Сотрудники Новосибирского государственного университета предложили технологии, которые смогут заменить импортные материалы для авиации и космической отрасли.
Новые материалы, сочетающие малую плотность и высокие прочностные характеристики при повышенных рабочих температурах, необходимы для создания различных конструкций для авиатехники.
Чтобы добиться указанных свойств, в конструкциях перспективной техники применяются волокнистые композиционные материалы на основе жаропрочных титановых сплавов и керамических матриц, армированных волокнами карбида кремния.
Ученые НГУ предложили более простую и экономичную технологию получения карбидокремниевого волокна. Запуск промышленного производства решит проблему импортозамещения материалов в России.
«Зарубежные методы производства требуют больших временных затрат и денежных вложений: стоимость итоговой продукции превышает несколько тысяч долларов за фунт. Помимо этого иностранные волокна запрещены к экспорту в Россию, что затрудняет создание композитов на их основе. Наша технология позволяет в короткие сроки и с меньшими затратами получить качественное карбидокремниевого волокно», — прокомментировал руководитель проекта, научный сотрудник отдела прикладной физики НГУ Евгений Галашов.
Новый подход основан на химической реакции образования карбида кремния на поверхности непрерывной углеродной нити, погруженной в раствор-расплав кремния. Катушки углеродного волокна погружаются в вакуумный реактор, после чего углеволоконная нить протягивается через легкоплавкие эвтектические растворы-расплавы с высоким содержанием кремния при температуре 350-450 градусов в инертной атмосфере.
После этого катушки карбидокремниевого волокна с заданной толщиной и составом армирующего покрытия SiC/Si, сформированного без разрушения углеродной основы, извлекаются из реактора и могут использоваться как последующая стадия модификации на производстве коммерческого углеволокна.
Новосибирские ученые изготовили опытный реактор и получили образцы карбидокремниевого волокна. Ведутся работы по созданию промышленного вакуумного реактора для получения непрерывного кернового карбидокремниевого волокна.
Для запуска установки в 2023 году проекту требуется софинансирование в размере 10 млн рублей, после чего можно будет начать коммерческие поставки отечественных карбидокремниевых волокон.
