Способ изготовления детали из термостойкого композитного материала, спрособ изготовления волоконнистой конструкции, волокнистая конструкция, изготолвенная данным способом, и композитный материал, содержащий данную конструкцию - RU2005106198A

Реферат

1. Способ изготовления пористой трехмерной волокнистой конструкции, содержащей трехмерную основу из упорядоченных термостойких волокон, отличающийся тем, что в волокнистую конструкцию встраивают углеродные нанотрубки, сформированные посредством их выращивания на термостойких волокнах основы после ее пропитки составом, содержащим, по меньшей мере, один катализатор роста углеродных нанотрубок, с обеспечением возможности получения трехмерной конструкции, состоящей из термостойких волокон и обогащенной углеродными нанотрубками.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что включает следующие, выполняемые последовательно, шаги: пропитывают двумерные слои термостойких волокон составом, содержащим, по меньшей мере, один катализатор роста углеродных нанотрубок, формируют трехмерную основу путем наложения друг на друга и скрепления пропитанных двумерных слоев и обеспечивают рост углеродных нанотрубок в пределах трехмерной основы.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что двумерные слои скрепляют друг с другом иглопробиванием.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что включает следующие, выполняемые последовательно, шаги:

(а) пропитывают двумерные термостойкие волокнистые слои составом, содержащим, по меньшей мере, один катализатор роста углеродных нанотрубок,

(б) обеспечивают рост углеродных нанотрубок в пределах двумерных слоев и

(в) формируют трехмерную конструкцию путем наложения друг на друга и скрепления двумерных слоев из термостойких волокон, полученных в результате выполнения шагов (а) и (б).

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что трехмерную волокнистую конструкцию формируют наложением двумерных слоев, имеющих различные количества углеродных нанотрубок.

6. Способ по п.4, отличающийся тем, что двумерные слои скрепляют друг с другом иглопробиванием.

7. Способ по п.6, отличающийся тем, что перед иглопробиванием, по меньшей мере, на некоторые из двумерных слоев наносят слой свободных волокон.

8. Способ по п.6, отличающийся тем, что перед иглопробиванием двумерные слои с углеродными нанотрубками смачивают.

9. Способ по п.1, отличающийся тем, что включает следующие, выполняемые последовательно, шаги изготавливают трехмерную основу из термостойких волокон, пропитывают указанную основу составом, содержащим, по меньшей мере, один катализатор роста углеродных нанотрубок, и обеспечивают рост углеродных нанотрубок в пределах трехмерной основы.

10. Способ по п.9, отличающийся тем, что изготовление трехмерной основы включает наложение друг на друга и скрепление двумерных слоев.

11. Способ по п.10, отличающийся тем, что двумерные слои скрепляют друг с другом иглопробиванием.

12. Способ по п.9, отличающийся тем, что трехмерная основа из термостойких волокон изготовлена посредством объемного прядения, вязания или плетения.

13. Способ по п.2, отличающийся тем, что пропитывание осуществляют с использованием состава, содержащего, по меньшей мере, один катализатор роста углеродных нанотрубок на термостойких волокнах с удельной поверхностью не менее 10 м²/г.

14. Способ по п.2, отличающийся тем, что термостойкие волокна подвергают поверхностной обработке для обеспечения значения удельной поверхности не менее 10 м²/г.

15. Способ по п.14, отличающийся тем, что поверхностную обработку осуществляют посредством контролируемого окисления.

16. Способ по п.14, отличающийся тем, что поверхностную обработку осуществляют посредством воздействия кислотой.

17. Способ по п.14, отличающийся тем, что поверхностную обработку термостойких волокон производят до осуществления пропитывания составом, содержащим, по меньшей мере, один катализатор роста углеродных нанотрубок.

18. Способ по п.14, отличающийся тем, что поверхностную обработку термостойких волокон производят после осуществления пропитывания составом, содержащим, по меньшей мере, один катализатор роста углеродных нанотрубок.

19. Способ по п.2, отличающийся тем, что пропитывание осуществляют составом, содержащим раствор, по меньшей мере, одной соли металла, являющегося катализатором роста углеродных нанотрубок.

20. Способ по п.19, отличающийся тем, что включает шаг освобождения от частиц металлического катализатора после получения трехмерной конструкции, обогащенной углеродными нанотрубками.

21. Способ по любому из пп.1-20, отличающийся тем, что вводят дополнительные углеродные нанотрубки в поры, по меньшей мере, одной зоны на поверхности волокнистой конструкции.

22. Способ по п.21, отличающийся тем, что введение дополнительных углеродных нанотрубок осуществляют нанесением суспензии нанотрубок на поверхность трехмерной конструкции.

23. Способ изготовления детали из термостойкого композитного материала, включающий изготовление волокнистого каркаса, представляющего трехмерную волокнистую конструкцию, и уплотнение каркаса термостойкой матрицей, отличающийся тем, что каркас изготавливают способом в соответствии с любым из пп.1-22.

24. Трехмерная конструкция, содержащая трехмерную основу из упорядоченных термостойких волокон, отличающаяся тем, что дополнительно содержит углеродные нанотрубки, которые выступают из поверхности, по меньшей мере, части термостойких волокон.

25. Конструкция по п.24, отличающаяся тем, что термостойкие волокна выполнены из углерода.

26. Конструкция по п.24, отличающаяся тем, что термостойкие волокна выполнены из керамики.

27. Конструкция по п.24, отличающаяся тем, что углеродные нанотрубки составляют по массе от 5 до 200% массы основы из термостойких волокон.

28. Конструкция по любому из пп.24-27, отличающаяся тем, что трехмерная основа изготовлена из двумерных слоев, скрепленных иглопробиванием.

29. Деталь из термоконструкционного композитного материала, содержащая волоконное армирование в виде трехмерной волокнистой конструкции и термостойкую матрицу, отличающаяся тем, что трехмерная волокнистая конструкция выполнена в соответствии с любым из пп.24-28.