Институт машиностроения, материаловедения и транспорта Саратовского государственного технического университета им. Гагарина Ю.А. (СГТУ) в сотрудничестве с коллегами из НИЦ «Курчатовский институт» создал технологию улучшения качества композиционных материалов, предназначенных для использования в условиях сурового климата Арктики — при производстве морских ледостойких платформ, трубопроводов, резервуаров для хранения технических жидкостей и емкостей для горючего.
Главная особенность технологии заключается в СВЧ-обработке композитов на основе конструкционного термопласта полиамида-6, что позволяет улучшать качество сцепления элементов композиционного материала.
«Полимерные композиционные материалы широко применяются в авиастроении, ракетостроении, энергетике, строительстве и других стратегически важных отраслях. Однако многие такие материалы при низких температурах становятся хрупкими, теряют эксплуатационные свойства и могут разрушаться. Разработанная нами технология позволяет изготавливать прочные и термостойкие композиты, сохраняющие несущую способность в широком диапазоне температур. Эти уникальные материалы могут быть востребованы в условиях Арктики — они будут способны выдерживать температурные перепады от -50 до +50 °С», — рассказала один из авторов исследования кандидат технических наук Ирина Злобина.
По словам ученых, главной проблемой применения полимеров в качестве связующих для композитов является их недостаточная совместимость с армирующими материалами, особенно с углеродными волокнами. Из-за этого в процессе изготовления изделий возникают поры и пустоты, которые приводят к снижению прочности и жесткости. Другой фактор, сдерживающий их применение, — высокая стоимость.
Специалисты СГТУ предложили применить упрочняющую технологию СВЧ-обработки к композитам на основе термопластов, в частности полиамида. В этом случае их можно использовать при 3D-печати, что повышает скорость производства.
Ученые установили, что прочность при растяжении опытных образцов, которые прошли СВЧ-обработку, в среднем возрастает на 12%, а снижение прочности при низких температурах не превышает 2-6%, тогда как у контрольных образцов оно составляет 4-10%. Улучшение свойств композиционных материалов связано с уплотнением их микроструктуры. Исследование поддержано грантом РНФ.
По материалам akm.ru
