Исследования газопроницаемости кварцевой керамики для прогнозирования герметичности элементов конструкций авиационного назначения

К изделиям из пористой кварцевой керамики предъявляются достаточно жесткие требования по сохранению герметичности. Приведены результаты исследований газопроницаемости пористой кварцевой керамики, широко используемой в теплонагруженных элементах конструкций авиационного назначения. Для проведения экспериментальной части исследований разработана и создана лабораторная установка, позволяющая определять коэффициент газопроницаемости исследуемого материала в диапазоне 1x10^–20…1x10^–8 м². С применением стандартных методов получены экспериментальные данные о газопроницаемости кварцевой керамики, в том числе с учетом эффекта проскальзывания газа в капиллярах ее порового пространства (эффекта Клинкенберга). Выполнена верификация полученных данных на конструкции, изготовленной из кварцевой керамики. Полученные результаты можно использовать при проектировании и разработке элементов высоконагруженных конструкций из кварцевой керамики для прогнозирования падения давления во внутренних объемах, а также при формулировании требований к герметичности конструкций авиационного назначения.
EDN: HHMNJD, https://elibrary/hhmnjd

Литература

[1] Русин М.Ю. Проектирование головных обтекателей ракет из керамических и композиционных материалов. Москва, Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2005. 63 с.

[2] Харитонов Д.В., Тычинская М.С., Анашкина А.А. и др. Керамические материалы для авиации и космоса. Москва, РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2022. 120 с.

[3] Пивинский Е.И., Суздальцев Ю.Е. Кварцевая керамика и огнеупоры. Т. 2. Материалы, их свойства и области применения. Москва, Теплоэнергетик, 2008. 464 с.

[4] Попильский Р.Я., Адушкин Л.Е., Пивинский Ю.Е. и др. Исследование некоторых свойств кварцевой керамики в широком интервале температур. Огнеупоры, 1971, № 4, с. 45–51.

[5] Пивинский Ю.Е., Ромашин А.Г. Кварцевая керамика. Москва, Металлургия, 1974. 264 с.

[6] Леонтьев Н.Е. Основы теории фильтрации. Москва, МАКС Пресс, 2017. 88 с.

[7] Liu H., Xu Y. Gas permeability measurement in porous graphite under steady-state flow. Mater. Res. Express, 2022, vol. 9, no. 2, art. 025603, doi: https://doi.org/10.1088/2053-1591/ac50d7

[8] Molisani A.L., de Mattos F.N., Caldeira L. Gas permeability and compressive strength evaluation of porous Al2O3 supported membrane. Ceramica, 2022, vol. 68, no. 385, pp. 46–51, doi: https://doi.org/10.1590/0366-69132022683853204

[9] Wałowski G. Assessment of gas permeability coefficient of porous materials. J. Sustain. Min., 2017, vol. 16, no. 2, pp. 55–65, doi: https://doi.org/10.1016/j.jsm.2017.08.001

[10] Han F., Zhong Z., Yang Y. et al. High gas permeability of SiC porous ceramics reinforced by mullitefibers. J. Eur. Ceram. Soc., 2016, vol. 36, no. 16, pp. 3909–3917, doi: https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2016.06.048

[11] Ding S., Zeng Y.P., Jiang D. Gas permeability behavior of mullite-bonded porous silicon carbide ceramics. J. Mater. Sci., 2007, vol. 42, no. 17, pp. 7171–7175, doi: https://doi.org/10.1007/s10853-007-1577-y

[12] Гаюбов А.Т. Анализ влияния нелинейных эффектов на течение флюидов в пористых средах. Дисс. … канд. тех. наук. Москва, РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2021. 112 с.

[13] Троицкий В.М. Феноменологический подход к анализу экспериментальных данных о газопроницаемости в пористых средах. Истинная причина эффекта Клинкенберга. Вести газовой науки, 2017, № 2, с. 110–124.

[14] Собина Е.П. Совершенствование системы метрологического обеспечения средств измерения пористости и проницаемости твердых веществ и материалов. Дисс. … док. тех. наук. Екатеринбург, ВНИИМ им. Д.И. Менделеева, 2020. 411 с.

[15] Беркман А.С., Мельникова И.Г. Пористая проницаемая керамика. Ленинград, Стройиздат, 1969. 141 с.