CC BY
2УДК 666.762.8:66.02
СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ТЕРМОУПРУГИХ ХАРАКТЕРИСТИК КЕРАМОМАТРИЧНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ, ОПРЕДЕЛЕННЫХ ПО РАЗЛИЧНЫМ МОДЕЛЬНЫМ ПРЕДСТАВЛЕНИЯМ СТРУКТУРНО-ФАЗОВОГО СОСТАВА МАТРИЧНОГО МАТЕРИАЛА
Н. В. Михайлюк, А. И. Оборин, А. С. Нилов
Балтийский государственный технический университет «ВОЕНМЕХ» им. Д. Ф. Устинова, Санкт-Петербург, Россия
Аннотация. Проведен сравнительный анализ термоупругих характеристик керамоматричных композиционных материалов (КМК), получаемых по жидко- и газофазным технологиям, армированных двумя типами углеродных волокон (УВ), исходя из различного модельного структурно-фазового состава получаемого матричного материала. Отмечается, что при реализации технологии жидкофазного си-лицирования и использовании высокомодульных углеродных волокон с высокими отрицательными значениями по абсолютной величине коэффициентов линейного термического расширения (КЛТР) корректно может применяться упрощенная модель матричного материала, состоящая из только одной SiC-фазы. При реализации PIР и ^Иехнологий наибольшую чувствительность к увеличению пористости матрицы имеют КМК с низкомодульными УВ и УВ с невысокими отрицательными значениями КЛТР. Для КМК на базе УВ Т800 изменение продольного КЛТР составило порядка 66 % при пористости 20 %. Увеличение пористости приводит к снижению всех упругих характеристик КМК, в наибольшей степени для поперечного модуля упругости и модуля сдвига.
Ключевые слова: керамоматричные композиционные материалы, углеродные волокна, SiC-матрица, LSI-технология, PIP-технология, ^!-технология, термоупругие характеристики
Для цитирования: Михайлюк Н. В., Оборин А. И., Нилов А. С. Сравнительный анализ термоупругих характеристик керамоматричных композиционных материалов, определенных по различным модельным представлениям структурно-фазового состава матричного материала // Аэрокосмическая техника и технологии. 2024. Т. 2, № 3. С. 57-68. DOI 10.52467/2949-401X^024-2-3-57-68. EDN KUSYYI
COMPARATIVE ANALYSIS OF THERMOELASTIC CHARACTERISTICS OF CERAMIC MATRIX COMPOSITE MATERIALS DETERMINED BY VARIOUS MODEL REPRESENTATIONS OF STRUCTURAL-PHASE COMPOSITION OF THE MATRIX MATERIAL
N. V. Mikhailyuk, A. I. Oborin, A. S. Nilov
Baltic State Technical University "VOENMEH", Saint Petersburg, Russia
© Михайлюк Н. В., Оборин А. И., Нилов А. С., 2024
Abstract. A comparative analysis of thermoelastic characteristics of ceramic matrix composite materials (CMC) obtained by liquid- and gas-phase technologies, reinforced with two types of carbon fibers (CF), is carried out based on different model structural-phase composition of the obtained matrix material. It is noted that when implementing the liquid-phase siliconizing and using high-modulus carbon fibers with high negative values of the absolute value of the coefficients of linear thermal expansion (CLTE), a simplified model of the matrix material consisting of only one SiC phase can be correctly used. When implementing PIP and CVI technologies, CMC with low-modulus CF and CF with low negative CLTE values show the greatest sensitivity to an increase in matrix porosity. For CMC based on CF T800, the change in the longitudinal CLTE was about 66% with a porosity of 20%. An increase in porosity leads to a decrease in all elastic characteristics of the CMC, to the greatest extent for the transverse modulus of elasticity and the shear modulus.
Keywords: ceramic matrix composite materials, carbon fibers, SiC matrix, LSI technology, PIP technology, CVI technology, thermoelastic characteristics
For citation: Mikhailyuk N. V., Oborin A. I., Nilov A. S. Comparative analysis of thermoelastic characteristics of ceramic matrix composite materials determined by various model representations of structural-phase composition of the matrix material. Aerospace Engineering and Technology. 2024. Vol. 2, no. 3, pp. 57-68. DOI 10.52467/2949-401X-2024-2-3-57-68. EDN KUSYYI (In Russian)
Введение
Проектирование размеростабильных конструкций за последние годы оформилось в самостоятельный класс задач, широко востребованных современной промышленностью. К таким конструкциям, например, относятся крупногабаритные космические антенны, платформы и другие несущие конструкции для размещения высокоточной аппаратуры, корпуса спутниковых телескопов и фотоаппаратов, детали высокоточных приборов и аппаратов, элементы технологической оснастки (в том числе высокотемпературной), элементы прецизионных измерительных комплексов и др. [1].
Среди конструкционных материалов, позволяющих достичь требуемых показателей в такого рода конструкциях по массовым, прочностным, упругим характеристикам и размерной стабильности, наибольшее применение находят композиционные материалы с различными типами матриц (полимерных, углеродных, керамических), в первую очередь, армированные УВ, имеющих отрицательные значения КЛТР.
С точки зрения создания жестких, легких, износостойких, термостабильных композитных конструкций одними из наиболее перспективных материалов являются карбидокремниевые КМК слоистой структуры, имеющие высокую удельную жесткость, низкий по абсолютной величине и стабильный КЛТР, а также обеспечивающие возможность управления в широком диапазоне термодеформационными свойствами конструкции путем выбора армирующих волокон и изменения структурных параметров материала. Среди современных волокнистых КМК выделяются композиты с SiC-матрицей, армированные углеродными волокнами (Cf/SiC) [2, 3].
Принципиально КМК могут быть получены с помощью различных твердо-, жидко- и газопарофазных методов [2, 4]. При этом при производстве изделий сложных пространственных геометрических форм наибольшее применение нашли жидко- и газофазные методы.
Газофазные методы основаны на уплотнении пористых волокнистых каркасов в процессе фильтрации газообразных химических реагентов (прекурсоров), их термического разложения и газофазного химического осаждения матричного материала на поверхности нагретых армирующих волокон (процесс CVI - Chemical Vapor Infiltration). Для получения КМК с SiC-матрицей методом CVI используются различные углерод- и кремнийсодержащие газообразные прекурсоры, из которых наиболее распространены метилтрихлорсилан (C^SiCb) и монометилсилан (CH3SiH3).
Среди жидкофазных методов можно выделить два варианта их реализации:
1. Жидкофазные технологии, основанные на процессах высокотемпературного пиролиза кремнийорганических связующих (поликарбосиланов), которыми пропитывают пористый каркас (PIP - Polymer Infiltration and Pyrolysis). В результате последующей термической обработки поликарбосиланы разлагаются с выделением твердого остатка, обогащенного карбидом кремния.
2. Метод жидкофазного силицирования, основанный на инфильтрации угле-родсодержащей заготовки расплавом кремния (LSI - Liquid Silicon Infiltration). В результате химического взаимодействия между расплавом кремния и угле-графитовыми компонентами заготовки образуется конечный продукт - карби-докремниевая матрица. Данная технология является наиболее коммерчески привлекательной [5].
Хотя процессы PIP и CVI обеспечивают относительно высокие физико-механические характеристики КМК, они являются самыми дорогостоящими, что связано с длительностью проведения высокотемпературных стадий процессов [5]. Кроме того, КМК, получаемые данными методами, характеризуются высокой остаточной пористостью, которая может составлять не менее 10-15 %.
При создании композиционного материала слоистой структуры с заданным КЛТР главными управляемыми параметрами являются исходные упругие свойства наполнителя и матрицы, их КЛТР и объемное содержание в композите, углы ориентации слоев. Эти параметры однозначно определяют возможность создания композита с заданным значением КЛТР путем оптимального выбора типа материала, его структурных параметров и схемы армирования.
Целью данной работы является сравнительная оценка термоупругих характеристик однонаправленного КМК, полученных по жидко- и газофазным технологиям, исходя из различного модельного представления его конечного структурно-фазового состава.
Расчет упругих характеристик и КЛТР монослоя из КМК, получаемых по LSI-технологии
Для расчета беспористых двух- или одноосных термонейтральных структур используются следующие зависимости по определению термоупругих характеристик однонаправленного слоя от объемного содержания в нем волокна и одно- или многокомпонентного матричного состава [1, 6, 7]:
п
Е1 = Ев V в + Е ЕМ V М;
г—1
п
Е ЕМ V М
Е2 =
2 п
Е V М
г =1
Е Е'м V! (1 + £ЕV.)Еи + СЕ(1 - V. У-1
п
IV;
г-1
I ом V М
G11 — 1 1
12 п
Е ^ М
г—
Е ЕМ V!
(1 - V.) Е1в + С Е (С Е + V.)1—1п
Е vМ
1—1
¿ом V:
(1 + £ о V. )Оця + с с (1 - V.)-1—1
Еvм
—1
Е ом vМ
(1 - V. )Оцв + С с (С с + V.)-11
'е^ 12в ^С^эС ^ Ув^ п
Е vМ
1=1
Ев а1в V. + Е ЕМ аМЖ
а1 —
1—1
Е. V. + Е ЕМ V м 1=1
Е аМvМ Е ¿мvМ
а2 = ав2Vв(1 + ^в12) + -(1 + ^-)(1 - Vв) - а1
Е vlм Е vМ
г —1
г —1
Е ^ м vм
^ в12V в +
г —1
Е vм
г —1
-(1 - V в)
112 = i «12 • V в + X iM vM ; ^=il2.
i=1 E1 E2
n
v« +Z vM=1 '
i=1
где Ев, G 12e, ii2e, aie, а2в, V« - модули упругости и сдвига, коэффициент Пуассона, КЛТР в продольном и поперечном направлениях, объемный коэффициент
армирования УВ соответственно; ElM, GM, iM , aM , VM - модули упругости и сдвига, коэффициент Пуассона, КЛТР в продольном и поперечном направлениях, объемный коэффициент армирования i-го компонента матрицы соответственно; i - количество фазовых компонент в матрице; tp = 1, = 2. Е2 и Gi2 вычисляются по формулам Халпин - Цая.
Данные зависимости будут использованы для расчета упругих характеристик и КЛТР КМК, получаемых по LSI-технологии. При этом для всех случаев модельного представления монослоя из КМК делается допущение об отсутствии пористости конечного материала, что является корректным, так как реальные изделия, получаемые по технологии LSI, имеют пористость менее 1-2 %.
Конечный структурно-фазовый состав монослоя КМК в зависимости от степени детализации может быть представлен тремя видами его модельного описания.
Согласно первому упрощенному модельному представлению, КМК состоит из УВ и SiC-матрицы (n = 1) (рис. 1). В рамках второй модели, рассмотренной в работе [8], учитывается предыстория получения КМК по LSI-технологии, предполагающая на первом этапе получение углепластикового полуфабриката и его высокотемпературного пиролиза. Результатом этих операций будет образование углеродного коксового остатка внутри пучка УВ, в дальнейшем не вступающего в реакцию с расплавом кремния (n = 2) (рис. 2).
При реализации метода LSI оптимальным будет такой процесс, при котором образуется практически беспористый КМК с однородной по объему матрицей с содержанием в ней SiC, близким к 100 % (без учета углеродного кокса внутри пучка). Для получения такой матрицы в заготовке должно обеспечиваться сте-хиометрическое соотношение взаимодействующих веществ по реакции: Si + C ^ SiC. Условие стехиометричности реакции образования SiC является первым условием получения высококачественных композитов, не содержащих в матрице первичного углерода и остаточного кремния. С другой стороны, для получения беспористого композита необходимо, чтобы пористость материала заготовки (для УУКМ - после карбонизации углепластика) была равна разности объемов карбида кремния, образующегося при взаимодействии углерода с кремнием, и углерода, находящегося в композиции [9]. Избыток как порового объема (в среднем), так и увеличение размера сечения отдельных пор приводит к повышению объема свободного кремния внутри КМК. В реальных условиях получения изделий из КМК очень сложно реализовать эти два условия, поэтому
в рамках третьего модельного представления матрица, связывающая между собой пучки УВ, состоит из и остаточного кремния (п = 3).
УВ
Углеродный кокс
ЯтС-матрица
Рис. 1. Модельное представление КМК с однокомпонентной матрицей
Рис. 2. Модельное представление КМК с двухкомпонентной матрицей [8]
При сравнительном анализе в рамках трех моделей определены термоупругие характеристики КМК на базе двух типов УВ: среднемодульных (Ев = 294 ГПа) с низким по абсолютной величине КЛТР (а1в = -0,4) (Т800, Тогеу, Япония) и высокомодульных (Ев = 440 ГПа) с высоким по абсолютной величине отрицательным КЛТР (а1в = -1,2) (Бесфайт НМ-45 (аналог ЦМБ45), То^ Тепах, Япония). Значения остальных исходных данных приведены в табл. 1.
Таблица 1. Исходные упругие и структурные характеристики, КЛТРУВ и компонентов матрицы [7, 8, 10-12]
Характеристика УВ Углеродный кокс Si
Ем (Е2в), ГПа 18,38 (Т800) 6,6 (НМ 45) 15 10 18,9
Ом (С"12в), ГПа 8,96 (Т800) 3,3*(НМ 45) 5,77 3,9 7,75
Цм (Ц12в) 0,25 (Т800) 0,35 (НМ 45) 0,3 0,3 0,22
ам (а2в) 27,3 4,7 2,5 2,55
1 модель 0,494 0,506 - -
2 модель 0,494 0,35 0,156 -
3 модель 0,494 0,245 0,156 0,105
* ориентировочное значение, рассчитанное аналогично соотношению Е2в и Опв для Т800.
Следует отметить, что некоторые приведенные в табл. 1 значения термоупругих характеристик, особенно для углеродного кокса, являются в определенной степени ориентировочными, так как их конечные значения зависят от большого количества технологических параметров процесса получения КМК: состав исходного сырья, температурно-временные параметры, состав среды и давление при проведении высокотемпературных процессов и др., а также методами их измерений, и отличаются достаточно большим разбросом значений их характе-
ристик. Применительно к Екокс величина 10 ГПа выбрана на основании работ [10, 11]. Величины объемной доли волокон и углеродного кокса взяты по результатам модели, предложенной в работе [8] для УВ Т800, и тиражированы для волокна Бесфайт НМ-45. Объемное содержание остаточного кремния выбрано для случая нестехиометрического состава преформы УУКМ и составляло 30 % от объема межпучкового матричного материала.
Результаты сравнительной оценки упругих характеристик и КЛТР однонаправленного КМК, полученного по LSI-технологии, исходя из различного модельного представления его конечного структурно-фазового состава, приведены в табл. 2.
Таблица 2. Сравнительная оценка упругих характеристик и КЛТР КМК по различным модельным представлениям его конечного структурно-фазового состава
Характеристика/тип УВ 1 модель 2 модель 3 модель
Е1, ГПа Т800 152,83 151,95 152,46
Бесфайт НМ 45 224,95 224,17 224,58
Е2, ГПа Т800 16,62 15,37 16,2
Бесфайт НМ 45 10,41 9,74 10,1
О12, ГПа Т800 7,84 7,54 7,77
Бесфайт НМ 45 3,72 3,68 3,7
а1 Т800 -0,147 -0,194 -0,209
Бесфайт НМ 45 -1,0 -1,04 -1,045
а2 Т800 20,0 19,55 19,19
Бесфайт НМ 45 21,35 20,91 20,6
Приведенные в табл. 2 результаты сравнительного анализа трех моделей структурно-фазового состава КМК показывают, что наибольшее расхождение по трем моделям описания структуры КМК относится только к значениям КЛТР а1 для случая применения УВ с относительно низкими продольным модулем упругости и отрицательным КЛТР (по абсолютной величине). Различие полученных значений данных характеристик для моделей 2 и 3 относительно модели 1 составляет 32 и 42,2 % соответственно. Различия значений остальных характеристик для двух типов волокон, рассчитанных по трем типам моделей, незначительны и не превышают 5 %.
Исходя из полученных результатов, можно сделать основные выводы:
1. Уточненные модели целесообразно применять для случаев использования УВ с относительно низкими продольным модулем упругости и отрицательным КЛТР (по абсолютной величине).
2. При использовании высокомодульных УВ с высоким по абсолютной величине отрицательным КЛТР можно применять упрощенную модель представления ее структурно-фазового состава (модель 1), что существенно облегчает как процедуру расчета, так и отсутствие необходимости проведения дополнительных трудоемких исследований по определению компонентов его матричного состава.
Расчет упругих характеристик и КЛТР монослоя из КМК, получаемых по технологиям PIP и CVI
При получении КМК по технологиям PIP и CVI характерна его большая остаточная пористость, как правило, порядка 10-20 %. При этом материал матрицы получается однокомпонентным. Для приближенного определения упругих характеристик и КЛТР однонаправленного КМК в продольном и поперечном направлениях с учетом его пористости можно использовать зависимости, предложенные в работе [13]:
E1 = Ев ув + ESC (X);
Е2в _ 1
1 + ^„_es,c (1 - П)
E2 = ESlC (1 - П) ^^, где П2 F
1 - nv F
W« _^_+ 2
Esc (1 - П)
G12e _ 1
G,2 = Gsic (1 - П) i^Mi , где П2 = Gs"il - ")
1 - We _G12b_+ 1
Gsc (1 - П )
a1 =
Fea1e V + FSiCaSiC (X - V ).
Fb V + FSiC (X - V )
a2 = ав2^ (1 + ^e12) + aSiC (X - V )(1 + ЦSiC ) - ai [^e12^e + ЦSiC (X - V )] , где Fe, Fsic, Gi2e, Gsic - модули упругости и сдвига УВ и SiC; ^12, ^sic - коэффициенты Пуассона УВ и SiC; а1в, а2в, asic - КЛТР в продольном и поперечном направлениях УВ и SiC; х = Vе + VScc = 1 - П , ув, ySiC - объемная доля УВ и SiC; П - пористость. Исходные данные для расчета для двух типов УВ и SiC-матрицы приведены в табл. 1.
Таблица 3. Упругие характеристики и КЛТР КМК, полученные по PIP и CVI-технологиям,
с учетом пористости конечного материала
Характеристика/тип УВ П = 0 % П = 10 % П = 20 %
F1, ГПа Т800 152,83 151,33 149,83
Бесфайт НМ 45 224,95 223,45 221,95
Fi, ГПа Т800 16,62 15,77 14,91
Бесфайт НМ 45 10,41 9,77 9,12
G12, ГПа Т800 7,84 7,55 7,21
Бесфайт НМ 45 3,72 3,65 3,57
a1 Т800 -0,147 -0,195 -0,244
Бесфайт НМ 45 -1,0 -1,04 -1,08
a2 Т800 20,0 19,39 18,78
Бесфайт НМ 45 21,74 21,09 20,44
В табл. 3 приведены значения упругих характеристик и КЛТР однонаправленного КМК, полученного по PIP и CVI-технологиям, с учетом получаемой различной пористости конечного материала.
Анализ полученных результатов, приведенных в табл. 3, показывает разную чувствительность упругих характеристик и КЛТР КМК от пористости матричного материала. Увеличение пористости приводит к снижению всех упругих характеристик КМК, в наибольшей степени для поперечного модуля упругости и модуля сдвига (для УВ с высокими начальными значениями при нулевой пористости). Так, продольные упругие характеристики КМК для двух различных УВ мало зависят от величины пористости, в то время как поперечный модуль упругости у обоих типов КМК снижается на 10,3 и 12,4 % для волокон Т800 и НМ-45 соответственно при пористости 20 %. Наибольшее влияние увеличение пористости (до 20 %) оказывает на значения модуля сдвига для КМК с УВ с более высокими их начальными значениями (при нулевой пористости). Снижение составило 6,8 %. Изменение поперечного и продольного КЛТР (для КМК с высокомодульными УВ и большим отрицательным значением КЛТР) составляет 6-8 % при пористости 20 % по отношению к КМК с нулевой пористостью. Причем при повышении пористости поперечный положительный КЛТР и продольный отрицательный КЛТР снижаются.
Наибольшую чувствительность к увеличению пористости матрицы имеют КМК с низкомодульными УВ и УВ с невысокими отрицательными значениями КЛТР. Так, для КМК на базе УВ Т800 изменение продольного КЛТР составило порядка 66 % при пористости 20 %. При этом отмечается его рост в отрицательной области значений.
Заключение
Проведенный сравнительный анализ упругих характеристик и КЛТР КМК, армированных двумя типами УВ и получаемых жидко- и газофазными технологическими методами, показал различное влияние структурно-фазового состава матрицы на конечные упругие характеристики и КЛТР КМК.
При реализации технологии жидкофазного силицирования рассмотрены три вида различного модельного представления получаемого матричного материала. Отмечается, что при использовании высокомодульных УВ с высокими отрицательными значениями по абсолютной величине КЛТР вполне корректно может быть использована упрощенная модель матричного материала, состоящая из только одной SiC-фазы. При использовании низкомодульных УВ или УВ с относительно низким отрицательным КЛТР (по абсолютной величине) при расчете термоупругих характеристик КМК требуется более полный учет всех компонентов состава матричного материала (углеродного кокса и свободного кремния) и оценка их влияния на конечные характеристики КМК. Данное обстоятельство потребует от разработчиков КМК, во-первых, проведения дополнительных исследований по определению долей компонентов матричного материала, во-вторых, определения термоупругих характеристик отдельных фа-
зовых компонент матричного материала, исходя из конкретной технологии получения конечного КМК.
При реализации PIP и CVI-технологий, для которых характерно получение КМК с пористостью не менее 10 %, наибольшую чувствительность к увеличению пористости матрицы имеют КМК с низкомодульными УВ и УВ с невысокими отрицательными значениями КЛТР. Так, для КМК на базе УВ Т800 снижение продольного КЛТР составило порядка 66 % при пористости 20 %. Изменение поперечного и продольного КЛТР (для КМК с высокомодульными УВ и большим отрицательным значением КЛТР) составляет 6-8 % при пористости 20 % по отношению к КМК с нулевой пористостью. Увеличение пористости приводит к снижению всех упругих характеристик КМК, в наибольшей степени для поперечного модуля упругости и модуля сдвига. Таким образом, учет влияния структурно-фазового состава матричного материала КМК на его термоупругие характеристики дает возможность для проведения аналитической оценки физико-механических и теплофизических характеристик при проектировании и оптимизации структуры терморазмеростабильных конструкций из КМК.
Конфликт интересов / Conflict of interests
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов / The authors declare no conflict of interests.
Библиографический список
1. Молодцов Г. А., Биткин В. Е., Симонов В. Ф., Урмансов Ф. Ф. Формостабильные и интеллектуальные конструкции из композиционных материалов. М.: Машиностроение, 2000. 352 с.
2. Handbook of ceramic composites / Ed. by Narottam P. Bansal. Kluver Academic Publishers, 2005. 554 p.
3. Heidenreich B. Carbon fibre reinforced SiC materials based on melt infiltration // 6th International conf. on high temperature ceramic matrix composites. New Delhi, India, 2007. 6 p.
4. Гаршин А. П., Кулик В. И., Матвеев С. А., Нилов А. С. Современные технологии получения волокнисто-армированных композиционных материалов с керамической огнеупорной матрицей (Обзор) // Новые огнеупоры. 2017. № 4. С. 20-35. DOI: 10.17073/1683-4518-2017-4-20-35
5. Гаршин А. П., Кулик В. И., Нилов А. С. Анализ современного состояния и перспектив коммерческого применения волокнистоармированной карбидкремниевой керамики // Новые огнеупоры. 2012. № 2. С. 43-52.
6. Васильев В. В., Протасов В. Д., Болотин В. В. и др. Композиционные материалы: Справочник / под общ. ред. В. В. Васильева, Ю. М. Тарнопольского. М.: Машиностроение, 1990. 512 с.
7. Кулик В. И., Нилов А. С. Перспективы применения керамоматричных композитов в раз-меростабильных конструкциях космических аппаратов // Технические науки: тенденции, перспективы и технологии развития: сборник научных трудов по итогам международной научно-практической конференции, 11 октября 2016 г., Волгоград, Россия. 2016. № 3. С. 74-79. EDN: XCVUIP
8. Blacklock M., Hayhurst D. R. Initial elastic properties of unidirectional ceramic matrix composite fiber tows // Journal of Applied Mechanics. 2012. Vol. 79 (5). № 051020. 11 р. DOI: 10.1115/1.4005585
9. Гаршин А. П., Карлин В. В., Олейник Г. С., Островерхов В. Н. Конструкционные кар-бидокремниевые материалы. Л.: «Машиностроение» (Ленингр. отд-ние), 1975. 152 с.
10. Нагорный В. Г., Котосонов А. С., Островский В. С. и др. Свойства конструкционных материалов на основе углерода. Справочник / под ред. В. П. Соседова. М.: Металлургия, 1975. 336 с.
11. Pardini L. C., Gregori M. L. Modeling elastic and thermal properties of 2.5D carbon fiber and carbon/SiC hybrid matrix composites by homogenization method // The Journal of Aerospace Technology and Management. 2010. Vol. 2. № 2. Pp. 183-194. DOI: 10.5028/jatm.2010.02026510.
12. Кремний // Tydex. URL: https://www.tydexoptics.com/ru/materials/for_transmission_optics/silicon/ (дата обращения: 01.06.2024).
13. Гайдачук В. Е., Харченко М. Е., Санин А. Ф. Анализ создания терморазмеростабиль-ных конструкций космического назначения из углерод-углеродных композиционных материалов // Открытые информационные и компьютерные интегрированные технологии. 2013. № 62. С. 71-79.
Дата поступления: 05.06.2024 Решение о публикации: 17.06.2024
Контактная информация:
МИХАЙЛЮК Никита Сергеевич - магистрант (Балтийский государственный технический университет «ВОЕНМЕХ» им. Д. Ф. Устинова, Россия, 190005, Санкт-Петербург, 1-я Красноармейская ул., д. 1)
ОБОРИН Антон Иванович - магистрант (Балтийский государственный технический университет «ВОЕНМЕХ» им. Д. Ф. Устинова, Россия, 190005, Санкт-Петербург, 1-я Красноармейская ул., д. 1)
НИЛОВ Алексей Сергеевич - канд. техн. наук, доцент (Балтийский государственный технический университет «ВОЕНМЕХ» им. Д. Ф. Устинова, Россия, 190005, Санкт-Петербург, 1-я Красноармейская ул., д. 1), [email protected]
References
1. Molodtsov G. A., Bitkin V. E., Simonov V. F., Urmansov F. F. Formostabil'nye i intellek-tual'nye konstrukcii iz kompozicionnyh materialov [Form-stable and intelligent structures made of composite materials]. Moscow: Mechanical Engineering, 2000, 352 p. (In Russian)
2. Handbook of ceramic composites / Ed. by Narottam P. Bansal. Kluver Academic Publishers, 2005, 554 p.
3. Heidenreich B. Carbon fibre reinforced SiC materials based on melt infiltration. 6th International conf. on high temperature ceramic matrix composites, New Delhi, India, 2007, 6 p.
4. Garshin A. P., Kulik V. I., Matveev S. A., Nilov A. S. The state-of-art technologies for the fi-berreinforced composition materials with the ceramic refractory matrix. Novye ogneupory [New refractories]. 2017. No. 4, pp. 20-35. DOI: 10.17073/1683-4518-2017-4-20-35. (In Russian)
5. Garshin A. P., Kulik V. I., Nilov A. S. Analysis of the current state and prospects for the commercial application of fiber-reinforced silicon carbide ceramics. Novye ogneupory [New refractories]. 2012. No. 2, pp. 43-52. (In Russian)
6. Vasiliev V. V., Protasov V. D., Bolotin V. V. et al. Kompozicionnye materialy: Spravochnik [Composite materials: Handbook]. Ed. by V. V. Vasilyeva, Yu. M. Tarnopolsky. Mosocw: Mechanical Engineering, 1990, 512 p. (In Russian)
7. Kulik V. I., Nilov A. S. Prospects for the use of ceramic matrix composites in dimensionally stable structures of spacecraft. Tekhnicheskie nauki: tendencii, perspektivy i tekhnologii razvitiya. Sbornik nauchnyh tru-dov po itogam mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii [Technical sciences: trends, prospects and development technologies. Collection of scientific papers based on the results of the international scientific and practical conference, 11 October 2016, Volgograd, Russia]. 2016. No. 3, pp. 74-79. EDN: XCVUIP (In Russian)
8. Blacklock M., Hayhurst D. R. Initial elastic properties of unidirectional ceramic matrix composite fiber tows. Journal of Applied Mechanics. 2012. Vol. 79(5), no. 051020, 11 p. DOI: 10.1115/1.4005585
9. Garshin A. P., Karlin V. V., Oleinik G. S., Ostroverkhov V. N. Konstrukcionnye kar-bidokremnievye materialy [Structural silicon carbide materials]. Leningrad: "Mechanical Engineering" (Leningrad department), 1975, 152 p. (In Russian)
10. Nagorny V. G., Kotosonov A. S., Ostrovsky V. S. et.al. Svojstva konstrukcionnyh materialov na osnove ugleroda. Spravochnik [Properties of carbon-based structural materials]. Ed. by V. P. So-sedova. Moscow: Metallurgy, 1975, 336 p. (In Russian)
11. Pardini L. C., Gregori M. L. Modeling elastic and thermal properties of 2.5D carbon fiber and carbon/SiC hybrid matrix composites by homogenization method. The Journal of Aerospace Technology and Management. 2010. Vol. 2, no. 2, pp. 183-194. DOI: 10.5028/jatm.2010.02026510.
12. Silicon. Tydex. URL: https://www.tydexoptics.com/materials1/for_transmission_optics/silicon/ (accessed: 01.06.2024).
13. Gaidachuk V. E., Kharchenko M. E., Sanin A. F. Analysis of the creation of thermally dimension-stable structures for space purposes from carbon-carbon composite materials. Open information and computer integrated technologies. 2013. No. 62, pp. 71-79. (In Russian)
Date of receipt: June 5, 2024 Publication decision: June 17, 2024
Contact information:
Nikita S. MIKHAILYUK- Master Student (Baltic State Technical University "VOENMEH", Russia, 190005, Saint Petersburg, 1st Krasnoarmeyskaya ul., 1)
Anton I. OBORIN - Master Student (Baltic State Technical University "VOENMEH", Russia, 190005, Saint Petersburg, 1st Krasnoarmeyskaya ul., 1)
Aleksey S. NILOV - Candidate of Engineering Sciences, Associate Professor (Baltic State Technical University "VOENMEH", Russia, 190005, Saint Petersburg, 1st Krasnoarmeyskaya ul., 1), [email protected]
