Ученые Томского политехнического университета создали прочные композитные материалы на основе полимерных и льняных волокон, рассказала Дарья Дерусова, сотрудник Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов ТПУ.

Подобные композиты можно использовать в авиа- или ракетостроении, при этом они экологичны и недороги в производстве.

"Волокна льна, армирующие композит, повышают его прочность. С помощью методов неразрушающего контроля мы определили, какая компоновка из натуральных и углеродных волокон лучше всего сопротивляется ударной нагрузке. Эксперименты показали, что самой прочной является конфигурация материала, при которой льняные волокна находятся снаружи, а углерод - внутри", - сказала собеседница агентства

Композиционные полимерные материалы - легкие и прочные, поэтому их используют в авиастроительной, ракетно-космической промышленности и автомобилестроении. Композит с нужными свойствами можно получить из углеродных волокон, соединив их с синтетическими или натуральными волокнами, которые экологичнее. В исследованиях, которые политехники ведут совместно с Институтом физики прочности и материаловедения СО РАН и университетом Аквиллы (Италия), использовались композиты с разной компоновкой углеродных и льняных волокон.

Как рассказала Дерусова, незначительные на первый взгляд столкновения, например, птицы или трапа с корпусом самолета, могут иметь серьезные последствия - удары приводят к расслоениям внутри материала. В микрозазоры попадает влага, которая при понижении температуры замерзает, увеличивая трещины. Подобные дефекты несут серьезную опасность и определяют особую важность вопроса стойкости композитов к ударным повреждениям.

Во время эксперимента, результаты которого опубликованы в журнале Polymer Testing, материалы подвергали ударным воздействиям и оценивали степень их устойчивости к ним. Исследование подтвердило, что демпфирующие свойства льняных волокон придают материалу жесткость и прочность.

"Сложность оценки ударопрочности композитов заключается в том, что свойства волокон могут различаться, например, по теплопроводности, по жесткости, электропроводности и т. п. Мы использовали для исследования гибридных композитов ультразвуковую резонансную виброметрию. Вибрации на поверхности материала, возникающие в результате ультразвуковой стимуляции материала, измерялись с помощью лазера. Сканирующий лазерный виброметр позволяет с высокой точностью строить 3D изображения повреждений в материалах ", - пояснила Дерусова.

Похожие новости

  • 01/03/2018

    Томские физики создали миниатюрные голубые струи и красные спрайты

    ​Сотрудники Института сильноточной электроники СО РАН описали открытое и воспроизведенное ими в лабораторных условиях явление апокампа — формирование голубых и красных струй плазмы, возникающих на изгибе канала импульсно-периодического электрического разряда в различных газах.
    358
  • 07/05/2018

    Томские ученые разрабатывают материал для производства имплантатов

    ​Ученые томского Института физики прочности и материаловедения СО РАН работают над получением биоинертных сплавов с низким модулем упругости для производства медицинских имплантатов. Сегодня самый распространенный материал для имплантатов - технически чистый титан, модуль упругости которого составляет около 120 гигапаскалей.
    329
  • 30/11/2016

    Ученые ТПУ и СО РАН создают модифицированные металлы для строительства космических аппаратов

    ​Ученые Томского политехнического университета и Института сильноточной электроники СО РАН разработали метод нанесения на металлы износостойких покрытий с их последующим вплавлением в подложку. Такие модифицированные материалы, благодаря сочетанию легкости, коррозийной стойкости и прочности, могут использоваться в машиностроении, авиа- и космостроении.
    1460
  • 25/09/2018

    Ученые ИФПМ СО РАН раскрывают потенциал высокоэнтропийных сплавов

    ​Молодые сотрудники ИФПМ СО РАН участвуют в реализации научного проекта «Роль стехиометрического состава и внутренней структуры в формировании свойств и зарождении пластической деформации в высокоэнтропийных сплавах CoCrFeMnNi» при финансовой поддержке Российского научного фонда, грант № 17-79-10108.
    122
  • 20/09/2018

    Элегаз и гелий подняли эффективность лазера на азоте

    ​Исследователи из Института сильноточной электроники Сибирского отделения РАН, Томского государственного университета, Томского политехнического университета и Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники разработали новую модель для изучения накачки азотной рабочей среды для лазеров с наносекундными импульсами.
    138
  • 26/06/2017

    Как ракушка помогла материаловедам

    ​​Морская раковина - удивительно красивое творение природы. Все знают, что если прислонить ее к уху, то услышишь шум прибоя, вспомнишь о мягком песке, теплых летних днях. Но, оказывается, это еще и эталон, достичь которого стремятся ученые-материаловеды из разных стран, работающие над созданием материалов нового поколения! В течение 11 лет Томский ​научный центр Сибирского отделения РАН занимается созданием многослойных металло-интерметаллидных композиционных материалов и моделированием процессов их разрушения.
    762
  • 04/09/2015

    Новое защитное покрытие - для космических кораблей

    ​​​​Ученые Томского политехнического университета (ТПУ) совместно со специалистами Института физики прочности и материаловедения СО РАН представили специальное покрытие для стекол иллюминаторов космических кораблей, которое способно защитить их от пыли и космического мусора.
    1516
  • 28/07/2017

    Нестоличная наука: новгородские викинги, миниатюрный лазер и нейросеть-кардиолог

    ​​Робот-разведчик, древняя птица, рентгеновская линза и другие открытия и разработки российских ученых, сделанные вне Москвы и Санкт-Петербурга. Великий Новгород Уникальное кладбище X-XI веков обнаружила экспедиция Института археологии РАН при раскопках в центре Новгорода.
    676
  • 14/02/2017

    Томский ученый Илья Романченко - о физике и разработках

    ​​​Томский физик Илья Романченко получил премию президента в области науки и инноваций для молодых ученых за 2016 год. В интервью РИА Томск он рассказал о том, как его работа может помочь в борьбе против раковых клеток и террористов, почему в физике недостаточно просто выучить формулы, а также на что он собирается потратить 2,5 миллиона рублей.
    2484
  • 12/10/2016

    Томские ученые испытывают новые стекла для космических спутников

    ​Сотрудники НИИ ПММ ТГУ проводят испытания покрытий, созданных для защиты иллюминаторов, линз и зеркал космических аппаратов от эрозии. При помощи легкогазовой баллистической установки экспериментальные образцы обстреливают микрочастицами порошка железа со скоростью 5-8 километров в секунду.
    1533