Исследование стойкости нагревательных элементов высокотемпературных вакуумных печей из композиционных материалов с карбидными покрытиями Аспирант: Пандаков. - презентация

1 Исследование стойкости нагревательных элементов высокотемпературных вакуумных печей из композиционных материалов с карбидными покрытиями Аспирант: Пандаков К.М. Научный руководитель: д.т.н., проф. Кручини А.М. НИУ «МЭИ» кафедра ФЭМАЭК

2 Рабочая атмосфера ВакуумИнертные газы Слабо окислительнаяВосстановительная Спекание, карботермическое или металлотермическое восстановление металлов из их оксидов, цементация пары воды, диоксида углерода, кислорода

3 Применяемые материалы для нагревательных элементов МеталлическиеУглеродные Сплавы сопротивления Тугоплавкие металлы Графит УУКМ Х20Н80-Н Х23Ю5Т MoSi 2 SiC W Mo Ta Nb

4 Применение тугоплавких карбидов Горячее прессование порошка Литье (расплавленный Ме + С)

5 Способы получения карбидного слоя на УУКМ Обработка металлоорганическими соединениями Взаимодействие с расплавленными металлами Прямое и косвенное восстановление оксидов металлов

6 Обработка металлоорганическими соединениями Результат пропитки титаном химическим методом После прогрева при t= C в аргоне

7 Взаимодействие с Расплавленными металлами То же с добавлением порции металла (t= C, Па, 2ч) Результат пропитки образца из УУКМ сплавом Ti-Zr (t= C, Па, 2ч) Образец со слоем карбидов титана и циркония после 5 часов испытаний на воздухе

8 Прямое и косвенное восстановление оксидов металлов TiO 2 УУКМ Нагрев в вакууме Нагрев в углеродосодержащей атмосфере (С 2 Н 2 )

9 Испытания на окисление при t C УУКМ УУКМ после обработки металлоорганикой УУКМ после обработки TiO 2

10 Модель вакуумной ЭПС f(T,τ)

11 Расчет коэффициентов схемы

12 Система управления температурой

13 Результаты моделирования УУКМ+TiC УУКМ Загрузка

14 Определение температурного поля внутри загрузки

15 Внутренние источники теплоты

16 Система управления температурой, учитывающая химические реакции, протекающие в загрузке

17 Выводы Разработан способ получения защитных жаростойких покрытий на нагревателях, изготовленных из углерод – углеродного композиционного материала Проведены эксперименты по определению стойкости нагревателей при нагреве в воздухе до С Показано, что стойкость нагревателей с карбидными слоями при С выше в 8-9 раз по сравнению с УУКМ, а при С в 2-3 раза Разработанный способ может быть использован для получения нагревательных элементов, способных работать в печах с восстановительной/окислительной атмосферой Разработана система управления температурой в вакуумной ЭПС, учитывающая влияние внутренних источников теплоты на изменение температурного поля внутри загрузки