Саратовские ученые исследовали метод повышения прочности полимерных композитов для эксплуатации в Арктике

Ученые Института машиностроения, материаловедения и транспорта Саратовского государственного технического университета имени Гагарина предложили метод повышения физико-механических свойств армированных полимерных композитов для использования в производстве морских ледостойких платформ, трубопроводов, резервуаров для хранения технических жидкостей и емкостей для горючего, сообщает пресс-служба вуза.

«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 доцент кафедры технической механики и мехатроники Ирина Злобина.

По словам исследователей, главная проблема применения полимеров в качестве связующих заключается в недостаточной совместимости с армирующими материалами, особенно с углеродными волокнами. Образующиеся поры и пустоты приводят к снижению прочности и жесткости. Другой сдерживающий фактор — высокая стоимость.

Перед учеными-материаловедами стояла задача сокращения доли связующих материалов без снижения прочностных характеристик. Политехники предлагают применять упрочняющую технологию СВЧ-обработки к композитам на основе термопластов, в частности полиамида. В этом случае можно будет использовать 3D-печать, что повысит скорость производства.

Исследования показали, что прочность на растяжение образцов, прошедших СВЧ-обработку, в среднем возрастает на 12%. Под воздействием низких температур прочность на изгиб контрольных образцов снижается на 4-10 %, а опытных — только на 2-6%. В основе этих результатов лежит уплотнение микроструктуры.

В дальнейшем планируется провести более детальные исследования влияния СВЧ-обработки на полимерные композиты, которые используются в условиях арктического климата. Кроме того, будет расширен круг материалов и проверена эффективность СВЧ-обработки на композитах на основе ряда полимеров.

Исследования ведутся совместно со специалистами Курчатовского института при грантовой поддержке Российского научного фонда. 

А у вас есть интересные новости? Поделитесь с нами своими разработками, и мы расскажем о них всему миру! Ждем ваши идеи по адресу news@3Dtoday.ru.