Технология углеродных материалов

Цели и задачи дисциплины

1.1. Цель – формирование у студентов комплекса знаний по теоретическим основам производства, технологии углеродных материалов и композитов на основе углерода, современному состоянию технологий, перспективах развития, взаимосвязи с другими отраслями промышленности, связанными с сырьевой базой и потребителями товарной продукции. 1.2. Задачи - Добиться освоения студентами знаний а) комплекса теоретических знаний технологических процессов производства углеродных материалов и композитов на основе углерода; б) технологического оборудования на всех этапах производства углеродных материалов; в) по оценке качества исходного сырья и товарной продукции, определяющих направление их использования в народном хозяйстве; - Дать студентам информацию о перспективах развития технологии производства углеродных материалов и композитов на основе углерода, путях повышения качества товарной продукции, научных исследованиях в области технологии углеродных материалов, расширении направлений использования углеродной продукции; - Добиться развития у студентов навыков творческого мышления.

Краткое содержание дисциплины

Аллотропные модификации углерода. Физические и химические свойства углерода. Виды углеграфитовых материалов, их физико-химические свойства и применение. Основное и вспомогательное сырье для производства углеродных материалов и его свойства. Технологическая схема производства углеграфитовых материалов. Предварительное дробление твердых углеродных наполнителей. Прокалка нефтяных, пековых коксов и антрацита. Физико-химические процессы происходящие при прокалке. Ретортные и вращающиеся прокалочные печи. Их конструкция и технологические параметры процесса прокаливания. Каменноугольный пек, технология его подготовки. Технология дробления и размола твердых сырьевых компонентов. Классификация (разделение на фракции по крупности частиц) твердых сырьевых материалов, оборудование для классификации. Смешивание наполнителей и связующего. Выбор вида сырья и связующего, гранулометрический состав сортовых фракций и шихты. Технологические параметры смешивания, оценка качества смешивания. Конструкции смесильных машин. Расчет рецептуры изготовления углеграфитовых заготовок. Прессование углеграфитовых заготовок. Способы прессования, сравнительная характеристика различных способов формования углеграфитовых материалов. Низкотемпературная термообработка углеграфитовых изделий – обжиг. Физико-химические процессы, происходящие при обжиге. . Конструкции печей для обжига углеграфитовых заготовок (туннельные печи, печи с выкатным подом, многокамерные печи Ридгаммера открытого и закрытого типа). Схемы загрузки камер печи, график обжига и охлаждения. Пропитка обожженных заготовок. Виды и свойства пропитывающих пеков и смол. Технологические параметры пропитки. Оборудование для пропитки. Графитация обожженных заготовок. Гомогенная и гетерогенная графитация. Линейные изменения заготовок при графитации. Технологические параметры процесса графитации. Печи графитации Ачесона и Кастнера, их конструкция и технология графитации Технический углерод –сажа, свойства и применение. Технологические схемы получения печной и термической сажи. Алмаз как одна из модификаций углерода и его свойства. Способы получения синтетических алмазов, технологические параметры. Пористые углеродные адсорбенты, их свойства и применение. Технологические схемы активирования углей для получения адсорбентов. Углеродные волокна, виды, свойства и применение. Сырье для получения углеродных волокон, основные стадии процесса: окисление, карбонизация и графитация. Технологические параметры процесса получения углеродных волокон на основе ПАН-волокна, гидратцеллюлозного волокна и пека. Технология получения композиционных материалов на основе углеродных волокон. Свойства композитов. . Применение углерод-углеродных композитов.

Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

Выпускник должен обладать:

ПК-1 Способен осуществлять управление и контроль технологического процесса, повышать качество продукции
ПК-7 способен проверять техническое состояние, организовывать профилактические осмотры и текущий ремонт оборудования, готовить оборудование к ремонту и принимать оборудование из ремонта; осваивать вновь вводимое оборудование
ПК-8 способен принимать конкретные технические решения при разработке и проведении технологических процессов, в том числе с использованием информационных технологий, выбирать технические средства и технологии с учетом экологических, экономических и социальных последствий их применения