Новости

22 сентября, 2021 17:02

Метод российских учёных повысит качество изделий для летательных аппаратов

Сейчас в авиакосмической отрасли применяются угле-металлические композиты, однако химические реакции между их слоями зачастую негативно влияют на качество производимых изделий. Российские учёные нашли способ справиться с этой проблемой: они разработали метод электрохимического осаждения барьерных оксидных покрытий, что поможет обеспечить более прочную и качественную структуру композитов. Разработка осуществлялась при поддержке Российского научного фонда (РНФ).
Структура углеродных волокон с оксидным покрытием (а) без термообработки, (b) после нагрева до 570°С, (с) после нагрева до 870°С, (d) после нагрева до 1170°С. Источник: Sergei Galyshev et al / Materials, 2021

Сейчас для создания барьерных оксидных покрытий между слоями угле-металлических материалов используют золь-гель метод: углеродная основа погружается в раствор, который образует тонкую гелевую плёнку на её поверхности. Однако этот метод подходит только для подложек простой формы и не может быть применён к углеродным волокнам, имеющим сложную рельефную поверхность.

Российские учёные предложили применять комбинацию золь-гель метода и электрохимическое нанесение покрытий. Этот способ позволяет формировать на подложке тонкий гелевый слой не посредством высыхания плёнки (как в случае применëнного отдельно золь-гель метода), а благодаря электрохимической реакции. Это позволяет наносить покрытия на поверхности любой формы и сложности.

Исследователи также проанализировали, как влияет на конечный продукт термическая обработка — последняя стадия реализации любого золь-гель метода. Чтобы понять это, учёные провели серию экспериментов. В качестве образца выступало покрытие, состоящее из аморфного диоксида кремния и кристаллического карбоната калия.

Как оказалось, нагрев до 570°C влияет на структуру и шероховатость покрытия. Повышение температуры в печи до 870°C улучшает качество покрытия — оно становится более гладким и однородным. Однако если поднять температуру ещё выше — до 1170°C, то структура начинает нарушаться. Также было установлено, что нанесение золь-гель покрытий хоть и снижает прочность покрытий, но не так сильно, как другие популярные методы.

Учёные отметили, что их комбинированный метод — следующий шаг в создании угле-металлических композитов, что позволит конструировать летательные средства нового поколения.

19 октября, 2021
Ученые нашли способ защитить сталь от враждебной среды
Агрессивная среда, например, морская вода и трение, со временем разрушает даже очень прочные изделия...
19 октября, 2021
Смена профиля: препарат от ВИЧ эффективен против мышечной патологии
Противовирусный препарат алиспоривир может нормализовать состояние «энергетических станций» клеток —...