев: Высшая школа, 1977. -314 с.

12. Ермоленко И.Н., Люблинер Н.П., Гулько Н.В. Элементосодержащие угольные волокнистые материалы. Минск: Наука и техника, 1982. -272с.

13. З.Конкин A.A. Углеродные и другие жаростойкие волокнистые материалы -М.: Химия, 1974.

14. Тучинский Л.И. Композиционные материалы, полученные методом пропитки. М.: Металлургия, 1986.- 208с.

15. Шелягин В.В. Магнезиальный цемент. М.: Госстрой издат, 1933.

16. Кабардин О.Ф, Физика: Справ. Материалы: Учебное пособие. -3-е изд. -М.: Просвещение, 1991. 367 с.

17. Перышкин A.B., Родина H.A. Физика: Учеб. Пособие. 10-е изд., - М.: Просвещение, 1989. -191 с.

18. Фролов Ю.Г. Курс коллоидной химии. Поверхностные явления и дисперсные системы. Учебник для вузов. 2-е изд.-М.: Химия, 1988.464 с.

19. Костиков В. И. Углерод -углеродные композиционные материалы. // Журнал ВХО, 1989, т. 36, N 5

20. Федосеев A.C., Кафтанов C.B. Исследование кинетики процесса взаимодействия углерода с водяным с учетом его адсорбции Химия тв. топлива, 1976, №4

21. Федосеев A.C. Модификация активного угля марок БАУ и СКТ-6А с целью получения сорбента для гемосорбции Химия тв. топлива, 1982

22. Федосеев A.C. Теоретические основы активации древесного угля водяным паром. Химия тв. топлива, 1982, № 5

23. Федосеев A.C. Математическое моделирование реакции углерода с диоксидом углерода с учетом его хемосорбции ЖПХ, 1985, № 5

24. Федосеев A.C. Кинетические параметры реакции углерода с водяным паром Изв. Вузов, Сер. Химия и хим. техн. 1988, т. 31, вып. 6

25. Федосеев A.C. Определение кинетических параметров реакции углерода и диоксидом углерода. ЖПХ, 1989, т., N11

26. Федосеев A.C. Обобщенная математическая модель газофазной модификации поверхности углеродных материалов. -Тез. докладов 1-й

27. Московской международной конференции по композитам. -М.Д990. с.209 (часть). 1

28. Федосеев A.C. Кинетическая модель реакции углерода с кислородом. -ХТТ, 1990, N2 с. 114-119.

29. Федосеев A.C. Математическое моделирование реакции углерода с водяным паром с учетом его хемосорбции. -ХТТ, 1990, N2 с. 120-124.

30. Федосеев A.C., Авруцкая С.Г., Фролов Ю.Г. Влияние температуры газофазного окисления на электро-поверхностные свойства углеродных материалов // Колл. журн.-1990.-Ы 11.

31. Федосеев A.C., Фролов Ю.Г., Авруцкая С.Г. Влияние газофазного окисления на кислотно-основные и комплексообразующие свойства углеродной поверхности //Колл. журн.-1991.-т.53.-Ы5.

32. Федосеев A.C., Авруцкая С.Г., Фролов Ю.Г. Исследование процесса комплексообразования на окисленной поверхности углеродных материалов Тезисы докл. Респ. научно-практической конференции молодых ученых и специалистов, Ташкент, 1988.

33. Федосеев A.C., Фролов Ю.Г., Гаврилкин М.А. Компьютерный анализ спектров термодесорбции функциональных групп с углеродной поверхности. -Тез. докладов 1-й Московской международной конференции по композитам.-М.,1990, с.208 (часть 1).

34. Разработка метода нанесения фенолформальдегидных смол на поверхность углеродных материалов из водных сред: Отчет о НИР (закл.)/МХТИ им. Д.И. Менделеева; Руководитель Федосеев А.С.-№ 8.14-1-90.- Москва, 1990.- 30 с.

35. Федосеев A.C., Авруцкая С.Г., Фролов Ю.Г. Использование индикаторного метода для исследования кислотных свойствповерхности углеродных материалов Тезисы докл. Респ. научно-практической конференции молодых ученых и специалистов, Ташкент, 1988.

36. Фролов Ю.Г., Федосеев A.C., Гродский A.C. и др. Исследование влияния окисления на смачивание поверхности графитовых наполнителей. Деп. в ВИНИТИ, №1596-82,06.04.82

37. Федосеев A.C., Комягин Е.А. Способ получения углеграфитового материала. Авт. заявка N 4382942/31-26.

38. Федосеев A.C. Способ получения изделий, Патент РФ, № 2058965, приоритет изобретения от 27.02.92.

39. Федосеев A.C., Егорова O.JI. Композиты на основе углеродного волокна и цементной матрицы. Ргос. of National Symposium on Polymer Composites, Politechnika Szczecinska, Institute Polimerow, Poland, 1994.

40. Федосеев A.C., Авруцкая С.Г. Химическое меднение углеродных волокон используемых в качестве наполнителя в углепластиках. Ргос. of National Symposium on Polymer Composites, Politechnika Szczecinska, Institute Polimerow, Poland, 1994.

41. Липатов Ю.С. Некоторые физико-химические аспекты механизма усиления пластических масс наполнителями. В сб. Модификация свойств полимеров и полимерных материалов. Киев, Наукова думка, 1965, с. 56.

42. Липатов Ю.С. Физико-химия наполненных полимеров. Киев, Наукова думка, 1967,233 с.

43. Сумм Б.Д., Горюнов Ю.В. Физико-химические основы смачивания и растекания. М., Химия, 231 с.

44. Берлин A.A., Басин В.Е., Основы адгезии полимеров. М., Химия, 1974, 391с.

45. Конбановская A.C., Ребиндер П.А., Лукьянова О.И. Коллоид, журн. 1950, т.12, №3, с. 208-217.

46. Лежнев Н.П., Япольский Б.Я., Лялина Н.И., Дренич В.П. ДАН СССР, 1965, т. 160, №4, с. 861-863.

47. Конбановская A.C., Ребиндер П.А., Лукьянова О.И. Влияние добавок наполнителей и поверхностно-активных веществ на деформационные свойства растворов каучуков. Колл. ж. 1950,12, № 3, стр. 208-217.

48. Левит Р. М., Райкин В.Г., Ивин В. Д., Рощина Подвальная Л. А., Малков A.A., Утевский Л.Е. Исследование свойств углеродных волокнистых материалов, обработанных в низкотемпературной плазме. ЖПХ, 1979, 52,5, с. П48-П53.

49. Ермоленко И.Н., Морозов A.A., Люблинер И.П.//В сб. "Сорбционноактивные волокнистые угольные материалы", Мн.-1976.-42 с.

50. Ермоленко И.Н., Морозов A.A., Люблинер И.П.//Коллоидный журн,-1980.-т.42.-№4.-с.770-773.

51. Химические и физические свойства углерода./Под ред. Ф. Уолкера.-М.: Мир, 1969.-360 с.

52. Фудзии Рокуро, Мацуо Кандзи Анодное окисление графита. I. реакция окисления поверхности графита в серной кислоте // Тансо.- 1968.-№ 53.-С.57-60.

53. Родькин С.П., Белихмер Я.А. Дериватографическое исследование углеродистых восстановителей. "Химия тверд, топлива", 1978,2, 82-85.

54. Волошин А.И., Семисалов Л.П., Баскина Е.Б., Нестеренко O.A. Влияние технологических факторов на реакционные и адсорбционные свойства кокса.- Кокс и химия, 1976, N 10, с.21 -23.

55. Литвинова В.А., Касаточкин В.И. Изменение атомной и пористой структуры углерода при взаимодействии с газообразными окислителями. В сб. "Структурная химия углерода и углей", М., "Наука". 1969, с. 45-56.

56. Семенихин Я.В., Федосеев A.C. Разработка композитов на основе керамической матрицы и углеродного наполнителя // «Процессы и методы химической технологии неорганических веществ»: Сб. науч. тр, Вып. 180, М.; РХТУ им. Д.И. Менделеева 2005. С. 85-90.

57. Волькенштейн Ф.Ф. Химическая адсорбция на ионных кристаллах. -ЖФХ, 1954, т.28, вып.З, с.422-432.

58. Волькенштейн Ф.Ф., Рогинский С.З. О ионной связи при химической адсорбции на полупроводниках ЖФХ, 1955, т.29, вып.З.с.485-495.

59. Киселев В.Ф. и др. Исследование поверхности свежего раскола графита /Журн. физ. химии.-1963.-т.З7.-№ 10.-C.2344-2346.

60. Ван дер Плас. Текстура и свойства поверхности углеродных тел В кн. Строение и свойства сорбентов и катализаторов. М.:Мир, 1973.-653 р.

61. Масютин H.H. Окислительно-восстановительные свойства активных углей. Автореф.дис.,.канд.хим.наук.-1970.-19 с.

62. Тарковская И. А. Окислительный уголь. Киев, I98I.-196 с.

63. Брой-Каррэ М.В., Вольф Л.А., Фридман Л.И. и др. Получение углеволокнистых ионитов на основе химических волокон // Хим. волокна.-1980.-N 5.-С. 23-24.

64. Лыгин В.И., Ковалева Н.В., Кавтарадзе H.H., Киселев A.B. Адсорбционные свойства и инфракрасные спектры саж // Коллоид, журн.

65. Мацкевич E.G., Горошко Л.В. Влияние метилирования на свойства окисленных углей, Адсорбция и адсорбенты, 1974, №2, С.14-16.

66. Миронов А.Н., Таушканов В.П. Определение кажущихся констант ионного обмена на окисленном угле БАУ.- Ад сорбция и адсорбенты, 1974, №2,0.32-34.

67. Киселев С.С., Абрамов A.C. Термоокислительная дезактиваация углеродных материалов // Журн. прикл. химии. -1977.-Т. 50, N10. С.2243-2247.

68. Кучинский Е.М., Бурштейн Р.Х., Фрумкин А.Н. Адсорбция электролитов на угле.- Журн. физ. химии, 1940, т.4, №4. С.441-460.

69. Пономаренко Е.А., Фрумкин А.Н., Бурштейн Р.Х. Хемосорбция кислорода и адсорбция электролитов на активированном угле, -Докл. АН СССР, 1963,т.149, №5. С. 1123-1126.

70. Бурштейн Р.Х., Вилинская B.C., Загудаева Н.М., Коробанов А.А Тарасович М.Р. Адсорбция электролитов на активированном угле саже и графите.- Электрохимия, 1975, Т.11, №12, С.1882-1885.

71. Войт A.B., Авраменко В.А., Хабалов В.В. и др. Исследование механизма адсорбции слабых электролитов углеграфитовыми материалами -Изв. АН СССР, сер. хим.,1986,№4,С.756-759.

72. Тарасович М.Р. Электрохимия углеродных материалов. М.: Наука, 1984.-253 с.

73. Фрумкин А.Н. О значении электрохимических методов для исследования поверхностных соединений. -В кн.: Поверхностные химические соединения и их роль в явлениях адсорбции. М.: Изд во МГУ, 1957,С.53-58.

74. Миронов А.Н. Таушканов В.П. Определение кажущихся констант ионного обмена на окисленном угле БАУ// Адсорбция и адсорбенты.-1974.-вып.2.-с32-33.

75. Алесковский В.Б. Химия твердых веществ. М.,1978.-256с.

76. Тарасович М.Р., Руппа В.А., Поляков В.Е., Прищеп Н.И. Ионообменные свойства угольно-минерального сорбента на основе аттапульгита. -Химия и технол. воды, 1989, т.11, №5,С.393-397.

77. Томашевская А.Н., Тарковская И.А., Стражеско Д.Н. О термодинамике ионного обмена на окисленном угле. Укр. хим. журн., 1979, т.45, №5, С.434-437.

78. Тарковская И.А., Томашевская А.Н., Гоба В.Е., Николаева В.А. Ионообменные и электрообменные свойства полукоксов из углей Канск-Ачинского бассейна//Химия тверд, топлива.-1984.-№4,-с99-102.

79. Кузин И.А. Получение исследование и применение окисленных углей //Адсорбция и адсорбенты.-1984.-вып. 2.-е 10-14.

80. Сумм Б.Д., Горюнов Ю.В. Физико-химические основы смачивания и растекания М., Химия, 1975, с. 115.

81. Радюшкина К.А., Бурштейн Р.Х., Березин Б.Д. // Электрохимия. -1973.-т.9.-№3.-с. 410-412.

82. Макаренко Б.К., Шаврин Н.В., Середа П.А.//В кн. VI Всесоюзн. конф. по электрохимии. М., Наука, 1982.-Т.1.-С.109.

83. Химические и физические свойства углерода./Под ред. Ф. Уолкера.-М., Мир, 1969.-c.27.

84. Берлин A.A., Басин В.Е., Основы адгезии полимеров. М., Химия 1974, с 268.

85. Флоринская H.H. "Химия тверд, топлива", 1988,3, 60-64.

86. Трепнел Хемосорбция, М., ИЛ, 1958

87. Эрлих Г., Катализ. Физико-химия гетерогенного катализа, М., Мир, 1967. С. 103.

88. Попова Н.М., Бабенкова Л.В., Савельева Г.А. Адсорбция и взаимодействие простейших газов с металлами VIII группы. Алма-Ата, Наука КазССР, 1979,279 с.

89. Саттерфилд И.Н. Массопередача в гетерогенном катализе, М., Химия, 1976,240 с.

90. Кучеренко В.А., Сапунов В.А. Восстановительные методы анализа кислородсодержащих функциональных групп углей и углеродистых материалов. В кн.: Строение и св ва угля. Сб. науч. тр. Киев: Наук, думка, 1981,17-36.

91. К.И.Сысков, Т.А. Кухаренко. Заводская лаборатория т.13,1947 с. 25-28.

92. Т. А.Кухаренко. ЖАХ, т. 33 (1948) с. 181-185.

93. В.А. Компанец, Т.Г. Шенлрик и др. Химия твердого топлива, N1 1977 с.31-37.

94. Ю2.0.В. Нечаева, В.И. Лихтенштейн, В.К. Попов. Кокс и химия, N9 1980, 31-37.

95. ЮЗ.М.С.Горпиенко, И.Ф. Сухоруков. В сб. трудов ГНИИЭП "Экономика и производство углеграфитовых изделий", вып. 1, Челябинск 1969, с. 118130.

96. Х.П.Боэм. В сб.: Катализ. Стереохимия и механизмы органических реакций. М,. "Мир", 1969.292с.

97. Е.Ф.Дюккиев, А.Г. Туполев и др. Химия твердого топлива, 1983 N1 с. 3-8.

98. Юб.Егорова И.В., Смирнов Е.П. Исследование кислотных функциональных групп углеродных материалов методом нейтрализации щелочными реагентами // Коллоидный журн.-1988.- Т. 50, N2.-C.359-363.

99. Ю7.Сапунов В.А., Кучеренко В.А., Старостюк Г.Е. Химия твердоготоплива, 1983, N3, с.54-56. Ю8.Писаренко В.В., Захаров JI.C. Основы технического анализа.