В Саратовском государственном техническом университете им. Ю.А. Гагарина (СГТУ) разработали технологию, которая значительно повышает прочность и долговечность полимерных композитов, сообщает пресс-служба СГТУ.
Такие материалы планируется использовать в Арктике — там, где обычные пластики быстро разрушаются от сильного мороза, частых перепадов температуры и высокой влажности.
Участники научной группы уверены в том, что эта разработка откроет новые перспективы в создании надёжных и высокопрочных композитов для строительства и производства оборудования, эксплуатируемого в экстремально холодных условиях Арктики. Плюс — она придаст импульс развитию современных технологий, повышающих качество и безопасность инженерных решений в промышленности российского Заполярья.
Суть разработки проста: готовые изделия из композита (например, детали, напечатанные на 3D-принтере) обрабатывают в микроволновом (СВЧ) поле. При этом не нужно касаться поверхности, поэтому она не повреждается.
В результате прочность суперконструкционного материала на разрыв вырастает на 27–45% в зависимости от выбранного режима.
Для сравнения: обработка ультразвуком даёт прибавку прочности на11–20%.
Основной материал, с которым сегодня работает научный коллектив, — суперконструкционный термопласт полиэфирэфиркетон (PEEK), армированный непрерывным углеродным волокном.
При этом сам по себе PEEK, без дополнительной обработки, уже выдерживает температуры от –60 до +260 °C, но при 3D-печати из него изделий между слоями часто остаются пустоты и слабые места. Именно их «заваривает» микроволновая обработка.
После такой обработки образцы многократно замораживали до –50°C и размораживали. Обычные композиты при этом теряют до половины прочности, а обработанные сохраняют около 80% первоначальных характеристик.
Работа ведётся в рамках гранта Российского научного фонда № 23-79-00039 совместно с НИЦ «Курчатовский институт» (Москва).
В саратовскую часть научной группы входят:
- профессор Николай Бекренев (руководитель проекта);
- доцент Ирина Злобина;
- доцент Марина Алонова;
- представители учебно-научно-производственного Центра конструкторско-технологической поддержки предприятий машиностроительного комплекса Андрей Анисимов, Антон Егоров, Дарья Александрова, Евгений Иванов;
- аспиранты кафедры «Техническая механика и мехатроника» Института машиностроения, материаловедения и транспорта СГТУ Максим Игнатьев и Данила Чуриков;
- студентка Алина Пасечная.
На следующем этапе исследований (2026–2027 годы) учёные определят самые эффективные режимы обработки и проведут длительные испытания материалов уже в реальных арктических условиях.
После этого технология будет готова для передачи предприятиям, которые производят технику и конструкции для Крайнего Севера.
Комментарии: