Учёными ННГУ им. Н.И. Лобачевского и Института прикладной физики РАН создан экспериментальный стенд для определения упругих характеристик углепластиков – полимерных композитных материалов для производства изделий особой прочности и лёгкости. Разработка позволит оценивать качество импортозамещающих материалов для авиационной и космической промышленности.
«С каждым годом объём использования углепластиков увеличивается. Сегодня карбоновые композиты задействованы в производстве самых разных изделий: от капотов гоночных суперкаров и корпусов электрогитар до отдельных элементов и целых технических узлов в авиационной и космической отраслях, где цена ошибки слишком высока. Наш метод позволяет максимально точно определить упругие характеристики этих материалов», – рассказал один из соавторов разработки, кандидат технических наук, научный сотрудник лаборатории источников интенсивного излучения миллиметрового диапазона радиофизического факультета ННГУ Кирилл Минеев.
Поперечная деформация образца композита при ударе измеряется микроволновым интерферометром. Продольная – с помощью стандартных тензометрических датчиков. По этим показателям и рассчитывается коэффициент для оценки механических характеристик материала. Зондирование микроволновым излучением позволяет достичь высокой точности измерений независимо от качества обработки поверхности композита. Кроме того, СВЧ-сигналы не рассеиваются в пылевых облаках, которые могут вылетать при ударе по образцу.
Учёные ННГУ уже отмечают высокий интерес к разработке со стороны отечественных производителей композитов для авиации и космоса.
«В условиях ограничений поставок зарубежных композитов активно развивается производство российских полимеров. Испытательные лаборатории таких производств могут оснащаться разработанными в Нижнем Новгороде стендами, для их обслуживания потребуется не более двух специалистов», – сообщил Кирилл Минеев.
Технология запатентована в 2024 году при содействии Центра трансфера технологий ННГУ (Патент RU 2820039 C1).
Исследования проведены сотрудниками лаборатории источников интенсивного излучения миллиметрового диапазона радиофизического факультета и НИИ механики Университета Лобачевского при участии Института прикладной физики РАН.
Проект стартовал в рамках федеральной программы «Приоритет 2030».
Результаты исследований опубликованы в высокорейтинговом международном журнале Journal of Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves.