Лучше алюминия. В России создали новый материал

Новый композиционный материал, который по прочности превосходит многие алюминиевые сплавы, создали ученые Научного центра мирового уровня «Передовые цифровые технологии» СПбПУ. Свойства материала делают его перспективным для применения в машиностроении, авиастроении и ракетно-космической промышленности. Результаты опубликованы в журнале International Journal of Adhesion and Adhesives.

Как сообщили ученые Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого (СПбПУ), за основу были взяты волокнисто-металлические ламинаты – это популярный класс композитов, который состоит из последовательно чередующихся слоев стекло- или углепластика и металла (например, алюминия). Такое сочетание, по словам специалистов, придает материалу уникальный набор свойств. Его плотность ниже, чем у алюминия, ударная прочность выше, чем у традиционных композитов, а усталостная прочность (свойство материала не разрушаться с течением времени) больше, чем у алюминиевых сплавов.

Особенность материала заключается в том, что при росте трещины или ударе большое количество энергии рассеивается на границе между полимером и металлом, приводя к повышению свойств композита. Однако все это работает только при условии высокой прочности соединений (адгезии) между слоями.

Именно это условие и стало решающим в работе специалистов университета.«»Мы улучшили сцепление поверхностей разных слоев материала за счет использования недорогого и удобного в работе наноматериала – фуллереновой сажи», – отметил заведующий лабораторией «Полимерные композиционные материалы» НЦМУ СПбПУ Илья Кобыхно.

В результате, по его словам, был получен композиционный материал из класса волокнисто-металлических ламинатов, который имеет прочностные свойства, превосходящие многие алюминиевые сплавы, а также обладает высокой ударной прочностью в сравнении с обычными композитами. Такой материал может применяться во многих конструкциях в транспортном и общем машиностроении.

«Наночастицы фуллереновой сажи – дешевый и доступный наноматериал, получаемый при сжигании графита в инертном газе и также являющийся побочным продуктом производства фуллеренов, поэтому разработку можно легко масштабировать для внедрения в промышленность», – подчеркнул Кобыхно.

При этом он добавил, что подобные исследования важны для повышения свойств уже имеющихся волокнисто-металлических ламинатов, а также для разработки новых методов соединения композитных и металлических деталей для авиастроения и ракетно-космической промышленности.