Промпроизводство карбидокремниевого волокна, созданного по технологии новосибирских ученых, сможет быстро обеспечить полное импортозамещение композитов для авиации и космонавтики.
Сейчас зарубежные аналоги стоят несколько тысяч долларов за фунт и запрещены к экспорту в Россию. Российские материалы будут и дешевле, и ближе. Опытный образец реактора и волокна готов, сообщила пресс-служба НГУ.
Для разработки конструкций аэрокосмической техники нового поколения ученые создают и внедряют конструкционные материалы, сочетающие малую плотность и высокие прочностные характеристики при повышенных рабочих температурах. Чтобы добиться этих свойств, в конструкциях перспективной техники применяются волокнистые композиционные материалы на основе жаропрочных титановых сплавов и керамических матриц, армированных волокнами карбида кремния. Ученые Лаборатории синтеза функциональных материалов Физического факультета Новосибирского государственного университета предложили более простую и экономичную технологию получения карбидокремниевого волокна. Запуск промышленного производства решит проблему импортозамещения волокна в России, считают ученые.
На сегодняшний день большая номенклатура армирующих волокон активно разрабатывается и производится в промышленном масштабе рядом зарубежных фирм: Specialty Materials Inc. (США), TISICS Ltd (DERA, QinetiQ, Великобритания), FMW Composite Systems Inc. (США). Тем не менее, 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 карбидокремниевое волокно для космонавтики и авиации, — рассказал руководитель проекта, научный сотрудник Отдела прикладной физики ФФ НГУ Евгений Галашов.
Новый подход основан на химической реакции образования карбида кремния на поверхности непрерывной углеродной нити, погруженной в раствор-расплав кремния. Катушки углеродного волокна погружаются в вакуумный реактор, после чего углеволоконная нить протягивается через легкоплавкие эвтектические растворы-расплавы с высоким содержанием кремния при температуре 350-450 °С в инертной атмосфере. По окончании реакции катушки карбидокремниевого волокна с заданной толщиной и составом армирующего покрытия SiC/Si, сформированного без разрушения углеродной основы, извлекаются из реактора и могут использоваться как последующая стадия модификации на производстве коммерческого углеволокна.
Команда проекта изготовила опытный реактор, получила образцы карбидокремниевого волокна сейчас ведет работы по созданию промышленного вакуумного реактора для получения непрерывного кернового карбидокремниевого волокна. Для запуска установки в 2023 г. проекту требуется софинансирование в размере 10 млн руб., после чего можно будет начать коммерческие поставки отечественных карбидокремниевых волокон.