Выявлено, что СВЧ-обработка полимерных композитов увеличивает их прочность до 45%
САРАТОВ, 9 декабря. /ТАСС/. Обработка полимерных композитов микроволновым полем (СВЧ) позволит увеличить их прочность на 27-45%, сделав материал востребованным для использования в условиях Крайнего Севера. К такому выводу пришли ученые Саратовского государственного технического университета им. Гагарина Ю. А. (СГТУ), сообщили ТАСС в пресс-службе вуза.
Группа исследователей ведет работу над технологией для увеличения долговечности и надежности конструкций из полимерных композитов, изготовленных на основе суперконструкционных полимеров. Как отметили в СГТУ, эта разработка особенно важна для использования в условиях Арктики, где критически необходимы повышенные эксплуатационные характеристики материалов.
"Результаты исследования показали, что при обработке полимерных композитов микроволновым полем прочность материала увеличивается на 27-45% в зависимости от режима обработки. Обработка ультразвуком при этом позволяет достичь прироста прочности на уровне 11-20%. Особое внимание уделено тестированию обработанных образцов в условиях многократного "замораживания-размораживания". Образцы, подвергнутые обработке, демонстрируют лучшие показатели стабильности и сохраняют около 80% своей первоначальной прочности даже после длительного пребывания в агрессивной среде низких температур - до минус 50 градусов", - сообщили в вузе.
Преимущественный метод
В ходе экспериментальной части ученые проверили эффективность методов электрофизической обработки полимеров. Они признали воздействие микроволнами преимущественным способом. Как пояснили в университете, воздействие при помощи СВЧ-полей исключает контакт с поверхностью, что позволяет избежать ее механических повреждений.
"Сейчас коллектив работает над упрочнением композитов на основе суперконструкционного полимера - полиэфирэфиркетона. Это очень перспективный материал, и он может работать в широком диапазоне температур от минус 60 до плюс 260 градусов Цельсия. <…> Учеными нашего коллектива совместно с коллегами из Курчатовского института было выявлено, что обработка в СВЧ-поле и с помощью ультразвука таких сложноформируемых материалов как композиты на основе суперконструкционного термопласта и непрерывного углеродного волокна, полученные методом 3D-печати, дает хорошие результаты по упрочнению", - уточнил исследователь Николай Бекренев, слова которого приводит пресс-служба вуза.
По мнению авторов исследования, разработка откроет новые перспективы в создании надежных и высокопрочных композитов для строительства и производства оборудования, эксплуатируемого в экстремально холодных условиях Арктики. Также это даст импульс развитию современных технологий, повышающих качество и безопасность инженерных решений в промышленности российского Заполярья.
Исследование проводится в рамках гранта Российского научного фонда совместно со специалистами Курчатовского комплекса химических исследований НИЦ "Курчатовский институт" и Центра коллективного пользования "Исследовательский Научно-аналитический центр НИЦ "Курчатовский институт".
В исследовательскую группу от СГТУ входят представители кафедры "Техническая механика и мехатроника" Института машиностроения, материаловедения и транспорта - профессор Николай Бекренев и доцент Ирина Злобина, доцент кафедры "Физика" Физико-технического института Марина Алонова, а также представители учебно-научно-производственного центра конструкторско-технологической поддержки предприятий машиностроительного комплекса Андрей Анисимов, Антон Егоров, Дарья Александрова и Евгений Иванов. Кроме того, в исследовании участвуют аспиранты Максим Игнатьев и Данила Чуриков, а также студентка Алина Пасечная.