​​Ученые Томского политехнического университета разрабатывают первый отечественный метод промышленного получения прозрачной керамики, которую можно будет использовать при создании пуленепробиваемых и бронезащитных стекол военной и авиакосмической техники. Разработка ТПУ позволит уменьшить вес таких стекол в два-три раза и при этом повысить их баллистическую прочность.

Технология также даст возможность достичь лучших характеристик пуленепробиваемых и бронезащитных стекол военной техники, иллюминаторов, защитных колпаков авиа- и космической техники.

«Прозрачная керамика может уменьшить вес пуленепробиваемых стекол в два-три раза. Сейчас их делают из многих стеклянных слоев. Они получаются достаточно толстыми и тяжелыми. Прозрачную керамику можно применить в качестве замены нескольких таких слоев, поскольку она гораздо прочнее стекла и не уступает ему по характеристикам прозрачности. В итоге повысится баллистическая прочность такого комбинированного стекла, оно станет легче, так как будет состоять из меньшего числа слоев, и при этом будет прочнее», — рассказывает заведующий кафедрой наноматериалов и нанотехнологий ТПУ, директор Нано-Центра вуза Олег Хасанов.

Он отмечает, что прозрачная керамика важна сегодня для многих отраслей: оптотехники, сенсорики и сцинтилляционной техники, лазерной техники, может применяться как бронезащитный материал в комплексе со слоями пуленепробиваемых стекол.

За рубежом подобные производства уже существуют. В России же, по словам ученых, на сегодняшний день нет промышленного производства такой комбинированной брони, состоящей из стекла и керамики. Одной из проблем в этом направлении является отсутствие отечественного промышленного производства высокочистых нанопорошков с необходимыми свойствами. И задача научного коллектива ТПУ — создать первую отечественную технологию промышленного получения прозрачной керамики.

«Речь идет как о развитии новых методов спекания нанопорошков керамики, так и методов формования изделий из нее — то есть получения изделий требуемых форм и размеров, — уточняет Олег Хасанов. — Мы согласовали развитие этой разработки совместно с Научно-исследовательским институтом технического стекла (АО "НИТС", Москва, входит в состав госкорпорации "Ростех"). Также мы обсуждаем возможности применения этой технологии в НИИ полупроводниковых приборов и на других российских предприятиях».

Различные виды изделий из нанокерамики, в том числе и прозрачную керамику, ученые ​ТПУ получают на установке спарк-плазменного спекания (СПС) порошковых материалов. Керамический порошок помещается в специальную пресс-форму — токопроводящую, способную выдерживать высокие температуры и давления прессования. Далее он нагревается импульсным током до необходимой температуры и одновременно прессуется. Поэтому спекание длится быстро. За несколько минут получается стопроцентно плотная прозрачная керамика.

«На экспериментальной установке мы получаем опытные изделия небольших размеров. Однако существуют и крупногабаритные, промышленные. Для них изготавливаются специальные пресс-формы нужных размеров и форм — в виде квадрата, шестигранника и т. д. Такие специальные пресс-формы тоже разработаны в ТПУ», — объясняет инженер кафедры наноматериалов и нанотехнологий ТПУ Алексей Хасанов. Основное отличие технологий ТПУ от аналогов — применение сухих нанопорошков керамики, не содержащих в своем составе связок и пластификатов.

Благодаря отсутствию примесей, изделия из нанокерамики получаются качественнее. Также важны оптимальные технологические режимы прессования, температуры спекания и ряд других факторов. Только учтя их все, можно получить изделия требуемого качества.

«Плотность прозрачной керамики должна составлять 100%. Если в материале пор больше, чем 10 штук на миллион зерен вокруг, керамика будет недостаточно прозрачной; причем размер таких пор не должен быть более 10 нанометров. Не должно быть никаких искажений на границах зерен. Только тогда свет будет проходить через нее без поглощения и рассеивания», — заключает Олег Хасанов.

Отметим, керамика используется сегодня в самых различных областях: электронной, радиотехнической, оборонной, нефтегазовой, атомной, аэрокосмической, автомобильной и многих других, а также в сферах электроэнергетики и медицины. Керамические материалы имеют уникальный комплекс эксплуатационных свойств: широкий температурный диапазон применения (от космического холода до температур плазмы в соплах ракетных двигателей), заданные прочностные и электрофизические свойства.

Справка:
На базе​ ТПУ реализуется стратегическая академическая единица «Космическое материаловедение». Стратегическая академическая единица (САЕ) — это междисциплинарный институт, созданный для реализации научно-исследовательских, магистерских и аспирантских программ. Приоритетные направления САЕ «Космическое материаловедение» — проектирование материалов для создания легких и надежных конструкций ракетно-космической техники нового поколения; создание оборудования и технологий нанесения радиационно стойких покрытий элементов космических аппаратов; разработка технологий аддитивного «выращивания» функциональных изделий в условиях космоса.

Источники

В РФ создают керамику для изготовления пуленепробиваемых стекол
RuNews24 (runews24.ru), 25/07/2017
Ученые ТПУ разрабатывают технологию отечественного производства прозрачной керамики для пуленепробиваемых стекол
ТПУ (tpu.ru), 25/07/2017
Томские ученые разрабатывают легкие пуленепробиваемые стекла
Яндекс.Новости (news.yandex.ru), 25/07/2017
Томские ученые впервые в стране разработали технологию легких пуленепробиваемых стекол
Kp.ru, 26/07/2017
Российские ученые работают над пуленепробиваемой керамикой
Xoroshiy.ru, 26/07/2017
Российские ученые работают над пуленепробиваемой керамикой
Rusevik.ru, 25/07/2017
Томские ученые разрабатывают легкие керамические пуленепробиваемые стекла
TerrNews.com, 25/07/2017
В России разрабатывают технологию производства прозрачной керамики
NewsRbk.ru, 25/07/2017
В России разрабатывают технологию производства прозрачной керамики
Km.ru, 25/07/2017
В Томске создадут пуленепробиваемую керамику для армии
Defence.ru, 25/07/2017
В Томске тестируют технологию выпуска прозрачной бронезащитной керамики
Реактор (reactor.space), 25/07/2017
В Томске создадут пуленепробиваемую керамику
Новости@Rambler.ru, 25/07/2017
Томские ученые разрабатывают легкие пуленепробиваемые стекла
Спутник Новости (news.sputnik.ru), 25/07/2017
В Томске создадут пуленепробиваемую керамику для армии
Новости@Rambler.ru, 25/07/2017
В Томске создадут пуленепробиваемую керамику для армии
Российская газета (rg.ru), 25/07/2017
Ученые ТПУ разрабатывают керамическое пуленепробиваемое стекло
NewsRbk.ru, 25/07/2017
Томские ученые создадут для военных новую прозрачную броню
Царьград ТВ (tsargrad.tv), 25/07/2017
Первую в РФ технологию производства бронезащитной прозрачной керамики создадут в Томске
Новости@Rambler.ru, 25/07/2017
Первую в РФ технологию производства бронезащитной прозрачной керамики создадут в Томске
ТАСС, 25/07/2017
Первую в РФ технологию производства бронезащитной прозрачной керамики создадут в Томске
NewsRbk.ru, 25/07/2017
Томские ученые разрабатывают метод промышленного создания прозрачной керамики
ГТРК Томск, 01/08/2017
В ТПУ создают отечественную технологию получения прозрачной керамики
Научная Россия (scientificrussia.ru), 04/08/2017
Первую в РФ технологию производства бронезащитной прозрачной керамики создадут в Томске
МИСиС (misis.ru), 09/08/2017

Похожие новости

  • 09/01/2017

    ТГУ создает 3D-фильм о раскопках курганов в тувинской Долине царей

    ​Сотрудники Томского госуниверситета (ТГУ) планируют в 2017 году выпустить фильм в 3D об археологических раскопках в тувинской Долине царей, сообщила РИА Томск завлабораторией "Артефакт" Ольга Зайцева.
    557
  • 04/10/2016

    В Airbus Safran Launchers заинтересовались созданным в Томске наноматериалом

    ​Airbus Safran Launchers (совместное предприятие авиакосмического концерна Airbus Group и французской корпорации Safran) заинтересовалась разработанной в Томском госуниверситете технологией получения наноматериала - легкого, как алюминий, и прочного, как сталь, сообщил завлабораторией высокоэнергетических и специальных материалов ВУЗа Александр Ворожцов.
    753
  • 07/07/2016

    В ТПУ разработали универсальный порошок для дактилоскопии

    ​Универсальный порошок для дактилоскопии разработали в Томском политехническом университете. Авторами идеи стали студенты Энергетического института ТПУ. Основные преимущества новой разработки - получение более четкого следа отпечатка и универсальность.
    849
  • 28/06/2016

    3D-технологии завоевывают мир

    ​Вслед за автомобилями с автопилотом на дороги выходят самоуправляемые маршрутки. Первенцем новой концепции стал микроавтобус "Olli", созданный компанией Local Motors в сотрудничестве с IBM.  Как сообщает 3Dtoday, Local Motors наиболее известна в качестве первого производителя 3D-печатных автомобилей, а IBM предоставила необходимое аппаратное и программное обеспечение для интеграции 3D-печатного транспорта в облачный искусственный интеллект IBM Watson.
    1068
  • 03/07/2017

    Абитуриенты Томского госуниверситета создали бота для Telegram, сообщающего результаты ЕГЭ

    ​Абитуриенты Владимир Лебедев и Денис Шарапов подали документы в ТГУ одними из первых. Для поступления они выбрали недавно созданный Институт прикладной математики и компьютерных наук. Такой выбор не был спонтанным - ребята давно уже занимаются программированием, а примерно месяц назад они создали бота для Телеграм, который сообщал о результатах ЕГЭ.
    287
  • 02/06/2017

    Алтайский госуниверситет встречает молодых ученых - участников Всероссийского конкурса СНО

    ​1 июня Алтайский государственный университет встречает участников III Всероссийского конкурса студенческих научных обществ и конструкторских бюро, в котором примут участие более 60 студенческих научных объединений со всей России.
    469
  • 11/01/2017

    Топливный бак для водородного транспорта сохранит атмосферу Земли

    Массовый перевод автомобилей на водородное топливо позволит сократить эмиссию углекислого газа в атмосферу Земли - ведь при сжигании водорода образуется вода.  Однако широкого распространения "водородомобили" пока получить не могут, прежде всего, из-за отсутствия безопасных и удобных способов хранения водорода в топливной системе транспортного средства.
    628
  • 15/09/2017

    Метеорологи ТГУ используют новое оборудование

    ​На крыше шестого корпуса ТГУ установили автоматический измерительный комплекс, разработанный и подаренный университету сотрудниками Института мониторинга климатических и экологических систем СО РАН. Аппаратура без участия оператора производит непрерывное измерение и регистрацию многих физических параметров атмосферы: атмосферного давления, температуры и влажности воздуха, скорости горизонтального и вертикального перемещений воздуха, напряженности электрического поля и других.
    147
  • 06/07/2016

    В Томском политехе разработали агроробота

    Ученые Юргинского технологического института (ЮТИ) Томского политехнического университета вместе со студентами разрабатывают агроробота, который сможет пахать землю, обрабатывать растения от вредителей и косить траву.
    910
  • 07/08/2017

    Магистрант ТПУ будет разрабатывать алгоритмы для работы с большими данными

    ​Абитуриент Томского политехнического университета Алексей Кульневич - выпускник Северного (Арктического) федерального университета имени имени М. В. Ломоносова (г. Архангельск) - стал победителем олимпиады "Прорыв".
    220