Аспирант: Пандаков К.М. Научный руководитель: д.т.н.,...
description
Transcript of Аспирант: Пандаков К.М. Научный руководитель: д.т.н.,...
![Page 1: Аспирант: Пандаков К.М. Научный руководитель: д.т.н., проф. Кручини А.М.](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013004/56814202550346895dade247/html5/thumbnails/1.jpg)
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
![Page 2: Аспирант: Пандаков К.М. Научный руководитель: д.т.н., проф. Кручини А.М.](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013004/56814202550346895dade247/html5/thumbnails/2.jpg)
Рабочая атмосфера
Вакуум Инертные газы
Слабо окислительная Восстановительная
Спекание, карботермическое или металлотермическое восстановление металлов из их оксидов, цементация
пары воды, диоксида углерода, кислорода
![Page 3: Аспирант: Пандаков К.М. Научный руководитель: д.т.н., проф. Кручини А.М.](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013004/56814202550346895dade247/html5/thumbnails/3.jpg)
Применяемые материалы для нагревательных элементов
Металлические Углеродные
Сплавысопротивления
Тугоплавкиеметаллы
Графит
УУКМ
Х20Н80-Н
Х23Ю5Т
MoSi2
SiC
W
Mo
Ta
Nb
![Page 4: Аспирант: Пандаков К.М. Научный руководитель: д.т.н., проф. Кручини А.М.](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013004/56814202550346895dade247/html5/thumbnails/4.jpg)
Применение тугоплавких карбидов
Горячее прессованиепорошка
Литье(расплавленный Ме + С)
![Page 5: Аспирант: Пандаков К.М. Научный руководитель: д.т.н., проф. Кручини А.М.](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013004/56814202550346895dade247/html5/thumbnails/5.jpg)
Способы получения карбидного слоя на УУКМ
Обработкаметаллоорганическими
соединениями
Взаимодействиес расплавленными
металлами
Прямое икосвенное
восстановлениеоксидов
металлов
![Page 6: Аспирант: Пандаков К.М. Научный руководитель: д.т.н., проф. Кручини А.М.](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013004/56814202550346895dade247/html5/thumbnails/6.jpg)
Обработкаметаллоорганическими соединениями
Результат пропитки титаномхимическим методом
После прогрева при t=300-4000Cв аргоне
![Page 7: Аспирант: Пандаков К.М. Научный руководитель: д.т.н., проф. Кручини А.М.](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013004/56814202550346895dade247/html5/thumbnails/7.jpg)
Взаимодействие сРасплавленными металлами
То же с добавлениемпорции металла (t=20000C, 10-2Па, 2ч)Результат пропитки образца из УУКМ
сплавом Ti-Zr (t=20000C, 10-2Па, 2ч) Образец со слоем карбидов титана и циркония после 5 часов испытаний на воздухе
![Page 8: Аспирант: Пандаков К.М. Научный руководитель: д.т.н., проф. Кручини А.М.](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013004/56814202550346895dade247/html5/thumbnails/8.jpg)
Прямое и косвенное восстановлениеоксидов металлов
TiO2 УУКМ
Нагрев в вакууме
Нагрев в углеродосодержащей атмосфере (С2Н2)
![Page 9: Аспирант: Пандаков К.М. Научный руководитель: д.т.н., проф. Кручини А.М.](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013004/56814202550346895dade247/html5/thumbnails/9.jpg)
Испытания на окисление при t≤10000C
УУКМ
УУКМ после обработкиметаллоорганикой
УУКМ после
обработки TiO2
![Page 10: Аспирант: Пандаков К.М. Научный руководитель: д.т.н., проф. Кручини А.М.](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013004/56814202550346895dade247/html5/thumbnails/10.jpg)
Модель вакуумной ЭПС
f(T,τ)
![Page 11: Аспирант: Пандаков К.М. Научный руководитель: д.т.н., проф. Кручини А.М.](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013004/56814202550346895dade247/html5/thumbnails/11.jpg)
Расчет коэффициентов схемы
![Page 12: Аспирант: Пандаков К.М. Научный руководитель: д.т.н., проф. Кручини А.М.](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013004/56814202550346895dade247/html5/thumbnails/12.jpg)
Система управления температурой
( ) 59,3 0.067 ,t t мкОм м
![Page 13: Аспирант: Пандаков К.М. Научный руководитель: д.т.н., проф. Кручини А.М.](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013004/56814202550346895dade247/html5/thumbnails/13.jpg)
Результаты моделирования
УУКМ+TiC
УУКМ
Загрузка
![Page 14: Аспирант: Пандаков К.М. Научный руководитель: д.т.н., проф. Кручини А.М.](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013004/56814202550346895dade247/html5/thumbnails/14.jpg)
Определение температурного поля внутри загрузки
![Page 15: Аспирант: Пандаков К.М. Научный руководитель: д.т.н., проф. Кручини А.М.](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013004/56814202550346895dade247/html5/thumbnails/15.jpg)
Внутренние источники теплоты
![Page 16: Аспирант: Пандаков К.М. Научный руководитель: д.т.н., проф. Кручини А.М.](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013004/56814202550346895dade247/html5/thumbnails/16.jpg)
Система управления температурой, учитывающая химические реакции, протекающие в загрузке
2 1 dH ta t
c dt
![Page 17: Аспирант: Пандаков К.М. Научный руководитель: д.т.н., проф. Кручини А.М.](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022013004/56814202550346895dade247/html5/thumbnails/17.jpg)
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 10000С
• Показано, что стойкость нагревателей с карбидными слоями при 7000С выше в 8-9 раз по сравнению с УУКМ, а при 10000С 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