NANOSTRUCTURED FUNCTIONAL-GRADIENT COMPOSITE MATERIAL AND METHOD OF PRODUCING SAID MATERIAL

FIELD: chemistry. ^ SUBSTANCE: invention relates to engineering ceramics and particularly to ceramic-matrix composite material based on silicon carbide reinforced with carbon fibres. Disclosed is composite material which contains a matrix made from reaction bonded silicon carbide reinforced with bun...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:
Bibliographische Detailangaben
Hauptverfasser: SUVOROV STANISLAV ALEKSEEVICH, RUMJANTSEV VLADIMIR IGOREVICH, MEKH VLADIMIR ALEKSANDROVICH, SAPRONOV ROMAN LEONIDOVICH
Format: Patent
Sprache:eng ; rus
Schlagworte:
Online-Zugang:Volltext bestellen
Tags: Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
container_end_page
container_issue
container_start_page
container_title
container_volume
creator SUVOROV STANISLAV ALEKSEEVICH
RUMJANTSEV VLADIMIR IGOREVICH
MEKH VLADIMIR ALEKSANDROVICH
SAPRONOV ROMAN LEONIDOVICH
description FIELD: chemistry. ^ SUBSTANCE: invention relates to engineering ceramics and particularly to ceramic-matrix composite material based on silicon carbide reinforced with carbon fibres. Disclosed is composite material which contains a matrix made from reaction bonded silicon carbide reinforced with bundles of carbon fibres and a working layer made from reaction bonded silicon carbide on at least one of its surfaces. The matrix and the working layer consist of 75-92 vol. % silicon carbide which is in form of primary grains and nanosized secondary grains, and 8-25 vol. % free silicon. The ratio of volume content of the matrix and reinforcing bundles of fibre increases from 25/75 to 60/40 in the direction towards the working layer. The method of producing the composite material involves steps for moulding a workpiece, hardening, carbonisation and silicon impregnation. Before moulding, reinforcing bundles of carbon fibre are treated with a suspension containing silicon carbide particles in amount of not more than 50 wt % and binder, and the carbon fibres for the working layer is treated with a suspension containing silicon carbide particles in amount of not more than 30 wt % and polymer binder in amount of not more than 20 wt %. When forming at least a set of thickness, reinforcing bundles of carbon fibre treated with a suspension with increasing content of silicon carbide particles in an interval from 30 to 50 wt % and/or with increasing average size of silicon carbide particles from 5 to 30 mcm are laid in the direction towards the working layer. The silicon impregnation step is carried out at temperature 1400-1450C. ^ EFFECT: obtaining composite ceramic-matrix material with improved tribological properties and high strength and impact viscosity. ^ 8 cl, 6 tbl, 3 dwg Изобретение относится к области машиностроительной керамики, в частности к керамоматричному композиционному материалу на основе карбида кремния, упрочненного углеродными волокнами. Предложен композиционный материал, включающий матрицу из реакционносвязанного карбида кремния, армированную пучками углеродных волокон, и расположенный по крайней мере на одной из ее поверхностей рабочий слой из реакционно-связанного карбида кремния. Матрица и рабочий слой состоят из 75-92 об.% карбида кремния, который представлен первичными зернами и наноразмерными вторичными зернами, и 8-25 об.% свободного кремния. Соотношение объемных содержаний матрицы и армирующих пучков волокон возрастает в пределах от 25/75 до 60/
format Patent
fullrecord <record><control><sourceid>epo_EVB</sourceid><recordid>TN_cdi_epo_espacenet_RU2428395C2</recordid><sourceformat>XML</sourceformat><sourcesystem>PC</sourcesystem><sourcerecordid>RU2428395C2</sourcerecordid><originalsourceid>FETCH-epo_espacenet_RU2428395C23</originalsourceid><addsrcrecordid>eNqNyr0KwjAQAOAsDqK-w71Al1RBxyM_baC5K8llcihF4iRaqO-Pizg7fcu3VVdC4iypGCnJWfCFjAQmHJouoQ2OBAzHkXMQBxHFpYADIFmITnq2wB7GxLaYQB1kDPa39mpznx9rPXzdKfBOTN_U5TXVdZlv9VnfUyr6qM_t5WR0-0f5AGa0Mis</addsrcrecordid><sourcetype>Open Access Repository</sourcetype><iscdi>true</iscdi><recordtype>patent</recordtype></control><display><type>patent</type><title>NANOSTRUCTURED FUNCTIONAL-GRADIENT COMPOSITE MATERIAL AND METHOD OF PRODUCING SAID MATERIAL</title><source>esp@cenet</source><creator>SUVOROV STANISLAV ALEKSEEVICH ; RUMJANTSEV VLADIMIR IGOREVICH ; MEKH VLADIMIR ALEKSANDROVICH ; SAPRONOV ROMAN LEONIDOVICH</creator><creatorcontrib>SUVOROV STANISLAV ALEKSEEVICH ; RUMJANTSEV VLADIMIR IGOREVICH ; MEKH VLADIMIR ALEKSANDROVICH ; SAPRONOV ROMAN LEONIDOVICH</creatorcontrib><description>FIELD: chemistry. ^ SUBSTANCE: invention relates to engineering ceramics and particularly to ceramic-matrix composite material based on silicon carbide reinforced with carbon fibres. Disclosed is composite material which contains a matrix made from reaction bonded silicon carbide reinforced with bundles of carbon fibres and a working layer made from reaction bonded silicon carbide on at least one of its surfaces. The matrix and the working layer consist of 75-92 vol. % silicon carbide which is in form of primary grains and nanosized secondary grains, and 8-25 vol. % free silicon. The ratio of volume content of the matrix and reinforcing bundles of fibre increases from 25/75 to 60/40 in the direction towards the working layer. The method of producing the composite material involves steps for moulding a workpiece, hardening, carbonisation and silicon impregnation. Before moulding, reinforcing bundles of carbon fibre are treated with a suspension containing silicon carbide particles in amount of not more than 50 wt % and binder, and the carbon fibres for the working layer is treated with a suspension containing silicon carbide particles in amount of not more than 30 wt % and polymer binder in amount of not more than 20 wt %. When forming at least a set of thickness, reinforcing bundles of carbon fibre treated with a suspension with increasing content of silicon carbide particles in an interval from 30 to 50 wt % and/or with increasing average size of silicon carbide particles from 5 to 30 mcm are laid in the direction towards the working layer. The silicon impregnation step is carried out at temperature 1400-1450C. ^ EFFECT: obtaining composite ceramic-matrix material with improved tribological properties and high strength and impact viscosity. ^ 8 cl, 6 tbl, 3 dwg Изобретение относится к области машиностроительной керамики, в частности к керамоматричному композиционному материалу на основе карбида кремния, упрочненного углеродными волокнами. Предложен композиционный материал, включающий матрицу из реакционносвязанного карбида кремния, армированную пучками углеродных волокон, и расположенный по крайней мере на одной из ее поверхностей рабочий слой из реакционно-связанного карбида кремния. Матрица и рабочий слой состоят из 75-92 об.% карбида кремния, который представлен первичными зернами и наноразмерными вторичными зернами, и 8-25 об.% свободного кремния. Соотношение объемных содержаний матрицы и армирующих пучков волокон возрастает в пределах от 25/75 до 60/40 в направлении к рабочему слою. Способ получения композиционного материала включает стадии формования заготовки, отверждения, карбонизации и силицирования. Перед формованием производят обработку армирующих пучков углеродных волокон суспензией, содержащей частицы карбида кремния в количестве не более 50 мас.% и связующее, и обработку углеродных волокон для рабочего слоя суспензией, содержащей частицы карбида кремния в количестве не более 30 мас.% и полимерное связующее в количестве не более 20 мас.%. При формовании по мере набора толщины укладывают армирующие пучки углеродных волокон, обработанные суспензией с возрастающим содержанием частиц карбида кремния в интервале от 30 до 50 мас.% и/или с возрастающим средним размером частиц карбида кремния от 5 до 30 мкм в направлении к рабочему слою. Стадию силицирования осуществляют при температуре 1400-1450°С. Технический результат изобретения - получение композиционного керам�</description><language>eng ; rus</language><subject>ARTIFICIAL STONE ; CEMENTS ; CERAMICS ; CHEMISTRY ; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDINGMATERIALS ; CONCRETE ; LIME, MAGNESIA ; MANUFACTURE OR TREATMENT THEREOF ; METALLURGY ; NANOSTRUCTURES FORMED BY MANIPULATION OF INDIVIDUAL ATOMS,MOLECULES, OR LIMITED COLLECTIONS OF ATOMS OR MOLECULES ASDISCRETE UNITS ; NANOTECHNOLOGY ; PERFORMING OPERATIONS ; REFRACTORIES ; SLAG ; TRANSPORTING ; TREATMENT OF NATURAL STONE</subject><creationdate>2011</creationdate><oa>free_for_read</oa><woscitedreferencessubscribed>false</woscitedreferencessubscribed></display><links><openurl>$$Topenurl_article</openurl><openurlfulltext>$$Topenurlfull_article</openurlfulltext><thumbnail>$$Tsyndetics_thumb_exl</thumbnail><linktohtml>$$Uhttps://worldwide.espacenet.com/publicationDetails/biblio?FT=D&amp;date=20110910&amp;DB=EPODOC&amp;CC=RU&amp;NR=2428395C2$$EHTML$$P50$$Gepo$$Hfree_for_read</linktohtml><link.rule.ids>230,308,780,885,25564,76547</link.rule.ids><linktorsrc>$$Uhttps://worldwide.espacenet.com/publicationDetails/biblio?FT=D&amp;date=20110910&amp;DB=EPODOC&amp;CC=RU&amp;NR=2428395C2$$EView_record_in_European_Patent_Office$$FView_record_in_$$GEuropean_Patent_Office$$Hfree_for_read</linktorsrc></links><search><creatorcontrib>SUVOROV STANISLAV ALEKSEEVICH</creatorcontrib><creatorcontrib>RUMJANTSEV VLADIMIR IGOREVICH</creatorcontrib><creatorcontrib>MEKH VLADIMIR ALEKSANDROVICH</creatorcontrib><creatorcontrib>SAPRONOV ROMAN LEONIDOVICH</creatorcontrib><title>NANOSTRUCTURED FUNCTIONAL-GRADIENT COMPOSITE MATERIAL AND METHOD OF PRODUCING SAID MATERIAL</title><description>FIELD: chemistry. ^ SUBSTANCE: invention relates to engineering ceramics and particularly to ceramic-matrix composite material based on silicon carbide reinforced with carbon fibres. Disclosed is composite material which contains a matrix made from reaction bonded silicon carbide reinforced with bundles of carbon fibres and a working layer made from reaction bonded silicon carbide on at least one of its surfaces. The matrix and the working layer consist of 75-92 vol. % silicon carbide which is in form of primary grains and nanosized secondary grains, and 8-25 vol. % free silicon. The ratio of volume content of the matrix and reinforcing bundles of fibre increases from 25/75 to 60/40 in the direction towards the working layer. The method of producing the composite material involves steps for moulding a workpiece, hardening, carbonisation and silicon impregnation. Before moulding, reinforcing bundles of carbon fibre are treated with a suspension containing silicon carbide particles in amount of not more than 50 wt % and binder, and the carbon fibres for the working layer is treated with a suspension containing silicon carbide particles in amount of not more than 30 wt % and polymer binder in amount of not more than 20 wt %. When forming at least a set of thickness, reinforcing bundles of carbon fibre treated with a suspension with increasing content of silicon carbide particles in an interval from 30 to 50 wt % and/or with increasing average size of silicon carbide particles from 5 to 30 mcm are laid in the direction towards the working layer. The silicon impregnation step is carried out at temperature 1400-1450C. ^ EFFECT: obtaining composite ceramic-matrix material with improved tribological properties and high strength and impact viscosity. ^ 8 cl, 6 tbl, 3 dwg Изобретение относится к области машиностроительной керамики, в частности к керамоматричному композиционному материалу на основе карбида кремния, упрочненного углеродными волокнами. Предложен композиционный материал, включающий матрицу из реакционносвязанного карбида кремния, армированную пучками углеродных волокон, и расположенный по крайней мере на одной из ее поверхностей рабочий слой из реакционно-связанного карбида кремния. Матрица и рабочий слой состоят из 75-92 об.% карбида кремния, который представлен первичными зернами и наноразмерными вторичными зернами, и 8-25 об.% свободного кремния. Соотношение объемных содержаний матрицы и армирующих пучков волокон возрастает в пределах от 25/75 до 60/40 в направлении к рабочему слою. Способ получения композиционного материала включает стадии формования заготовки, отверждения, карбонизации и силицирования. Перед формованием производят обработку армирующих пучков углеродных волокон суспензией, содержащей частицы карбида кремния в количестве не более 50 мас.% и связующее, и обработку углеродных волокон для рабочего слоя суспензией, содержащей частицы карбида кремния в количестве не более 30 мас.% и полимерное связующее в количестве не более 20 мас.%. При формовании по мере набора толщины укладывают армирующие пучки углеродных волокон, обработанные суспензией с возрастающим содержанием частиц карбида кремния в интервале от 30 до 50 мас.% и/или с возрастающим средним размером частиц карбида кремния от 5 до 30 мкм в направлении к рабочему слою. Стадию силицирования осуществляют при температуре 1400-1450°С. Технический результат изобретения - получение композиционного керам�</description><subject>ARTIFICIAL STONE</subject><subject>CEMENTS</subject><subject>CERAMICS</subject><subject>CHEMISTRY</subject><subject>COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDINGMATERIALS</subject><subject>CONCRETE</subject><subject>LIME, MAGNESIA</subject><subject>MANUFACTURE OR TREATMENT THEREOF</subject><subject>METALLURGY</subject><subject>NANOSTRUCTURES FORMED BY MANIPULATION OF INDIVIDUAL ATOMS,MOLECULES, OR LIMITED COLLECTIONS OF ATOMS OR MOLECULES ASDISCRETE UNITS</subject><subject>NANOTECHNOLOGY</subject><subject>PERFORMING OPERATIONS</subject><subject>REFRACTORIES</subject><subject>SLAG</subject><subject>TRANSPORTING</subject><subject>TREATMENT OF NATURAL STONE</subject><fulltext>true</fulltext><rsrctype>patent</rsrctype><creationdate>2011</creationdate><recordtype>patent</recordtype><sourceid>EVB</sourceid><recordid>eNqNyr0KwjAQAOAsDqK-w71Al1RBxyM_baC5K8llcihF4iRaqO-Pizg7fcu3VVdC4iypGCnJWfCFjAQmHJouoQ2OBAzHkXMQBxHFpYADIFmITnq2wB7GxLaYQB1kDPa39mpznx9rPXzdKfBOTN_U5TXVdZlv9VnfUyr6qM_t5WR0-0f5AGa0Mis</recordid><startdate>20110910</startdate><enddate>20110910</enddate><creator>SUVOROV STANISLAV ALEKSEEVICH</creator><creator>RUMJANTSEV VLADIMIR IGOREVICH</creator><creator>MEKH VLADIMIR ALEKSANDROVICH</creator><creator>SAPRONOV ROMAN LEONIDOVICH</creator><scope>EVB</scope></search><sort><creationdate>20110910</creationdate><title>NANOSTRUCTURED FUNCTIONAL-GRADIENT COMPOSITE MATERIAL AND METHOD OF PRODUCING SAID MATERIAL</title><author>SUVOROV STANISLAV ALEKSEEVICH ; RUMJANTSEV VLADIMIR IGOREVICH ; MEKH VLADIMIR ALEKSANDROVICH ; SAPRONOV ROMAN LEONIDOVICH</author></sort><facets><frbrtype>5</frbrtype><frbrgroupid>cdi_FETCH-epo_espacenet_RU2428395C23</frbrgroupid><rsrctype>patents</rsrctype><prefilter>patents</prefilter><language>eng ; rus</language><creationdate>2011</creationdate><topic>ARTIFICIAL STONE</topic><topic>CEMENTS</topic><topic>CERAMICS</topic><topic>CHEMISTRY</topic><topic>COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDINGMATERIALS</topic><topic>CONCRETE</topic><topic>LIME, MAGNESIA</topic><topic>MANUFACTURE OR TREATMENT THEREOF</topic><topic>METALLURGY</topic><topic>NANOSTRUCTURES FORMED BY MANIPULATION OF INDIVIDUAL ATOMS,MOLECULES, OR LIMITED COLLECTIONS OF ATOMS OR MOLECULES ASDISCRETE UNITS</topic><topic>NANOTECHNOLOGY</topic><topic>PERFORMING OPERATIONS</topic><topic>REFRACTORIES</topic><topic>SLAG</topic><topic>TRANSPORTING</topic><topic>TREATMENT OF NATURAL STONE</topic><toplevel>online_resources</toplevel><creatorcontrib>SUVOROV STANISLAV ALEKSEEVICH</creatorcontrib><creatorcontrib>RUMJANTSEV VLADIMIR IGOREVICH</creatorcontrib><creatorcontrib>MEKH VLADIMIR ALEKSANDROVICH</creatorcontrib><creatorcontrib>SAPRONOV ROMAN LEONIDOVICH</creatorcontrib><collection>esp@cenet</collection></facets><delivery><delcategory>Remote Search Resource</delcategory><fulltext>fulltext_linktorsrc</fulltext></delivery><addata><au>SUVOROV STANISLAV ALEKSEEVICH</au><au>RUMJANTSEV VLADIMIR IGOREVICH</au><au>MEKH VLADIMIR ALEKSANDROVICH</au><au>SAPRONOV ROMAN LEONIDOVICH</au><format>patent</format><genre>patent</genre><ristype>GEN</ristype><title>NANOSTRUCTURED FUNCTIONAL-GRADIENT COMPOSITE MATERIAL AND METHOD OF PRODUCING SAID MATERIAL</title><date>2011-09-10</date><risdate>2011</risdate><abstract>FIELD: chemistry. ^ SUBSTANCE: invention relates to engineering ceramics and particularly to ceramic-matrix composite material based on silicon carbide reinforced with carbon fibres. Disclosed is composite material which contains a matrix made from reaction bonded silicon carbide reinforced with bundles of carbon fibres and a working layer made from reaction bonded silicon carbide on at least one of its surfaces. The matrix and the working layer consist of 75-92 vol. % silicon carbide which is in form of primary grains and nanosized secondary grains, and 8-25 vol. % free silicon. The ratio of volume content of the matrix and reinforcing bundles of fibre increases from 25/75 to 60/40 in the direction towards the working layer. The method of producing the composite material involves steps for moulding a workpiece, hardening, carbonisation and silicon impregnation. Before moulding, reinforcing bundles of carbon fibre are treated with a suspension containing silicon carbide particles in amount of not more than 50 wt % and binder, and the carbon fibres for the working layer is treated with a suspension containing silicon carbide particles in amount of not more than 30 wt % and polymer binder in amount of not more than 20 wt %. When forming at least a set of thickness, reinforcing bundles of carbon fibre treated with a suspension with increasing content of silicon carbide particles in an interval from 30 to 50 wt % and/or with increasing average size of silicon carbide particles from 5 to 30 mcm are laid in the direction towards the working layer. The silicon impregnation step is carried out at temperature 1400-1450C. ^ EFFECT: obtaining composite ceramic-matrix material with improved tribological properties and high strength and impact viscosity. ^ 8 cl, 6 tbl, 3 dwg Изобретение относится к области машиностроительной керамики, в частности к керамоматричному композиционному материалу на основе карбида кремния, упрочненного углеродными волокнами. Предложен композиционный материал, включающий матрицу из реакционносвязанного карбида кремния, армированную пучками углеродных волокон, и расположенный по крайней мере на одной из ее поверхностей рабочий слой из реакционно-связанного карбида кремния. Матрица и рабочий слой состоят из 75-92 об.% карбида кремния, который представлен первичными зернами и наноразмерными вторичными зернами, и 8-25 об.% свободного кремния. Соотношение объемных содержаний матрицы и армирующих пучков волокон возрастает в пределах от 25/75 до 60/40 в направлении к рабочему слою. Способ получения композиционного материала включает стадии формования заготовки, отверждения, карбонизации и силицирования. Перед формованием производят обработку армирующих пучков углеродных волокон суспензией, содержащей частицы карбида кремния в количестве не более 50 мас.% и связующее, и обработку углеродных волокон для рабочего слоя суспензией, содержащей частицы карбида кремния в количестве не более 30 мас.% и полимерное связующее в количестве не более 20 мас.%. При формовании по мере набора толщины укладывают армирующие пучки углеродных волокон, обработанные суспензией с возрастающим содержанием частиц карбида кремния в интервале от 30 до 50 мас.% и/или с возрастающим средним размером частиц карбида кремния от 5 до 30 мкм в направлении к рабочему слою. Стадию силицирования осуществляют при температуре 1400-1450°С. Технический результат изобретения - получение композиционного керам�</abstract><oa>free_for_read</oa></addata></record>
fulltext fulltext_linktorsrc
identifier
ispartof
issn
language eng ; rus
recordid cdi_epo_espacenet_RU2428395C2
source esp@cenet
subjects ARTIFICIAL STONE
CEMENTS
CERAMICS
CHEMISTRY
COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDINGMATERIALS
CONCRETE
LIME, MAGNESIA
MANUFACTURE OR TREATMENT THEREOF
METALLURGY
NANOSTRUCTURES FORMED BY MANIPULATION OF INDIVIDUAL ATOMS,MOLECULES, OR LIMITED COLLECTIONS OF ATOMS OR MOLECULES ASDISCRETE UNITS
NANOTECHNOLOGY
PERFORMING OPERATIONS
REFRACTORIES
SLAG
TRANSPORTING
TREATMENT OF NATURAL STONE
title NANOSTRUCTURED FUNCTIONAL-GRADIENT COMPOSITE MATERIAL AND METHOD OF PRODUCING SAID MATERIAL
url https://sfx.bib-bvb.de/sfx_tum?ctx_ver=Z39.88-2004&ctx_enc=info:ofi/enc:UTF-8&ctx_tim=2025-01-06T15%3A37%3A49IST&url_ver=Z39.88-2004&url_ctx_fmt=infofi/fmt:kev:mtx:ctx&rfr_id=info:sid/primo.exlibrisgroup.com:primo3-Article-epo_EVB&rft_val_fmt=info:ofi/fmt:kev:mtx:patent&rft.genre=patent&rft.au=SUVOROV%20STANISLAV%20ALEKSEEVICH&rft.date=2011-09-10&rft_id=info:doi/&rft_dat=%3Cepo_EVB%3ERU2428395C2%3C/epo_EVB%3E%3Curl%3E%3C/url%3E&disable_directlink=true&sfx.directlink=off&sfx.report_link=0&rft_id=info:oai/&rft_id=info:pmid/&rfr_iscdi=true