Исследование стойкости нагревательных элементов высокотемпературных вакуумных печей из композиционных материалов с карбидными

Рабочая атмосфера
Вакуум
Инертные газы
Слабо окислительная
Восстановительная
Спекание, карботермическое или металлотермическое восстановление металлов из их оксидов, цементация
пары воды, диоксида углерода, кислорода

Применяемые материалы для нагревательных элементов
Металлические
Углеродные
Сплавы
сопротивления
Тугоплавкие
металлы
Графит
УУКМ
Х20Н80-Н
Х23Ю5Т
MoSi2
SiC
W
Mo
Ta
Nb

Применение тугоплавких карбидов
Горячее прессование
порошка
Литье
(расплавленный Ме + С)

Способы получения карбидного слоя на УУКМ
Обработка
металлоорганическими
соединениями
Взаимодействие
с расплавленными
металлами
Прямое и
косвенное
восстановление
оксидов
металлов

Обработка
металлоорганическими соединениями
Результат пропитки титаном
химическим методом
После прогрева при t=300-4000C
в аргоне

Взаимодействие с
Расплавленными металлами
То же с добавлением
порции металла (t=20000C, 10-2Па, 2ч)
Результат пропитки образца из УУКМ
сплавом Ti-Zr (t=20000C, 10-2Па, 2ч)
Образец со
слоем
карбидов
титана и
циркония
после 5
часов
испытаний
на воздухе

Прямое и косвенное восстановление
оксидов металлов
TiO2
УУКМ
Нагрев в
вакууме
Нагрев в углеродосодержащей атмосфере (С2Н2)

Испытания на окисление при t≤10000C
УУКМ
УУКМ после
обработки
металлоорганикой
УУКМ после
обработки TiO2

Модель вакуумной ЭПС
f(T,τ)

Расчет коэффициентов схемы

Система управления температурой

Результаты моделирования
УУКМ+TiC
УУКМ
Загрузка

Определение температурного поля внутри загрузки

Внутренние источники теплоты

Система управления температурой, учитывающая химические реакции, протекающие в загрузке