Печать

Гнесин Б.А. и Гнесин И.Б.

Краткое описание разработки.

В ИФТТ РАН начиная с 1998 года ведутся работы с новым семейством высокотемпературных материалов типа РЕФСИК. Отличительной особенностью этих высокотемпературных материалов является наличие в них силицидов - твердых растворов на основе соединений (Mo,W)5Si3,  (Mo,W)5Si3C и  (Mo,W)Si2. Кроме того, в состав разработанных материалов и устройств на их основе могут входить карбид кремния, различные углеродные материалы (графиты, композиты С-С) и карбиды тугоплавких металлов.

Горизонтальный нагреватель для работы на воздухе, рабочая температура 15500С. Теплоотдача до 40 вт/см2. Разогрев и охлаждение за 20-40 сек, много цикловая работа.

Испытания теплозащитного экрана в сверхзвуковом газовом пламени, проведенные в МАИ В. М. Левиным и В. Н. Авражковым. Температуры в газовом потоке до 21000С, резкий запуск. На стадии предварительного прогрева видны скачки уплотнения.

Основные преимущества перед аналогами.

За счет управления составом и структурой разработанных материалов и возможностей применения разработанной высокотемпературной пайки (до 2000°С), удается изготавливать детали, различные участки которых выполнены из совершено различных материалов. Керамика на основе карбида кремния, углеродные материалы, тугоплавкие металлы и их сплавы могут быть расположены именно там, где их использование дает наилучший эффект. Например, у электрического высокотемпературного нагревателя контрактный узел может быть выполнен из графита, внутрь которого, для снижения электрического сопротивления, запаян вольфрамовый токонесущий стержень. На поверхность графитового токоввода нанесено защитное покрытие из материала типа РЕФСИК, обеспечивающее его длительную работу при температурах до 1600°С. При этом рабочий участок нагревателя выполнен из жаропрочной и жаростойкой керамики РЕФСИК с относительно высоким удельным сопротивлением. 

Разработанные материалы позволяют получать высокотемпературные жаростойкие и жаропрочные изделия, стойкие к термоциклированию в интервале температур до 2000°С.

Жаростойкость разработанных материалов и изделий из них до 1600°С реализуется при длительной эксплуатации (сотни часов). Для температур вплоть до 2000°С, а иногда и выше, вполне реализуема жаростойкость на уровне часов и десятков часов.

Разработанные материалы обеспечили получение ряда рекордных результатов:   по стойкости в сверхзвуковой струе высокотемпературного пламени,  по несмачиванию поверхности под воздействием расплава угольного шлака в агрегатах по газификации угля. Электроискровые покрытия на поверхности сталей и чугунов проявили рекордную стойкость к воздействию при разливке никелевых и медных сплавов. 

Получены нагреватели с управляемым уровнем  удельного электросопротивления от  15 мОм*мм до 180 мОм*мм, что очень важно для создания требуемого распределения температур на гирлянде из нагревателей, например в имитаторах, применяемых для отработки конструкций и материалов ядерных реакторов  различного типа.

Область  коммерциализации разработки.

В настоящее время, основное направление коммерциализации связано с разработкой и изготовлением электронагревателей различного назначения, требуемые характеристики которых не могут быть реализованы с помощью других известных  материалов.

Весьма перспективным выглядело применение разработанных материалов и получаемых с их помощью защитных покрытий для Интегрированного Комбинированного Цикла Газификации (IGCC) позволяющего использовать дешевые сорта каменного угля для производства электроэнергии и сингаза – важного вида сырья для химической промышленности. Фирма General Electric (США) запатентовала  применение разработанных материалов типа РЕФСИК для этих целей. Однако, изменившаяся в связи  с развитием технологии добычи в США сланцевого газа конъюнктура привела к росту потребления в энергетике природного газа и вынудила потенциальных лицензиатов отложить работы по IGCC. Однако, нельзя исключать, что спустя некоторое время вновь возрастет интерес к экологически чистым и эффективным технологиям переработки каменного угля. 

Форма внедрения

Выполнение договоров и контрактов, в перспективе – создание юридического лица, продажа лицензий, организация производства и реализации продукции.

Форма охраны

Имеются отечественные и зарубежные патенты.