​Ученые ТПУ завершают совместный с коллегами из Китая проект по разработке быстрого и экономичного способа получения порошков оксида железа для создания материалов, поглощающих электромагнитное (сверхвысокочастотное, СВЧ) излучение.

Проведя ряд экспериментов, политехники выяснили, что порошки оксида железа, которые получают в ТПУ, лучше сохраняют свои свойства при повышенных температурах. Это может позволить применить их в качестве маскирующих покрытий обшивки военной техники, делая ее невидимой для радаров. Кроме того, эти материалы можно использовать для защиты оборудования от электромагнитных высокочастотных помех.

Напомним, исследование велось с коллегами из Цзилиньского университета (Китай) в рамках совместного гранта Российского фонда фундаментальных исследований (РФФИ) на 2017–2018 годы. В рамках проекта ученые ТПУ уже успешно синтезируют порошки оксида железа различного фазового состава, включая магнетит, а также очень редкую эпсилон-фазу оксида железа. Для этого они применяют метод, позволяющий получать порошки менее чем за одну миллисекунду. Кроме того, способ ТПУ ресурсоэффективен: оксиды железа получают из стали, используемой для изготовления водопроводных труб, на уникальной установке, разработанной в университете.

«В 2018 году мы уделили особое внимание изучению поглощающих свойств синтезированных материалов. Для этого с использованием наших порошков изготавливались макеты маскирующих и защитных покрытий», — говорит участник исследования, ассистент отделения электроэнергетики и электротехники Инженерной школы энергетики Иван Шаненков.

Полученные образцы исследовались с помощью специального частотного анализатора с различными вариантами работы, среди которых, например, имитация стелс-технологий для покрытия радиопоглощающим слоем корпуса корабля или самолета. Покрытия исследовались в различных режимах, учитывающих разные толщину, коэффициент наполнения, варианты наполнителей и другие параметры, влияющие на эксплуатационные характеристики. Проведенный комплекс исследований позволил выяснить, что у магнетита, получаемого в ТПУ, есть интересные преимущества перед имеющимися аналогами. Так, по словам ученых, в Томском политехе научились получать частицы особой формы, благодаря чему значительно улучшаются эксплуатационные свойства.

«Особая форма — полый "шарик" — помогает не только уменьшить вес порошка, но и сохранить необходимые характеристики при достаточно больших температурах. Например, установлено, что наш материал не теряет свойства, ответственные за поглощение электромагнитного излучения, вплоть до температуры 700 градусов Цельсия. Это значительно превышает характеристики аналогичных покрытий, изготовленных на основе китайского нанопорошка и схожего с нашим по форме, но цельного внутри российского коммерческого порошка.

Проведение серии экспериментов по термической стойкости в воздушной атмосфере показало, что аналоги теряют свои магнитные и, соответственно, поглощающие свойства уже при температуре 500 градусов. Этот эффект связан с особенностями структуры, видоизменяющейся при нагреве. Известно, что магнетит при увеличении температуры переходит в наиболее стабильную фазу гематита – по сути, обычную ржавчину. В случае с использованием магнетита, изготовленного в ТПУ, из-за особой формы частиц при нагреве этот процесс существенно замедляется. Детальные исследования позволили установить, что это связано с образованием на внутренней и внешней границах полых сфер защитных слоев, которые сохраняют нетронутым материал в объеме. Такая форма частиц отчасти напоминает "сэндвич"», — поясняет ученый.


Похожие новости

  • 24/05/2018

    В ТПУ изучают соединения серы для астрохимии и астробиологии

    ​Фундаментальные свойства молекул соединений серы — их структуру и внутреннюю динамику — изучают ученые Томского политехнического университета вместе с коллегами из Германии и Украины. Совместный проект коллектива поддержан фондом немецкого автомобильного концерна «Фольксваген».
    377
  • 12/03/2019

    ТГУ разработает новые катализаторы для ресурсосберегающей энергетики

    Проект международного научного коллектива лаборатории каталитических исследований ТГУ получил поддержку Российского научного фонда на разработку новых катализаторов для усовершенствования существующих каталитических технологий и создание технологических решений нового поколения.
    168
  • 29/01/2019

    Российские ученые предложили избавляться от мусора, добавляя его в топливо

    ​Специалисты Томского политехнического университета (ТПУ) разработали экономически выгодный и экологически чистый метод утилизации твердых бытовых отходов (ТБО) путем сжигания в составе композиционного топлива (низкосортный уголь + вода + жидкий горючий отход).
    260
  • 12/03/2019

    Наножидкости от физиков СФУ помогу согреться сибирякам

    Исследование учёных Института инженерной физики и радиоэлектроники Сибирского федерального университета поможет повысить эффективность испарения жидкостей при помощи наночастиц. Физики изучили механизм испарения наножидкостей, а также влияние материала и размера наночастиц, их объёмной концентрации и свойств базовой жидкости на скорость испарения.
    149
  • 21/09/2017

    Химики ТГУ синтезируют серебросодержащий материал для замены костей

    ​Ученые кафедры неорганической химии ХФ ТГУ работают над улучшением бактерицидных свойств гидроксиапатита - основного компонента костной ткани, применяемого для изготовления имплантатов. В процессе синтеза материала химики используют ионы цинка и серебра, которые должны снизить количество послеоперационных осложнений, имеющих инфекционную природу.
    614
  • 10/02/2018

    В ТПУ создают новый вид топлива из отходов

    Научный коллектив Томского политехнического университета изучает возможности использования промышленных и бытовых отходов для создания новых видов композиционных топлив. Проект поддержан стипендией Президента РФ на 2018-2020 годы.
    677
  • 02/01/2017

    Главные научные события 2016 года: секвенирование экзома, перепрограммирование клеток и трансфер технологий

    Редакция STRF.ru выяснила у представителей российского сектора исследований и разработок, что они считают главным научным событием 2016 года, каких наиболее значимых результатов они и их научные коллективы достигли в уходящем году, а также каковы их планы на 2017-й.
    1589
  • 10/12/2018

    Ученые ТПУ сделают выгодными отходы от производства биотоплива

    Ученые Томского политехнического университета (ТПУ) испытывают технологию для переработки отходов, образующихся после производства биотоплива; благодаря разработанным в политехе серебряным и золотым катализаторам из отходов можно будет получать вещества, которые в десятки раз дороже исходного сырья, сообщил РИА Томск профессор Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий ТПУ Алексей Пестряков.
    590
  • 13/07/2017

    В ТПУ проверили на токсичность «ловушки» для свободных радикалов

    ​​Ученые Томского политехнического университета исследовали на токсичность фуллеренолы — водорастворимые производные фуллеренов. Сейчас эти вещества находятся на пике изучения и, благодаря своим уникальным свойствам, представляют интерес для фармакологической промышленности, медицины, металлургии, косметологии и других отраслей.
    759
  • 11/10/2016

    Алмазы, выращиваемые в ТПУ, могут быть использованы для Большого адронного коллайдера

    ​Ученые лондонского университета Роял Холлоуэй (Royal Holloway, University of London, RHUL) предложили разработать новые датчики для Большого адронного коллайдера на основе тонких алмазных пленок, выращиваемых в Томском политехническом университете.
    1593