РЕФЕРАТИВНЫЙ БЮЛЛЕТЕНЬ

научно-технической и

патентной информации по

УГЛЕРОДНЫМ МАТЕРИАЛАМ

№ 5 – 2017

Москва, АО «НИИграфит»

2

РЕФЕРАТИВНЫЙ БЮЛЛЕТЕНЬ

научно-технической и патентной информации по

УГЛЕРОДНЫМ МАТЕРИАЛАМ

№ 5 – 2017

Основан в 1966 г. Выходит 12 раз в год

3

Содержание №5 – 2017

1. Волокна и композиты ……………………………………………… 4

1.1. Углеродные волокна и композиты ………………………... 4

1.2. Целлюлоза, вискоза. УМ в медицине……………………….. 8

1.3. Композиты в строительстве. Базальт…………………… 10

2. Атомная и альтернативная энергетика ………………………. 13

3. Наноматериалы, фуллерены, графен ……………………………. 15

4. Методы исследования. Сырье…………………………………….. 18

5. Полимеры. Алмазы. Другие виды углеродных материалов … 21

6. Обзор рынков и производства …………………………………… 23

7. Научно-популярные материалы, сообщения…………………… 23

8. Статьи наших читателей………………………………………… 25

9. Патенты……………………………………………………………….. 35

4

1. ВОЛОКНА И КОМПОЗИТЫ

1.1. УГЛЕРОДНЫЕ ВОЛОКНА И КОМПОЗИТЫ

1.1.1. ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ И МОДИФИКАЦИИ

УГЛЕВОЛОКНА И КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ЕГО ОСНОВЕ

Злобина И.В., Бекренев Н.В. // Научное обозрение. Технические науки. – 2016. - №3. –

С.50-53

В статье описаны особенности строения углеволокна, в том числе в качестве

армирующего компонента в композиционных материалах, указаны области их применения,

среди которых можно выделить аэрокосмическую отрасль, машиностроение, электротехнику.

Так же обоснована необходимость дальнейшей работы в направлении поиска возможностей

улучшения структурных, физико-механических, химических свойств углеволокна и

материалов на его основе посредством различных видов модифицирующего воздействия,

способствующих изменению структуры материала за счет перестроения химических связей,

обусловленных достижением высокой степени вибрации частиц, в результате чего некоторые

существующие связи будут упрочняться, а другие - могут быть разорваны. Освободившиеся

атомы, в соответствии с валентностью будут формировать новые связи и, как следствие,

приводить к изменению структуры материала.

1.1.2. ИЗМЕРЕНИЕ ДЕФОРМАЦИИ УГЛЕПЛАСТИКА С ПОМОЩЬЮ

ИНТЕГРИРОВАННЫХ В ЕГО СТРУКТУРУ ВОЛОКОННЫХ БРЭГГОВСКИХ

РЕШЕТОК

Махсидов В.В., Яковлев Н.О., Ильичев А.В. // Механика композиционных материалов

и конструкций. – 2015. - Т.21, №3. – С.360-369

Волоконные брэгговские решетки (ВБР) являются перспективной основой датчиков

определения деформации и начинают все шире применяться в измерительных системах для

различных конструкций. Более того, исследуется возможность применения таких ВБР в

системе встроенного контроля элементов конструкций из полимерных композиционных

материалов (ПКМ) в ряде отраслей промышленности, в частности для элементов конструкций

авиационного назначения. В данной работе опробован способ измерения деформации

образцов углепластика с помощью интегрированной ВБР, в основе которого лежит метод

калибровки. Показано, что измерение деформации предложенным способом дает сравнимые

результаты с измерениями с помощью экстензометра и тензодатчика. Рассмотренная методика

измерения может применяться при изучении фактического распределения осевой

составляющей деформации в структуре ПКМ для образцов, которые работают, главным

образом, на растяжение-сжатие. Данную методику возможно применять и для элементов

конструкций из ПКМ, которые допускают предварительное нагружение в рабочем диапазоне

нагрузок перед началом эксплуатации.

5

1.1.3. ПОЛУЧЕНИЕ УГЛЕРОДНЫХ ВОЛОКОН ИЗ СОЕДИНЕНИЙ С НИЗКИМ

МОЛЕКУЛЯРНЫМ ВЕСОМ, ПРИГОТОВЛЕННЫХ ИЗ НИЗКОКАЧЕСТВЕННЫХ

УГЛЕЙ И БИОМАССЫ ПУТЕМ ЭКСТРАКЦИИ РАСТВОРИТЕЛЕМ

Preparation of carbon fibers from low-molecular-weight compounds

obtained from low-rank coal and biomass by solvent extraction / LI Xian, ZHU Xian-qing,

Kenshiro Okuda // New Carbon Materials. - 2017. – №2. – Р.41-47

Практическое использование

углеродных волокон ограничено их

высокой ценой, главным образом из-за

высокой цены прекурсоров. В данной

работе был рассмотрен метод

экстракции растворителем при

высокой температуре для получения

прекурсоров углеродных волокон из

низкосортных углей и биомассы,

используя лигнит из Австралии и

рисовую солому. 1-метилнафталин при

350°С использовался для извлечения, и

часть экстракта в растворителе

выпаривалась при комнатной

температуре. Растворимые фракции

при комнатной температуре были получены для использования в качестве прекурсоров путем

выпаривания растворителя. Они были спрядены в волокна методом раскрутки на

центрифуге, затем окислены путем термической обработки с программируемой

температурой на воздухе от 80°C до 330°C и карбонизованы при 1000°C в течение 1 часа в N2

с целью получения углеродных волокон. Содержание углерода и кислорода в конечных

углеродных волокнах составляло 92 и 6,0 мас.%, соответственно, что схоже с

промышленными углеродными волокнами. Диаметр волокна составлял около 4-6 мкм. Было

обнаружено, что растворимые фракции являются перспективными недорогими прекурсорами

для углеродных волокон. (Ш.) (Англ)

1.1.4. ИННОВАЦИИ ПРИ ПРИМЕНЕНИИ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

В АВИАЦИОННЫХ ДВИГАТЕЛЯХ

Новиков А.С., Каримбаев Т.Д., Луппов А.А. // Двигатель. – 2015. - №2 (98). – С.8-11

За много лет в ЦИАМ создан научно-технический задел по изучению композиционных

материалов, инновационным приёмам проектирования деталей авиационных двигателей из

них, специфическим методам переработки исходного сырья композиционных материалов в

детали и изделия авиационной техники, особенностям технологии испытаний и процедуры

квалификационных испытаний конструкций из композиционных материалов. Накопленный

опыт решения описанных в статье инновационных задач, связанных с проблемой применения

композиционных материалов в авиационных двигателях, может и должен быть использован

для доводки ряда деталей (прежде всего, рабочих лопаток вентиляторов) до VI уровня

технологической готовности с последующим внедрением разработок в перспективные

конкурентоспособные отечественные двигатели различного назначения.

6

1.1.5. ЗАВИСИМОСТЬ УПРУГИХ И ПРОЧНОСТНЫХ СВОЙСТВ УГЛЕРОД-

УГЛЕРОДНЫХ КОМПОЗИТОВ ОТ СТРУКТУРЫ АРМИРОВАНИЯ

Жигун В.И., Плуме Э.З. // Механика композиционных материалов и конструкций. –

2015. - Т.21, №3. – С.301-313

Исследованы упругие и прочностные свойства углерод-углеродных композитов,

имеющих разные виды армирующих наполнителей и различную структуру армирования, при

нагружении на растяжение, сжатие, изгиб и сдвиг. Проведён анализ полученных результатов.

Выявлена зависимость исследованных характеристик от вида армирующего наполнителя и от

структуры армирования рассмотренных материалов.

1.1.6. КАК ДОБАВЛЕНИЕ ОКСИДА ГРАФЕНА ВЛИЯЕТ НА МЕЖСЛОЕВЫЕ

СДВИГОВЫЕ СВОЙСТВА АРМИРОВАННЫХ УГЛЕРОДНЫМИ ВОЛОКНАМИ

ЭПОКСИДНЫХ КОМПОЗИТОВ

Effect of graphene oxide addition on the interlaminar shear

property of carbon fiber-reinforced epoxy composites

Han Xiao, Zhao Yan, Sun Jian-Ming // New Carbon Materials. - 2017. – №2. – Р.48-55

Композиционные материалы на основе углеродного волокна были изготовлены путем

горячего прессования сложенных препрегов из углеродного волокна с использованием

эпоксидной смолы, модифицированной оксидом графена (ОГ), в качестве матрицы.

Тетрагидрофуран использовался в качестве растворителя для рассеивания ОГ в эпоксидной

смоле. Результаты показали, что можно получить гомогенную эпоксидную систему,

модифицированную ОГ, которая была бы стабильна в течение приблизительно 3 ч, достаточно

долго, чтобы получить препрег. Включение 0,10 вес.% ОГ в эпоксидную смолу достигло

наибольшей прочности при межслойном сдвиге (ПМСС) 96,14 МПа для слоистых

материалов, что на 8,05% выше, чем без ОГ. Кроме того, температура стеклования композита

была увеличена примерно на 5°С. Улучшение ПМСС можно объяснить уплотнением

эпоксидной смолы и улучшением межфазной адгезии между углеродными волокнами и

эпоксидной матрицей. (Ш.) (Англ)

7

1.1.7. ПОЛУЧЕНИЕ И СВОЙСТВА C/C КОМПОЗИТА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ

ИГЛОПРОБИВНОЙ НЕТКАНОЙ ВОЙЛОЧНОЙ ЗАГОТОВКИ ИЗ УГЛЕРОДНОГО

ВОЛОКНА

Fabrication and performance of a C/C composite using a needled non-woven carbon fiber

felt as a preform / Liyan, Cuihong, Zheng Rui // New Carbon Materials. - 2017. – №2. – Р.56-62

C/C композит был получен путем химической инфильтрации паром с последующим

повторным пропитыванием смолой и карбонизацией под высоким давлением до конечной

плотности 1,9 г/см3 с использованием иглопробивной нетканой войлочной заготовки из

углеродного волокна. Его механические свойства сравнивали с 3D тканым C/C композитом.

Результаты показали, что осевая прочность на растяжение иглопробивного C/C композита

составляла 24,5 и 52,88 МПа при комнатной температуре и 2800°C соответственно, что на 138

и 170% выше, чем у 3D тканого C/C композита. Характер повреждения иглопробивного

композита был псевдопластичным. Коэффициент осевого теплового расширения такого

композита при 1000оC составлял только 1,409x10

-6/°C, что на 64% ниже, чем у 3D тканого

композита. Иглопробивной C/C композит обладает превосходной механической прочностью

и теплофизическими свойствами, что делает потенциально возможным его использование в

твердотопливном ракетном двигателе. (Ш.) (Англ)

1.1.8. ОЦЕНКА ПОРИСТОЙ СТРУКТУРЫ ЗАГОТОВКИ КАМЕРЫ СГОРАНИЯ

НА ОСНОВЕ ПЛЕТЕНОГО УГЛЕРОДНОГО КАРКАСА И УГЛЕРОД-

КЕРАМИЧЕСКОЙ МАТРИЦЫ

Разина А.С., Асташева Н.П. // Информационно-технологический вестник. – 2016. – Т.10,

№4. – С.80-90

В настоящее время для повышения окислительной стойкости углерод-углеродного

композиционного материала используется метод химического осаждения карбида кремния из

газовой фазы монометилсилана. В качестве заготовки используется углерод-углеродный

композиционный материал с организованной

пористой структурой. В данной работе проведена

оценка пористой структуры заготовки камеры

сгорания (КС) на основе плетеного углеродного

каркаса. Использование плетено-намоточного

способа изготовления углеродного каркаса КС

позволило избежать появления крупных

несплошностей и закрытых пор и создать

равномерно распределенную углерод-

керамическую матрицу в заготовке КС.

Рис. Процесс создания углеродного каркаса КС

8

1.2. ЦЕЛЛЮЛОЗА, ВИСКОЗА. УМ В МЕДИЦИНЕ

1.2.1. БИОРАЗЛАГАЕМЫЕ ПОЛИМЕРНЫЕ КОМПОЗИЦИИ НА ОСНОВЕ

ПОЛИЛАКТИДА И ЦЕЛЛЮЛОЗЫ

Роговина С.З., Алексанян К.В., Косарев А.А. // Высокомолекулярные соединения.

Серия Б // 2016. – Т.58, №1. – С.43-52

В условиях высокотемпературных сдвиговых деформаций получены смеси полилактида

с микрокристаллической целлюлозой. Для повышения пластичности системы и улучшения ее

биоразлагаемости в композицию был введен низкомолекулярный полиэтиленгликоль

различной молекулярной массы. Изучены механические и термофизические свойства

полученных композиций, а также их способность к водо- и влагопоглощению. С

использованием различных физико-химических и биологических методов исследована

морфология и биодеградируемость образцов.

1.2.2. КОНФЕРЕНЦИЯ «РАДИАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ. ЯДЕРНАЯ

МЕДИЦИНА»

Вопросы атомной науки и техники. Серия: Техническая физика и автоматизация. – 2016.

- №73. – С.5

В октябре 2016 г. состоялась III Международная научно-практическая конференция

«Радиационные технологии. Ядерная медицина». Крайне насыщена и интересна была научная

программа конференции. В течение трех дней в рамках мероприятия были обсуждены

актуальные вопросы современного состояния, проблем и тенденций развития отечественной и

зарубежной медицины. В докладе директора АО «НИИграфит» и «Гиредмет» Е.П. Маянова

были освещены важнейшие вопросы замещения импортных комплектующих при

производстве ПЭТ-сканеров. Была представлена продукция АО «НИИграфит», сделанная из

полимерных композиционных материалов (ПКМ) на основе высокомодульного углеродного

волокна, обладающего высокой мощностью и радиопрозрачностью. Проведенные расчеты

позволяют разработать оптимальный вариант, представляющий собой конструкцию из ПКМ

на отечественной сырьевой базе. Данная разработка позволит снизить затраты на

комплектующие и обеспечит независимые поставки и сервисное обслуживание, что на

сегодняшний день является крайне актуальной задачей. Данные разработки применимы для

проведения операций остеосинтеза, с постоянным контролем положения инсталлируемых в

костную ткань направляющих. Масса конструкции в 2-3 раза ниже по сравнению с

металлическим аналогом и обеспечивает более четкую фиксацию кости. Разработанная

линейка эндопротезов тазобедренного сустава из ПКМ, по словам авторов, отличается от

аналогов и обладает биосовместимостью с тканями организма человека, тем самым

обеспечивая практически пожизненную гарантию на эксплуатацию.

Для врача-клинициста особый интерес представляла та часть сообщения, где

рассказывалось о разработке и изготовлении атравматических салфеток для лечения

поверхностных и глубоких ожоговых ран, трофических язв, пролежней и других открытых

ран, сопровождающихся гнойным процессом. Изделие изготовлено из графитированной

ткани, содержащей до 99,99% углерода, может быть повторно стерилизовано и применено без

ухудшения медицинских свойств и имеет неограниченный срок хранения. Также в данном

научно- исследовательском институте проводится моделирование и разработка опытных

образцов искусственной стопы из ПКМ.

9

1.2.3. НОВОСТИ ТЕХНОЛОГИЙ: ИССЛЕДОВАТЕЛИ РАЗРАБОТАЛИ НОВЫЙ

ЭКЗОСКЕЛЕТ ДЛЯ ПОЖИЛЫХ ЛЮДЕЙ

http://news.eizvestia.com

Испытания экзоскелета проводились на десяти добровольцах, ходивших по беговой

дорожке, которая периодически подергивала полотно, чтобы спровоцировать спотыкание. При

этом у двоих добровольцев были протезы нижних конечностей. Разработали новый легкий

экзоскелет, призванный спасать пожилых людей от случайных падений. Новое устройство

называется APO активный тазовый ортез). В пожилом возрасте люди испытывают трудности

с координацией движения, замедляются реакции. Из-за этого случайно упавший человек

может получить сильные ушибы и переломы конечностей, которые в силу возраста человека

могут не срастаться. Во время обычной ходьбы экзоскелет АРО не работает. Он начинает

действовать, когда система управления определит, что человек оступился: автоматически

включится активная поддержка бедер и таза для предотвращения падения. Экзоскелету

необходимы всего 350 миллисекунд, чтобы определить начинающееся падение и

предотвратить его. АРО выполнен из трех основных элементов: пояса и двух набедренных

креплений. Набедренные крепления соединены с поясом тягами, которые приводятся

сервоприводами. Все элементы экзоскелета выполнены из пластика и углепластика. Масса

устройства составляет 4,2 килограмма, но ее планируется уменьшить. Испытания экзоскелета

проводились на десяти добровольцах, ходивших по беговой дорожке, которая периодически

подергивала полотно, чтобы спровоцировать спотыкание. При этом у двоих добровольцев

были протезы нижних конечностей. Благодаря поддержке экзоскелета APO ни один

доброволец не упал во время испытания. В планах исследователей провести испытания

экзоскелета в реальных условиях и уменьшение массы конструкции. Как сообщали новости

технологий, в декабре 2016 года группой исследователей был представлен экзоскелет с

нейроинтерфейсом, который позволял частично восстановить подвижность конечностей

парализованных пациентов. Система монтируется на кресло-коляску и оснащена защитой от

ложных срабатываний. Данное устройство испытывалось на шести добровольцах, которые

освоились с системой за десять минут. https://youtu.be/Sg4F9FnOl9Q

1.2.4. ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ ПОЛИУРЕТАНА, ИСПОЛЬЗУЕМОГО ДЛЯ

ПРОИЗВОДСТВА БИОИМПЛАНТАТОВ, С ПОМОЩЬЮ СОВРЕМЕННЫХ

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ МЕТОДОВ С ЦЕЛЬЮ УЛУЧШЕНИЯ

ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК

Беляев А.Ю. // Вестник Пермского научного центра УРО РАН. – 2016. - №4. – С.5-10

Представлены итоговые результаты научно-исследовательских работ по региональному

гранту. Объектом исследования является проблема применимости полиуретана как материала

для производства имплантатов с биоактивным карбонизированным нанослоем. К имплантатам

предъявляются повышенные требования биосовместимости, долговечности, прочности и, что

достаточно важно, идентичности механических характеристик замещаемых биообъектов.

Полиуретан является очень перспективным материалом для создания биоимплантов. Однако

на данный момент нет достаточных сведений об упругих и прочностных свойствах

полиуретанов с биоактивным карбонизированным нанослоем. Кроме того, существует

необходимость изучения микро- и наноструктуры поверхности карбонизированного слоя.

Полученные данные помогут определить необходимое сочетание механических свойств,

которыми должен обладать материал, чтобы обеспечить максимальное сходство

эксплуатационных характеристик имплантата и заменяемого им объекта.

10

1.3. КОМПОЗИТЫ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ. БАЗАЛЬТ

1.3.1. О ВЛИЯНИИ УГЛЕРОДНЫХ НАНОМАТЕРИАЛОВ НА СВОЙСТВА

ЦЕМЕНТА И БЕТОНА

Урханова Л.А., Лхасаранов С.А., Буянтуев С.Л. // Нанотехнологии в строительстве:

Научный интернет-журнал. – 2016. – Т.8, №5. – С.16

В статье представлены результаты исследований по модифицированию цементного

камня и бетона углеродными наноматериалами, полученными в качестве сопутствующего

продукта при плазменной газификации угля. Под действием электродуговой плазмы из

материала электродов и угля, подаваемого для газификации, в одной установке попутно

образуются углеродные наноматериалы - фуллеренсодержащая сажа. Данный способ

производства углеродных наноматериалов является перспективным ввиду меньшего влияния

на увеличение себестоимости конечного композита. Полученные при плазменной обработке

углеродные наноматериалы имеют как компактную, так и волокнистую ультрадисперсную

структуру, что указывает на наличие в ней таких основных форм наночастиц, как

«луковичные углеродные структуры» (многослойные, гиперфуллерены) и «нитевидные

углеродные структуры» (нанотрубки, нановолокна). Учитывая сложность введения и

равномерного распределения в цементной матрице углеродных наночастиц, склонных к

агрегированию, про водилась ультразвуковая обработка углеродных наноматериалов и воды

за-творения. Установлена оптимальная дозировка углеродных наноматериалов в количестве

0,01 масс.%, при которой получены максимальные физико-механические показатели

цементного камня. Установлено, что при использовании суперпластификаторов различной

природы углеродные наноматериалы эффективно распределяются в объеме воды затворения,

однако комплексный эффект улучшения показателей цемента варьируется в зависимости от

вида суперпластификатора. Исследовано изменение температуры гидратации цемента при

введении углеродных наноматериалов и различных суперпластификаторов. Показано, что при

введении углеродных наноматериалов происходит увеличение максимальной температуры

при гидратации. Введение углеродных наноматериалов повышает физико-механические и

эксплуатационные свойства цемента и бетона за счет ускорения процессов гидратации

портландцемента, улучшения микроструктуры и снижения пористости цементного камня.

Методом ртутной порометрии установлено снижение общей пористости цементного камня

при введении углеродных наноматериалов, а также изменение количества микропор

цементного камня разных размеров. Определены физико-механические свойства и

эксплуатационные свойства бетонов при введении углеродных наноматериалов. Установлено

улучшение прочности бетона в разные сроки твердения, морозостойкости, водопоглощения и

водостойкости бетона.

1.3.2. ПРИМЕНЕНИЕ ВЫСОКОПРОЧНЫХ КОМПОЗИТОВ ДЛЯ УСИЛЕНИЯ

ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Давидюк А.Н., Спивак Н.А. // Бетон и железобетон. – 2016. - №2. – С.13-16

Большой класс композитов представляют собой армированные пластики. В

высокопрочных композитах в роли армирующего элемента используются высокопрочные,

высокомодульные (углеродные) волокна. Эти материалы по своим прочностным

характеристикам не уступают стали и в строительстве составляют ей конкуренцию, а по

некоторым параметрам композиты значительно превосходят сталь.

11

1.3.3. ВЛИЯНИЕ СТЕПЕНИ ОТВЕРЖДЕНИЯ СВЯЗУЮЩЕГО НА

ТЕМПЕРАТУРУ СТЕКЛОВАНИЯ КОМПОЗИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Блазнов А.Н., Атясова Е.В., Бычин Н.В. // Южно-сибирский научный вестник. – 2016. -

№1. – С.13-20

Актуальность работы заключается в исследовании кинетики фазовых переходов

связующего, а также базальто- и стеклопластиков на его основе термоаналитическими

методами. Целью работы является исследование влияния степени отверждения на

температуру стеклования, сравнение результатов определения температуры стеклования и

теплостойкости эпоксидных композитов разными методами. Степень отверждения определяли

методом дифференциальной сканирующей калориметрии, теплостойкость определяли при

нагреве нагруженных продольным изгибом образцов, температуру стеклования определяли

методом ДСК. В работе приведены результаты экспериментальных исследований связующего

и образцов стекло- и базальтопластика на его основе, с различной степенью отверждения.

Показано, что при увеличении степени отверждения за счет увеличения времени выдержки

композита, температура стеклования возрастает до предела, и дальнейшее увеличение

времени и температуры отверждения к росту температуры стеклования не приводит. Получена

высокая сходимость результатов определения теплостойкости при продольном изгибе и

температуры стеклования методом ДСК. Оба метода чувствительны к степени отверждения

композита.

1.3.4. ПРОБЛЕМЫ ПРИМЕНЕНИЯ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ

МАТЕРИАЛОВ В ТРАНСПОРТНОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕ

Овчинников И.И., Мандрик-Котов Б.Б., Михалдыкин Е.С. // Интернет-журнал

НАУКОВЕДЕНИЕ. – 2016. – Т.8, №6. - С.89

В работе отмечено, что можно выделить четыре основных направления использования

полимерных композиционных материалов в транспортном строительстве и конкретно в

мостостроении: изготовление целых мостовых сооружений или их элементов (пролетных

строений, плит проезжей части, тротуарных настилов, и т.д.) из полимерных композиционных

материалов; применение неметаллической композитной арматуры для армирования бетонных

конструкций, сюда же можно отнести и оболочки из полимерного композиционного

материала в трубобетонных конструкциях; применение композитных материалов для

усиления существующих металлических и железобетонных мостовых сооружений;

применение композитных материалов в малонагруженных конструкциях (перильные

ограждения, водоотводные лотки и т.д.). Рассмотрен вопрос определения расчетных и

нормативных характеристик полимерных композиционных материалов с требуемой степенью

обеспеченности, а также вопрос обеспечения пожарной безопасности конструкций из этих

материалов. Обсуждаются проблемы применения полимерных композиционных материалов в

отрасли транспортного строительства.

12

1.3.5. АНАЛИЗ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПО УСИЛЕНИЮ

ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ ПОЛИМЕРНЫМИ КОМПОЗИТНЫМИ

МАТЕРИАЛАМИ. ЧАСТЬ 3. ВЛИЯНИЕ ЦИКЛИЧЕСКОГО НАГРУЖЕНИЯ

Овчинников И.Г., Чесноков Г.В., Михалдыкин Е.С. // Интернет-журнал

НАУКОВЕДЕНИЕ. – 2016. – Т.8, №5. - С.89

Экспериментальных исследований, посвященных анализу поведения усиленных

полимерными композиционными материалами железобетонных конструкций, недостаточно,

их описание разбросано по различным статьям, диссертационным работам, что затрудняет их

сопоставление и анализ. Авторы данной работы поставили задачу собрать и проанализировать

доступные отечественные экспериментальные данные, причем рассмотрение ограничить

только работами, в которых не просто приведены результаты экспериментальных

исследований, но и описаны испытываемые образцы, применяемые материалы, режимы и

условия проведения испытаний. В первой части работы были рассмотрены эксперименты при

статическом нагружении. Во второй части работы было рассмотрено влиянию температурного

фактора на усиливающие элементы (клей, холсты их углеродных волокон), а также на

поведение железобетонных балок, усиленных полимерными композиционными материалами.

В настоящей статье рассматривается влияние длительного и циклического действия нагрузки

на поведение железобетонных балок прямоугольного поперечного сечения, усиленных по

нижней грани полимерными композиционными материалами. Анализ результатов испытаний

показывает, что усиление железобетонных балок даже тканевыми полимерными

композиционными материалами позволяет значительно увеличить их несущую способность и

усталостный ресурс, то есть долговечность. Краткий анализ иностранных публикаций показал,

что усталостное вибрационное нагружение железобетонных мостовых конструкций приводит

к значительному снижению их ресурса, потому исследованию возможностей увеличения их

долговечности с помощью композиционных материалов следует уделять особое внимание.

1.3.6. НАНОТЕХНОЛОГИИ И НАНОМАТЕРИАЛЫ: ОБЗОР НОВЫХ

ИЗОБРЕТЕНИЙ. ЧАСТЬ 1

Иванов Л.А., Муминова С.Р. // Нанотехнологии в строительстве: Научный интернет-

журнал. – 2017. – Т.9, №1. – С.88-106

Результаты творческой деятельности ученых,

инженеров и специалистов, в т.ч. и изобретения, в области

нанотехнологий и наноматериалов позволяют в

строительстве, жилищно-коммунальном хозяйстве,

смежных отраслях экономики добиться значительного

эффекта. Изобретение «Устройство защитной системы

городской застройки и способ ее возведения (RU

2604933)» относится к области строительства, в т.ч.

природоохранных сооружений, и может быть

использовано при защите населенных пунктов, объектов

народного хозяйства от разрушения, затопления и т.п.

явлений природного и техногенного характера. Усиление оснований городской или иной

застройки ведут с помощью системы наполняемых оболочек с заполнителем и гибкими

демпферами-связями, воспринимающими природные и техногенные воздействия, обеспечивая

безопасность, в т.ч. экологическую, городской застройки. Устройство снабжено солнечными

накопителями, которые обеспечивают энергией население в период чрезвычайных ситуаций

13

(ЧС) и дополнительной системой мониторинга для оповещения населения о ЧС.

Ливнеотводящие устройства позволяют защитить от затопления территории городских

застроек/поселений. Обеспечивается безопасность и функционирование жизнедеятельности

населения и предприятий при явлениях природного и техногенного характера, таких как

паводки, сели и т.п. Также представляют интерес для специалистов следующие изобретения в

области нанотехнологий: способ приготовления укрепляющего раствора (RU 2601885),

повышение долговечности базальтофибробетона наноструктурными добавками, способ

очистки поверхностных и подземных вод от титана и его соединений с помощью углеродных

нанотрубок и ультразвука (RU 2575029), материал на полимерной основе для

комбинированной радио- и радиационной защиты (RU 2605696), термоэлектрический

тепловой насос с нанопленочными полупроводниковыми ветвями (RU 2595911), полимерный

композиционный наноматериал (RU 2605590), способ получения композиций из полимера и

наноразмерных наполнителей (RU 2586979), способ изготовления комплексной

нанодисперсной добавки для высокопрочного бетона (RU 2563264) и др.

1.3.7. СТЕКЛОКОМПОЗИТЫ НА ОСНОВЕ БАЗАЛЬТОВОГО ВОЛОКНА,

ПРОИЗВЕДЕННОГО В УЗБЕКИСТАНЕ

Шевченко В.П., Гуламова Д.Д., Бахронов Х.Н. // Химия и химическая технология. -

2015. - №4 (50). – С.11-14

Разработана технология получения стеклокомпозитов на основе базальтового волокна,

шамотной крошки и органических наполнителей: поливинилхлорида и поливинилацетата.

Исследованы физико-химические свойства стеклокомпозитов. Предложено использование

стеклокомпозитов в строительной индустрии в качестве тепло- и звукоизоляции.

2. АТОМНАЯ И АЛЬТЕРНАТИВНАЯ ЭНЕРГЕТИКА

2.1. ПРОТОНЫ ОТ ФРАГМЕНТАЦИИ ИОНОВ УГЛЕРОДА ПРИ 0.3-2.0

ГЭВ/НУКЛОН: СРАВНЕНИЕ С МОДЕЛЯМИ ИОН-ИОННЫХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ

Абрамов Б.М., Алексеев П.Н., Бородин Ю.А. // Ядерная физика. – 2015. – Т.78, №5. –

С.403

В эксперименте ФРАГМ на тяжелоионном ускорительном комплексе ТВН-ИТЭФ

измерены выходы протонов под углом 3.50 при фрагментации ионов углерода с энергиямиTo

=0.3, 0.6, 0.95 и 2.0 ГэВ/нуклон на бериллиевой мишени. Импульсные спектры протонов

охватывают как область фрагментационного максимума, так и кумулятивную область.

Дифференциальные сечения перекрывают шесть порядков величины. Спектры сравниваются с

предсказаниями четырех моделей ион-ионных взаимодействий: LAQGSM03.03, SHIELD-HIT,

QMD и BC.

14

2.2. ВЛИЯНИЕ СОРБЦИОННОЙ И ХИМИЧЕСКОЙ МОДИФИКАЦИИ

ПОВЕРХНОСТИ НАНОЧАСТИЦ УГЛЕРОДНЫХ НАПОЛНИТЕЛЕЙ НА ИХ

АГРЕГАЦИЮ И ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЛИМЕРНЫХ

КОМПОЗИЦИЙ НА ИХ ОСНОВЕ. КВАНТОВО-МЕХАНИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ

Яновский Ю.Г., Никитина Е.А., Никитин С.М. // Механика композиционных

материалов и конструкций. – 2015. - Т.21, №3. – С.511-521

В рамках квантово-механического (КМ) исследования, а именно, атомистического

моделирования из первых принципов, рассмотрены структурные, энергетические и

механические свойства межфазных слоев композитов, состоящих из полимерной матрицы и

наночастиц аморфного углерода. В компьютерном эксперименте определены пути

модификации поверхности частиц аморфного углерода, снижающие агрегацию частиц

наполнителя и улучшающие физико-механические свойства композиций в целом.

Рассмотрены сорбционная и химическая модификация поверхности частиц наполнителя.

Предложен ряд дезагрегирующих дисперсионных сред, в частности растворителей, в

присутствии которых с одной стороны затрудняется агрегация частиц углеродного

наполнителя, а с другой - облегчается их диспергирование в выбранной полимерной матрице.

Предложена модификация углеродных частиц пришивкой на их поверхность (с образованием

ковалентных связей) различных поверхностных активных групп. Показано, что такая

химическая модификация частиц существенно затрудняет агрегацию частиц наполнителя и

значительно улучшает механические и прочностные свойства межфазного слоя между

полимерной матрицей и частицами наполнителя. Установлено, что химическая модификация

углеродных частиц значительно эффективнее, чем сорбционная модификация. На основе

проведенного квантово-механического моделирования даны рекомендации по использованию

и модификации углеродных наполнителей эластомерных резин.

2.3. ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЕ ПОВЕДЕНИЕ ДИСПЕРСНОГО УГЛЕРОДА В

ЭЛЕКТРОЛИТАХ НА ОСНОВЕ ИОННОЙ ЖИДКОСТИ 1-МЕТИЛ-3-

БУТИЛИМИДОЗОЛИЙ ТЕТРАФТОРБОРАТ

Рычагов А.Ю., Измайлова М.Ю., Сосёнкин В.Е. // Электрохимическая энергетика. –

2015. – Т.15, №1. – С.3-13

Методами вольтамперометрии и импедансометрии выявлен ряд особенностей

электрохимического поведения различных высокодисперсных углеродных материалов в

электролите на основе ионной жидкости. Проведён сравнительный анализ влияния типа

электролита и природы материала на основные электрохимические характеристики

углеродных электродов, которые могут использоваться в суперконденсаторах. Показано

влияние примесей воды в ионной жидкости, а также влияние кристаллических, структурных и

полупроводниковых свойств углеродных материалов на их электрохимическое поведение.

Предложены упрощённые эквивалентные схемы, описывающие импеданс высокодисперсных

электродов в ионной жидкости. Методами эталонной контактной порометрии и

рентгенофотоэмиссионного анализа получены данные, позволяющие провести системную

оптимизацию выбора активированных углей. Активированный уголь - это наиболее часто

использованный материал электродов суперконденсаторов.

15

2.4. ОСОБЕННОСТИ СТАРЕНИЯ АККУМУЛЯТОРА LiFePO4/ГРАФИТ ПРИ

РАЗЛИЧНОЙ ТЕМПЕРАТУРЕ И ГЛУБИНЕ РАЗРЯДА

Гуо Ж., Чен Ж. // Электрохимия. – 2016. – Т.52, №6. – С.611-620

Со времени первого сообщения о фосфооливине LiFePO он подробно исследован и

применяется в коммерческих элементах, благодаря своей высокой теоретической и

практической емкости (170 мА ч/г), дешевизне, безвредности для окружающей среды и

высокой безопасности. Они могут вырабатывать электрическую энергию, производимую

многочисленными источниками “чистой” энергии (энергия ветра, солнечная, атомная и

приливная энергия); они питают разнообразные устройства, от электромобилей до

микрочипов.

3. НАНОМАТЕРИАЛЫ, ФУЛЛЕРЕНЫ, ГРАФЕН

3.1. ВЛИЯНИЕ ОДНОСТЕННЫХ УГЛЕРОДНЫХ НАНОТРУБОК С

ИМИДНЫМИ ЦИКЛАМИ НА СИНТЕЗ И СВОЙСТВА ПОЛИКАПРОАМИДА

Забегаева О.Н., Сапожников Д.А., Крестинин А.В. // Высокомолекулярные соединения.

Серия Б // 2016. – Т.58, №1. – С.53-60

Осуществлена анионная полимеризация ε-капролактама в присутствии одностенных

углеродных нанотрубок с привитыми ациллактамными группами или макромолекулами

полиимидов. Показано, что полимеризация ε-капролактама замедляется с увеличением

концентрации наполнителя. Введение в поликапроамид 0.01 мас. % нанотрубок с

полиимидными фрагментами приводит к возрастанию модуля упругости при сжатии на 25%.

Ударная вязкость при этом составляет 10 кДж/м2, что на 150% выше, чем для ненаполненного

поликапроамида или поликапроамида, содержащего нанотрубки другой природы.

3.2. ИЗУЧЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ДЕЙСТВИЯ УГЛЕРОДНЫХ НАНОТРУБОК

КАК СПЕКТРОСКОПИЧЕСКОЙ ДОБАВКИ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ СПОСОБА ИХ

ОБРАБОТКИ

Золотарева Н.И., Бурмий Ж.П., Хвостиков В.А. // Заводская лаборатория. Диагностика

материалов. – 2016. – Т.82, №2. – С.9-13

Изучен механизм действия углеродных нанотрубок (УНТ) как спектроскопической

добавки на характер испарения элементов из электрода дуги постоянного тока при их

определении в графитовом порошке. Разработан способ регистрации кривых испарения

элементов из кратера электрода дуги постоянного тока с помощью фотоэлектрической

системы регистрации эмиссионных спектров на основе приборов с зарядовой связью (ПЗС),

включающий периодическую регистрацию промежуточных спектров эмиссии в течение всего

времени испарения и соответствующую математическую обработку результатов измерения.

16

3.3. ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ИСКРОВОГО

ПЛАЗМЕННОГО СПЕКАНИЯ КЕРАМИЧЕСКОГО КОМПОЗИТА

Федосова Н.А., Варданян А.Э., Кольцова Э.М. // Успехи в химии и химической

технологии. – 2015. – Т.29, №4. – С.33-35

Предложена математическая модель, описывающая процесс искрового плазменного

спекания керамоматричного композита, армированного углеродными нанотрубками.

Рассмотрено решение модели с помощью метода разностной аппроксимации «Z-схема».

Проведена оценка кинетических

констант процесса и

представлены результаты

оптимизации. За основу

матрицы композита был взят

оксид алюминия, в качестве

упрочняющей добавки –

неочищенные многослойные

углеродные нанотрубки,

полученные газофазным

пиролизом метан-водородной

смеси. Количество нанотрубок в

композите варьировалось от 0 до

50% об.

3.4. РОЛЬ ПОВЕРХНОСТИ НАНОНАПОЛНИТЕЛЯ В УПРОЧНЕНИИ

НАНОКОМПОЗИТОВ ПОЛИМЕР–УГЛЕРОДНЫЕ НАНОТРУБКИ

Яхьяева Х.Ш., Козлов Г.В., Магомедов Г.М. // Поверхность. Рентгеновские,

синхротронные и нейтронные исследования. – 2015. - №5. – С.49

Показано, что удельная поверхность углеродных нанотрубок определяет степень

усиления, т.е. отношение модулей упругости нанокомпозита и матричного полимера,

соответствующих полимерных нанокомпозитов. Агрегация нанонаполнителя приводит к

снижению его удельной поверхности. Получено соотношение между фрактальной

размерностью поверхности углеродных нанотрубок и степенью усиления нанокомпозитов.

3.5. РАЗРАБОТКА СПОСОБА ДОПИРОВАНИЯ УГЛЕРОДНЫХ

НАНОМАТЕРИАЛОВ АЗОТОМ

Подъячева О.Ю., Исмагилов З.Р., Буянов Р.А. // Химия в интересах устойчивого

развития/ - 2016. – Т.24, №1. – С.57-60

На основе механизма карбидного цикла синтеза углеродных наноматериалов разработан

способ получения углеродных нановолокон, допированных азотом, с содержанием азота до 8

мас. %. В рамках данного механизма активная дисперсная никелевая частица представляет

собой полифункциональную нананоразмерную систему, которая выступает в роли физико-

химического робота и управляет процессом синтеза.

17

3.6. ВЛИЯНИЕ СДВИГОВОЙ ДЕФОРМАЦИИ НА МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

И СТРУКТУРУ ОБЪЕМНЫХ УГЛЕРОДНЫХ СТРУКТУР

Рысаева Л.Ч., Баимова Ю.А. // Фундаментальные проблемы современного

материаловедения. – 2015. – Т.12, №1. – С.68-71

В настоящее время активно развивается технология создания новых объемных

углеродных наноматериалов, составными частями которых являются различные

наноразмерные конформации углерода. Такие объемные углеродные наноматериалы находят

применение в области хранения и транспортировки водорода, в создании каталитических

устройств, устройств получения возобновляемой энергии и т.д. Представляет большой

интерес изучение физических и механических свойств, а также эволюции структуры таких

материалов в ходе интенсивной пластической деформации. В представленной работе

молекулярно-динамическое моделирование применялось для исследования влияния сдвиговой

деформации на формирование структуры в объемном углеродном наноматериале.

3.7. СЛОИСТЫЕ СТРУКТУРЫ НА ОСНОВЕ ФУЛЛЕРЕНОВ

Рысаева Л.Ч., Баимова Ю.А. // Фундаментальные проблемы современного

материаловедения. – 2015. – Т.12, №4. – С. 439-443

В настоящее время большой интерес представляют собой слоистые структуры на основе

полиморфов углерода, в частности, фуллеренов. Такие структуры обладают большим

потенциалом применения в наноэлектронике, наномеханике и оптике. В данной работе

исследованы слоистые структуры на основе симметричных фуллеренов С60, С240, С540 и т.д., их

устойчивые состояния, а также физические и структурные свойства. Установлены возможные

сочетания фуллеренов, которые приводят к формированию устойчивых бездефектных

онионов. Показано, что при повышенных температурах происходит движение или вращение

внутренних фуллеренов.

3.8. СУПЕРКОНДЕНСАТОР НА ОСНОВЕ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИ

ВОССТАНОВЛЕННОГО ОКСИДА ГРАФЕНА

Губин С.П., Рычагов А.Ю., Чупров П.Н. // Электрохимическая энергетика. – 2015. –

Т.15, №1. – С.57-63

Проведено электрохимическое восстановление плёнок, состоящих из наноразмерного

оксида графена (ГО), являющихся рабочими электродами симметричного электрохимического

конденсатора. Процесс восстановления проиллюстрирован экспериментальными записями

кривых циклической вольтамперметрии. Показано, что процесс циклического заряда-разряда

идентичных плёнок ГО позволяет получить плёнки восстановленного ГО с одинаковыми

характеристиками. Определены зависимости удельной ёмкости восстановленного ГО от

скорости заряда-разряда конденсатора для симметричного диапазона и однополярного

диапазона рабочих напряжений. Определены электрические мощности, развиваемые

конденсатором в цепи потенциостата при циклическом заряде-разряде с разными скоростями

развёртки напряжения.

18

3.9. КОМПОЗИЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ НА ОСНОВЕ ШПИНЕЛИ,

УПРОЧНЕННЫЙ УГЛЕРОДНЫМИ НАНОТРУБКАМИ

Зыонг Ч.Т.Т., Файков П.П., , Попова Н.А. // Успехи в химии и химической технологии.

– 2015. – Т.29, №6. – С.133-135

Композиционный материал на основе шпинели, упрочненный 30% об. многослойными

углеродными нанотрубками (МУНТ), получен горячим прессованием. Методика получения

композита была многоступенчатой. МУНТ были предварительно диспергированы в

разбавленном растворе поливинилового спирта. Полученный композит изучен методами

оптической и растровой электронной микроскопии; исследованы микротвёрдость и

трещиностойкость.

4. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ. СЫРЬЕ

4.1. ВЫСОКОЧУВСТВИТЕЛЬНОЕ ХРОМАТО-МАСС-

СПЕКТРОМЕТРИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРИМЕСЕЙ В МОНОГЕРМАНЕ

ВЫСОКОЙ ЧИСТОТЫ С ПРИМЕНЕНИЕМ АДСОРБЦИОННОЙ КАПИЛЛЯРНОЙ

КОЛОНКИ С УГЛЕРОДНЫМ СОРБЕНТОМ

Крылов В.А., Чернова О.Ю., Созин А.Ю. // Заводская лаборатория. Диагностика

материалов. – 2016. – Т.82, №2. – С.23-27

Показано, что применение кварцевой капиллярной колонки с углеродным адсорбентом

позволяет эффективно разделять и определять в моногермане примеси постоянных газов,

диоксида углерода, закиси азота, углеводородов C1 - C2 и силана. Изучено влияние объема

вводимой пробы моногермана на определение этана и углекислого газа. Пределы хромато-

масс-спектрометрического обнаружения примесей составили (10 - 1) • 106 % мол. Предел

обнаружения лимитирующей примеси - этана - удалось снизить в 7 раз по сравнению с

литературными данными.

19

4.2. СТРУКТУРНО-ФАЗОВЫЙ СОСТАВ ПЛЕНОК, СФОРМИРОВАННЫХ

УЛЬТРАДИСПЕРСНЫМИ ЧАСТИЦАМИ ЖЕЛЕЗА И УГЛЕРОДА

Тулеушев Ю.Ж., Володин В.Н., Озерной А.Н. // Поверхность. Рентгеновские,

синхротронные и нейтронные исследования. – 2015. - №8. – С.67

Ионно-плазменным распылением и соосаждением ультрадисперсных частиц железа и

углерода получены их твердые растворы, содержащие 17.6 ат. % углерода. Образование

твердых растворов-сплавов непосредственно в процессе напыления является подтверждением

теории термофлуктуационного плавления малых частиц. При нанесении покрытия происходит

образование рентгеноаморфной карбидной фазы, количество которой коррелирует с исходной

концентрацией углерода в образце. При 23.9 ат. % углерода покрытие имеет аморфную

структуру. Методом ядерной гамма-резонансной спектроскопии обнаружена анизотропия

ориентации магнитных моментов атомов железа, обусловленная текстурированностью

образованных покрытий. Отклонение ориентации кристаллитов от среднего направления оси

текстуры зависит от степени их науглероживания. При температуре 500°C из аморфной

структуры формируется перлитная эвтектика α-Fe(C) + Fe3C без образования промежуточных

карбидов. Относительное содержание цементита коррелирует с количеством введенного в

покрытие углерода.

4.3. ИЗУЧЕНИЕ СТАДИЙ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО СИНТЕЗА ОКСИДА

ГРАФИТА С ПРИМЕНЕНИЕМ МУЛЬТИФУНКЦИОНАЛЬНОЙ ЗОНДОВОЙ

МИКРОСКОПИИ

Синицына О., Мешков Г., Яминский И. // Наноиндустрия. – 2016. - №6 (68). – С.52-59

Методами сканирующей зондовой микроскопии исследованы стадии окисления графита

электрическим током в отсутствие интеркалирующего агента. Полученные результаты могут

быть использованы при создании катализаторов и сенсорных элементов, а также представляют

интерес для дальнейшего развития методов зондовой литографии углеродных материалов.

4.4. ПИРОЛИЗ ПОЛИКАРБОНАТА В СРЕДЕ КАМЕННОУГОЛЬНОГО ПЕКА

Андрейков Е.И., Сафаров Л.Ф., Первова М.Г. // Химия твердого топлива. – 2016. - №1. –

С.13

Была изучена термическая деструкция поликарбоната в среде каменноугольного пека.

Состав жидких продуктов пиролиза был определен с использованием газовой

хроматографии/масс-спектроскопии, модифицированный каменноугольный пек, остаток

пиролиза, исследовали методами: ИК-фурье-спектроскопии, элементного анализа,

определения температуры размягчения, содержания нерастворимых в толуоле и хинолине

веществ, выхода летучих веществ. Вследствие химического взаимодействия с

каменноугольным пеком термическая деструкция поликарбоната в среде каменноугольного

пека происходит при значительно более низких температурах, чем деструкция без

растворителя, с высокой селективностью по фенолу и p-изопропилфенолу. Перенос водорода

от каменноугольного пека к продуктам деструкции поликарбоната инициирует реакции

поликонденсации в каменноугольном пеке.

20

4.5. ПОРИСТЫЕ УГЛЕРОДНЫЕ МАТЕРИАЛЫ, ПОЛУЧЕННЫЕ ХИМИЧЕСКОЙ

АКТИВАЦИЕЙ ДРЕВЕСИНЫ БЕРЕЗЫ

Кузнецов Б.Н., Чесноков Н.В. // Химия твердого топлива. – 2016. - №1. – С.25

Установлено, что основными факторами, определяющими выход и удельную

поверхность пористых углеродных материалов (ПУМ), получаемых химической активацией

древесины березы, являются природа модифицирующего агента и температура пиролиза.

Дополнительное раскрытие пористой структуры продукта химической активации древесины

происходит на стадии его водной обработки в результате удаления водорастворимых

соединений.

4.6. СТРУКТУРНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ УГЛЕРОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ В

ПРОЦЕССЕ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ

Ефремова С.В., Королев Ю.М., Сухарников Ю.И. // Химия твердого топлива. – 2016. -

№3. – С.14-19

В составе рисовой шелухи определено присутствие полисахаридов - 51%, лигнина -

26%, нейтральных - 6%, смолистых - 2% и минеральных веществ - 15% (из них диоксида

кремния - 14%. Рентгенофазовый анализ (РФА) и анализ дифрактограмм углеродных образцов

осуществляли по методике. Гипотеза Майера и Меринга объясняет процесс графитации

протеканием ряда последовательных фазовых переходов между состояниями с

фиксированными значениями межслоевых расстояний.

4.7. РЕЛАКСАЦИОННАЯ СТРУКТУРА И ВНУТРЕННИЕ НАПРЯЖЕНИЯ В

ТОНКИХ УГЛЕРОДНЫХ ПЛЕНКАХ

Ярцев В.И., Демьянов Б.Ф., Плотников В.А. // Фундаментальные проблемы

современного материаловедения. – 2015. – Т.12, №4. – С.477-481

В работе проведено исследование внутренних напряжений и релаксационных структур в

тонких углеродных пленках, полученных методом лазерной абляции. По измеренным

характеристикам этих структур рассчитан ряд свойств пленки: тип напряженного состояния,

величина внутренних напряжений в пленке, критическое напряжение отслаивания углеродной

пленки от стеклянной подложки, удельная энергия адгезии пленки с подложкой.

4.8. МЕТОДИКА ЛОКАЦИИ СИГНАЛОВ АКУСТИЧЕСКОЙ ЭМИССИИ ПРИ

СТАТИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЯХ ОБРАЗЦОВ ИЗ УГЛЕПЛАСТИКА

Степанова Л.Н., Чернова В.В., Рамазанов И.С. // Дефектоскопия. – 2015. - №4. – С.53-62

Приведены результаты статических испытаний образцов из углепластика с сотовым

заполнителем методом акустической эмиссии (АЭ) и тензометрии. При использовании двух

интервального метода получена устойчивая локация сигналов АЭ, отражающая процесс

развития усталостной трещины. Проанализированы зависимости между основными

информативными параметрами сигналов АЭ и особенностями разрушения материала. По

данным тензометрии установлены значения разрушающего напряжения.

21

5. ПОЛИМЕРЫ. АЛМАЗЫ. ДРУГИЕ ВИДЫ УГЛЕРОДНЫХ

МАТЕРИАЛОВ

5.1. ФРАКТОГРАФИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ПОВЕРХНОСТЕЙ СТРУЖЕК И

ЛЕЗВИЙ РЕЖУЩИХ ИНСТРУМЕНТОВ ПРИ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКЕ

РЕЗАНИЕМ ЗАГОТОВОК ИЗ УГЛЕПЛАСТИКОВ И СТЕКЛОПЛАСТИКОВ

Приемышев А.В., Заостровский А.С. // Успехи современной науки. – 2017. – Т.6, №3. –

С.111-118

Рассмотрены различия в характеристиках механической обработки металлов и

композитов, а также влияние технологических параметров на результаты обработки. Показаны

фрактографические особенности поверхностей стружек, полученных после механической

обработки заготовок из различных полимерных композитных материалов, и передних

поверхностей лезвий инструментов. Прогнозирование является важным конечным

результатом любой теории механической обработки, поэтому полученные результаты помогут

оценить прогностические возможности и ограничения физических моделей при резании

заготовок из полимерных композитных материалов.

Рис. Стружки, полученные при механической обработке заготовок из углепластика УГЭТ

5.2. СТРУКТУРА И ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

УЛЬТРАДИСПЕРСНОГО ПОЛИТЕТРАФТОРЭТИЛЕНА И ЕГО ФРАКЦИЙ,

ПОЛУЧЕННЫХ В СВЕРХКРИТИЧЕСКОМ ДИОКСИДЕ УГЛЕРОДА

Саид-Галиев Э.Е., Бузин М.И., Корлюков А.А. // Высокомолекулярные соединения.

Серия А // 2016. – Т.58, №1. – С.46-53

Исследованы термические свойства и морфология ультрадисперсного

политетрафторэтилена, а также его растворимой и нерастворимой фракций, выделенных в

сверхкритическом диоксиде углерода при 75°C и 30 МПа. Установлено, что растворимая

фракция фактически включает низко- и высокомолекулярные фракции, полученные ранее

пиролизом в интервалах температуры 50-150 и 120-300°C соответственно. Методами

термогравиметрического анализа, дифференциальной сканирующей калориметрии и

порошковой рентгеновской дифрактометрии показано, что исходный полимер и обе фракции

имеют аморфно-кристаллическую структуру, при этом кристалличность у нерастворимой

фракции выражена слабее, чем у растворимой вследствие большей молекулярной массы.

Кристаллическая решетка полимера характеризуется как моноклинная с одинаковыми

параметрами а, с и углом β, примерно равным 120°. Растворимая фракция не имеет фазовых

переходов при нагреве до начала потери массы. В результате отделения низкомолекулярной

фракции температура фазового перехода полимера повышается от -33 до -20°C.

22

5.3. ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ

МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ИЗДЕЛИЙ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ ТЕХНИКИ И

ИНФРАСТРУКТУРЫ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ

Горячева И.Г., Бахарева В.Е., Анисимов А.В. // Бюллетень объединенного ученого

совета ОАО РЖД. – 2016. - №4. – С.46-57

В статье приведены результаты работ, выполненных ФГУП ЦНИИ КМ «Прометей» для

судостроения и энергетики, в области создания полимерных композиционных материалов и

лакокрасочных покрытий, исследования их свойств и прогнозирования ресурса, в том числе

для железнодорожной техники. Дана информация о конструкционных угле-, стекло-,

органопластиках и гибридных материалах, антифрикционных углепластиках,

электроизоляционных стеклопластиках, вибро-, звуко-, тепло изоляционных и

конструкционно-отделочных материалах. Сделан вывод о возможности применения

разработок в железнодорожном транспорте и инфраструктуре железных дорог, а также в

перспективных транспортных системах на основе эффекта магнитной левитации и

применения вакуумированной среды.

5.4. ВЛИЯНИЕ ОРГАНОМОДИФИЦИРОВАННЫХ СЛОИСТЫХ СИЛИКАТОВ

НА СВОЙСТВА И СТРУКТУРУ ПОЛИТЕТРАФТОРЭТИЛЕНА

Кириллина Ю.В., Лазарева Н.Н., Слепцова С.А. // Высокомолекулярные соединения.

Серия А // 2016. – Т.58, №1. – С.82-88

Исследованы физико-механические, триботехнические свойства, а также структура

полимерных композиционных материалов на основе политетрафторэтилена и слоистых

силикатов. Триботехнические характеристики значительно улучшаются при введении малого

количества слоистых силикатов (2–5 мас. %). Установлено, что введение

органомодифицированных слоистых силикатов приводит к существенному снижению

коэффициента трения до одного порядка и повышению износостойкости (до 2000 раз).

Методами рентгеноструктурного анализа и растровой электронной микроскопии показано, что

при фрикционном нагружении частицы наполнителя локализуются на поверхности трения и

таким образом препятствуют изнашиванию материала.

5.5. ТЕХНОЛОГИЯ ТВР - ВОЗМОЖНОСТЬ ДЛЯ ПРИМЕНЕНИЯ УГЛЕРОДНЫХ

КЕРАМИКОПОДОБНЫХ МАТЕРИАЛОВ В НЕФТЯНОМ МАШИНОСТРОЕНИИ

Пятов И.С. // Бурение и нефть. – 2016. - №4. – С.60-63

Специалисты решают проблему недостаточной теплостойкости «жидкокристаллических

полимеров», полимеров на основе PPS и PEEK для производства рабочих органов ЭЦН,

разработав технологию производства деталей нефтепромыслового оборудования (НПО) с

керамикоподобными свойствами, в основе которой лежит использование процессов

карбонизации углеродсодержащих полимеров. В ходе научно-исследовательских работ

изготовлены опытные образцы изделий на основе углеродсодержащих композиций («Карбул

С/С») и углерод-карбидных композиций («Карбул SiС»), лабораторные и скважинные

испытания которых дали положительные результаты.

23

5.6. ОПТИМИЗАЦИЯ РЕЖИМА КАРБОНИЗАЦИИ АКРИЛОВЫХ

ТЕКСТИЛЬНЫХ ОТХОДОВ

Нистратов А.В., Алексеев С.А., Клушин В.Н. // Успехи в химии и химической

технологии. – 2015. – Т.29, №8. – С.99-101

Изучен процесс карбонизации отходных полиакрилонитриловых (ПАН) тканей с целью

получения углеродных адсорбентов. Определено влияние скорости нагрева и температуры

карбонизации на массовый выход (зависимость представлена математической моделью) и

пористую структуру карбонизатов. Проведён анализ и оптимизации условий карбонизации

ПАН.

6. ОБЗОР РЫНКОВ И ПРОИЗВОДСТВА

НАНОТЕХНОЛОГИИ В ЗДРАВООХРАНЕНИИ - ОЦЕНКА РИСКОВ И

СТРАТЕГИЯ БЕЗОПАСНОСТИ

Жилинский Е.В. // Власть. – 2017. – Т.282, №3. – С.79-86

Нанотехнологии в здравоохранении представляют собой пример синтеза физических,

химических и биомедицинских научных знаний, в конечном итоге способствующих

повышению качества медицинской помощи и улучшению репродуктивного здоровья

населения, что совпадает с задачами демографической политики Российской Федерации. Цель

статьи - оценить современные и перспективные достижения в использовании наноструктур

для инновационных медицинских технологий, предупредить о токсичности наночастиц, их

биологической агрессивности при взаимодействии с клеточными структурами организма.

Проникнув в клетку, наночастицы способны деформировать молекулу ДНК, вызывая

генетические мутации и аномалии.

7. НАУЧНО-ПОПУЛЯРНЫЕ МАТЕРИАЛЫ, СООБЩЕНИЯ

7.1. В ПОМОЩЬ МОЛОДОМУ УЧЕНОМУ: ГДЕ ЛУЧШЕ ОПУБЛИКОВАТЬ

СВОЮ СТАТЬЮ?

Научная электронная библиотека E-library // http://elibrary.ru/author_journals.asp

Этот текст предназначен прежде всего для молодых ученых, аспирантов и студентов,

перед которыми стоит непростой выбор - где лучше опубликовать результаты своего научного

исследования. Задача выбора журнала для публикации действительно не из легких - только в

России издается более 6 тысяч научных журналов, не говоря уже о зарубежных, которых

более 40 тысяч. Конечно, объяснить аспиранту, где лучше публиковаться и где точно не стоит

24

- это скорее задача его научного руководителя. Однако некоторые из руководителей не только

"забывают" это сделать, но порой и сами идут по пути наименьшего сопротивления,

публикуясь в сомнительных журналах. Причина чаще всего проста - публикация нужна

срочно, а в серьезных журналах рассмотрение и рецензирование рукописи может занимать

месяцы, да и не факт, что ее вообще примут к печати. Итак, на что следует обратить внимание

в первую очередь при выборе журнала? Для публикации результатов диссертаций ВАК

требует, чтобы научное издание было рецензируемым. И это не пустые слова. Предполагается,

что рецензируемые журналы в данном случае выступают в качестве внешних центров

экспертизы результатов исследования, не допуская к публикации заведомо слабые работы. Но

все ли журналы действительно выполняют эту функцию, и как это проверить?

7.2. НЕБОСКРЕБ-ТРАНСФОРМЕР

Greenevolution // http://greenevolution.ru/2017/04/ // 2017. – апрель

Dynamic Tower будет иметь 80

этажей, которые способны вращаться на

360 градусов, позволяя жильцам и

гостям расположенного здесь же отеля

выбирать свои личные виды из окон с

помощью голосовых команд. И при

этом всё здание будет питаться от

энергии солнца и ветра. Панели

солнечных батарей будут установлены

на крыше, а 48 отдельных ветровых

турбин – между этажами. По расчётам

архитектора, здание будет генерировать

до 10 раз больше энергии, чем станет

использовать. Реализация проекта

исходно была назначена на 2010 год, но

работы были приостановлены из-за

корректировки дизайна. Ценник на

квартиры будет стартовать от 30

миллионов долларов. Обитателям будут

доступны плавательные бассейны,

сады, фитнес-центры и даже

автомобильный лифт.

25

8. СТАТЬИ НАШИХ ЧИТАТЕЛЕЙ

8.1. ПОЛУЧЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ КРИСТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

НА ОСНОВЕ СОЕДИНЕНИЙ РЕДКИХ МЕТАЛЛОВ ДЛЯ СОЗДАНИЯ

ВЫСОКОЭФФЕКТИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ, СИСТЕМ И ПРИБОРОВ ФОТОНИКИ

Маянов Е.П., Гасанов А.А., Пархоменко Ю.Н. // Вопросы атомной науки и техники.

Серия: Техническая физика и автоматизация. – 2016. - №73. – С.21-38

Рассмотрено современное состояние в области разработки и производства материалов

для позитронно-эмиссионных томографов (ПЭТ) в России. Показано, что в Российской

Федерации есть существенные достижения в области синтеза и исследования свойств

перспективных материалов и, в тоже время отмечается серьезное отставание от зарубежных

производителей в направлении коммерциализации и внедрения в практикующую

медицинскую диагностику современных методов и оборудования для обследования пациентов

в учреждениях здравоохранения.

Показано, что АО «Гиредмет» располагает полнотой компетенций для реализации

результатов научных разработок в области производства детекторных материалов для

обеспечения ПЭТ необходимыми качественными сцинтилляторами на основе соединений

редкоземельных металлов.

Рис. Кристаллы T1 (С1, Вг)

Рис. Установка выращивания кристаллов

с однородно-поляризованной структурой

(разориентация блоков не более 30’)

В последние годы значительно возрос интерес к исследованиям в области разработки

диагностических методов на новых научно-технических принципах. Проведены исследования в

области синтеза перспективных сцинтилляторов для применения в

ряде высокотехнологических отраслях науки, техники и технологии. Для детектирования

рентгеновского и гамма-излучения, такого как гамма-излучения с энергией 511 кэВ,

применяемом в ПЭТ, используются неорганические сцинтилляторы, так как они обладают

большей плотностью и атомным номером, что увеличивает эффективность детектирования.

Такие материалы могут быть использованы в технике детектирования ионизирующих

излучений для медицинской диагностики, трехмерной позитронно-эмиссионной компьютерной

томографии и рентгеновской компьютерной флюорографии, ядерной

геофизики, неразрушающего контроля и оценки качества продуктов питания.

Новые сцинтилляционные вещества обладают высокими потребительскими свойствами, а

именно большой плотностью, высоким световым выходом, коротким временем высвечивания

сцинтилляций, что расширяет диапазон их применения.

Были синтезированы ряд перспективных материалов на основе сложных оксидов лютеция,

свинца, висмута, вольфрама и др.

26

УДК 620.174.22

8.2. ОСОБЕННОСТИ МЕХАНИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ УГЛЕРОДНЫХ И

УГЛЕРОД - УГЛЕРОДНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ ПРИ

ТЕМПЕРАТУРАХ ДО 3000О

С

Г.Е.Мостовой, А.П.Карпов

Аннотация

В статье даётся описание особенностей уникальной испытательной машины,

разработанной в научно-исследовательском институте конструкционных материалов на

основе графита «НИИграфит» в семидесятых годах прошлого века для исследования

механических свойств углеродных и углерод - углеродных композиционных материалов

(УУКМ) при растяжении, сжатии и изгибе в интервале температур от 20°C до 3000оС.

Описаны особенности конструкций печей испытательной машины и дилатометров для

измерений продольного перемещения образцов при определении упруго-

деформационных характеристик исследуемых материалов. Приведены описания

конструкций оригинальных реверсов для испытаний образцов на сжатие и изгиб.

Показана необходимость использования нестандартной формы образцов при сжатии в

виде катушки и образцов на растяжение с удлинёнными головками для углерод -

углеродных композиционных материалов. Указанные особенности позволили

определить не только прочностные, но и упруго-деформационные характеристики

углеродных и углерод – углеродных композиционных материалов в диапазоне

20…3000оС.

Серьёзной проблемой высокотемпературных испытаний жаропрочных материалов, в том

числе углерод - углеродных композиционных материалов (УУКМ), является нагрев до

высоких температур (до 3000оС) относительно за короткое время и измерение перемещений

(деформаций) образцов под воздействием приложенных нагрузок.

Быстрый нагрев образца из УУКМ возможен, используя такие методы, как пропускание

непосредственно через него электрический ток, применяя индукционный или электронно-

лучевой нагревы [1,2]. Но эти методы позволяют создать равномерный прогрев фасонного

образца по всему объёму в процессе нагрева и выдержке при заданной температуре только в

случае применения специальной формы захватов из материалов, резко отличающихся от

материала образца тепло – и электропроводностью. Такой подбор материалов и специальной

конструкции захватов позволяет создать температурное поле, обеспечивающее равномерный

прогрев и образца, и захватов до заданной температуры. Подобный подход по отношению к

испытанию углерод-углеродных материалов маловероятен, так как для захватов необходим

такой же углерод-углеродный материал, аналогичный материалу образца. К тому же,

поддержание заданной температуры по всему объёму образца указанными методами

затруднительно в процессе деформирования образца из-за изменения структуры материала

вследствие деформационного упрочнения. Последнее сопровождается пластическими

деформациями углеродной матрицы и наполнителя УУКМ, а так же возникновением и

развитием в них микро- и макротрещин как внутри, так и на границах раздела. Эти дефекты

могут приводить к возникновению локальных областей перегрева и, соответственно, к

искажению результатов испытания.

Авторы работы [3] осуществляют быстрый нагрев непосредственно рабочей части

образца, используя компактный пластинчатый графитовый нагреватель и водоохлаждаемые

металлические захваты, охлаждая при этом и захватные части образца. Для предупреждения

27

разрушения вне рабочей части применяется фасонный образец, имеющий большее сечение в

нерабочей зоне. Но как показала практика испытаний в научно - исследовательском

институте конструкционных материалов на основе графита «НИИграфит», применение

подобных образцов не гарантирует разрушение только в рабочей части, так как при наличии

не фиксируемых визуально концентраторов напряжений в объёме образца в виде микро- и

макродефектов типа пор или трещин, как в самих компонентах УУКМ, так и на границе

раздела, а также обрывов углеродных жгутов, разрушение может произойти и вне рабочей

части.

Серьёзной проблемой является также измерение продольного перемещения

(деформации) образцов из углеродных материалов при высоких температурах.

удлинителями и ножами, непосредственно контактирующими с телом образца [4,5]. Но

указанные датчики могут надёжно работать только до 1200…1600оС.

Разработанные и применяемые в настоящее время бесконтактные лазерные и оптические

датчики позволяют фиксировать продольное перемещение образца при температурах выше

1600оС [6, 7, 8]. Но, в случае с УУКМ, необходимо решать проблему сцепления контрастных

(керамических) меток с углеродной матрицей (коксом) и углеродным наполнителем

(углеродными тканью, жгутами или стержнями), поскольку величина адгезии меток к этим

компонентам может сильно разниться. При деформировании этот факт, а также различие в

деформационных свойствах кокса и наполнителя может приводить к отслаиванию меток при

температурных испытаниях.

Пробные испытания лазерного датчика Р-50 фирмы «Fiedler Optoelektronik Gmbh», на

швейцарской испытательной машине Walter+b LFMZ-50, проведенные на углерод-углеродных

образцах в НИИграфит, показали что наряду с настройкой режима самого излучателя,

необходимо также помимо указанных выше проблем подбирать материал керамических меток

так, чтобы их контрастность по отношению к образцу сохранялась при нагреве до 2000оС,

поскольку при температурах выше 1400оС светимость углеродного образца начинает

преобладать над светимостью меток.

Многолетняя эксплуатация высокотемпературного оборудования в «НИИграфит»

показала надёжность использования дилатометрического способа измерения продольных

перемещений образца. Для этого вначале применяли высокотемпературные испытательные

машины, разработанные в шестидесятые годы сотрудниками института к.т.н. Дергуновым

Н.Н. и к.т.н. Барабановым В.Н. на основе испытательных машин Dst-5000. Эти машины

позволяли проводить как кратковременные испытания, так и испытания на ползучесть

углеродных материалов (графитов, пирографитов и стеклоуглеродов) при растяжении и

сжатии до 3000оС [9].

Для нагрева использовался трубчатый графитовый нагреватель диаметром 38 мм, длиной

260 мм и толщиной 4 мм. Зона нагрева нагревателя превышала в 2,5 раза длину образца, при

этом нижний конец нагревателя вместе с токоподводом не закреплялся, что позволяло ему

свободно перемещаться в процессе термического расширения.

Перемещение образца в процессе нагрева и нагружения фиксировалось с помощью

дилатометрической системы, состоящей из измерительной головки и составных

экстензометрических стержней. Стержни, проходящие через высокотемпературную зону

1000…3000оС и непосредственно контактирующие с образцом, изготавливались из

мелкозернистого графита (графитовые центральные стержни упирались в торцевые

поверхности образца). Продолжением графитовых стержней служили кварцевые трубчатые

стержни, которые проходили через низкотемпературную зону 20…1000оС и непосредственно

передавали перемещение образца измерительной головке. Измерительная головка

устанавливалась вне горячей зоны, в отдельной камере, установленной жёстко на

водоохлаждаемом корпусе печи. Результаты высокотемпературных испытаний графитов были

опубликованы в работах [10, 11 и 12].

Авторами было показано, что для исследованных графитовых (углеродных) материалов

характерно повышение прочности с увеличением температуры испытания вплоть до 2500оС.

28

Это объясняется теплофизическими особенностями углеродных материалов: при атмосферном

давлении они не плавятся и при температурах выше 2200оС начинают интенсивно

сублимировать. При 1500оС под воздействием приложенной внешней нагрузки углеродные

материалы проявляют пластичность, которая приводит к деформационному упрочнению

материала с максимумом в районе 2200…2500оС.

Недостатком указанных машин являлся длительный выход на заданную температуру

выше 2000оС (до 30…40 мин) и невозможность испытания образцов на изгиб.

В начале семидесятых годов в институте была разработана и запущена в эксплуатацию

универсальная испытательная машина ИМГр-3000-1000, позволившая проводить

кратковременные механические испытания графитовых и углеродных материалов до 3000оС,

не только на растяжение и сжатие но и на изгиб, за счёт увеличения диаметра нагревателя до

60 мм. Увеличение диаметра рабочего пространства позволило испытывать на изгиб образцы

длиной до 55 мм, шириной до 12 мм и толщиной 2... 10 мм. Как показала практика испытаний

графитовых образцов, максимальная разрывная нагрузка машины не должна была превышать

2000 кгс. Ограничение по разрывной нагрузке было обусловлено прочностью графитовых

материалов, применяемых на момент создания машин для изготовления графитовой оснастки.

Установка изготовлена в трёхсекционном варианте с общей неподвижной станиной

(траверсой) (10, рис. 1) и общим электроприводом для увеличения производительности

испытаний выше 2200оС (7, рис. 1). При этих температурах длительность охлаждения печи

составляла 30…90 минут. Поэтому после испытания образца на одной секции, привод

переключался на вторую секцию и после установки образца производился нагрев до заданной

температуры с последующей выдержкой и испытанием. После испытания на второй секции

привод снова переключался уже на третью секцию, и повторялась процедура установки,

нагрева и испытания следующего образца. При снижении температуры в печи первой секции

до 50…70оС испытания проводились на ней.

1 – колонна, 2 – высокотемпературная печь, 3 – водоохлаждаемая токоподводящая

крышка, 4 – текстолитовая направляющая, 5 – верхняя неподвижная траверса, 6 – камера

измерителя деформации, 7 – привод, 8 – червячный редуктор, 9 – нижняя водоохлаждаемая

тяга, 10 – нижняя траверса, 11 – пульт управления, 12 – двухкоординатный самописец, 13 –

силоизмерители (динамометры), 14 – иллюминаторы.

29

Рисунок 1 - Схематическое изображение универсальной испытательной

машины ИМГр 3000-1000.

Наличие трёх секций позволяет проводить последовательно высокотемпературные

испытания образцов при растяжении, сжатии и изгибе при температурах выше 2200оС на

одной машине, испытывая по 5…7 образцов каждого типа, достаточное для получения

надёжной зависимости механических свойств углеродных материалов от температуры

испытания.

Как показала практика высокотемпературных испытаний на машине Dst-5000, оба конца

графитового трубчатого нагревателя (3, рис. 2) оказалось возможным защемлять жёстко в

медных токоподводах, которые одновременно служили бы крышками печи (7, рис. 2).

1 – испытываемый образец, 2 – захваты из графита или УУКМ, 3 – графитовый

нагреватель, 4 – графитовые теплозащитные экраны, 5 – теплозащитные экраны из

графитированной ткани, 6 – водоохлаждаемый корпус печи, 7 – медные водоохлаждаемые

токоподводящие крышки, 8 – графитовые конусные прижимные кольца – фиксаторы, 9 –

медные прижимные гайки, 10 – тяги из графита или из УУКМ, 11- кольцевые

теплозащитные графитовые пластины.

Рисунок 2 - Схематическое изображение печи для испытаний.

Контакт нагревателя с токоподводами осуществляется с помощью графитовых

прижимных колец-фиксаторов (8, рис.2). Степень прижатия вставок к нагревателю

осуществляется с помощью медных прижимных гаек (9 рис. 2). Для создания равномерной

зоны прогрева нагреватель сделан фасонным: средняя часть длиной 70 мм сделана более

толстой (4мм) по сравнению с приторцевой частью (3 мм). В отличие от прототипа

разработанная конструкция печи позволяет нагревать образцы до температуры 3000оС за 3

минуты не только за счёт изменения крепления нагревателя в токоподводах, но и в результате

изменения системы экранирования стального корпуса печи и медных токоподводов-крышек.

30

Вместо теплоизоляционной сажевой засыпки в разработанных печах используется

система коаксиально расположенных графитовых цилиндрических экранов (4, рис. 2),

пространство между которыми заполнено графитированной тканью (5, рис. 2). Теплоизоляция

медных крышек осуществляется с помощью кольцевых теплозащитных графитовых пластин

(11, рис. 2), также чередующихся со слоями графитированной ткани. Изменение системы

крепления нагревателя и системы теплоизоляции позволило изготовить компактную печь с

водоохлаждаемым корпусом (6, рис. 2) из нержавеющей стали высотой 350мм и диаметром

300 мм и электрической мощностью 80 кW.

Чтобы поменять захваты и установить образец, печи на машине ИМГр-3000-1000

перемещаются вниз с помощью направляющих (4 рис.1) вдоль колонн (1 рис.1).

При разработке конструкции печи с рабочей зоной нагрева, превышающей в 2-3 раза

длину образца для растяжения, исходили из того, чтобы и образец, и графитовые захваты

находилась при одной той же температуре. Это необходимо, чтобы избежать

преждевременного разрушения захватов, поскольку последние, в случае нахождения при

более низкой температуре, чем образец, будут обладать меньшей прочностью, и могут

разрушаться, несмотря на значительно большее сечение [13]. Поскольку графитовые тяги

только частично заходят в рабочую зону, а основная их часть находится при более низкой

температуре, были отмечены случаи разрушения в зоне пониженной температуры. Как

показали исследования поверхностей разрушения, причиной разрушения являлось наличие

внутренних дефектов (пор, внутренних трещин), а так же дефектов появившихся в результате

отклонения от технологического процесса при производстве графита (коксовых включений).

Другой причиной, наряду с дефектами, может служить интенсивный теплообмен от захватов к

тягам, способствующему увеличению концентрации внутренних напряжений в тягах.

Для измерения продольной деформации при растяжении, сжатии и прогиба образцов

использована также дилатометрическая система, как и в прототипе, но несколько

видоизменённая.

Она состоит из трёх составных экстензометрических стержней: одного центрального (4,

рис.3), который своим графитовым заострённым концом опирается на торец верхней головки

образца (1, рис.3), и двух крайних стержней (5, рис.3), которые заострёнными концами

опираются в графитовое коромысло (7, рис.3). Последнее устанавливается на два игольчатых

стержня из мелкозернистого графита (10, рисунок 3), которые, проходя через отверстия в

нижнем захвате, упираются в опорную торцевую поверхность нижней головки образца.

Верхние концы кварцевых трубчатых стержней со стальными наконечниками выведены

в водоохлаждаемую камеру, в которой поддерживается комнатная температура. В камере на

специальной платформе (8, рис. 3) установлена измерительная головка (9, рис. 3), которая

представляет собой индикатор часового типа.

Для температурного диапазона до 2000оС, когда упругие и пластические деформации

графитовых образцов относительно невелики, используются индикаторы типа МИГ-1, МИГ-2

с максимальным диапазоном измерения до 1 и 2 мм, соответственно. При температурах выше

2000оС для измерения больших деформаций применяется индикатор типа МИГ-10.

Платформа опирается на два крайних стальных наконечника кварцевых стержней

(11, рис.3), при этом средний стержень с седловидным наконечником упирается в подвижный

шток индикатора (12, рис.3). Тем самым, крайние стержни перемещаются вместе с нижней

головкой образца, фиксируя её перемещение относительно верхней головки образца. К

индикатору прикреплена консольная балочка с наклеенными на ней тензодатчиками, которая

своим свободным концом касается верхнего конца штока. При нажатии верхнего конца штока

на балочку, последняя изгибается, вызывая изменение электрического потенциала на

тензодатчиках.

.

31

1 – испытываемый образец, 2 – графитовые

(либо УУКМ) захваты, 3 – графитовый

нагреватель, 4 – центральный графитовый

стержень, 5 – боковые графитовые стержни,

6 – кварцевые стержни, 7 – графитовое

коромысло, 8 - платформа, 9 – измерительная

головка, 10 - игольчатые стержни, 11-

стальные наконечники, 12 - подвижный шток

индикатора часового типа.

Рис. 3 - Схематическое изображение

дилатометрической системы измерения

деформации.

Это изменение в виде электрического сигнала подаётся на двухкоординатный самописец

(12, рис.1). Для регистрации усилия, прикладываемого к образцу, на верхней неподвижной

траверсе машины установлены три динамометра (13, рис.1), рассчитанные на максимальную

нагрузку 2000 кгс. На рабочую часть динамометров наклеены тензодатчики, собранные по

мостовой схеме. Электрический сигнал от динамометра также подаётся на двухкоординатный

самописец и, таким образом, записывается диаграмма деформирования.

Температура образца измеряется с помощью оптического двухцветного пирометра

Диэлтест-ТЦ5П (пирометра спектрального отношения) через кварцевое стекло иллюминатора

(14, рис.1) с инструментальной погрешностью определения температуры, не превышающей

0,3 %. Для пирометра данного типа потемнение стекла, в результате осаждения на него паров

углерода или задымления, в случае выделения из образца газообразных продуктов

термохимических реакций и окисления легирующих добавок, не сказывается на точности

измерения температуры в измеряемом диапазоне температур (800…3000оС) [14].

32

Для испытаний на растяжение графитовых конструкционных материалов

а) растяжение б) сжатие

Рисунок 4 - Образцы для механических испытаний графитовых материалов

в диапазоне 20-3200оС используются круглые образцы - простые и удобные, как для

механических испытаний, так и для изготовления (Рис. 4а).

Центрирование образца и захватов осуществляется за счёт карданного переходника,

соединяющего камеру для измерителя деформации с динамометром. Фиксирование

центрального дилатометрического графитового стержня в центре головки образца

осуществляется за счёт центрирующего глухого отверстия глубиной ~1 мм.

Для испытаний образцов на сжатие на машине ИМГр-3000-1000 Н.Н. Дергуновым был

разработан реверс, изготавливаемый из одной заготовки высокопрочного мелкозернистого

графита (рис. 5а). Особенность данной конструкции заключается в том, что обе серьги, входя

друг в друга, при этом представляют каждая по себе единое целое и не имеют никаких

болтовых креплений для соединения друг с другом.

Для испытаний на сжатие наиболее простой формой графитового образца является

прямоугольный цилиндр, высота которого в два раза больше диаметра. Такой образец к тому

же менее трудоёмок при механической обработке.

Но как показала практика высокотемпературных испытаний, такие образцы чаще

разрушались по торцам, образуя конусообразную поверхность разрушения. Такой вид

разрушения приводил к занижению прочности, модуля упругости, завышению деформации и

искажению диаграмм деформирования из-за смятия и локального продавливания графитовых

опор под образцами при температурах выше 2000оС. Для исключения указанных моментов

стали применять образцы более сложной формы – образцы-катушки (рис.4б). Указанные на

рис. 4б размеры образца на сжатие обусловлены особенностями конструкции реверса.

33

а) на сжатие б) на изгиб

Рисунок 5- Реверсы для высокотемпературных испытаний

Для центрирования центрального дилатометрического стержня на образце – катушке так

же сделано небольшое углубление (рис 4 б), как и в образце для растяжения.

Все графитовые образцы данной формы в диапазоне температур 20-2000оС разрушались

в выделенной, рабочей части в результате сдвига под углом 45о. При температурах испытания

2200…2400оС разрушение происходило также в результате поперечного сдвига, но при этом

оно сопровождалось пластическими деформациями, которые приводили к появлению

бочкообразного выпучивания. При температурах ≥2500оС образцы невозможно было

разрушить из-за их смятия.

Для испытаний на трёх - и четырёхточечный изгиб применяется также графитовый

реверс, но другой конструкции (рис. 5б). Образец укладывался в продольные пазы верхнего и

нижнего, активного захвата. В пазах верхнего захвата две нижние поперечные стенки

являются опорами с радиусом закругления 2 мм. Нажимное усилие создаётся пуансоном в

виде штифта диаметром 10 мм, закрепляемом в нижнем активном захвате. Ширина паза

составляет12 мм.

С появлением в семидесятых годах углерод-углеродных материалов, разработанных в

«НИИграфит», вся графитовая оснастка для испытаний на растяжение и изгиб (тяги и захваты)

на машине ИМГр-3000-1000 была заменена на оснастку, изготовленную из многомерных

УУКМ. Замена обусловлена частым разрушением графитовой оснастки в результате

динамических нагрузок, возникающих при разрушении образцов из высокопрочных

композиционных материалов.

Для высокотемпературных испытаний многомерных УУКМ на растяжение были

применены круглые образцы с удлиненной головкой длиной 30 мм для исключения

34

выскальзывания жгутов (стержней) из углеродной матрицы (рис. 6а). Для УУКМ на тканой

основе применили плоские образцы – двусторонние лопатки с заплечиками (рис. 6б).

а) Цилиндрический образец для

испытаний обьемноармированных УУКМ.

б) Плоский образец для испытаний

двумерно армированных слоистых

материалов.

Рисунок 6 – Образцы для высокотемпературных испытаний УУКМ на

растяжение. Для высокотемпературных испытаний объёмно армированных материалов на

сжатие применяли реверс, изготовленный из мелкозернистого прочного графита, из-за

сложности его изготовления из УУКМ.

Длительные испытания показали надёжность работы тяг и захватов из объёмно

армированных материалов. Не было ни одного случая разрушения указанной оснастки при

испытании образцов в диапазоне 20…3000оС.

Благодаря разработанному в институте «НИИграфит» высокотемпературному

испытательному оборудованию и методикам испытаний стало возможным исследование не

только изменение прочности конструкционных углеродных материалов и УУКМ, но и

изменение их упругих и деформационных характеристик, изучение влияния состава,

технологии получения и особенностей структуры материалов, на работоспособность изделий

из них при температурах до 3000оС.

Сведения об авторах

1. Мостовой Геннадий Ефимович, к.т.н., ведущий научный сотрудник Испытательного

Центра Акционерного общества "Научно-исследовательский институт

конструкционных материалов на основе графита "НИИграфит".

E. mail: gennady.mostovoy@yandex.ru

2.Карпов Андрей Павлович, научный сотрудник Испытательного Центра

Акционерного общества "Научно-исследовательский институт

конструкционных материалов на основе графита "НИИграфит".

E. mail: andrew.karpow@gmail.com

35

9. ПАТЕНТЫ

КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ

1. Патент РФ № 2597312 от 10.09.2016 года, З.№ 2014147687 от 23.04.2013 года.

Международная заявка WO № 2013160604 от 31.10.2013 года. Патентообладатель: ХЕКСЕЛ РИИНФОРСМЕНТС (FR)– В29C 70/88

ПРИМЕНЕНИЕ ОПЕРАЦИИ ПРОБИВАНИЯ ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ

КОМПОЗИЦИОННОГО ИЗДЕЛИЯ ДЛЯ УЛУЧШЕНИЯ ПОПЕРЕЧНОЙ

ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ КОМПОЗИТНОГО ИЗДЕЛИЯ

Изобретение относится к способу изготовления композиционного изделия . Изделие

имеет поперечную электропроводимость, посредством образования сборки армирующих

материалов из углеродных волокон, между которыми вставлен по меньшей мере один слой

термопластичного или термоотверждаемого вещества или смеси термопластичного и

термоотверждаемого веществ. Способ содержит операцию точечного приложения пробивных

усилий к, по меньшей мере, двум слоям, являющимся компонентами сборки и находящимся в

сборке по соседству, таким образом, чтобы пройти последовательно через, по меньшей мере,

один армирующий материал и по меньшей мере один слой термопластичного или

термоотверждаемого вещества или смеси термопластичного и термоотверждаемого веществ,

наложенных друг на друга. Изобретение обеспечивает улучшение поперечной

электропроводности получаемого композиционного изделия.

2. Патент РФ № 2607583 от 10.01.2017 года, З.№ 2014138919 от 11.02.2013 года.

Международная заявка WO № 2013128312 от 06.09.2013 года. Патентообладатель: АУТОМОБИЛИ ЛАМБОРГИНИ С.П.А. (IT)– В29C 70/46

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ УГЛЕРОДНОГО ВОЛОКНА И ИЗДЕЛИЕ ,

ПОЛУЧЕННОЕ УКАЗАННЫМ СПОСОБОМ

Изобретение относится к способу термического компрессионного формования для

изготовления изделий из композиционных материалов. Техническим результатом является

минимизация образования поверхностных дефектов изделий. Технический результат

достигается способом термического компрессионного формования для изготовления изделий

из композиционных материалов, который включает стадии, на которых обеспечивают пресс-

форму с формованными поверхностями, в которой образована негативная форма изделия ,

подлежащего изготовлению. Определяют объем изделия, подлежащего изготовлению.

Рассчитывают массу полуфабриката листового формовочного материала (SMC), подлежащего

введению в пресс-форму, на основе объема изделия, подлежащего изготовлению. При этом

полуфабрикат SMC содержит один или несколько листов композиционного материала,

содержащего матрицу из термически отверждаемой смолы и углеродные волокна.

Рассчитывают, на основе рассчитанной массы полуфабриката SMC, размер поверхностей

полуфабриката SMC, покрывающих формованные поверхности пресс-формы, когда

полуфабрикат SMC введен в пресс-форму. Предварительно нагревают пресс-форму до

температуры, позволяющей обеспечить отверждение термически отверждаемой смолы.

Вводят полуфабрикат SMC в пресс-форму. Причем поверхности полуфабриката SMC

покрывают формованные поверхности пресс-формы в процентной доле, составляющей от

более 80% до менее чем или равной 99%. Закрывают пресс-форму, располагают пресс-форму в

автоклаве, осуществляют цикл компрессии в автоклаве в соответствии с заданной

зависимостью давления от времени, открывают пресс-форму и извлекают изделие.

36

3. Патент РФ на полезную модель № 168639 от 13.02.2017 года, З.№ 2016127250 от

06.07.2016 года. Патентообладатель: Федеральное государственное бюджетное

образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный

технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский

университет)" (МГТУ им. Н.Э. Баумана) (RU)– H01P3/12

ТЕРМОРАЗМЕРОСТАБИЛЬНЫЙ СВЧ-ВОЛНОВОД

Полезная модель относится к полым СВЧ-волноводам, конкретнее к их

конструкциям из полимерных композитных материалов с высокой весовой

эффективностью и термостабильностью для применения в ракетно-космической технике,

СВЧ-волноводам с высокой весовой

эффективностью и

терморазмеростабильностью, в

качестве силового несущего материала

конструкции волновода полимерного

композиционного материала

используют углепластик со структурой

армирования волокон {0°/+45°/-

45°/90°}. Причем углы ориентации

армирующего в углепластике

приведены относительно направления

наиболее протяженной

волнопроводящей поверхности

волновода, а металлическое покрытие волноводного отверстия выполнено фольгой

металлической электротехнического назначения с толщиной не менее 50 мкм,

выстланной и приформованной к внутренней поверхности силового несущего материала

конструкции волновода в процессе его изготовления, а именно: на жесткую поверхность

формообразующей оснастки, покрытую антиадгезионным разделительным составом,

выкладывают слой металлической фольги с зачищенными и обезжиренными

поверхностями, далее наматывают либо выкладывают вышеуказанный углеродный

армирующий материал, далее производят пропитку и отверждение связующего, после

чего готовый волновод с фольгой, приформованной в волноводном отверстии, снимают с

оснастки. Надежное закрепление металлической фольги к внутренней поверхности

углепластикового волновода обеспечивается за счет адгезии используемого в

углепластике связующего, выступающего по отношению к металлической фольге в

качестве клеевого соединения. Стабильность геометрических размеров и формы

токопроводящей поверхности, образованной металлической фольгой, обеспечивается

внешней жесткой и прочной терморазмеростабильной оболочкой из углепластика.

Техническим результатом является создание волновода с высокой весовой

эффективностью, со стабильными в широком интервале эксплуатационных температур

геометрическими размерами (терморазмеростабильного волновода) и стабильными

электротехническими характеристиками.

4. Патент РФ на полезную модель № 163502 от 20.07.2016 года, З.№ 2015157110 от

30.12.2015 года. Патентообладатель: Федеральное государственное бюджетное

образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный

технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский

университет)" (МГТУ им. Н.Э. Баумана) (RU)– H01Q15/16

37

КОНСТРУКТИВНАЯ СХЕМА КРУПНОГАБАРИТНОГО

ТРАНСФОРМИРУЕМОГО АНТЕННОГО РЕФЛЕКТОРА ЗОНТИЧНОГО ТИПА

Полезная модель относится к конструктивным схемам крупногабаритных

трансформируемых антенных рефлекторов зонтичного типа. Техническим результатом

является создание конструктивной схемы крупногабаритного трансформируемого

антенного рефлектора зонтичного типа диаметром до 100 м, удовлетворяющей

требованиям технического задания по допустимым массе и деформациям (в рамках

соглашения о предоставлении субсидии №14.577.21.0129 между Министерством

образования и науки Российской Федерации и МГТУ им. Н.Э. Баумана). Предлагаемая

конструктивная схема крупногабаритного трансформируемого антенного рефлектора

зонтичного типа состоит из ступицы и каркаса с продольными и поперечными стойками,

а также формообразующими стойками, которые обеспечивают параболическую форму

отражателя, при этом продольные стойки закреплены в ступице, имеющей пазы для

установки осей, с возможностью поворота вокруг них петель складывающихся

продольных стоек, поперечные и формообразующие стойки смонтированы

непосредственно в теле продольных стоек, возможность их поэтапного раскрытия

пружинными механизмами в ступице. Материалом каркаса является углепластик с

коэффициентом теплопроводности - 71,1 Вт/(м•К), удельной теплоемкостью - 1000,0

Дж/(кг•К) и плотностью - 1550,0 кг/м3; материалом сетеполотна - вольфрамовая сетка с

коэффициентом теплопроводности - 3,6 Вт/(м•К), удельной теплоемкостью - 500,0

Дж/(кг•К) и плотностью - 3200,0 кг/м3; материалом тросов - арамид с коэффициентом

теплопроводности - 1,0 Вт/(м•К), удельной теплоемкостью - 800,0 Дж/(кг•К) и

плотностью - 1000,0 кг/м3. При этом предусмотрена возможность поэтапного раскрытия

крупногабаритного трансформируемого антенного рефлектора, а именно: раскрытие

первой группы продольных стоек каркаса из сложенного состояния; раскрытие второй

группы продольных стоек; раскрытие формообразующих стоек; и окончательно

раскрытие стоек натяжения тросов.

5. Патент РФ на полезную модель № 165305 от 10.10.2016 года, З.№ 2016111345 от

28.03.2016 года. Патентообладатель: Асинчугов Николай Геннадьевич (RU) –B60R7/02

ОРГАНАЙЗЕР ПРОСТРАНСТВА В БАГАЖНОМ ОТДЕЛЕНИИ АВТОМОБИЛЯ

Органайзер пространства в багажном отделении автомобиля, характеризующийся

тем, что представляет собой гибкую тонкую пластину, по боковым краям которой с

внешней и внутренней стороны закреплены площадки с застежками для фиксации на

поверхностях крепления в багажном отделении, по верхнему краю выполнены отверстия

для крепления, а по нижнему краю выполнена отгибающаяся лента, разделенная на

сегменты с застежками для фиксации на поверхностях крепления в багажном отделении.

Органайзер по п.1, характеризующийся тем, что гибкая тонкая пластина для поддержания

формы состоит из сердцевины, представляющей собой упругую полосу из металла,

покрытую силиконовой оболочкой. Органайзер по п.1, характеризующийся тем, что

38

гибкая тонкая пластина для поддержания формы состоит из сердцевины,

представляющей собой упругую полосу из пластика, помещенную в тканевый чехол.

Органайзер по п.3, характеризующийся тем, что пластик представляет собой

полипропилен, или АБС-пластик, или углепластик. Органайзер по п.1,

характеризующийся тем, что застежка для фиксации на поверхностях крепления в

багажном отделении представляет собой крючки Velcro. Органайзер по п.1,

характеризующийся тем, что застежка для фиксации на поверхностях крепления в

багажном отделении представляет собой материал, обеспечивающий прилипание к

поверхностям крепления в багажном отделении. Органайзер по п.1, характеризующийся

тем, что сегменты выполнены в виде ушек.

6. Патент РФ на полезную модель № 166603 от 10.12.2016 года, З.№ 2016129743 от

21.07.2016 года. Патентообладатель: Общество с ограниченной ответственностью

"ТРАНСТЕХКОМПОЗИТ" (RU)– B29B11/00

СОЕДИНИТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ ВОДООТВОДА

Соединительный элемент водоотвода,

характеризующийся тем, что представляет собой

желобообразный элемент с торцевой стенкой, в

которой выполнен ложемент, предназначенный для

размещения в нем сопрягаемой части водоотвода с

возможностью продольного перемещения таким

образом, что сопрягаемая часть водоотвода и

желобообразный элемент расположены на разных

уровнях. Соединительный элемент по п. 1,

характеризующийся тем, что выполнен в виде

монолитной детали из композитного материала,

желобообразный элемент и ложемент имеют сечение

U-образной формы, при этом донная часть сечения

представляет собой дугу окружности, а боковые стенки отклонены от вертикальной линии

симметрии сечения, высота желобообразной части больше высоты ложемента, в верхней

части боковых стенок ложемента и желобообразного элемента выполнены горизонтальные

полки загибом наружу, объединяющие ложемент и желобообразный элемент в одной

плоскости, при этом ширина полки желобообразного элемента меньше ширины полки

ложемента, а линейные размеры сечения желобообразного элемента больше линейных

размеров сечения ложемента. Соединительный элемент по п. 2, характеризующийся тем,

что высоты желобообразного элемента и ложемента находятся в соотношении 1 к

величине, лежащей в интервале (1,8÷2). Соединительный элемент по п. 2,

характеризующийся тем, что ширина горизонтальной полки ложемента соотносится к

ширине горизонтальной полки желобообразного элемента как 1 к величине, лежащей в

интервале 1,8÷2. Соединительный элемент по п. 2, характеризующийся тем, что переходы

между боковыми стенками и горизонтальными полками ложемента и желобообразного

элемента, а также место перехода торцевой стенки в ложемент, выполнены радиусными.

Соединительный элемент по п. 2, характеризующийся тем, что угол наклона боковых

стенок лежит в интервале 10÷15° относительно вертикальной линии симметрии сечений.

Соединительный элемент по п. 2, характеризующийся тем, что в качестве композитного

материала использован стеклопластик или углепластик. Соединительный элемент по п. 2,

характеризующийся тем, что длина желобообразного элемента выполнена большей, чем

длина ложемента и находится в соотношении 1 к величине, лежащей в интервале 1,5÷2.

Соединительный элемент по п. 2, характеризующийся тем, что донные части

39

желобообразного элемента и ложемента выполнены параллельными между собой.

Соединительный элемент по п. 9, характеризующийся тем, что донные части расположены

горизонтально. Соединительный элемент по п. 1, характеризующийся тем, что выполнен

формованием с использованием пресс-форм, вакуумной инфузией.

7. Патент РФ на полезную модель № 144453 от 20.08.2014 года, З.№ 2014106615 от

21.02.2014 года. Патентообладатель: Открытое акционерное общество "Научно-

производственная корпорация "Иркут" (RU)– B64C3/18

КРЫЛО САМОЛЕТА

Стреловидное крыло самолета, состоящее из центроплана, выполненного в виде

коробчатой конструкции, содержащей передний и задний лонжероны, нервюры, верхнюю

и нижнюю панели, набор стрингеров, левой и правой консолей крыла, каждая из которых

включает кессон консоли крыла, состоящий из верхней и нижней панелей, переднего и

заднего лонжеронов, набора нервюр, часть которых выполнена герметичными, бортовые

нервюры, на участках которых консоли крыла соединены с центропланом, набора

стрингеров и гермостенки, носовую часть, хвостовую часть, предкрылок, элерон,

интерцептор, закрылок, воздушный тормоз, при этом в центроплане и консолях крыла

размещены топливные баки, отличающееся тем, что верхняя и нижняя панели центроплана

выполнены за одно целое со стрингерами методом совместного формования из

полимерного композиционного материала на основе углепластика, при этом передний

лонжерон кессона левой и правой консолей крыла выполнен швеллерного сечения с

полками внутрь кессона левой и правой консолей крыла формованием из полимерного

композиционного материала на основе углепластика, а задний лонжерон кессона левой и

правой консолей крыла состоит из корневой части, выполненной сборной из титановых

поясов и стенки из алюминиевого сплава, и концевой части, выполненной из полимерного

композиционного материала на основе углепластика , при этом панели левой и правой

консолей крыла выполнены за одно целое со стрингерами методом совместного

формования из полимерного композиционного материала на основе углепластика , кроме

того, носовая часть каждой консоли крыла состоит из верхних и нижних обшивок,

выполненных из полимерного композиционного материала на основе углепластика с

сотовым заполнителем, диафрагм и кареток, а хвостовая часть каждой консоли крыла

состоит из верхних и нижних обшивок, выполненных из полимерного композиционного

материала на основе углепластика, диафрагм и кронштейнов навески приводов

механизации и навески механизации крыла.

2. Крыло по п.1, отличающееся тем, что панели центроплана дополнительно покрыты

стеклотканью.

3. Крыло по п.1, отличающееся

тем, что панели каждой консоли

крыла дополнительно покрыты

стеклотканью.

4. Крыло по п.1, отличающееся

тем, что стрингеры центроплана

выполнены в виде Т-образного

профиля

5. Крыло по п.1, отличающееся

тем, что стрингеры кессона консоли

крыла выполнены в виде Т-

образного профиля.

40

6. Крыло по п.1, отличающееся тем, что кессон каждой консоли крыла содержит

двадцать семь нервюр, включая бортовую нервюру.

7. Крыло по п.1, отличающееся тем, что центроплан содержит шесть соединенных со

своими передним и задним лонжеронами нервюр:

левую и правую наружные нервюры, расположенные со стороны бортовых нервюр,

левую и правую внутренние нервюры, расположенные со стороны оси симметрии

центроплана,

и левую и правую средние нервюры, расположенные между левой и правой

внутренней и наружной нервюрами соответственно,

а между левой и правой внутренними нервюрами центроплана расположена

перпендикулярно им гермостенка.

8. Крыло по п.7, отличающееся тем, что правая внутренняя нервюра центроплана

выполнена герметичной от переднего лонжерона центроплана до гермостенки, а левая

внутренняя нервюра центроплана выполнена герметичной от гермостенки до заднего

лонжерона центроплана.

9. Крыло по п.1, отличающееся тем, что оно конструктивно разделено на

гермоотсеки, расположенные:

между внутренней левой и правой нервюрами центроплана и четвертой по счету

нервюрой от бортовой нервюры кессона каждой консоли крыла;

между четвертой и двадцатой по счету нервюрами от бортовой нервюры кессона

каждой консоли крыла;

между двадцатой и двадцать второй нервюрами кессона каждой консоли крыла;

между первой и четвертой нервюрой, гермостенками расходного отсека и задним

лонжероном кессона каждой консоли крыла,

причем указанные нервюры кессона каждой консоли крыла выполнены

герметичными.

10. Крыло по п.1, отличающееся тем, что в нижней панели консоли крыла выполнены

двадцать четыре технологических люка.

11. Крыло по п.1, отличающееся тем, что лонжероны центроплана выполнены из

верхних и нижних титановых поясов, а стенки лонжеронов выполнены из алюминия.

12. Крыло по п.1, отличающееся тем, что в стенке заднего лонжерона центроплана

выполнено по меньшей мере одно технологическое отверстие, снабженное крышкой.

13. Крыло по п.1, отличающееся тем, что нервюры кессона стеночной конструкции

выполнены из алюминиевого сплава с вырезами под стрингеры, при этом на герметичных

нервюрах кессона каждой консоли крыла вырезы под стрингеры снабжены

герметизирующими фитингами.

14. Крыло по п.1, отличающееся тем, что бортовые нервюры выполнены с поясами из

титанового сплава и со стенками из алюминиевого сплава.

15. Крыло по п.1, отличающееся тем, что в нижней панели центроплана установлены

клапаны слива топлива.

16. Крыло по п.1, отличающееся тем, что стрингеры нижней панели центроплана

снабжены отверстиями перелива топлива.

17. Крыло по п.1, отличающееся тем, что предкрылок выполнен из 5 секций, при этом

каждая секция предкрылка состоит из:

двух силовых нервюр навески предкрылка, установленных параллельно плоскостям

механизмов уборки и выпуска предкрылка,

силовой нервюры, установленной в середине размаха секции предкрылка,

двух концевых нервюр,

лонжерона,

хвостового профиля,

наружной и внутренних обшивок,

двух рельсов.

41

18. Крыло по п.1, отличающееся тем, что три из пяти секций предкрылка оснащены

системой противообледенения.

19. Крыло по п.1, отличающееся тем, что закрылок состоит из корневой и концевой

секций, при этом каждая секция закрылка состоит из:

обшивки закрылка, выполненной из полимерного композиционного материала на

основе углепластика,

продольных стенок, выполненных в виде двутаврового сечения из полимерного

композиционного материала на основе углепластика,

поперечных торцевых нервюр, выполненных из полимерного композиционного

материала на основе углепластика,

опорных нервюр двутаврового сечения и опорных кронштейнов двутаврового

сечения, посредством которых закрылок закреплен на каретках управления закрылком.

20. Крыло по п.1, отличающееся тем, что элерон состоит из верхний и нижней

обшивок, лонжерона, нервюр, при этом верхняя и нижняя обшивки элерона, а также

лонжерон элерона выполнен из полимерного композиционного материала на основе

углепластика .

21. Крыло по п.1, отличающееся тем, что воздушный тормоз содержит лонжерон и

две торцевые нервюры, образующие каркас воздушного тормоза, а также верхних и

нижних обшивок воздушного тормоза, при этом лонжерон и обшивки воздушного тормоза

выполнены из полимерного композиционного материала на основе углепластика, а

пространство между обшивками и каркасом воздушного тормоза заполнено полимерными

сотами.

22. Крыло по п.1, отличающееся тем, что интерцептор состоит из четырех секций,

каждая из которых содержит:

лонжерон и две торцевые нервюры, образующие каркас интерцептора, верхнюю и

нижнюю обшивки,

накладки, расположенные по задней кромке на нижней и верхней обшивках,

кронштейны навески и приводов интерцептора,

при этом лонжерон и верхняя и нижняя обшивки интерцептора выполнены из

полимерного композиционного материала, а пространство между обшивками и каркасом

интерцептора заполнено полимерными сотами.

23. Крыло по п.1, отличающееся тем, что нижняя обшивка носовой части крыла

выполнена из пятнадцати съемных панелей и снабжена крышкой люка централизованной

заправки топливом и крышкой клапана противообледенительной системы.

24. Крыло по п.1, отличающееся тем, что крыло выполнено с удлинением λ≥11,5 и

стреловидностью по линии 1/4 хорд Х≥26,5°, углом установки α0=3°, сужением η=3,928 и

средней аэродинамической хордой ba=3,479 м, при этом для гондол двигателя большого

диаметра крыло выполнено с местным углом поперечного V крыла ψ=5,37°.

8. Патент РФ № 2610048 от 27.03.2017 года, З.№ 2015131381 от 28.07.2015.

Патентообладатель: Акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие

"Технология" им. А.Г. Ромашина" (RU)– C04B 35/80

ВЫСОКОТЕРМОСТОЙКИЙ РАДИОПРОЗРАЧНЫЙ НЕОРГАНИЧЕСКИЙ

СТЕКЛОПЛАСТИК И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ.

Изобретение относится к радиопрозрачным композиционным материалам.

Технический результат – повышение работоспособности аппретирующей пленки,

уменьшение кислотности наносимой на стеклоткань суспензии. Высокотермостойкий

радиопрозрачный неорганический стеклопластик выполнен на основе фосфатного

связующего и аппретированного волокнистого наполнителя. Предварительно на

42

стеклоткань наносили защитное покрытие. Защитное покрытие – неорганическое

покрытие, нанесенное на ткань методом «золь-гель» технологии из насыщенных водных

растворов солей алюминия и (или) хрома. В качестве связующего использована водная

суспензия, состоящая из фосфатной связки с корундовым микропорошком 5 -10%, водного

шликера кварцевого стекла с полидисперсным зерновым составом твердой фазы 0,1 -100

мкм в количестве 50-55% и щелочной кремнезоли в количестве 35-40%. После формования

и отверждения при температуре 300-400°С материал дополнительно упрочняют разовой

или многократной (3-5 раз) пропиткой насыщенным водным раствором солей алюминия и

(или) хрома с последующей сушкой и термообработкой при температуре 500-700°С.

9. Патент РФ № 2607401 от 10.01.2017 года, З.№ 2015140891 от 25.09.2015 года.

Патентообладатель: Барзинский Олег Викторович (RU), Гордеев Сергей Константинович (RU)

– C04B 35/83

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ УГЛЕРОД-УГЛЕРОДОГО КОМПОЗИЦИОННОГО

МАТЕРИАЛА

Изобретение может быть использовано для изготовления деталей теплозащиты и

изделий медицинского назначения. Сначала изготавливают пористую армирующую основу

из углеродных волокон на поверхности углеродного нагревателя методами выкладки или

намотки углеродных нитей, жгутов, лент, тканей или войлока. Нагреватель выполнен из

углеродной пластины с соотношением длина: ширина не менее 1 и расположен внутри

армирующей основы. Затем формируют пироуглеродную матрицу в среде газообразных

углеводородов при температуре выше температуры их разложения в условиях градиента

температуры, созданного нагревателем. Изобретение позволяет упростить изготовление

плоских пластин из углерод-углеродного композиционного материала и обеспечить их

оптимальное армирование, а следовательно, и механическую прочность.

10. Патент РФ № 2614006 от 22.03.2017 года, З.№ 2015153459 от 14.12.2015 года.

Патентообладатель: Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет

"МИСиС" (RU) – C04B 35/573

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НАНОКЕРАМИКИ МЕТОДОМ СОВМЕЩЕНИЯ

САМОРАСПРОСТРАНЯЮЩЕГОСЯ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОГО СИНТЕЗА И

ИСКРОВОГО ПЛАЗМЕННОГО СПЕКАНИЯ.

Изобретение относится к области керамического материаловедения . Техническим

результатом предлагаемого изобретения является снижение энергозатрат, исключение

применения различных активаторов спекания, повышение физико-механических свойств

получаемого материала. Способ получения керамических материалов включает размол и

высокоэнергетическое перемешивание исходных реагентов в высокоэнергетической

шаровой планетарной мельнице мелющими шарами в атмосфере аргона и последующий

одновременный синтез-спекание реакционной смеси Si/C, или B/C или Si/B/C. Размол и

перемешивание проводят при соотношении массы шаров и исходных порошков (20:1) -

(40:1), при скорости вращения шаровой мельницы 694-900 об/мин и продолжительности

обработки до 15 минут, а процесс совмещения самораспространяющегося

высокотемпературного синтеза и искрового плазменного спекания (СВС+ИПС), т.е.

одновременный синтез-спекание реакционной смеси, осуществляют на установке

искрового плазменного спекания, для этого реакционную смесь помещают в графитовую

цилиндрическую пресс-форму, фиксируют ее между электродами, являющимися

одновременно пуансонами пресса, помещают пресс-форму в камеру, в камере создают

вакуум или атмосферу инертного газа и через спекаемый образец пропускают импульсный

электрический ток 1000-5000 А под нагрузкой до 50-90 МПа.

43

11. Патент РФ № 2617133 от 21.04.2017 года, З.№ 2016111552 от 28.03.2016 года.

Патентообладатель: Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт

физики твердого тела Российской академии наук (ИФТТ РАН) (RU)– C04B 35/577

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОПОРНЫХ ПЛИТ ДЛЯ ОБЖИГА КЕРАМИЧЕСКИХ

ИЗДЕЛИЙ.

Изобретение относится к области огнеупорных материалов и направлено на создание

опорных плит (лещадок) для высокотемпературного обжига керамических изделий, таких

как посуда, электроизоляторы и т.п. Для изготовления таких плит создан способ

получения двухслойного кремний-углеродного композиционного материала с различным

содержанием фазы карбида кремния в слоях. Способ получения опорных плит для обжига

керамических изделий включает изготовление слоистой заготовки из углеродного войлока

на ленте из углеграфитовой ткани и ее силицирование. Процесс силицирования

осуществляют при протягивании полученной заготовки под капиллярным питателем,

подающим расплав кремния, с последующей кристаллизацией расплава. Способ

обеспечивает получение изделий большой площади и относительно малой толщины,

которые могут использоваться как в восстановительных, так и в окислительных средах.

Предел прочности изделий на изгиб при температуре 1250°С достигает 420 МПа.

12. Патент РФ № 2603330 от 27.11.2016 года, З.№ 2015108788 от 13.03.2015 года.

Патентообладатель: Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего

образования Московской области "Технологический университет" (RU)– C04B 35/577

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫХ КЕРАМОМАТРИЧНЫХ

КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ (ВАРИАНТЫ)

Изобретение относится к получению многофункциональных композиционных

материалов с керамической матрицей из карбонитрида кремния, сформированной на

основе пористого армирующего каркаса, выполненного из углеродных тканей или волокон

в виде нитей, пучков или слоистых филаментов непрерывной или дискретной структуры.

Такие материалы применяют в силовых теплонагруженных деталях летательных

аппаратов, камерах сгорания и других изделиях для ракетной и авиационной техники.

Согласно заявленному способу получения многофункциональных керамоматричных

композиционных материалов в объеме пористого армирующего каркаса, выполненного из

углеродных тканей или волокон в виде нитей, пучков и слоистых филаментов

непрерывной или дискретной структуры, формируют керамическую матрицу из

карбонитрида кремния путём химического осаждения из газовой фазы (ХОГФ) силана с

азотсодержащим прекурсором до заданной плотности и процесса многократной цикловой

пропитки каркаса предкерамическим полимером (силазаном) с последующей

полимеризацией и пиролизом (ППП). Химическое осаждение проводят в газо -вакуумных

печах при температуре 500…900°С и давлении 50…500 Па, а многократную (от 2 до 4 раз)

цикловую пропитку каркаса предкерамическим полимером и последующую

полимеризацию и пиролиз реализуют в вакуум-компрессионых печах при температуре до

1600°С и давлении до 20 МПа. В другом варианте способа сначала осуществляют стадию

ППП, а затем - ХОГФ. Техническим результатом патентуемых вариантов реализации

способа является получение керамоматричных композиционных материалов, обладающих

плотностью в пределах 1,8…2,1 г/см3, стойкостью к механическим и теплоцикловым

нагрузкам и уровню окислительной стойкости в диапазоне температур 400…1400°С.

13. Патент РФ № 2596161 от 27.08.2016 года, З.№ 2013158137 от 23.04.2012 года.

Международная заявка WO № 2012163597 от 06.12.2012 года. Патентообладатель: СГЛ

КАРБОН СЕ (DE)– C04B 35/528

44

ОГНЕУПОРНЫЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ ВНУТРЕННЕЙ ФУТЕРОВКИ ДОМЕННОЙ

ПЕЧИ, ПОЛУЧАЕМЫЙ ЧАСТИЧНОЙ ГРАФИТИЗАЦИЕЙ СМЕСИ, СОДЕРЖАЩЕЙ C

И Si

Огнеупорный материал для футеровки доменной печи получают способом,

включающим следующие стадии: a) изготовление смеси, содержащей кокс, кремний и

связующий материал, b) формование необожженного блока из смеси, изготовленной на

стадии (a), c) обжиг необожженного блока, изготовленного на стадии (b) и d) частичная

графитизация обожженного блока, изготовленного на стадии (с), при температуре от 1600

до 2000°C. Технический результат изобретения - получение материала, обладающего

высокой механической прочностью и устойчивостью к растворению в горячем металле и

шлаке.

14. Патент РФ № 2566351 от 20.03.2016 года, З.№ 2013149892 от 07.11.2013 года.

Патентообладатель: Общество с ограниченной ответственностью "Керамет-Пермь" (RU)– C04B

35/528

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ АЛМАЗОСОДЕРЖАЩИХ

КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к алмазосодержащим композиционным материалам, широко

используемым для изготовления алмазного инструмента: резцов, выглаживателей, опор,

фильер и т.д. Технический результат - упрощение способа изготовления изделий из

алмазосодержащих композиционных материалов при сохранении их функциональных

свойств. Способ включает приготовление пресс-массы на основе ультрадисперсного

алмазного порошка и временного связующего, формование пористой заготовки при

комнатной температуре, нагрев полученной заготовки до температуры полного удаления

летучих из временного связующего и ее инфильтрацию жидким кремнием. В соответствии

с заявляемым техническим решением инфильтрацию жидким кремнием осуществляют

путем капиллярной конденсации его паров в интервале температур 1300-1450°C и

давлении в реакторе не более 36 мм рт.ст., причём температура паров кремния превышает

температуру заготовки. В предпочтительном варианте выполнения способа пресс-массу

готовят на основе алмазного порошка в капсуле из пироуглерода.

15. Патент РФ № 2606440 от 10.01.2017 года, З.№ 2015102345 от 26.01.2015 года.

Патентообладатель: Акционерное общество "Авиаавтоматика" имени В.В. Тарасова" (RU)–

C04B 35/80

МИКРОПОРИСТЫЙ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ.

Изобретение относится к технологии производства теплоизоляционных материалов и

может быть использовано в авиакосмической технике, в приборостроении,

машиностроении, строительстве и других областях техники. Микропористый

теплоизоляционный материал состоит из аморфных сферических частиц диоксида кремния

размером 100 мкм и плоских частиц диоксида кремния с размерами до 20 нм,

кремнеземных волокон диаметром 2-3 мкм, и минерального порошкового наполнителя

пластинчатой формы с размером частиц 2-7 мкм, в следующем соотношении компонентов,

мас.%: аморфный диоксид кремния сферические частицы 37,4-43,6; кремнеземное волокно

4,5-8,4; аморфный диоксид кремния плоские частицы 19,3-24,8; диоксид титана 27,3-33,2.

Изобретение позволяет уменьшить коэффициент теплопроводности микропористого

теплоизоляционного материала без существенных ухудшений его прочностных

характеристик.

45

ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ МАТЕРИАЛОВ

16. Патент РФ на полезную модель № 102801 от 10.03.2011 года, З.№ 2010142213 от

15.10.2010 года. Патентообладатель: Российская Федерация, от имени которой выступает

Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России),

ФГУП "ВИАМ" (RU)– G01N 3/00

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ПРОЧНОСТНЫХ СВОЙСТВ

КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

Полезная модель относится к устройствам для определения прочностных свойств

металлических и полимерных конструкционных материалов, а именно к определению

характеристик смятия, которые характеризуют места деформации в болтовых, винтовых,

резьбовых, клепаных соединениях конструкционных материалов. Устройство содержит

две металлические нагружающие рамы, установленные в верхний захват испытательной

машины и две металлические нагружающие рамы, закрепленных в нижнем захвате

испытательной машины, при этом в каждой нагружающей раме выполнено отверстие, в

которое вставлен сминающий цилиндрический стержень, выступающий над нагружающей

рамой на 0,05-0,1 диаметра, каждая пара нагружающих рам зафиксирована между собой

направляющими штифтами, упругими элементами с возможностью регламентированного

усилия прижатия и зажимами, на горизонтальной части нагружающих рам с внутренней

стороны до середины сминающего цилиндрического стержня выполнен выступ с гладкой

поверхностью, образец с прикрепленными прижимными винтами упорами имеет два

одинаковых отверстия под сминающий цилиндрический стержень, расположенные друг от

друга на расстоянии не менее чем три ширины образца, в качестве датчика деформации

используются два датчика раскрытия, которые установлены в каждой паре нагружающих

рам между сминающими цилиндрическими стержнями, выступающими над

нагружающими рамами, и упорами, прикрепленными к образцу. Технический результат:

позволяет проводить испытания на смятие с минимально возможной трудоемкостью, без

дополнительного расхода материала, с максимальной полнотой и достоверностью

определения характеристик смятия образца из любого конструкционного материала.

УГЛЕРОДНЫЕ ВОЛОКНА

17. Патент РФ № 2601761 от 10.11.2016 года, З.№ 2015105369 от 18.07.2013 года.

Международная заявка WO № 2014013737 от 23.01.2014 года. Патентообладатель: АйЭйчАй

АЭРОСПЕЙС КО., ЛТД. (JP), АйЭйчАй КОРПОРЕЙШН (JP)– D04B21/16

МАТЕРИАЛ ОСНОВЫ ИЗ ПРОШИТОГО УГЛЕРОДНОГО ВОЛОКНА И

ВЛАЖНЫЙ ПРЕПРЕГ С ЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ

Изобретение может быть использовано в аэрокосмической промышленности, в

производстве спортивных товаров и товаров для отдыха. Препрег, обладающий

формуемостью, содержит материал основы из прошитого углеродного волокна.

Множество листовых материалов 1 расположены слоями и затем прошиты и объединены

вместе в прошитый материал основы с использованием прошивной нити 2, вплетаемой при

прохождении через листовые материалы 1. Каждый листовой материал 1 сформирован

посредством расположения линий 11 углеродного волокна параллельно друг другу.

Направление расположения линий 11 углеродного волокна каждого листового материала 1

образует угол в диапазоне от ±30° до ±60° с направлением продвижения вплетения

прошивной нити 2. Степень растяжения прошитого материала основы в его продольном

46

направлении в случае, когда

определенную нагрузку на дюйм ширины

прошитого материала основы

прикладывают в направлении

продвижения вплетения прошивной нити

2, равна или ниже 4%, когда нагрузка

составляет 5 Н, и равна или выше 10%,

когда нагрузка составляет 25 Н. Препрег

сформирован посредством

импрегнирования материала основы из

прошитого углеродного волокна, в

котором множество листовых материалов

1 расположены слоями и затем прошиты и

объединены вместе с использованием

прошивной нити 2, вплетаемой при прохождении через листовые материалы 1,

термоотверждающейся смолой в диапазоне от 30 мас.% до 50 мас.% Изобретение

позволяет получить материал основы из прошитого углеродного волокна, который имеет

высокую стабильность формы и формуемость и обеспечивает удобство при обработке

влажного препрега, облегчает получение трехмерной формы.

18. Патент РФ на полезную модель № 168924 от 28.02.2017 года, З.№ 2015145576 от

26.02.2016 года. Патентообладатель: Российская Федерация, от имени которой выступает

Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России),

(RU)–C10B57/00

ГЕРМЕТИЗИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО С АЗОТНЫМ ЗАТВОРОМ ДЛЯ ПЕЧИ

ПИРОЛИЗА ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА УГЛЕРОДНЫХ ВОЛОКОН ИЗ

ГИДРАТЦЕЛЛЮЛОЗНЫХ ВОЛОКОН.

Полезная модель относится к области

производства углеродных волокон из

гидратцеллюлозных волокон , а именно к устройствам

для герметизации входа и выхода печи пиролиза, и

может быть использована в процессе получения

непрерывных жгутовых или ленточных углеродных

материалов. Задачей полезной модели является

разработка азотного затвора печи пиролиза с

герметизирующим устройством, техническим

результатом при использовании которой является

обеспечение высокой степени герметичности, создание

аэродинамических возмущений, поддерживающих

необходимое давление в рабочей камере, обеспечение

выхода продуктов пиролиза через предусмотренные

патрубки, а также обеспечение отсутствия напряжения обрабатываемого материала,

способного нарушить условия транспортирования и целостность материала. Технический

результат при осуществлении полезной модели достигается тем, что предложен азотный

затвор печи пиролиза с герметизирующим устройством, характеризующийся тем, что

выполнен в виде расположенного на оснащенной колесами откатной тележке коробчатого

корпуса с охлаждающими ребрами и с выполненным с одной стороны коробчатого

корпуса щелевидным фланцем для присоединения коробчатого корпуса к рабочей камере

печи пиролиза и со стыковочным фланцем с другой стороны коробчатого корпуса для

47

присоединения герметизирующего устройства, при этом герметизирующее устройство

выполнено в виде совпадающего по форме стыковочного фланца плоского корпуса с

жестко установленной на плоском корпусе опорной площадкой для непрерывно

движущегося обрабатываемого волокна через выполненное в плоском корпусе щелевидное

отверстие выхода обрабатываемого волокна за пределы рабочего пространства печи

пиролиза, плоский корпус герметизирующего устройства снабжен выполненным из

термопрочной ткани гибким надуваемым азотом элементом, охватываемым сверху

закрепленной на плоском корпусе втулкой с регулируемым штифтом прижимной планкой

в виде сегмента трубчатой формы, причем поверхность гибкого надуваемого азотом

элемента покрыта углеродной тканью, или силиконом, или фторопластом. При этом

ширина щелевидного отверстия выхода обрабатываемого волокна за пределы рабочего

пространства печи пиролиза соответствует ширине обрабатываемого волокна .

19. Патент РФ на полезную модель № 162157 от 27.05.2016 года, З.№ 2015121034 от

02.06.2015 года. Патентообладатель: Маринин Владимир Иванович (RU), Диденко Борис

Александрович (RU)– B05C3/00

АВТОМАТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО РЕГУЛИРОВКИ ПРОЦЕНТНОГО

СОДЕРЖАНИЯ СВЯЗУЮЩЕГО ВЕЩЕСТВА В ДВИЖУЩЕЙСЯ ЛЕНТЕ ИЗ ЖГУТОВ

ОРГАНИЧЕСКИХ, УГЛЕРОДНЫХ И СТЕКЛЯННЫХ ВОЛОКОН

Автоматическое устройство регулировки процентного содержания связующего

вещества в движущейся ленте из жгутов органических, углеродных и стеклянных волокон,

содержащее устройство для непрерывного ультразвукового контроля процентного

содержания связующего вещества в движущейся ленте из жгутов, расположенное в

лентопроводном тракте, результаты измерения которого передаются на блок управления

электромеханического привода ножа регулировки наноса связующего вещества на

пропиточный барабан, частично погруженного в связующее вещество пропиточной ванны

с нагревательным элементом. Нож регулировки наноса связующего вещества с

электромеханическим приводом устанавливается на пропиточную ванну перед зоной

пропитки ленты из жгутов. Данное устройство позволяет с повышенной точностью

регулировать процентное содержание связующего вещества в движущейся ленте из жгутов

органических, углеродных и стеклянных волокон.

20. Патент РФ № 2523483 от 20.07.2014 года, З.№ 2012155621 от 21.12.2012 года.

Патентообладатель: Федеральное государственное бюджетное научное учреждение

"Технологический институт сверхтвердых и новых углеродных материалов" (ФГБНУ

ТИСНУМ) (RU) – D01F 11/16

СПОСОБ УПРОЧНЕНИЯ УГЛЕРОДНОГО ВОЛОКНА

Изобретение относится к технологии получения углеродных волокнистых

композиционных материалов, в частности к способу упрочнения углеродного волокна, и

имеет широкий спектр применения от спортивного инвентаря до деталей самолетов.

Способ включает пропитку углеродного волокна раствором С60 или коллоидным

раствором (золем) фуллеренсодержащей сажи или черни. Дополнительно можно

проводить активацию фуллерена С60 или частиц фуллеренсодержащей сажи или черни,

нанесенных на углеродное волокно, облучением. Использование изобретения позволяет

получить углеродное волокно с повышенным значением предельной прочности на разрыв

до 11-18% и повышенным значением модуля упругости до 5-7%.

48

ЗАЩИТНЫЕ ПОКРЫТИЯ ИЗДЕЛИЙ

21. Патент РФ № 2604541 от 10.12.2016 года, З.№ : 2015140211 от 21.09.2015 года.

Патентообладатель: Акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие

"Технология" им. А.Г. Ромашина" (RU)– C04B 41/87

РАДИОПРОЗРАЧНОЕ ЗАЩИТНОЕ ПОКРЫТИЕ ИЗДЕЛИЙ ИЗ КЕРАМИКИ,

СИТАЛЛА, СТЕКЛОКЕРАМИКИ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ

Изобретение относится к технологии получения керамических и стеклокерамических

изделий, работающих в условиях высоких тепловых и силовых нагрузок при

одностороннем нагреве. Предложен состав и способ получения радиопрозрачных,

ударопрочных защитных покрытий для изделий радиотехнического назначения.

Радиопрозрачное защитное покрытие изделий из керамики, ситалла, стеклокерамики

включает кварцевую стеклоткань, аппретированную окислами алюминия и/или хрома,

пропитанную водным раствором связующего, состоящего из хромалюмофосфатной связки,

щелочного кремнезоля и порошкообразного наполнителя дисперсностью 0,5 -100 мкм из

материала изделия при следующем соотношении компонентов, мас.%:

хромалюмофосфатная связка 2-10; щелочной кремнезоль 35-45; порошкообразный

наполнитель 45-55, а толщина покрытия составляет 0,5-5,0 мм. Способ получения

радиопрозрачного защитного покрытия включает послойную выкладку на изделие

кварцевой стеклоткани, аппретированной по «золь-гель» технологии окислами алюминия

и/или хрома и пропитанной водным раствором связующего из хромалюмофосфатной

связки, щелочного кремнезоля и порошкообразного наполнителя дисперсностью 0,5 -100

мкм из материала изделия в указанном соотношении с последующим вакуумированием и

прессованием при нагреве до температуры 300-350°C, после чего проводят

термообработку при температуре 400-600°C в течение 1-2 часов. Предложенное покрытие

существенно повышает устойчивость керамических тонкостенных изделий к силовым и

тепловым нагрузкам, обеспечивает сохранение радиотехнических свойств изделий в

широком интервале рабочих температур, улучшает теплозащиту как самих изделий, так и

узлов и изделий, находящихся внутри.

22. Патент РФ № 2601676 от 10.11.2016 года, З.№ 2015145234 от 21.10.2015 года.

Патентообладатель: Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский

научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") (RU) Каблов

Евгений Николаевич (RU), Гращенков Денис Вячеславович (RU), Солнцев Сергей

Станиславович (RU), Ваганова Мария Леонидовна (RU), Сорокин Олег Юрьевич (RU)– C04B

41/87

ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОЕ АНТИОКИСЛИТЕЛЬНОЕ ПОКРЫТИЕ ДЛЯ

КЕРАМИЧЕСКИХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ КАРБИДА

КРЕМНИЯ

Изобретение относится к области покрытий керамических материалов, в частности к

керамическим покрытиям, и может быть использовано для защиты керамических

материалов, применяемых в авиакосмической технике. Высокотемпературное

антиокислительное покрытие для керамических композиционных материалов на основе

карбида кремния включает оксиды циркония, гафния, иттрия, карбид кремния и диборид

гафния при следующем соотношении компонентов, мас.%: оксид циркония 24 -33, оксид

гафния 18-24, оксид иттрия 10-18, диборид гафния 10-20, карбид кремния - остальное.

Технический результат изобретения - защита материала на основе карбида кремния от

окисления при температуре 1750°C не менее 500 часов.

49

ПОЛУЧЕН НОВЫЙ ПАТЕНТ

РБНТиПИ – 05-2017