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.

18 марта, 2024
Химики заставили палладий светиться
Ученые разработали подход, позволяющий создавать новые светоизлучающие материалы на основе органичес...
15 марта, 2024
Российские ученые выяснили, что лечение рака кожи зависит от бактерий в кишечнике
Российские ученые выяснили, что в зависимости от того, какие бактерии населяют кишечник человека, ...