Научные основы и технологии получения высокотемпературных конструкционных композиционных материалов нового поколения на основе волокнообразующих полимеров тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, доктор наук Богачев Евгений Акимович

• Богачев Евгений Акимович
• доктор наук
• 2026

Оглавление диссертации доктор наук Богачев Евгений Акимович

Оглавление

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 Обзор исследований в области структуры и свойств полимерных волокон разной химической природы и армирующих каркасов для разработки многостадийной технологии

получения ВККМ нового поколения

1.1 Существующая технология получения высокотемпературных конструкционных композиционных материалов (ВККМ)

1.1.1 Принципиальная технологическая схема получения ВККМ

1.1.2 Технология получения и особенности существующих армирующих систем ВККМ

1.1.3 Особенности пористой структуры современных углеродных иглопробивных каркасов

1.1.4 Существующие газо- и жидкофазные способы уплотнения армирующих преформ

1.2 Структура и свойства ПАН-волокон

1.3 Пиролиз термостабилизированных ПАН-волокон

1.4 Свойства, структура и особенности технологии получения карбидокремниевых волокон из поликарбосилана

1.5 Деформационные свойства полимеров

1.6 Явление самосвязывания полимеров

1.7 Выводы по главе

ГЛАВА 2 ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1 Методика и оборудование для получения объектов исследования на основе органических

волокон

2.1.1 Аттестация исходных органических волокон

2.1.2 Получение многослойных образцов объемных преформ из ПАН-волокон

2.1.3 Получение ПАН-каркасов прессованием и последующей карбонизацией

2.1.4 Заполнение свободного пространства в органоморфных каркасах

2.1.5 Оборудование и методика получения объектов исследования на основе ПКС-волокон

2.2. Методы и аппаратура для комплексного термического анализа образцов на основе

полимерных волокон

2.2.1. Термомеханический анализ

2.2.2 Дифференциально-сканирующая калориметрия и термогравиметрия

2.2.3 Масс-спектроскопия

2.3 Методы и аппаратура исследования микроструктуры, состава и свойств объектов

исследования

2.3.1 Рентгеновская компьютерная томография

2.3.2 Методика определения пористости 82 2.3.3. Методы исследования микроструктуры

2.3.4 Инфракрасная спектроскопия

2.3.5 Определение концентрации парамагнитных центров методом электронного парамагнитного резонанса

2.3.6 Рентгеноструктурный и рентгенофазовый анализ

2.3.7 Нанотомография

2.3.8 Исследование физико-механических и теплофизических характеристик

2.3.9 Определение газопроницаемости

ГЛАВА 3 ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ТЕРМООБРАБОТКИ, ФОРМИРОВАНИЯ И ПОЛУЧЕНИЯ ИЗ МОНОВОЛОКОН (ФИЛАМЕНТОВ) ВОЛОКНООБРАЗУЮЩИХ ПОЛИМЕРОВ ПАН И ПКС САМОСВЯЗАННЫХ АРМИРУЮЩИХ КАРКАСОВ С ЗАДАННОЙ СТРУКТУРОЙ И СВОЙСТВАМИ

3.1 Исследование наноструктуры волокон ПАН и ПКС

3.2 Исследование поведения полимерных преформ при динамическом термомеханическом анализе (ДТМА)

3.3 Получение самосвязанных полимерных преформ ПКС и ПАН

3.4 Моделирование процесса тепловыделения при термостабилизации волокон и самосвязывании ПАН-преформ

3.4.1 Постановка задачи моделирования тепловых процессов при самосвязывании

3.4.2 Экспериментальное исследование и расчетное определение кинетических констант термостабилизации ПАН-волокон

3.4.3 Анализ влияния начальной степени окисления ПАН-волокон и параметров процесса на температурное состояние образца органоморфной ПАН-преформы

3.5 Механизм самосвязования полимерных преформ

3.6 Выводы по главе

ГЛАВА 4 ПРОЦЕССЫ ПИРОЛИЗА (КАРБОНИЗАЦИИ И КЕРАМИЗАЦИИ) САМОСВЯЗАННЫХ ПАН- И ПКС -ПРЕФОРМ И ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ ТЕРМОСТОЙКИХ УГЛЕРОДНЫХ И КАРБИДОКРЕМНИЕВЫХ КАРКАСОВ С РЕГУЛИРУЕМЫМИ ПАРАМЕТРАМИ СТРУКТУРЫ

4.1. Пиролиз самосвязанных ПАН-преформ и технология получения термостойких углеродных каркасов с регулируемыми параметрами структуры

4.2 Исследование и моделирование процессов газовыделения при пиролизе самосвязанных ПАН-преформ

4.3. Пиролиз самосвязанных ПКС-преформ и технология получения термостойких крабидокремниевых каркасов с регулируемыми параметрами структуры

4.4 Выводы по главе

ГЛАВА 5 СОЗДАНИЕ ВККМ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ НА ОСНОВЕ ОРГАНОМОРФНЫХ УГЛЕРОДНЫХ И КАРБИДОКРЕМНИЕВЫХ КАРКАСОВ

5.1 Заполнение свободного пространства органоморфных каркасов жидкофазным методом

5.2 Заполнение свободного пространства органоморфных каркасов пироуглеродом в термоградиентном режиме

5.3 Заполнение свободного пространства органоморфных каркасов карбидом кремния

5.3.1 Особенности монометилсилана как перспективного сырья для получения окислительностойкой карбидокремниевой матрицы

5.3.2 Сравнительный анализ насыщения органоморфной преформы карбидом кремния из ММС изотермическим проточным и импульсным методами

5.3.3 Моделирование импульсного уплотнения органоморфной преформы

5.3.4 Результаты численного исследования импульсного процесса

5.3.5 Получение тонких гофр из ОКМ состава С-81С

5.4 Выводы по главе

ГЛАВА 6 СВОЙСТВА ВККМ НА ОСНОВЕ ОРГАНОМОРФНЫХ УГЛЕРОДНЫХ, КАРБИДОКРЕМНИЕВЫХ АРМИРУЮЩИХ КАРКАСОВ И ИЗДЕЛИЙ РАЗЛИЧНОГО

ФАЗОВОГО И ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА

6.1 Исследование свойств ВККМ нового поколения состава С/С для применения в качестве силовых обечаек пресс-форм для горячего прессования взамен графитовых

6.1.1 Особенности армирующего каркаса ВККМ состава С/С для СО пресс-форм для горячего прессования

6.1.2 Сравнение структуры и свойств ВККМ нового поколения состава С/С для силовых оболочек и электродов ВЧИД

6.2 Микроструктура и свойства ВККМ состава С/С нового поколения для применения в качестве электродов ВЧИД

6.3 Исследование целевых характеристик масштабного технологического образца зеркала для космической обсерватории «Миллиметрон»

6.4 Исследование свойств органоморфного композиционного материала (ОКМ) с карбидокремниевой матрицей

6.5 Выводы по главе 6 233 ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ВЫВОДЫ 236 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 239 СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

ПРИЛОЖЕНИЕ

267

Введение

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Научные основы и технологии получения высокотемпературных конструкционных композиционных материалов нового поколения на основе волокнообразующих полимеров»

Актуальность работы

Создание высокотемпературных конструкционных композиционных материалов (ВККМ) и разработка технологий их получения является одной из приоритетных научно-технических задач современной техники.

Традиционные технологии получения армирующих систем ВККМ типа С/С, С/Б1С, 81С/Б1С включают многостадийные технологические процессы переработки волокнообразующих полимеров полиакрилонитрила (ПАН) и поликарбосилана (ПКС) с трансформацией полимерной структуры и получением из них углеродных и карбидокремниевых волокон и объемных каркасов. Для получения монолитного композиционного материала свободное пространство в армирующих объемных каркасах заполняют высокотемпературной углеродной или карбидной матрицей с образованием структуры типа С/С, С/Б1С, 81С/Б1С.

Технология получения ВККМ нового поколения связана с повышением уровня микрооднородности волокнистых структур, уменьшением размера элементарной ячейки объемного каркаса, созданием прочной связи между элементарными волокнами для получения высокопрочных армирующих объемных каркасов в структуре композиционных материалов.

В существующих ВККМ размер элементарной структурной ячейки армирующего каркаса зависит от расстояния между филаментными нитями и их содержания в объеме. Характерные размеры ячейки в структуре таких композиционных материалов достигают ~1000-1500 мкм, что не позволяет получать из ВККМ тонкие изделия с толщиной менее ~3,5-4 мм. Однако ряд современных технических задач возможно решить только с использованием изделий толщиной ~350-400 мкм (в ~10 раз меньшей) при значительно большей объемной и поверхностной структурной однородности материала.

Анализ данной проблемы показал, что уменьшения размеров структурной ячейки и повышения структурной однородности ВККМ можно достичь исключительно в рамках технологий с использованием моноволокон (филаментов)

полиакрилонитрила (ПАН) и поликарбосилана (ПКС) - прекурсоров соответственно углеродных и карбидокремниевых волокон. В этом случае для обеспечения стабильной однородности, формоустойчивости заданных размеров структурной ячейки и повышения прочности армирующих каркасов необходимо в первую очередь осуществить прочную связь филаментов ПАН и ПКС в структуре объемного каркаса, по аналогии с открытым недавно явлением самосвязывания целлюлозных моноволокон.

До настоящего времени остаются нерешенными задачи по реализации самосвязывания ПАН и ПКС филаментов в структуре нетканого материала и ровинга в сложнонапряженном состоянии, а также в технологических процессах создания на их основе термостойких прочных самосвязанных органоморфных углеродных и карбидокремниевых каркасов с высоким содержанием в структуре ВККМ.

Получение ВККМ с более высоким уровнем однородности структуры объединяет в логистическую последовательность отдельные взаимосвязанные стадии технологического процесса, исключающего использование многофиламентных нитей, для получения которых необходим целый ряд технологических переделов с применением уникального оборудования и включают: построение армирующего самосвязанного каркаса из волокнообразующих полимеров различного строения и состава в условиях сложнонапряженного состояния; перестройку полимерной структуры под воздействием высоких температур при пиролизе органических волокон с последующим газо- и жидкофазным уплотнением (заполнением) пористой структуры органоморфных углеродных или карбидокремниевых каркасов, наследующих форму и расположение органических волокон; образование углеродной или карбидокремниевой матрицы в структуре ВККМ нового поколения различного состава - С/С, С/БЮ и БЮ/БЮ.

Решение представленных технических задач невозможно без использования современных методов моделирования наиболее значимых стадий многостадийного технологического процесса получения ВККМ.

Направленное регулирование параметров структуры самосвязанных полимерных, органоморфных каркасов и ВККМ на основе ПАН и ПКС волокон открывает новые возможности для достижения более высокого уровня свойств термостойких материалов и технических изделий (прочность, газоплотность, полируемость и т.д.).

Разработка научно обоснованной высокоэффективной наукоемкой технологии получения ВККМ нового поколения на основе ПАН и ПКС волокон с ранее недостижимыми характеристиками позволит внести существенный вклад в развитие технологий современного материаловедения, обеспечение технологической безопасности страны, а также в методологию проектирования многостадийных технологических процессов.

Таким образом, можно сформулировать новое актуальное научно-технологическое направление - создание конструкционных пространственно-армированных ВККМ состава С/С, С/Б1С и БЮ/БЮ на основе преформ с армирующими самосвязанными каркасами из волокнообразующих полимеров различного химического строения и состава (ПАН и ПКС), которые обладают комплексом уникальных свойств.

Степень разработанности темы исследования

Представленная тема исследования касается переработки полимерных волокон различного химического состава с целью достижения принципиально нового уровня микрооднородности структуры высокотемпературных конструкционных композиционных материалов. Основные положения, касающиеся исследования свойств полимерных волокон и взаимодействия полимеров, особенностей поведения ПАН и ПКС при их переработке в высокотемпературные волокна, были рассмотрены в научных работах А.А. Конкина, В.Я. Варшавского, С.П. Папкова, С.С. Воюцкого, Б. Уа^ша (Япония), А.М. Цирлина, П.А. Стороженко и др.

В области развития технологий получения ВККМ и их моделирования значительный вклад внесли W. Krenkel (Германия), J. Lamon (Франция), G. Vignoles (Франция), В.И. Костиков, В.И. Кулик и др.

Принципы создания нового поколения ВККМ, технологической основой для которого являются непосредственно филаменты основных прекурсоров для получения углеродных и карбидокремниевых волокон - ПАН и ПКС - в настоящее время не изучены.

Представленная работа является результатом комплексных многолетних исследований в этой области, проводимых в АО «Композит» совместно с учеными ведущих вузов и институтов академии наук РФ.

Цель и задачи исследования

Целью работы является разработка научных основ, моделей отдельных технологических стадий и технологии получения высокотемпературных конструкционных композиционных материалов (ВККМ) нового поколения состава С/С, С/БЮ и БЮ/БЮ на основе самосвязанных армирующих каркасов из органических волокон полимеров различного химического строения (ПАН и ПКС) с формированием в процессах их пиролиза органоморфной структуры термостойких углеродных и карбидокремниевых пористых каркасов с последующим заполнением их свободного объема газо- или жидкофазным методами.

Для достижения поставленной цели требуется решение следующих основных научно-технологических задач:

- изучение свойств органических (элементоорганических) прекурсоров -полиакрилонитрила (ПАН) и поликарбосилана (ПКС) и закономерностей их пиролиза для возможного самосвязывания полимерных волокон в структуре объемного каркаса;

- исследование процесса и технологии формирования структуры прочных пространственно-армированных каркасов из самосвязанных полимерных волокон разной химической природы и строения (ПАН и ПКС) в условиях

сложнонапряженного состояния из различных форм исходных волокон (ровинг, нетканые холсты и т.д.);

- определение основных характеристик и регулирование параметров пористой структуры объемных каркасов, полученных из самосвязанных волокон ПАН и ПКС;

- изучение физико-химических закономерностей и формирование структуры термостойких органоморфных углеродных и карбидокремниевых армирующих каркасов при пиролизе самосвязанных каркасов из ПАН и ПКС волокон для получения ВККМ;

- определение параметров пористой структуры органоморфных углеродных и карбидокремниевых каркасов и исследование процессов и разработка технологии рационального газо- и жидкофазного заполнения их свободного объема для получения монолитных ВККМ состава С/С, С^С и SiC/SiC с минимальной пористостью;

- разработка математических моделей для описания физико-химических и теплофизических, температурно-временных параметров процессов, происходящих при многостадийном формировании ВККМ нового поколения;

- комплексное изучение структуры и свойств пространственно-армированных ВККМ нового поколения состава С/С, С/Б1С, Б1С/Б1С, полученных из полимерных волокон на основе ПАН и ПКС;

- разработка многостадийной технологии получения ВККМ нового поколения состава С/С, С/БЮ, Б1С/Б1С с комплексом заданных свойств и организация промышленного производства в АО «Композит» и в других организациях РФ.

Научная новизна

1. Впервые предложен механизм формирования самосвязанных филаментов в армирующих каркасах (преформах) из ПАН и ПКС волокон на начальных стадиях термоокислительной деструкции до 300-400оС в сложнонапряженном состоянии с выделением на поверхности волокон низкомолекулярных органических

соединений, скрепляющих волокна в точках контакта, и получены прочные самосвязанные полимерные армирующие объемные каркасы.

2. Установлены закономерности уплотнения нетканых ПАН-преформ под давлением и определено оптимальное содержание волокна фн для самосвязывания: при фн < 0,40 об. д. - самосвязывание не реализуется; при фн = 0,55-0,70 об. д. -достигается оптимальное самосвязывание полимерных волокон в каркасе; при фн= 0,70-0,87 об. д. - самосвязывание сопровождается деформацией ПАН-каркасов и упругим восстановлением преформы после снятия нагрузки; при фн > 0,87 об. д. -полимерные преформы разрушаются при пиролизе. Оптимальное самосвязывание ПКС-преформ на основе ровинга (фн = 0,55-0,70 об. д.) достигается при давлении 0,1 МПа. Показано, что варьированием объемным содержанием полимерных волокон фн можно направленно управлять процессом самосвязывания волокон и параметрами пористой структуры армирующих каркасов.

3. Впервые установлена максимально возможная скорость нагрева (не более ~0,3 град/мин) самосвязанных преформ на основе ПАН волокон при пиролизе, обеспечивающая температурно-временные условия перестройки полимерной структуры в углеродную органоморфную с образованием коксового остатка (КО-47 %). Доказано, что выход БЮ при пиролизе ПКС-преформ достигает ~88 % и может быть получен при значительно больших скоростях нагрева (более чем в ~30 раз) по сравнению с ПАН волокнами.

4. Установлено, что полученная пористая структура из самосвязанных полимерных волокон объемных каркасов и преформ, приводит при пиролизе к формированию углеродных и карбидокремниевых органоморфных каркасов с узким распределением пуайзейлевских пор от 4-5 до 40-45 мкм (в традиционных каркасах - от 0,1-0,3 мкм до 1000-1500 мкм), открытой пористостью ~50-60% (для традиционных каркасов -30-40%) и высокой объемной долей волокон (фн = 0,400,50 об. д.), что позволило получить ВККМ нового поколения широкого химического состава - С/С, С^С, SiC/SiC с уникальным комплексом технологических и эксплуатационных характеристик.

5. Разработан комплекс универсальных математических моделей для описания основных технологических стадий процесса получения ВККМ нового поколения: тепловыделение при самосвязывании ПАН волокон в армирующем каркасе; пиролиз полимерной преформы различных типоразмеров и газовыделение с определением критического размера пор (не менее ~2 мкм) и минимальной открытой пористости (не менее ~13 %); безградиентное заполнение свободного пространства в органоморфном каркасе углеродной и карбидокремниевой матрицей в импульсном газофазном процессе, что позволило решить основные технологические задачи создания ВККМ нового поколения.

6. Оптимизированы параметры и разработана высокоэффективная технология получения высокопрочных ВККМ нового поколения различного химического состава С/С и С^С, SiC/SiC с однородной структурой самосвязанных армирующих каркасов на основе ПАН и ПКС волокон и органоморфных каркасов, заполненных углеродной и карбидокремниевой матрицей стехиометрического Б1С, формируемой из экологически чистого газообразного прекурсора -монометилсилана, для создания термостойких материалов с минимальной пористостью и комплексом уникальных свойств.

Теоретическая и практическая значимость

Проведенный комплекс исследований позволяет сделать вывод, что формирование самосвязанных прочных полимерных каркасов с ЗЭ-структурой при термообработке в сложнонапряженном состоянии является общей закономерностью для волокнообразующих полимерных волокон, пиролиз которых протекает с выделением легко полимеризующихся продуктов. Впервые показано, что непосредственное использование полимерных волокон различного состава и структуры (ПАН и ПКС) для построения объемно армированных структур ВККМ приводит к созданию конструкционных композиционных материалов с повышенной объемной и поверхностной структурной однородностью.

Разработана, запатентована (патенты РФ №№2620810, 2685130) и внедрена новая технология получения органоморфного армирующего каркаса на основе

филаментов волокнообразующих полимеров. Получено свидетельство №2637135 на товарный знак каркаса-основы композиционного материала марки Ипресскон®.

Разработаны, запатентованы (патенты РФ №№2130509, 2687343, 2603330) и внедрены в промышленность технологические процессы эффективного газо- и жидкофазного заполнения свободного пространства в самосвязанных объемных каркасах, в том числе впервые из экологически чистого реагента -монометилсилана СН38Ш3, при получении ВККМ нового поколения.

Впервые создана установка для получения нетканых материалов (патент РФ №2549869), позволяющая обрабатывать нетканые холсты ПАН-волокон методом Spunlace (гидроструйной обработки) и предложен оригинальный способ формования однослойных тонкостенных (толщиной 400 мкм) гофр из ВККМ нового поколения (патент РФ №2562274) состава С/БЮ.

Разработана и внедрена промышленная высокоэффективная многостадийная технология создания высокотемпературных конструкционных композиционных материалов состава С/С, С/БЮ, БЮ/БЮ нового поколения, которая позволила решить ряд актуальных проблем для высокотехнологичных отраслей промышленности. Новая технология позволяет изготовливать изделий с принципиально новым уровнем ряда прежде недостижимых свойств: толщина от 400 мкм - в десять раз меньше по сравнению с традиционными ВККМ; полируемость поверхности до 11 класса точности; меньшая на 2-3 порядка газопроницаемость (коэффициент Дарси на уровне 810-19 м2).

По физико-механическим свойствам 3Э-композит на основе углеродного каркаса Ипресскон® превышает прочностные характеристики при растяжении ряда серийных УУКМ (в 1,5-2 раза) и лучших марок изостатического графита (более чем в 3 раза). Прочность УУКМ нового поколения - не менее 150 МПа на растяжение и не менее 200 МПа на сжатие в радиальном направлении - способствовало его успешному внедрению в качестве силовых обечаек пресс-форм для горячего прессования до 2000 0С взамен графитовых, с увеличением ресурса работы пресс-форм в десять и более раз.

Углерод-углеродные электроды на основе органоморфного армирующего каркаса марки Ипресскон®, выполненные взамен титановых или молибденовых в составе ионно-оптической системы высокочастотного ионного двигателя, при длительных ресурсных испытаниях в НИИ ПМЭ МАИ в течение 1000 ч впервые показали стабильную работу при разности потенциалов 2250 В и межэлектродном зазоре 0,8 мм. Чистота поверхности, достигнутая на демонстраторе вторичного зеркала обсерватории «Миллиметрон», соответствует 11 классу точности.

Высокотемпературными испытаниями в атмосфере воздуха органоморфного композита состава SiC/SiC установлена его высокая окислительная стойкость при температурах до 1400 0С (потеря массы в воздушной среде при 1400оС составила менее 1,3% масс.) за 50 ч работы.

Методология и методы исследования

Методологической основой данной диссертационной работы являются общенаучные и специальные методы познания, лежащие в основе теоретических и экспериментальных научных методов исследования. Достоверность результатов и выводов диссертации обеспечена выбором и использованием современных методов исследования (глава 2), данные которых не противоречат друг другу; поверенного высокоточного современного оборудования, что подтверждается воспроизводимостью полученных экспериментальных данных на большом массиве объектов исследования. Интерпретация полученных экспериментальных зависимостей и трактовка предложенных теоретических положений не противоречат классическим научным представлениям, принятым в технологии полимерных и композиционных материалов.

Представление и обсуждение результатов исследований в авторитетных международных журналах, а также на представительных международных и всероссийских научных конференциях позволяют судить о высокой степени достоверности полученных результатов.

Основные положения, выносимые на защиту

1. Основные характеристики полимерной структуры и свойств волокон ПАН и ПКС, обеспечивающие их самосвязывание при термообработке в сложнонапряженном состоянии в объемном каркасе.

2. Закономерности процесса уплотнения армирующих преформ из органических (элементоорганических) волокон ПАН и ПКС под давлением и предложенный механизм их самосвязывания в объемном каркасе.

3. Технологические решения, направленные на формирование самосвязанных каркасов (преформ) из волокон ПАН и ПКС, обеспечивающих однородную прочную структуру с узким распределением пор по размерам.

4. Результаты исследования технологии пиролиза полимерных преформ из самосвязанных ПАН- и ПКС-волокон и моделирования теплофизических, физико-химических и температурно-временных параметров процессов, протекающих при получении органоморфных (наследующих форму и пространственную ориентацию полимерных волокон) армирующих объемных каркасов.

5. Регулирование пористой структуры органоморфных углеродных и карбидокремниевых армирующих объемных каркасов и технологии заполнения их свободного пространства углеродной и карбидокремниевой матрицей наиболее эффективными методами для получения ВККМ нового поколения с минимальной пористостью.

6. Результаты комплексных испытаний ВККМ нового поколения с повышенной объемной и поверхностной структурной однородностью на прочность, газопроницаемость, полируемость, окислительную стойкость.

7. Результаты испытаний и внедрения различных деталей, изделий и узлов из ВККМ нового поколения.

Достоверность научных положений и выводов

Изложенные в работе положения и выводы основываются на значительном массиве экспериментальных данных, для анализа которых использованы многочисленные современные методы исследования: электронный парамагнитный

резонанс (ЭПР), микротомография, динамический термомеханический анализ (ДТМА), термогравиметрический анализ (ТГА), дифференциальная сканирующая калориметрия (ДСК), ИК- и масс-спектроскопия, сканирующая электронная микроскопия (СЭМ), оптическая микроскопия, эталонная контактная порометрия (ЭКП) и др. Комплексные испытания разработанных ВККМ и изделий из них, включая стендовые, полностью подтверждают результаты научных исследований.

Личный вклад автора

Основные научные результаты диссертации получены автором лично или при определяющем вкладе со стороны автора. Определение актуальности, цели и задач работы, разработка математических моделей, все экспериментальные исследования планировались и выполнялись при непосредственном руководстве и участии автора. Создание теоретической концепции, интерпретация экспериментальных результатов и их анализ с выявлением закономерностей, выбор составов и разработка технологии получения ВККМ нового поколения на основе органоморфных армирующих каркасов проводились автором лично.

Апробация работы

Основные результаты и положения работы были доложены и обсуждены на международных и российских научно-технических конференциях: ежегодных научных конференциях отдела полимеров и композиционных материалов ИХФ им. Н.Н. Семенова РАН «Полимеры», Москва, 2016, 2017 и 2018 г. г.; Международных конференциях «Функциональные наноматериалы и высокочистые вещества», Суздаль, 2014, 2016 и 2018 г.г.; 14th International Ceramic Congress (CIMTEC-2018), Perugia, Italy; 10th International Conference on High Temperature Ceramic Matrix Composites (HTCMC-10), Bordeaux, France, 2019 г.; HTCMC-8, Xian, China, 2013 г.; HTCMC-5, Сиэтл, США, 2004 г.; 7th Russian-German Conference «Electric Propulsions - New Challenges» (RGCEP-2018), Giessen, Germany; 14-й Международной научно-технической конференции «Новые материалы и технологии», Минск, РАН Беларуси, 2020 г.; XXI Международной конференции, СГТУ, Самара, 2019 г.; 7-я

Всероссийской конференции с международным участием «Механика композиционных материалов и конструкций, сложных и гетерогенных сред», Москва, 2017 г.; научно-технической конференции «Электроракетные двигатели. Прошлое. Настоящее. Будущее», Калининград, 2016 г.; Международном технологическом форуме «Инновации. Технологии. Производство», Рыбинск, 2015 г.; XLII Академических чтениях по космонавтике «Королевские чтения», МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2018 г.

Публикации

По теме диссертационной работы опубликовано 49 печатных трудов, из которых 28 статей, включая 19 статей в журналах, рекомендованных ВАК и индексируемых в международных базах цитирования Scopus и Web of Science; 21 работа в сборниках трудов международных и российских научных конференций; получены 7 патентов РФ и 1 свидетельство на товарный знак.

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, 6 глав, заключения, списка литературы и приложений. Работа изложена на 288 страницах машинописного текста и включает 125 рисунков, 19 таблиц, 53 математические формулы и 7 приложений. Список литературы включает 230 наименований.

ГЛАВА 1 Обзор исследований в области структуры и свойств полимерных

волокон разной химической природы и армирующих каркасов для разработки многостадийной технологии получения ВККМ нового поколения

1.1 Существующая технология получения высокотемпературных конструкционных композиционных материалов (ВККМ)

1.1.1 Принципиальная технологическая схема получения ВККМ

Традиционные технологии получения ВККМ типа С/С, С/Б1С, 81С/Б1С включают многостадийные взаимосвязанные процессы переработки волокнообразующих полимеров (полиакрилонитрила и поликарбосилана -прекурсоров углеродных и карбидокремниевых волокон), вплоть до получения соответствующих полимерных, а затем неорганических нитей с последующим формированием армирующих наполнителей в виде тканей, лент и т.д.

Важнейшей стадией получения ВККМ является изготовление армирующего каркаса из углеродных, карбидокремниевых или других волокон. По сути дела, характеристики армирующего наполнителя во многом определяют свойства ВККМ.

Формирование армирующей системы основано на применении ткацких технологий, основанных на исключительном использовании многофиламентных (не менее 1000 элементарных волокон - филаментов) нитей. Этот подход безальтернативен, поскольку для работы ткацких машин необходима прочность нитей при натяжении, превышающая определенный минимально возможный предел. Характерный размер структурного элемента армирования определяет однородность структуры будущего ВККМ. Кроме того, все способы изготовления волокнистых каркасов, как правило, не обеспечивают необходимый уровень объемного наполнения и требуют использования полимерных связующих для формообразования заготовки детали из ВККМ.

На рисунке 1 приведена составленная по данным работы [1] принципиальная технологическая схема получения ВККМ.

Получение црекурсора _ 1 _

Формование органических волокон из прекурсора

Ступенчатый пиролиз волокон в составе комплексной (состоящей из нескольких тысяч филаментов) нити

Изготовление ткани или ленты 1

Пропитка ткани (ленты) связующим для приготовления препрега 1

Формообразование каркаса

Отверждение ■

Карбонизация

_ I __

Высокотемпературный отжиг

Газо- или жидкофазное заполнение пористости каркаса

матричным материалом - | -

Финишная механическая обработка

Рисунок 1 - Принципиальная технологическая схема получения изделий из

ВККМ

Приведенная схема указывает на преобладающее количество операций, непосредственно связанных с получением армирующей системы (5 из 11). Далее подробно исследованы особенности существующих армирующих систем и возможные пути снижения их неоднородности.

1.1.2 Технология получения и особенности существующих армирующих

систем ВККМ

Армирующие системы ВККМ, согласно [2], должны удовлетворять трем основным требованиям:

- учитывать направления максимальных действующих нагрузок и условия работы материала и конструкции;

- обеспечивать свободный доступ матрицеобразующего реагента в любую точку объема при формировании матрицы;

- допускать возможность механизированного изготовления.

Определяющими параметрами каркаса выступают объемное содержание

наполнителя, схема армирования и распределение нитей по направлениям армирования. Однако кроме вида каркаса, на свойства получаемых материалов влияет размер элементарной ячейки каркаса.

Микроструктуру материала определяет размер его структурных компонентов. Поэтому минимальный размер представительного объема ВККМ -элементарной ячейки - зависит прежде всего от диаметра волокон наполнителя.

Список литературы диссертационного исследования доктор наук Богачев Евгений Акимович, 2026 год

Список использованных источников

1 Буланов, И.М. Технология ракетных и аэрокосмических конструкций из композиционных материалов / И.М. Буланов, В.В. Воробей: учебник для вузов. - М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1998. - 516 С.

2 Технология и проектирование углерод-углеродных композитов и конструкций / Ю. В. Соколкин, А. А. Ташкинов, А. М. Вотинов [и др.]. - Москва: Наука, 1996. - 237 С.

3 Ceramic matrix composites: fiber reinforced ceramics and their applications / Edited by W. Krenkel. - John Wiley & Sons, 2008. - 418 P.

4 Карелин, О.О. Применение композиционных материалов в авиадвигателестроении / О.О. Карелин, К.Ю. Колтырина // Вестник Рыбинской государственной авиационной технологической академии им. П.А. Соловьева. -2015. - № 2 (33). - С. 53-59.

5 Патент 2479815 Российская Федерация, МПК F 28 F 3/00. Способ изготовления теплообменника, теплообменник из композиционных материалов и способ изготовления гофрированного листа для теплообменника: № 2011135002/06 заявл. 22.08.2011: опубл. 20.04.2013 / Тятинькин В.В., Богачев Е.А., Суворов А.В., Тимофеев А.Н., Кузьмин А.Б.; заявитель и патентообладатель ОАО Производственно-конструкторское объединение «Теплообменник». - 3 С.

6 Патент 2562274 Российская Федерация, МПК В 29 В 15/10. Способ изготовления гофрированного листа для теплообменника из композиционных материалов: № 2014124693/05 заявл. 18.06.2014: опубл. 10.09.2015 / Богачев Е.А., Елаков А.Б., Белоглазов А.П., Быков Л.В.

7 Эмиссионный электрод ИОС ВЧИД из тонкого углерод-углеродного композиционного материала / Е. А. Богачев., А. Б. Елаков, А. П. Белоглазов, Ю. А. Денисов// Тезисы докладов международной научно-технической конференции «Электроракетные двигатели. Прошлое. Настоящее. Будущее». -2015. - С. 33.

8 Lacombe, A. 3D Novoltex and Naxeco Carbon-Carbon Nozzle Extensions; matured, industrial and available technologies to reduce programmatic and technical risks and to increase performance of launcher upper stage engines / A. Lacombe, M. Lacoste, T. Pichon //44th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference & Exhibit. - 2008. - P. 5236-5251.

9 Chen, X. Three-dimensional needle-punching for composites - A review. / X. Chen, L. Chen, Ch. Zhang, L. Song, D. Zhang // Composites: Part A. - Vol.85 -2016. - P.12-30.

10 Lacombe, A. 3D carbon-carbon composites are revolutionizing upper stage liquid rocket engine performance by allowing introduction of large nozzle extension / A. Lacombe, T. Pichon, M. Lacoste //50th AIAA/ASME/ASCE/AHS/ASC Structures, Structural Dynamics, and Materials Conference 17th AIAA/ASME/AHS Adaptive Structures Conference 11th AIAA No. - 2009. - P. 2678.

11 Проектирование, производство и методы оценки качества нетканых материалов / М. Ю. Трещалин, М. В. Киселев, Г. К. Мухамеджанов и др.; под редакцией М.Ю. Трещалина. - Изд. 3-е, перераб. и доп. - Москва: БОС. - 2017. -291 с.

12 Технология производства нетканых материалов / Е. Н. Бершев, В. В. Курицина, А. И. Куриленко, Г. П. Смирнов. - Москва, 1982. - 320 с.

13 Патент 2136 Белоруссия. Способ получения нетканого материала: опубл. 30.06.1998 / Марков Н.С., Якобук А.А., Фихман Ю.Н., Польховский М.В., Антипин А.И., Гриневич П.Н., Лысенко А.А., Асташкина О.В.

14 Патент .№2620810 Российская Федерация, МПК B29C 70/34 (2006.01), B29C 67/20 (2006.01), B32B 5/18 (2006.01), D04H 1/488 (2012.01), C09K 21/00 (2006.01), C04B 35/524 (2006.01). Способ изготовления пористого каркаса-основы композиционного материала: №2016117713: заявл. 06.05.2016: опубл. 29.05.2017, бюл. № 16 / Богачев Е.А., Елаков А.Б., Белоглазов А.П., Денисов Ю.А. и Тимофеев А.Н..; заявитель ОАО «Композит». - 4 с.: ил. - текст: электронный.

15 Патент №2685130 Российская Федерация, МПК C04B 35/524 (2006.01), C04B 35/565 (2006.01), C04B 35/584 (2006.01). Способ изготовления пористого каркаса-основы композиционного материала: № 2018103144: заявл. 29.01.2018: опубл. 16.04.2019, бюл. № 11 /Богачев Е.А..; заявитель ОАО «Композит». - 4 с.: ил. - текст: электронный.

16 Елаков, А. Б. Разработка технологии изготовления углерод-углеродного композиционного материала на основе нетканого окисленного полиакрилонитрила: спец. 05.16.06: авторефер. дис. ... канд. тех. наук / А.Б. Елаков. - C.-Пб, 2018. - 24 С.

17 Богачев, Е.А. Высокотемпературные конструкционные материалы с минимальной структурной ячейкой / Е.А. Богачев // Композиты и наноструктуры. - 2017. - Т. 9. - №1. - С.12-23.

18 Naslain, R. CVD-processing of ceramic-ceramic composite materials / R. Naslain, F. Langlais //Tailoring multiphase and composite ceramics. - Boston, MA: Springer US. - 1986. - P. 145 - 164.

19 Naslain, R. The CVI-processing of ceramic matrix composites / Naslain R., Langlais F., Fedou R. //Le Journal de Physique Colloques. - 1989. - Vol. 50. - No. C5. - P. 191 - 207.

20 Lacombe, A. Ceramic Matrix Composites / Lacombe A., Bonnet C. // Key Materials for Future Space Plane Technologies. - AIAA. - 1990. - P. 48 - 62.

21 Depletion effects of silicon carbide deposition from methyltrichlorosilane / T. M. Besmann et al. //Journal of the American Ceramic Society. - 1992. - Vol. 75. -No. 10. - P. 2899-2903.

22 Handbook of Ceramic Composites. Edited by Narottam P. Bansal. // Springer Science + Business Media, Inc., Kluwer Academic Publishers, Boston. - 2005. - 554 P.

23 Leuchs, М. Chemical vapor infiltration processes for ceramic matrix composites: manufacturing, properties, applications / in Ceramic Matrix Composites, Fiber Reinforced Ceramics and their Applications. Edited by Walter Krenkel. WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim. - 2008. - P.141-164.

24 Бушуев, Ю.Г. Углерод-углеродные композиционные материалы / Ю.Г. Бушуев, М.И. Персин, В.А. Соколов - М: Металлургия, 1994. - 128 с.

25 G. Savage. Carbon-carbon composites. Chapman & Hall, 1993. - 389 P.

26 Костиков, В. И. Карбид-углеродные композиционные материалы / В.И. Костиков, С. А. Колесников, Н. Н. Шипков // Журнал Всесоюзного химического общества им. Д.И. Менделеева. - 1991. - №6. - С. 690 - 696.

27 Щурик, А.Г. Искусственные углеродные материалы / А.Г. Щурик. -Пермь, 2009. - 342 с.

28 Франк-Каменецкий, Д.А. Диффузия теплоперенос в химической кинетике. / Д.А. Франк-Каменецкий - М.: Наука, 1967. - 492 с.

29 Kinetics of SiC CVD: surface decomposition of silacyclobutane and methylsilane / A.D. Johnson // J. Phys. Chem. - 1993. - Vol. 97. - No. 49. - P.12937-12948.

30 Reactants in SiC chemical vapor deposition using CH3SiH as a source gas / Y. Ohshita // J. Cryst. Growth. - 1995. - Vol. 147. - No. 1-2. - P. 111-116.

31 Gordon, M.S. Potential primary pyrolysis of methylsilane / M.S. Gordon, T.N. Truong // Chemical physics letters. - 1987. - Vol. 12. - No. 1-2. - P.110-114.

32 Hatta, H. Carbons and Their Industrial Applications in Ceramic Matrix Composites / H. Hatta, R. Weiss, P. David. Carbon / Materials, Modeling and Technology. Edited by Narottam P. Bansal, Jacques Lamon. John Wiley & Sons, Inc., Hoboken, New Jersey. - 2015. - P.P. 87-146.

33 Corman, G. S. Silicon Melt Infiltrated Ceramic Composites (HiPerComp™) / G. S. Corman, K. L. Luthra // Handbook of Ceramic Composites edited by Narottam P. Bansal. Springer Science Business Media. - 2005. - P.99-116.

34 Krenkel, W. Carbon Fibre Reinforced Silicon Carbide Composites (C/SiC, C/C-SiC) / W/ Krenkel // Handbook of Ceramic Composites edited by Narottam P. Bansal. Springer Science Business Media. - 2005. - P. 117-148.

35 Heidenreich, B. Melt Infiltration Process / B. Heidenreich. // Ceramic Matrix Composites, Fiber Reinforced Ceramics and their Applications - Weinheim: WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA. -2008. - P.113-140.

36 Motz, G The PIP-process: Precursor Properties and Applications / G. Motz, S. Schmidt, and S. Beyer // Ceramic Matrix Composites, Fiber Reinforced Ceramics and their Applications - Weinheim: WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA. -2008. - P.165-186.

37 Тучинский, Л.И. Композиционные материалы, получаемые методом пропитки / Л.И. Турчинский. - М.: Металлургия, 1986. - 208 с.

38 Кулик, В.И. Армирующие волокна для композиционных материалов: учебное пособие / В.И. Кулик, А.С. Нилов. Балт. гос. техн. ун-т. - СПБ, 2019. -60 с.

39 Claus, B. Fibers for Ceramic Matrix Composites / B. Claus // Ceramic Matrix Composites, Fiber Reinforced Ceramics and their Applications - Weinheim: WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA. -2008. - P.1-20.

40 Папков, С.П. Физико-химические основы производства искусственных и синтетических волокон / С.П. Папков. - М.: Химия, 1972. - 312 с.

41 Варшавский, В.Я. Углеродные волокна / В.Я. Варшавский. - М.: Варшавский, 2007. - 500 с.

42 Кудрявцев, Г.И. Армирующие химические волокна для композиционных материалов / Г.И. Кудрявцев, В.Я. Варшавский, А.М. Щетинин, М.Е. Казаков. - М.: Химия, 1992. - 236 с.

43 Папков, С.П. Полимерные волокнистые материалы / С. П. Папков. -М.: Химия, 1986. - 224 с.

44 Nunna, S. Radial structure and property relationship in the thermal stabilization of PAN precursor fibres / S. Nunna et al. //Polymer Testing. - 2017. -Vol. 59. - P. 203-211.

45 Конкин, А.А. Углеродные и другие жаростойкие волокнистые материалы / А.А. Конкин. - М.: Химия, 1974. - 376 с.

46 Штремель, М. А. Разрушение / М. А. Штремель. - М: Изд. Дом МИСиС, 2015 - Т. 2. - 975 с.

47 Мадорский, С. Термическое разложение органических полимеров / С. Мадорский. - М.: Мир, 1967. - 328 с.

47 Xiao, S. Thermal behavior and kinetics during the stabilization of polyacrylonitrile precursor in inert gas/ S. Xiao, H. Lv, Y. Tong et al. //Journal of Applied Polymer Science. - 2011. - Vol. 122. - No. 1. - P. 480-488.

49 Rahaman, M. S. A. Review of heat treatment on polyacrylonitrile fiber / M. S. A. Rahaman, A. F. Ismail, A. A. Mustafa //Polymer degradation and Stability. -2007. - Vol. 92. - No. 8. - P. 1421-1432.

50 Houtz, R. C. «Orlon» Acrylic Fiber: Chemistry and Properties / R. C. Houtz //Textile Research Journal. - 1950. - Vol. 20. - No. 11. - P. 786-801.

51 Варшавский, В. Я. Химия и технология высокомолекулярных соединений / В. Я. Варшавский // Итоги науки и техники. - М: ВИНИТИ, 1976. - Т. 8. - С. 67-120.

52 Donnet, J.-B. Carbon fiber. 3rd ed. / J.-B. Donnet, T.K. Wang, J.C.M. Peng et al. - Marcel Dekker Inc., 1998. - 573 P.

53 Grassie, N. Thermal coloration and insolubilization in polyacrylonitrile / N. Grassie, J. N. Hay //Journal of Polymer Science. - 1962. - Vol. 56. - No. 163. - P. 189-202.

54 Takata, T. Coloration in acrylonitrile polymers / T. Takata, I. Hiroi, M. Taniyama // J. Polymer Sci. Part A: Polym Chem - 1964. - Vol. 4. - P. 1567-1585.

55 Brandrup, J. On the chromophore of polyacrylonitrile IV. Thermal oxidation of polyacrylonitrile and other nitrile-containing compounds. / J. Brandrup, Jr. L.H. Peebles. // Macromolecules. - 1968. - Vol. 1. - P. 64-72.

56 Grassie, N. Pyrolysis of polyacrylonitrile and related polymers — III. Thermal analysis of preheated polymers / N. Grassie, R. McGuchan // European Polymer Journal. - 1971. - Vol. 7. - No. 10. - P. 1357-1371.

57 Fitzer, E. The influence of oxygen on the chemical reactions during stabilization of pan as carbon fiber precursor / E. Fitzer, Fitzer, E. Müller D. J. Müller //Carbon. - 1975. - Vol. 13. - No. 1. - P. 63-69.

58 Peebles, Jr L. H. On the exotherm of polyacrylonitrile: pyrolysis of the homopolymer under inert conditions / Jr L. H. Peebles, P. Peyser, W. Snow et al. //Carbon. - 1990. - Vol. 28. -No. 5. - P. 707-715.

59 Nunna, S. Radial structure and property relationship in the thermal stabilization of PAN precursor fibres / S. Nunna, C. Creighton, N. Hameed et. al. //Polymer Testing. - 2017. - Vol. 59. - P. 203-211.

60 Xiao, S. Thermal behavior and kinetics during the stabilization of polyacrylonitrile precursor in inert gas/ S. Xiao, H. Lv, Yu. Tong et al. //Journal of Applied Polymer Science. - 2011. - Vol. 122. - No. 1. - P. 480-488.

61 Ko, T. H. Influence of continuous stabilization on the physical properties and micro structure of PAN-based carbon fibers / T. H. Ko //Journal of applied polymer science. - 1991. - Vol. 42. -No. 7. - P. 1949-1957.

62 Dalton, S. Thermal stabilization of polyacrylonitrile fibres / S. Dalton, F. Heatley, P. M. Budd //Polymer. - 1999. - Vol. 40. -No. 20. - P. 5531-5543.

63 Edie, D. D. The effect of processing on the structure and properties of carbon fibers / D. D. Edie //Carbon. - 1998. - Vol. 36. -No. 4. - P. 345-362.

64 Fitzer, E. Optimization of stabilization and carbonization treatment of PAN fibres and structural characterization of the resulting carbon fibres / E. Fitzer, W. Frohs, M. Heine //Carbon. - 1986. - Vol. 24. -No. 4. - P. 387-395.

65 Buckley, J. D. Carbon-carbon. An overview / J. D. Buckley //American Ceramic Society Bulletin. - 1988. - Vol. 67. - P. 364-368.

66 Gay, D. Composite Materials, Design and Applications. / D. Gay; translated by Suong V. Hoa, Stephen W. Tsai. - CRC Press LLC, 2003. - 523 P.

67 Ko, T. H. The influence of pyrolysis on physical properties and microstructure of modified PAN fibers during carbonization / T. H. Ko //Journal of applied polymer science. - 1991. - Vol. 43. No. 3. - P. 589-600.

68 Ozbek, S. Strain-induced density changes in PAN-based carbon fibres / S. Ozbek, D. H. Isaac //Carbon. - 2000. - Vol. 38. -No. 14. - P. 2007-2016.

69 Sauder, C. Thermomechanical properties of carbon fibres at high temperatures (up to 2000 C) / C. Sauder, J. Lamon, R. Pailler //Composites Science and Technology. - 2002. - Vol. 62. -No. 4. - P. 499-504.

70 Yajima, S. Development of a silicon carbide fibre with high tensile strength / S. Yajima, J. Hayashi et al. - Nature, 1976. - No. 5562. - P. 683 - 685.

71 Yajima, S. Continuous silicon carbide fiber of high tensile strength / S. Yajima, K. Okamura, J. Hayashi // Chem. Lett. - 1975. - Vol. 9. - P. 931-934.

72 Yajima, S. Structural analysis in continuous silicon carbide fiber of high tensile strength / S. Yajima, K. Okamura // Chem. Lett. - 1975. - Vol. 4. - P. 12091212.

73 Polymer-derived ceramics: 40 years of research and innovation in advanced ceramics / P. Colombo, G. Mera et al. // Journal of the American Ceramic Society. -2010. Vol. 7. - P. 1805 - 1837.

74 Новые бескислородные предкерамические полимеры - нано-металлополикарбосиланы и наноразмерные наполнители - уникальные материалы для повышения прочности и окислительной стойкости углеграфитов и стабилизации высокопрочной и высокотемпературной керамики / П.А. Стороженко, А.М. Цирлин, С.П. Губин [и др.] // Серия. Критические технологии. Мембраны. - 2005. - № 4 (28). - С. 68-74.

75 Цирлин, А.М. Непрерывные неорганические волокна для композиционных материалов. / А.М. Цирлин. - М.: Металлургия, 1992. - 237 с.

76 Ceramic materials processes, properties and applications. / Edited by Philippe Boch, Jean-Claude Niepce. - ISTE Ltd, 2007. - 573 P.

77 Claus, B. Fibers for ceramic matrix composites. / in Ceramic Matrix Composites, Fiber Reinforced Ceramics and their Applications. Edited by Walter Krenkel. WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim. 2008. - P.p.1-20.

78 Чарзби, А. Ядерные излучения и полимеры / А. Чарзби. - М.: Изд-во Иностранной литературы, 1962. - 524 с.

79 Zhen, X. Crosslinking kinetics of polycarbosilane precursor in ozone atmosphere and the formation mechanism of continuous hollow SiC fiber / X. Zhen,

X. Pei, Y. Wang et. al. //Journal of the European Ceramic Society. - 2019. - Vol. 39. - No. 6. - P. 2028-2035.

80 Zheng, Ch. Study on thermal-curing of polycarbosilane fibers / Ch. Zheng, B. Zhu, X.Li et al. //Acta Polymerica Sinica. - 2004. -Vol. 2. - P. 246-250.

81 Taki, T. A study of the oxidation curing mechanism of polycarbosilane fibre by solid-state high-resolution nuclear magnetic resonance / T. Taki, K. Ohamura, M. Sato // T. Taki, K. Ohamura, M. Sato. A study of the oxidation curing mechanism of polycarbosilane fibre by solid-state high-resolution nuclear magnetic resonance. Journal of Materials Science. - 1989. - Vol. 24. - P. 1263 - 1267.

82 Deng, Y. Aggregation Structure of Polycarbosilane / Y. Deng, Y. Zhang, X. Cheng et al.// Macromolecules. - 2019. - Vol. 52. - No. 20. - P. 7847 - 7857. https: // doi.org/ 10.1021/acs.macromol .9b01261.

83 Wang, Q. Tuning the microstructure of polycarbosilane-derived SiC(O) separation membranes via thermal-oxidative cross-linking / Q. Wang, Li. Yu, H. Nagasawa, M. Kanezashi, T. Tsuru // Separation and Purification Technology. - 2020. -Vol. 248. https ://doi.org/10.1016/j.seppur.2020.117067

84 Li, H. Polymer-ceramic conversion of a highly branched liquid polycarbosilane for SiC-based ceramics / H. Li, L. Zhang, L. Cheng et al. // Journal of Materials Science. - 2008. - Vol. 43. - P. 2806 - 2811.

85 Flores, O. Ceramic fibers based on SiC and SiCN systems: current research, development, and commercial status. Review / O. Flores, R.K. Bordia, D. Nestler, W. Krenkel, G. Motz. // Advanced Engineering Materials. - 2014. https: doi.org/10.1002/adem.201400069.

86 Lodhe, M. Synthesis and characterization of high ceramic yield polycarbosilane precursor for SiC / M. Lodhe, N. Babu, A. Selvam et al. // Journal of Advanced Ceramics. - 2015. - Vol. 4. - P. 307-311. https://doi.org/10.1007/s40145-015-0165-x.

87 Chu, Z.-Y. Improved mechanical properties of SiC fibers pyrolyzed from polycarbosilane under tension / Z.-Y. Chu, Ch.-X. Feng, Y.-C. Song et al. // Science and Engineering of Composite Materials. - 2002. - Vol.10. - No.2. - P.132-139.

88 Бирюков, В.П. Оптимизация процесса термостабилизации при получении углеродного волокна на основе ПАН / В. П. Бирюков // Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. - Москва, 2002. - 341 с.

89 Ichikawa, H. Polymer-derived ceramic fibers / H. Ichikawa // Annual Review of Materials Research. - 2016. - Vol. 46. - P.335-356. https://doi.org/10.1146/annurev-matsci-070115-032127.

90 Wang, H. Thermostatic pyrolysis process of cured polycarbosilane fiber. / H. Wang, X.-d. Li, P. Peng et al. // Korean J. Chem. Eng. - 2003. - Vol.20. - No.3 -P. 587-591.

91 Wang, H. The kinetics of oxidation curing of polycarbosilane fibers / H. Wang, X.-d. Li, X.-x. Li et al. // Korean J. Chem. Eng. - 2004. - Vol. 21. - No.4 - P. 901-904.

92 Kim, T.-E. Effect of heating rate on the properties of silicon carbide fiber with chemical-vapor-cured polycarbosilane fiber / T.-E. Kim, K.-E. Khishigbayar, K. Y. Cho // Journal of Advanced Ceramics. - 2017. - Vol.6. - No.1 - P. 59-66. https://doi.org/10.1007/s40145-017-0218-4.

93 Li, X. Thermal oxidation curing polycarbosilane fibers by alternating air and vacuum process / X. Li, Zh. Xu, L. Chen et al. // RSC Adv. - 2020. - Vol.10. -No. 44. - P. 26052-26058.

94 Wang, Y. Preparation of SiC ceramic fiber from a photosensitive polycarbosilane / Y. Wang, X. Pei, H. Li et al. // Ceramics International. - 2020. - Vol. 46. - No. 18. - Part A. - P. 28300-28307.

95 Suwardie, H. Thermal behavior and curing kinetics of poly(carbosilane) / H. Suwardie, D.M. Kalyon, S. Kovenklioglu // Journal of Applied Polymer Science. -1991. - Vol.42. - P. 1087-1095.

96 Saha, A. A model for the nanodomains in polymer-derived SiCO. / A. Saha, R. Raj, D.L. Williamson // Journal of the American Ceramic Society. - 2006. - Vol.89. - No. 7. - P. 2188-2195.

97 Narisawa, M. Reaction mechanism of the pyrolysis of polycarbosilane and polycarbosilazane as ceramic precursors / M. Narisawa, M. Shimoda, K. Okamura et al. // Bull. Chem. Soc. Jpn. - 1995. - Vol.68. - No. 4. - P. 1098-1104.

98 Ceramic materials: processes, properties and applications/ Edited by Philippe Boch and Jean-Claude Niepce. - ISTE Ltd, 2007. - 592 P.

99 Ряузов, А.Н. Технология производства химических волокон. / А.Н. Ряузов, В.А. Груздев, И.П. Бакшеев [и др.] - М.: Химия, 1980. - 448 с.

100 Иржак, В.И. Сетчатые полимеры (синтез, структура, свойство) / В.И. Иржак, Б.А. Розенберг, Н.С. Ениколопян. - М.: Наука, 1979. - 248 c.

101 Бартенев, Г.М. Прочность и разрушение высокоэластических материалов / Г.М. Бартенев, Ю.С. Зуев. - М.-Л.: Химия, 1964. - 388 с.

102 Воюцкий, С.С. Аутогезия и адгезия высокополимеров / С.С. Воюцкий. - М.: Издательство научно-технической литературы РСФСР, 1960. -244 с.

103 Prager, S. The healing process at polymer-polymer interfaces / S. Prager, M. Tirrell // J. Chem. Phys. - 1981. - Vol. 75. - No. 10. - P. 5194 - 5198.

104 Воюцкий, С.С К вопросу о природе адгезионной связи между полимерами / С. С. Воюцкий, Б. В. Дерягин, В. Г. Раевский // Доклад АН СССР.

- 1965. - Т. 161. - № 2. - С.377-379.

105 Коврижных, А.М. Длительная прочность металлов и уравнения ползучести, основанные на критерии Кулона-Мора. /А.М. Коврижных, В.Д. Барышников, А.В.Манаков и др. // Прикладная механика и техническая физикаю

- 2007. - Т.48. - №6. - С.115-123.

106 Fahmy, T. Y. A. Advanced binderless board-like green nanocomposites from undebarked cotton stalks and mechanism of self-bonding / T. Y. A. Fahmy, F. Mobarak // Cellulose. - 2013. - Vol. 20. - P. 1453-1457.

107 Ye, H. Bio-based composites fabricated from wood fibers through self-bonding technology. / H. Ye, Y. Wang, Q. Yu et al. // Chemosphere - 2022. - Vol. 287.

- Part 4. -https: //doi.org/ 10.1016/j.chemo sphere.2021.132436.

108 Wang, Q. The effect of delignification on the properties of cellulosic fiber material / Q. Wang, Sh. Xiao, Sh. Q. Shi et al. // Holzforschung. - 2018. - Vol. 72. - No. 6. - P. 443-449. https://doi.org/10.1515/hf-2017-0183.

109 Wang, Q. Mechanical property enhancement of self-bonded natural fiber material via controlling cell wall plasticity and structure / Q. Wang, Sh. Xiao, Sh. Q. Shi et al. // Materials and design. - 2019. - Vol. 172. - P. 1-8. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2019.107763.

110 Zhao, Y. Effect of lignin on the self-bonding of a natural fiber material in a hydrothermal environment: Lignin structure and characterization / Y. Zhao, J. Yue, L. Tao et al. // International Journal of Biological Macromolecules. - 2020. - Vol. 158. - P. 1135-1140.

111 Горчакова, В. М. Оборудование для производства нетканых материалов / В. М. Горчакова, А. П. Сергеенков, Т. Е. Волощик - М.: МГТУ им. А. Н. Косыгина, 2006. - Ч. 2. - 776 C.

112 Современные технологии производства нетканых материалов / И. Ш. Абдуллин, Р. Г. Ибрагимов, Г. Ш. Музафарова, Э. М. Саматова // Вестник Казанского технологического университета. - 2014. - Т.17. - №19 - С. 114 - 119.

113 Липин, В. А. Физико-химические основы металлургических процессов: учеб. пособие / В. А. Липин. - Санкт-Петербург, 2012. - Ч. 1. - 81 с.

114 Патент №2685130 Российская Федерация, МПК C04B 35/524 (2006.01), C04B 35/565 (2006.01), C04B 35/584 (2006.01). Способ изготовления пористого каркаса-основы композиционного материала: № 2018103144: заявл. 29.01.2018: опубл. 16.04.2019, бюл. № 11 /Богачев Е.А.; заявитель ОАО «Композит». - 4 с.: ил. - текст: электронный.

115 Thermal analysis of polymers: fundamentals and applications / edited by J. D. Menczel, R. B. Prime. - New Jersey: John Wiley & Sons, Inc. -2009. - 651 P.

116 Е.В. Черникова, А.А. Ефимова, В.В. Спиридонов и др. Спецпрактикум по физико-химическим и физико-механическим методам исследования полимеров. Часть 1 (Теория). - МГУ, Москва 2013. - 112 с.

117 Ситникова, В. Е. Методы термического анализа. Практикум / В.Е. Ситникова, А.А. Пономарева, М.В. Успенская. - С.-Пб: Университет ИТМО, 2021. - 152 с.

118 Уэндландт У. Термические методы анализа / У. Уэндландт. - М.: Мир, 1978. - 526 с.

119 Шестак Я. Теория термического анализа: Физико-химические свойства твердых неорганических веществ: Пер. с англ / Я. Шестак. - М.: Мир, 1987. - 456 с.

120 Ю.М. Вольфкович, В.Е. Сосенкин. Метод эталонной контактной порометрии. Автоматический поромер. В кн.: Современные методы физико-химических исследований. Под редакцией В.Н. Андреева, Ю.В. Костиной, А.А. Щербины. - Изд. ИФХЭ РАН. Учебное пособие в 2-х томах, 2013. - 418 C.

121 Volfkovich, Yu. M. The standard contact porosimetry. / Yu. M. Volfkovich, V.S. Bagotzky, V.E. Sosenkin, I.A. Blinov. // Colloids and Surfaces. A: Physicochemical and Engineering Aspects. - Vol. 187-188. - 2001. - P.349-365.

122 Volfkovich, Yu. M. Structural and wetting properties of fuel cell components. / Yu. M. Volfkovich, V.E. Sosenkin, V.S. Bagotsky. // Journal of Power Sources. - Vol. 195. - 2010. - P.5429-5441.

123 Volfkovich, Yu. M. Structural Properties of Porous Materials and Powders Used in Different Fields of Science and Technology / Yu. M. Volfkovich, A. N. Filippov, V. S. Bagotsky. // Springer-Verlag. - London. - 2014. - 328 P.

124 Yu. M. Volfkovich. Structural and wetting properties of fuel cell components. / in V.S. Bagotsky. Fuel Cells: Problems and Solutions, Second Edition, John Wiley & Sons, Inc. - 2012. - P.243-266.

125 M.A. Asadabad, M.J. Eskandari. Electron Diffraction. /in Modern Electron Microscopy in Physical and Life Sciences / edited by M. Janecek, R. Kral // IntechOpen, BoD - Books on Demabd. - 2016. https://www.intechopen.com/books/modern-electron-microscopy-in-physical-and-life-sciences/electron-diffraction

126 Большакова, А.В. Спецпрактикум по высокомолекулярным соединениям «Исследование структуры полимеров электронно-

микроскопическими методами»: Методическое пособие / А.В. Большакова, Е.С. Трофимчук. - М.: Изд-во МГУ им М.В.Ломоносова, 2022. - 39 C.

127 Орехов, А.С. Структурные аспекты формирования полиэлектролитного комплекса в мультислойных композитах на основе природных полисахаридов / А. С. Орехов // Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук. - М.: Институт кристаллографии им. А.В. Шубникова РАН, 2019. - 134 С.

128 Купцов, А.Х. Фурье-КР и Фурье-ИК спектры полимеров / А. Х. Купцов, Г. Н. Жижин. - М.: Техносфера, 2013. - 696 С.

129 Экспериментальные методы химической кинетики. Учебное пособие /Под. ред. Н.М. Эммануэля и М.Г. Кузьмина. - М.: Изд-во Моск. ун-та, 1985. -384 С.

130 Свергун, Д.И. Рентгеновское и нейтронное малоугловое рассеяние /Д.И. Свергун, Л.А. Фейгин. - М.: Наука, 1986. - 280 С.

131 Печатников, Ю.М. Статистическое моделирование стационарного течения разреженного газа через вакуумную трубопроводную арматуру при молекулярно-вязкостном режиме / Ю. М. Печатников // Инженерно-физический журнал. - 1992. - Т. 6. - С. 673-676.

132 Печатников, Ю.М. Вероятностная модель и метод моделирования газовых потоков через вакуумные элементы при молекулярно-вязкостном режиме / Ю. М. Печатников // Инженерная физика. - 2003. - Т. 3. - С.32-36.

133 Печатников, Ю.М. Инженерно-физическая модель газовых потоков при среднем вакууме / Ю. М. Печатников // Журнал техническая физика. - 2003.

- Т. 8. - С.40-45.

134 Golkarnarenjia, G. Development of a predictive model for study of skin-core phenomenon in stabilization process of PAN precursor / G. Golkarnarenjia, M. Naebea, J.S. Churchb et al. // Journal of industrial and engineering chemistry. - 2017.

- Vol. 49. - P. 46-60.

135 Kong, L. PAN fiber diameter effect on the structure of PAN-based carbon fibers. / L. Kong, H. Liu, W. Cao et al. // Fibers and Polymers. - 2014. - P. 2480-2488.

136 Bogachev, E.A. Organomorphic carbon preform formation mechanism / E.A. Bogachev // J. Compos. Sci. (Special Issue Article). - 2022. - Vol. 6. - No 50. -P. 1-15.

137 Богачев, Е.А. Использование полимерных волокон для построения объемно армированных структур композиционных материалов со стехиометрической SiC-матрицей / Е.А. Богачев, П.А. Стороженко // ЮжноСибирский научный вестник. - 2025. - №6 (64). - С.308-314.

138 Bogachev, E.A. Organomorphic silicon carbide reinforcing preform formation mechanism / E.A. Bogachev // J. Compos. Sci. - 2023. - Vol. 7. - No 81. -P. 1-15.

139 Богачев, Е.А. Исследование поведения иглопробивных заготовок из окислeнного полиакрилонитрила различной плотности при отжиге / Е.А. Богачев, А.Б. Елаков, А.П. Белоглазов, Ю.А. Денисов // Сборник материалов V Международной конференции с элементами научной школы для молодежи «Функциональные наноматериалы и высокочистые вещества». - 2014. - С. 87.

140 Богачев, Е.А. Ипрессконы - перспективные преформы для высокотемпературных композиционных материалов. / Богачев Е.А. // Сборник материалов VI Международной конференции c элементами научной школы для молодежи «Функциональные наноматериалы и высокочистые вещества». - 2016. - С. 37.

141 Bogachev, E.A. Design, structure and properties of organomorphic composites as new materials / E.A. Bogachev // Ceramics International. - 2019.- Vol. 45.- P. 9537-9543.

142 Bogachev, E.A. Organomorphic Composites as a New CMC Type for Aerospace and Aircraft Application (Abstract no. 1895) / E.A. Bogachev // Proceedings 10th International Conference on High-Temperature Ceramic Matrix Composites, HTCMC-10, Bordeaux. - 2019. - P. 227.

143 Богачев, Е.А. Особенности строения и структуры органоморфных композитов / Е.А. Богачев // Сборник материалов VII Международной

конференции c элементами научной школы для молодежи «Функциональные наноматериалы и высокочистые вещества». -2018. - С. 96.

144 Бальшин, М.Ю. Научные основы порошковой металлургии и металлургии волокна. / М. Ю. Бальшин - М.: Металлургия, 1972. - 336 С.

145 Волкова, Л.И. Расчет процесса термостабилизации полимерных волокон при производстве углеродного волокна / Л. И. Волкова // Новости машиностроения 2 - 1995. - Т. 3. - C. 52-61.

146 Исаев, А.С. Совершенствование тепловой работы печи термостабилизации при производстве углеродных волокон с целью сокращения энергозатрат / А. С. Исаев // Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. - М., 2016. - 127 с.

147 Просунцов, П.В. Исследование термоокислительной деструкции материала на основе углеродных волокон / П.В. Просунцов, Д.Я. Баринов, Е.А. Богачев //Инженерный журнал: наука и инновации. - 2019. - №7.

148 Prosuntsov, P.V. Thermostabilizing annealing analysis of organomorphic preforms made of oxidized polyacrylonitrile / P.V. Prosuntsov, E.A. Bogachev, A.B. Elakov //MATEC Web of Conferences 298, 00098. - 2019.

149 Prosuntsov, P.V. Analysis of thermal stabilization process for organomorphic preforms made of oxidized polyacrylonitrile / P.V. Prosuntsov, E.A. Bogachev, A.B. Elakov // IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering IOP Publishing. - 2020. -No 709.

150 Просунцов, П.В. Моделирование термостабилизирующего отжига органоморфных преформ из окисленного полиакрилонитрила. Проблемы управления и моделирования в сложных системах / П.В. Просунцов, Е.А. Богачев, А.Б. Елаков // Труды XXI Международной конференции. В 2-х томах. -2019. - С.429-432.

151 Фиалков, А.С. Углерод, межслоевые соединения и композит на его основе. / А.С. Фиалков - М.: Аспект Пресс. - 1997. - 718 с.

152 Штремель, М.А. Разрушение. Книга 1. / М. А. Штремель - М.: Издательский дом Московского института стали и сплавов. - 2014. - 670 с.

153 Синдо, А. Карбонизация полимеров и получение карбоновых волокон / А. Синдо // Успехи химии. - Т.42. - Вып.2. - 1973. - С.301-322.

154 Wu, Z. Thermal shrinkage behavior of preoxidized polyacrilonitrile fibers during carbonization. / Z. Wu, D. Pan, X. Fan et al. // Applied Polymer Science. -1987. - Vol.33. - No.8. - P.2877-2884.

155 Фазлитдинова, А.Г. Фазовые превращения в материале полиакрильной нити в процессе термомеханической обработки / А.Г. Фазлитдинова // Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук. - Челябинск, 2011. - 140 с.

156 Богачев, Е.А. Особенности получения каркасов органоморфных углерод-углеродных композитов / Е.А. Богачев, Р.А. Турусов, А.Ю. Сергеев, А.Б. Елаков // Сборник трудов 7-ой Всероссийской конференции с международным участием «Механика композиционных материалов и конструкций, сложных и гетерогенных сред» им. И.Ф. Образцова и Ю.Г. Яновского. - 2017. - С. 37-40.

157 Turusov, R. A. Simulation of the Gas Evolution Process and Filtration during Preparation of Ipresskon Carbon Frames / R. A. Turusov, E. A. Bogachev, A. Yu. Sergeev, A. B. Elakov //Polymer Science, Series D. - 2019. - Vol. 12. - P. 211217.

158 Турусов, Р.А. Моделирование процесса газовыделения и фильтрации при получении углеродных каркасов марки Ипресскон / Р.А. Турусов, Е.А. Богачев, А.Ю. Сергеев, А.Б. Елаков // Все материалы. Энциклопедический справочник. - 2018. - №8. - С.3-11.

159 Turusov, R. A. New models of porous media with rotational symmetry and their application / R. A. Turusov, A. Yu. Sergeev, A. B. Elakov, E. A. Bogachev // The European Physical Journal Plus. - 2020. - Vol. 135. - P.551-565.

160 Шейдегер, А.Э. Физика течения жидкостей через пористые среды / А. Э. Шейдегер - М., Гостоптехиздат, 1960. - 254 с.

161 Лейбензон, Л.С. Движение природных жидкостей и газов в пористой среде. / Л.С.Лейбензон. - М.: Издательство технико-теоретической литературы, 1947. - 244 с.

162 Симоненко, Е.П. Полимерная технология пористой SiC-керамики с использованием измельченных SiO2-волокон / Е.П. Симоненко, Н.П. Симоненко, Н.Л. Шембель, И.Д. Симонов-Емельянов, В.Г. Севастьянов, Н.Т. Кузнецов // Журнал неорганической химии. - 2018. - Т. 63. - № 5. - С. 539-549.

163 Патент РФ №2605257 Российская федерация, МПК C01B 31/36. Полимерная композиция для получения карбида кремния: № 2015138758/05 заявл. 11.09.2015: опубл. 20.12.2016 / Н. Л. Шембель, И. Д. Симонов-Емельянов, Е. П. Симоненко, Н. П. Симоненко, Н. Т. Кузнецов, В. Г. Севастьянов; заявитель и правообладатель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московский технологический университет». - 5 С.

164 Симонов-Емельянов, И.Д. Получение высокопористой керамики NbxTa1-xC из полимерных композиционных материалов на основе фенолформальдегидного связующего и маловодного гидроксида ниобия тантала / И.Д. Симонов-Емельянов, Н.Л. Шембель, Е.Е. Никишина, Е.Н. Лебедева, А.В. Никитина, Д.В. Дробот, Е.П. Симоненко, Н.П. Симоненко, В.Г. Севастьянов, Н.Т. Кузнецов // Неорганические материалы. - 2015. - Т. 51. - № 10. - С. 11481154.

165 Гурин, В.А. Исследования газофазного уплотнения пироуглеродом пористых сред методом радиально движущейся зоны пиролиза / В.А. Гурин, И.В. Гурин, С.Г. Фурсов // Вопросы атомной науки и техники, ННЦ ХФТИ. - 1999. -С.32-47.

166 Крупногабаритные оболочки из двумерно армированных композиционных материалов / В.И. Костиков, С.А. Колесников, В.Г. Топчиев, В.Д. Карпенко. - Материаловедение. - 1998. - №6. - С.39-48.

167 Benzinger, W. Chemistry and kinetics of chemical vapor infiltration of pyrocarbon VI. Mechanical and structural properties of infiltrated carbon fiber felt / W. Benzinger, K. J. Hüttinger. // Carbon. - 1999. - Vol. 37. - No. 8. - P.1311-1322.

168 Zhang, W.G. Chemical vapor infiltration of carbon fiber felt: optimization of densification and carbon microstructure / W.G Zhang, Z.J Hu, K.J Huttinger // Carbon. - 2002. - Vol. 40. - No. 14. - P.2529 - 2545.

169 Bogachev, E.A. Organomorphic carbon-carbon composite for hot pressing molds / E. A. Bogachev, A. B. Elakov // Int. J. Applied Ceramic Technology (Special Issue Article). - 2021. - Vol. 19. - P. 101-107.

170 Heidenreich, B. C/SiC and C/C-SiC composites / B. Heidenreich // Ceramic matrix ^mposites: materials, modelling and technology. - 2014. - P. 147216.

171 Габов, А.В. Газофазное осаждение карбида кремния из метилсилана / А.В. Габов, А.Н. Тимофеев, А.М. Абызов, Е.А.Богачев, М.И.Персин, Е.П.Смирнов // Конструкции из композиционных материалов. - 1999. - №1. - С. 75-79.

172 Лахин, А.В. Покрытия из карбида кремния на модельных сопловых насадках из углерод-углеродного композиционного материала / А.В. Лахин, А.В. Манухин, А.Н. Тимофеев, Е.А.Богачев, А.В.Габов // Конструкции из композиционных материалов. - 2002. - №2. - С. 8-14.

173 Лахин, А.В. Газофазное осаждение карбида кремния из метилсилана при относительно низких температурах и давлениях/ А.В. Лахин, Е.А. Богачев, А.В. Манухин, А.Н.Тимофеев // Известия высших учебных заведений. Цветная металлургия. - 2006. - №1. - С. 55-58.

174 Абызов, А.М. Кинетика химического осаждения карбида кремния из газовой фазы метилсилана / А.М. Абызов, Е.П. Смирнов // Неорганические материалы. - 2000. - Т 36. - №9. - С. 1059-1066.

175 Timofeev, A. N. Composites with silicon carbide matrix obtained from monomethylsilane by CVI method / A.N. Timofeev, E.A. Bogachev, A.V. Lakhin // Proceedings of the 5th International Conference on High-Temperature Ceramic Matrix Composites (HTCMC 5) the American Ceramic Society Pub I. - Westerville. - 2004. - P. 87-93.

176 Bogachev, E.A. MMS-technology: first results and prospects / E.A. Bogachev, A.V. Lakhin, A.N. Timofeev // Ceramic transactions. - 2014. - Vol. 248. -P. 243-253.

177 Timofeev, A. Composites with silicon carbide matrix obtained from monomethylsilane by CVI method. / A. Timofeev, E. Bogachev, A. Lahin. // Proceedings of the 5th international conference on high-tempereture ceramic matrix composites, HTCMC 5, September 12-16, 2004, Seattle (WA), USA, P.87-93.

178 Лахин А.В., Богачев Е.А., Тимофеев А.Н., Ярцев Д.В. Синтез наноструктурированного карбида кремния, основанный на химическом газофазном осаждении из метилсилана // Перспективные материалы. Специальный выпуск, декабрь 2008, №6, ч.2, С.345-350.

179 Патент №2130509 Российская Федерация, МПК C23C 16/32 (1995.01). Способ получения композиционного материала: № 29810107: заявл. 26.01.1998: опубл. 20.05.1999, бюл. №14 (III ч.) С 534 /Богачев Е.А., Тимофеев А.Н., Габов А.В., Абызов А.М., Смирнов Е.П. и Персин М.И.; заявитель ОАО НПО «Композит». - 4 с.: ил. - текст: непосредственный.

180 Патент №2687343 Российская Федерация, МПК C23C 16/32 (2006.01), C23C 16/44 (2006.01). Способ получения композиционного материала: №2018110070: заявл. 22.03.2018: опубл. 13.05.2019, бюл. № 14 / Богачев Е.А., Скуратовский Ю.Е., Тимофеев А.Н. и др.; заявитель ОАО «Композит». - 3 с.: ил. - текст: электронный.

181 Богачев, Е. А. Исследование газофазных процессов получения волокнисто-армированных органоморфных керамических композитов с SiC-матрицей / Е. А. Богачев, В. И. Кулик, А. В. Кулик, А. С. Нилов // Новые огнеупоры. - 2020. - №3. - C.23-30.

182 Богачев, Е. А. Исследование изотермического газофазного процесса получения органоморфных C/SiC-композитов из метилсилана / Е. А. Богачев, В. И. Кулик, А. С. Нилов // Сборник материалов 14-й Международной научно-технической конференции «Новые материалы и технологии: порошковая

металлургия, композиционные материалы, защитные покрытия, сварка». - 2020.

- C.327-332.

183 Bogachev, E.A. Investigation of gas-phase processes of obtaining fiber-reinforced organomorphic ceramic composites with SiC-Matrix / E.A. Bogachev, V.I. Kulik, A.V. Kulik, A.S. Nilov //Refractories and Industrial Ceramics. - 2020. - Vol. 61. - P. 433-440.

184 Sakai, A. Preparation and characterization of SiC/C and C/SiC/C composites using pulse chemical vapor infiltration process / A. Sakai, J. Gotoh, S. Motojima // Materials Science and Engineering: B. - 1996. - Vol.38. - No. 1-2. -P.29-35.

185 The thermal gradient- pulsed flow CVI process: A new chemical vapor infiltration technique for the densification of fiber preforms / S. Bertrand, J.F. Lavaud, R.E. Hadi, G.Vignoles et al. // J. Eur. Ceram. Soc. - 1998. - Vol. 18. - No. - 7. - P.857-870.

186 Kulik, A.V. Experimental study and numerical modeling of pulse CVI for the production of organomorphic C/SiC composites / A.V. Kulik, E.A. Bogachev, V.I. Kulik // Int. J. Applied Ceramic Technology (Special Issue Article). - 2021. - Vol. 19.

- P. 91-100.

187 Kulik, V.I. Experimental study and numerical modeling of pulse flow CVI process for production of organomorphic C/SiC composites from methylsilane (Abstract no. 2235) / V.I. Kulik, E.A. Bogachev // Proceedings 10th International Conference on High-Temperature Ceramic Matrix Composites, HTCMC-10, Bordeaux. - 2019. - P. 19.

188 Kulik, V. I. Modelling of SiC-matrix composite formation by isothermal chemical vapour infiltration / V.I. Kulik, A.V. Kulik, M.S. Ramm, Y.N Makarov // J. Crystal Growth. -2004. - Vol. 266. - P.333-339.

189 Kulik, V.I. Modelling of SiC-matrix composite formation by thermal gradient chemical vapour infiltration / V.I. Kulik, A.V. Kulik, M.S. Ramm, Y.N. Makarov // Mater. Sci. Forum. - 2004. - Vol.457. - P.253-256.

190 Ofori, J.Y. Investigation of forced-flow chemical vapour infiltration / J.Y. Ofori, S.V. Sotirchos // Journal of the Electrochemical Society. - 1997. - Vol.144. - No.1. - P.274-289.

191 Vaidyaraman, S.V. 1-D model for forced flow-thermal gradient chemical vapour infiltration process for carbon/carbon composites /S.V. Vaidyaraman, W.J. Lackey, Agrawal P.K. et al. // Carbon. - 1996. - Vol.4. - No.9. - P.1123-1133.

192 Sotirchos, S.V. Dynamic modeling of chemical vapor infiltration / S.V. Sotirchos // AIChE Journal. -1991. - Vol.37. - No.9. - P.1365-1378.

193 Юсеф, К. Синтез пленок карбида кремния из газовой фазы метилсилана: Дис. ... канд. хим. наук / К. Юсеф. - СПб.: Санкт-Петербургский государственный технологический институт, 2000. - 143 С.

194 Tomadakis, M.M. Transport properties of random arrays of freely overlapping cylinders with various orientation distributions / M.M. Tomadakis, S.V. Sotirchos // J. Chem. Phys. - 1993. - Vol.98. - No.1. - P.616-626.

195 Tomadakis, M.M. Pore size distribution, survival probability, and relaxation time in random and ordered arrays of fibres / M.M. Tomadakis, T.J. Robertson // J. Chem. Phys. - 2003. - Vol.119. - No.3. - P.1741-1749.

196 Справочник по композиционным материалам под ред. Дж. Любина. -М.: Машиностроение. - 1988. - 584 с.

197 Method of shaping a plastic membrane. Патент США №4108938, МПК В0Ш67/00, В29С53/22, 22.08.1978.

198 C. White. Wet-laid web formation. / in Handbook of nonwovens. Edited by S.J. Russel. / CRC Press Boca Raton. - Boston-New York-Washington, DC. - 2007. -P. 112-142.

199 Wang, H. Study on the entanglement and high strength mechanism of spunlace nonwoven fabric of hydrophilic PET fibers / H. Wang, J.J. Zhu, X.Y. Jin et al. // Journal of Engineered Fibers and Fabrics. - 2013. - Vol. 8. - No.4. - P.60-67.

200 Патент №2549869 Российская Федерация, МПК D04H 18/00 (2012.01). Установка для получения нетканых материалов: №2014107247: заявл. 25.02.2014: опубл. 27.04.2015, бюл. №12 /Богачев Е.А., Блонский А.Ю.,

Белоглазов А.П., Тимофеев А.Н., Денисов Ю.А., Мишуковский Ю.С. и Бабкин

B.П.; заявитель ОАО «Композит». - 4 с.: ил. - текст: электронный.

201 Быков, Л.В. Использование нетканых углеродных материалов в высокотемпературных теплообменниках состава C-SiC/ Л.В. Быков, Е.А. Богачев, А.Б. Елаков, А.П. Белоглазов // Вестник Московского авиационного института. - 2014. -Т.21. -№3. - С. 110-117.

202 Yartsev, D.V. Study of the porous structure of a monolayer carbon-ceramic composite material of the C-SiC composition/ D.V. Yartsev, A.V. Lakhin, E.A. Bogachev et al. // Russian Journal of Non-ferrous Metals. - 2010. - v. 51. - №4. - P. 364-369.

203 Byrne, C. E. Carbonization of wood for advanced materials applications /

C. E. Byrne, D. C. Naglee // Carbon. - 1997. - Vol. 35. - P. 259-266.

204 Singh, M. / Environmentally conscious ceramics (ecoceramics) from natural wood precursors / M. Singh, J. Martinez-Fernandez, A.R. de Arellano-Lopez // Current Opinion in Solid State and Materials Science. - 2003. - Vol. 7. - P. 247-254.

205 J. Ramirez-Rico, J. Biomorphic ceramics from wood-derived precursors / J. Ramirez-Rico, J. Martinez-Fernandez, M. Singh // International Materials Reviews. - 2017. - Vol.62. - P. 465-485.

206 Севастьянов, Д.В. Биоморфные композиты: перспективный класс материалов (обзор). Часть 1. История создания, методы получения / Д.В. Севастьянов, М.И. Дасковский, М.С. Дориомедов и др. // Труды ВИАМ, 2018. -№8. - С. 47-60.

207 German, R. Sintering: from empirical observations to scientific principles / R. German // Elsevier Inc. - 2014. - P.338-339.

208 Evans, A.G. Perspective on the development of high-toughness ceramics / A.G. Evans // J. Am. Ceram. Soc. - 1990. - Vol.73. - No.2.- P.187-206.

209 Processing methods for ultra-high temperature ceramics. Low I.M., Sakka Y., and Hu C.F., editors / J.K. Sonber // MAX phases and ultra-high temperature ceramics for extreme environments. - IGI Global. - 2013. - P.180-202.

210 SGL Carbon SIGRABOND® premium [datasheet from homepage on the internet]. c 2018 [cited 2021 Mar 11] Available from: https://www.sglcarbon.com/en/markets-solutions/material/sigrabond-carbon-fiber-reinforced-carbon/.

211 Анализ прочности элементов пресс-форм из углерод-углеродных материалов для псевдоизостатического прессования. - Вопросы атомной науки и техники / В.П. Ашихмин, О.В. Бирюков, В.А. Гурин [и др.] // Серия: Физика радиационных повреждений и радиационное материаловедение (91). - 2007. - № 6. - С. 120-123.

212 Самойлов, В.М. Влияние сверхтонкого измельчения на кристаллическую структуру и графитируемость тонкодисперсных углеродных наполнителей / В. М. Самойлов, А.Н. Стрелецкий. - Химия твердого топлива. -2004. - № 2. - С.53-59.

213 Елаков А.Б., Турусов Р.А., Богачев Е.А., Сергеев А.Ю. Моделирование напряженно-деформированного состояния нетканого холста при намотке на цилиндрическую оправку. // Научно-технические ведомости СПбПУ. Естественные и инженерные науки. - 2018. - Т.24. - №2. - С. 149-160.

214 Lamon J. Influence of Interfaces а^ Interphases on the Mechanical Behavior of Fiber-reinforced Ceramic Matrix Composites / J. Lamon // Ceramic Matrix Composites: Materials, Modeling and Technology. - 2014. - P.40-64.

215 Numerical simulation of a system of formation of an intense ion beam from gas discharge plasma of an ion thruster / R. Akhmetzhanov // Proceedings of the International Astronautical Congress, IAC. - 2013. - P.7121-7126.

216 Выбор конструкционных материалов для высокочастотных ионных двигателей / Е.А. Антипов, В.В. Балашов, А.В. Вебер [и др.] // Электронный журнал Труды МАИ. - 2013. - № 65. -15 С.

217 Моделирование эрозии ускоряющего электрода ионно-оптической системы ионного двигателя / В.К. Абгарян, Р.В. Ахметжанов, Х.В. Леб [и др.] // Взаимодействие ионов с поверхностью. Труды XXI Международной конференции, 22-26 авг. 2013 г. - Ярославль, 2013. - С. 95-98.

218 Loeb, H.W. Status Report of the Giessen University and TransMit / H.W. Loeb., K.H. Schartner // Nordwijk, GmbH. - 2008. - 24 P.

219 Antropov, N.N. Experimental research of radio-frequency ion thruster / N.N. Antropov, R.V. Akhmetzhanov, A.V. Bogatyy et al. // Thermal Engineering. -2016. - Vol.63. - No. 13. - P. 957 - 963.

220 Leiter H.J. The RIT15 ion engines - a survey of the present state of radio frequency ion thruster technology and its future potentiality / H.J. Leiter, H.W. Loeb, K.H. Schartner // Special Publication. - 2000. - Vol.465. - 423 P.

221 Abgaryan, V.K. Thermal model of RF ion thrusters and ion source / V.K. Abgaryan, K.I. Kruglov // Journal of Surface Investigation. X-ray, Synchrotron and Neutron Techniques. -2015. - Vol.9. - No. 6. - P. 1137-1143.

222 Li, J. Ion thruster grid lifetime assessment based on its structural failure / J. Li, J. Qiu, Y. Chu et all. // International Journal of Aerospace and Mechanical Engineering. - 2015. - Vol. 9. - N.11. - P. 1978-1981.

223 Богачев, Е.А. Эмиссионный электрод ИОС ВЧИД из тонкого углерод-углеродного композиционного материала / E.A. Богачев, А.Б. Елаков, А.П. Белоглазов, Ю.А. Денисов // Сборник тезисов докладов, представленных на конференции, посвященной 60-летию ОКБ «Факел», «Электроракетные двигатели. Прошлое. Настоящее. Будущее». ОКБ «Факел». - 2016. - С. 33.

224 Akhmetzhanov, R. V. An ion thruster accelerating electrode made of carbon-carbon composite material / R. V. Akhmetzhanov, V. V. Balashov, E.A. Bogachev et al. // Thermal Engineering. - 2018. - Vol. 65. - №13. - P. 986-993.

225 Melnikov, A.V. Computational and experimental study of an ion injector of a weakly divergent ion beam for implementing a method for removing space debris object by ion beam / A.V. Melnikov, E.A. Bogachev, A.B. Elakov et al. // Acta Astronautica. - 2023. - P. 815-825.

226 Elakov, A.B. Fine structure carbon-carbon for application in satellite antenna reflectors (Abstract no. 1969) / A.B. Elakov, E.A. Bogachev // Proceedings 10th International Conference on High-Temperature Ceramic Matrix Composites, HTCMC-10, Bordeaux. - 2019. - P. 345.

227 Ахметжанов, Р.В. Исследовательские испытания ионного двигателя с электродами ионно-оптической системы, изготовленными из углерод-углеродного композиционного материала на основе нетканого углеродного каркаса / Р. В. Ахметжанов, А. В. Богатый, Е. А. Богачев [и др.] // Космические исследования. - 2023. - Т 61. - № 5. - С. 439-444.

228 Goebel, D. Fundamental of electric propulsion: ion and hall thrusters / D. Goebel, I. Katz // Jet Propulsion Laboratory California Institute of Technology. Space and Technology Series. - 2008. - 493 p.

229 Елаков, А.Б. Возможности использования плотного углерод-углеродного композита на нетканой основе в ионно-оптических системах ионных источников. / А.Б. Елаков, Е.А.Богачев, Ю.С. Перминова, А.И. Могулкин, А.В. Мельников, О.Д. Пейсахович. // Инженерно-физический журнал. - т.97. - №1. - 2024. - С.1-9.

230 Гнесин, Г.Г. Карбидокремниевые материалы / Г.Г. Гнесин. - М.: Металлургия, 1977. - 216 С.

Список сокращений и условных обозначений

ВККМ - высокотемпературный конструкционный композиционный материал;

ВТО - высокотемпературный отжиг (обычно > 1800 0С);

ВЧИД - высокочастотный ионный двигатель;

ГП - горячее прессование;

ГПХ - гель-проникающая хроматография;

ДСК - дифференциальная сканирующая калориметрия;

ДТА - дифференциальный термический анализ;

ДТМА - динамический термомеханический анализ;

ИПК - иглопробивные каркасы;

ИОС - ионно-оптическая система ВЧИД;

КМ - композиционный материал;

КРС - спектроскопия комбинационного рассеяния;

ММС - монометилсилан;

МТХС - метилтрихлорсилан;

ОКМ - органоморфный композиционный материал, получен уплотнением матрицеобразующим веществом оргноморфного каркаса;

ОК - органоморфный каркас, получен термообработкой органоморфной преформы в инертной газовой среде. Наследует форму и пространственную ориентацию органических (элементоорганических) волокон, составляющих органоморфную преформу;

РСМА (или МРСА) - рентгеноспектральный микроанализ; ПАН - полиакрилонитрил;

ПИД - пропорционально-интегрально-дифференциальный (регулятор) ПКС - поликарбосилан;

СМНВ - самосклеивающийся материал из натуральных волокон;

СЭМ - сканирующая электронная микроскопия;

СО - силовая обечайка;

ТГА - термогравиметрический анализ;

ТКЛР - температурный коэффициент линейного расширения; ТМА - термомеханический анализ;

УУКМ - углерод-углеродный композиционный материал;

УЭ - ускоряющий электрод;

ЭЭ - эмиссионный электрод;

ЭКП - эталонная когнтактная порометрия;

ЭПР - электронный парамагнитный резонанс;

CVD - Chemical Vapor Deposition (химическое осаждение из газовой фазы на поверхность);

CVI - Chemical Vapor Infiltration (химическое осаждение из газовой фазы в объем каркаса)

FCVI - изотермический CVI с принудительной фильтрацией;

FTG CVI - термоградиентный CVI с принудительной фильтрацией;

PCVI - импульсный CVI;

ICVI - изотермический CVI в режиме протока;

TG CVI - термоградиентный CVI

П P И Л О Ж Е Н И Я

УТВЕРЖДАЮ Генеральный директор ГНЦ РФ АО «ГНИИХТЭОС»

ТЕХНИЧЕСКИЙ, разработки технологии и организ

■■--Э__^Ui-S-i.

«J*> »

инновационных элементоорганических продуктов

Настоящий акт составлен в том, что по техническому заданию АО «Композит» (отделение 0240, начальник отделения Богачев Е.А.) в ГНЦ РФ АО «ГНИИХТЭОС» в период 2005-2025 г.г. разработаны процессы получения чистых метилсилана и поликарбосиланов, оформлен технологический регламент и организовано производство отвержденных волокон поликарбосилана марки ВОП-1 ТУ 13.10.32260-00209013-2018, а также разработан технологический регламент и создано производство монометилсилана ТУ 2437-043-00209013-05. Полученные образцы переданы в АО «Композит» по договорам и использованы для получения карбидокремниевых волокон и композитов с карбидокремниевой матрицей.

Результаты указанных работ отражены в диссертационной работе Богачева Е.А. «Научные основы и технологии получения высокотемпературных конструкционных композиционных материалов нового поколения на основе волокнообразующих полимеров» (научный консультант - заместитель генерального директора-научный руководитель ГНЦ РФ АО «ГНИИХТЭОС», д.х.н., академик РАН Стороженко П.А.), представленной на соискания ученой степени доктора технических наук по специальности 2.6.11. Технология и переработка синтетических и природных полимеров и композитов.

Жигалов Д.В. Апальков A.B.

Акционерное общество

«композит»

Пионерская ул., д. 4, г. Королёв, Московская область, тел. [phone] Россия, 141070 канцелярия 513-22-56, факс [phone] Телеграф БЕРЕМ е-та11:1пГоГа kompozlt-mv.ru _ОКПО 56897835, ОГРН 1025002043813. ИНН / КПП 5018078448 / 501801001

УТВЕРЖДАЮ

енеральный директор Ок«Композит», д.т.н.

А.Г. Береснев -4*- 2025 г.

ТЕХНИЧЕСКИЙ АКТ ВНЕДРЕНИЯ

от«<¡9» 1<1 2025 г.

Мы, нижеподписавшиеся, представители АО «Композит» заместитель генерального директора по научной работе, д.т.н. Тимофеев А.Н., начальник лаборатории разработки и внедрения конструкционной керамики АО «Композит», к.т.н. Санникова С.Н., ведущий технолог Поваляев А.И. составили настоящий акт о том, что результаты диссертационной работы Богачева Евгения Акимовича «Научные основы и технологии изготовления высокотемпературных конструкционных композиционных материалов нового поколения на основе волокнообразующих полимеров» внедрены в АО «Композит» в качестве силовых обечаек пресс-форм для горячего прессования высокотемпературной керамики конструкционного назначения.

Из цилиндрических заготовок высокоплотного ВККМ состава С/С на основе органоморфного углеродного каркаса марки Ипресскон® в период с 2018 г. по 2025 г. изготовлены:

- силовые обечайки (СО) пресс-форм для горячего прессования наружным диаметром 160 мм, внутренним диаметром 100 мм, высота обечаек 100 мм (КД 0932.301571.031) в количестве 8 шт., с использованием которых при температуре

2200 °С и давлении 35 МПа изготовлено более 2000 заготовок высокотемпературных электроизоляторов из гексагонального нитрида бора с плотностью, близкой к теоретической (2,15 г/см3).

изготовлены 5 СО для крупногабаритных пресс-форм с наружным

диаметром 250 мм, высотой 110 мм (КДЛДВТ.713351.003) и наружным диаметром 320 мм, высотой 170 мм (КД ЛДВТ.713351.004). Указанные СО используются при горячем прессовании заготовок разрядных камер СПД повышенной мощности при давлении 35 МПа и температуре до 2200 °С, время выдержки при конечной температуре 1 ч, давление удерживается в течение 10 ч. За последние 2 года с использованием этих пресс-форм изготовлено более 50 заготовок разрядных камер

Заключение: Применение УУКМ на основе органоморфного углеродного каркаса марки Ипресскон* в качестве материала силовых обечаек обеспечивает экстремально высокий ресурс эксплуатации пресс-форм - более 100 термоциклов на обечайку, тогда как использование графитовых обечаек (в том числе из импортного изостатического графита) не превышает 3 режимов горячего прессования на обечайку.

Заместитель генерального директора

СПД.

по научной работе, д.т.н.

Начальник лаборатории, к.т.н.

Санникова С.Н.

Ведущий технолог

Поваляев А.И.

1£0иШШ0

\/Ra 3,2 (V)

Фи

5 Маркировать Ч и клеймить К на бирке

0932.301571.031

Обечайка > /ta Масса Масштаб

Изп /¡ист № докцм. Подп. lana 2А 11

Разраб. Побаляеб гцъ

Проб. Ванькоб У&4

Т.контр. Шишилоб m (bite Лист 1 Листоб 1

Нач. КБ Антипоб (Ы ЦП( ШМ марки Ипресскан ® ТУ 21.99. К. W-859-56897815-2019 АО "Композит"

Н.контр. Затцраноб mi

Утб. Санникоба ¡год

Копиробап______ Формат A3

^УТВЕРЖДАЮ

ПМЭ МАИ

.А. Попов 2021 г.

nPOTOKOJ

испытаний экспериментального образна ВЧИД ММ

« 16 » июня 2021 г.

1 Объект испытаний

1.1 Объект испытаний - экспериментальный образец высокочастотного ионного двигателя малой мощности с диаметром ГРК 80 мм - ВЧИД ММ, в количестве 1 шт., с электродами ионно-оптической системы (ИОС), выполненными из углерод-углеродного композиционного материала (УУКМ) на углеродном каркасе Ипресскон®.

2 Цели испытаний

2.1. Определение характеристик экспериментального образца ВЧИД ММ при проведении испытаний в широком диапазоне регулирования тяги.

2.2 Проверка работоспособности экспериментального образца ВЧИД ММ с электродами ИОС из УУКМ при длительных испытаниях (продолжительностью 1000 часов).

3 Время и место проведения испытаний, исполнители

3.1. Испытания проводились с «20» сентября 2019 г. по 24.03.2020 г., с 01.03.2021 г. по 15.06.2021 г. на территории НИИ ПМЭ МАИ. 3.2 Исполнители: Р.В. Ахметжанов, C.B. Гордеев

4 Средства проведения испытаний

Наименование оборудования, обозначение Технические характеристики, класс точности Назначение

Комплект технологических кабелей - Подключение к стендовой системе питания и управления

Мультиметр АРРА-ЮЗЫ Птест =1,3 В; ±(0,6% + 3 ед.сч.) Измерение сопротивления изоляции низковольтной части

Универсальная перестыковочная колодка с набором тестовых кабелей КР-1 Типы соединителей: DSUB DB-9, DB-15, DB-25, DB-50, DH-26, DH-44 Проверки изделия

Наименование оборудования, обозначение Технические характеристики, класс точности Назначение

Тераомметр Е6-13А по линейной шкале не более ±2,5%; ир = 100 В Измерение сопротивления изоляции цепей питания

Измеритель сопротивления изоляции 2803 ГЫ иисп.=500, 1000, 2500, 5000 В, ±5,2% Измерение сопротивления изоляции высоковольтной части

Источник питания АТН-2232 UP=0....30B ±0,02% Питание изделия

Токовые клещи КЕУБЮНТ 1146В AC/DC DC- ЮОкГц Контроль энергопотребления изделия

Осциллограф АКИП-4122/1V 60 MHz, 500 Мвыб/с Контроль циклограмм энергопотребления изделия

МультиметрА§Пеп1 3431А U ±0,05%+Зед.сч. I ±0,5%+5ед.сч. Измерение напряжения и тока потребления изделия

Термометр лабораторный ТЛ5 (0-75)°С Измерение температуры окружающей среды

5 Результаты испытаний

5.1 Результаты испытаний по определению характеристик экспериментального образца ВЧИД ММ при проведении испытаний в широком диапазоне регулирования тяги представлены в таблице:

Потребляемая мощность, Вт Тяга, мH Удельный импульс тяги, с КПД, %

607 17,2 4308 60

439 12,3 4282 59

294 8,1 4206 56

177 5,0 3486 48

132 3,3 2675 33

49 1,3 1581 20

30 0,6 820 9

23 0,3 350 2

5.2 Проверка работоспособности экспериментального образца ВЧ1/

Д ММ с

электродами ИОС из УУКМ при длительных испытаниях представлены в таблице:

Ток в цепи ЭЭ, мА Средний ток в цепи УЭ, мА Потенциал ЭЭ, В Потенциал УЭ, В Давление в вакуумной камере, Па Длительность испытаний, ч

100 2,31 2000 минус 250 не выше 5,3x10"3 1000

6. Выводы

6.1. Экспериментальный образец ВЧИД ММ показал широкий диапазон регулирования тяги.

6.2. Электроды ИОС ВЧИД ММ, выполненные из УУКМ, показали стабильную работу при разности потенциалов между электродами 2250 В и межэлектродном зазоре 0,8 мм.

Проведенные испытания показали применимость УУКМ для изготовления электродов ИОС ВЧИД взамен металлических (из титанового или молибденового сплава).

Заместитель начальника отдела 13 f Р.В. Ахметжанов

Инженер / С.В.Гордеев

Ведущий метролог ¿^ i. А.Ю. Орлов

УТВЕРЖДАЮ

ФИАН ¿¿-рдф- Лихачёва Щ| 2026 г.

у (.-у-

* л*

АКТ

об апробации результатов диссертации Богачева Евгения Акимовича на соискание ученой степени доктора технических наук по теме: «Научные основы и технологии получения высокотемпературных конструкционных композиционных материалов нового поколения на основе

волокнообразующих полимеров»

Комиссия в составе:

Л.Н. Лихачева - председатель комиссии, Е.С. Голубев - член комиссии, Д.М. Рудковский - член комиссии, М.Ю. Архипов - член комиссии.

Составила настоящий акт о том, что результаты диссертационной работы

Богачева Евгения Акимовича опробованы в виде масштабного

технологического образца зеркала на основе углеродного каркаса Ипресскон®

для перспективных космических телескопов миллиметрового,

субмиллиметрового и дальнего инфракрасного диапазона длин волн в

Астрокосмическом центре Физического института имени П.Н. Лебедева

Российской Академии наук (АКЦ ФИАН).

Результаты испытаний масштабного технологического образца зеркала со

сферической формой отражающей поверхности Я = 1521 мм и внешним

диаметром <1 = 200 мм (рисунок 1, приложение к Акту):

- определена точность отражающей поверхности при нормальных

климатических условиях посредством сканирования на координатно-