Предложена новая технология производства армирующих волокон

Предложена новая технология производства армирующих волокон
Учёные Новосибирского государственного университета (НГУ) разработали более простую и экономичную по сравнению с западными аналогами технологию производства карбидо-кремниевых волокон, используемых в композитах для авиации и космонавтики. Новый метод предложили сотрудники Лаборатории синтеза функциональных материалов Физического факультета НГУ, сообщили в пресс-службе университета.
В аэрокосмической технике нового поколения применяются конструкционные материалы, сочетающие малую плотность и высокие прочностные характеристики при повышенных рабочих температурах. Чтобы добиться указанных свойств, используются волокнистые композиционные материалы на основе жаропрочных титановых сплавов и керамических матриц, армированных волокнами карбида кремния. Большая номенклатура армирующих волокон активно разрабатывается и производится в промышленном масштабе рядом компаний в США и Великобритании.
«Зарубежные методы производства требуют больших временных затрат и денежных вложений: стоимость итоговой продукции превышает несколько тысяч долларов за фунт. Помимо этого иностранные волокна запрещены к экспорту в Россию, что затрудняет создание композитов на их основе. Наша технология позволяет в короткие сроки и с меньшими затратами получить качественное карбидо-кремниевое волокно для космонавтики и авиации», – рассказал руководитель проекта, сотрудник отдела прикладной физики Физфака НГУ Евгений Галашов.
Новый подход основан на химической реакции образования карбида кремния на поверхности непрерывной углеродной нити, погружённой в раствор-расплав кремния. Катушки углеродного волокна погружаются в вакуумный реактор, после чего углеволоконная нить протягивается через легкоплавкие эвтектические растворы-расплавы с высоким содержанием кремния при температуре 350-450 °С в инертной атмосфере.
Предложенная технология обеспечивает получение карбидо-кремниевого волокна с заданной толщиной и составом армирующего покрытия SiC/Si, сформированного без разрушения углеродной основы, и могут использоваться как последующая стадия модификации на производстве коммерческого углеволокна. Для запуска установки в 2023 году проекту требуется софинансирование в размере 10 млн рублей, после чего можно будет начать коммерческие поставки отечественных карбидо-кремниевых волокон.
«На сегодняшний день командой проекта изготовлен опытный реактор, получены образцы карбидо-кремниевого волокна. Ведутся работы по созданию промышленного вакуумного реактора для получения непрерывного кернового карбидо-кремниевого волокна», – заявили в НГУ.