Аспирант ОмГТУ создает уникальные композиционные материалы

Аспирант Омского политеха Виталий Путинцев изучает создание новых композиционных материалов для машин под руководством доцента кафедры Машиностроение и материаловедение»/секции «Материаловедение и ТКМ» ОмГТУ, кандидата технических наук Дмитрия Негрова. Молодой ученый занимается исследованием изменения структуры и свойств полимерных композиционных материалов активированных модулированным ультразвуковым воздействием.

Виталий рассказал, чем его заинтересовало изучение композиционных материалов и какие перспективы у его исследования.

Темой ультразвукового воздействия на материалы я начал интересоваться еще со времен обучения на бакалавриате. Работа меня привлекла возможностью создания совершенно новых композиционных материалов с улучшенными свойствами, способных в дальнейшем увеличить ресурс работы важных механизмов.   Особенности процесса структурообразования ПКМ на основе политетрафторэтилена в условиях ультразвукового воздействия на композиционную смесь раскрыл и детально изучил мой научный руководитель. Работа над проектом ведется продолжительное время: за первые два года обучения в аспирантуре мы трудились над созданием и сборкой стенда для испытаний, усовершенствованием генератора, а также настройкой оборудования, сейчас приступаем к этапу получения образцов.

В чем заключается суть вашей разработки?

Создание машин нового поколения гражданского и военного назначения неразрывно связано с применением новейших материалов, обладающих высокими физико-механическими свойствами, обеспечивающих долговечность и износостойкость узлов трения для снижения потребности в запасных деталях. Суть проекта заключается в создании новых перспективных композиционных материалов. Основой для материала является политетрафторэтилен, который будет модифицирован различными наполнителями (углеродные нанотрубки, детонационные наноалмазы, гексагональный нитрид бора) с разной концентрацией.

Почему появилась потребность в новых композиционных материалах?

В большинстве случаев в узлах трения используются эластомеры (резины) основной недостаток которых повышенный износ, сопровождающийся потерей уплотнительных свойств. Для более ответственных деталей работающих в агрессивных средах используют фторопластовые уплотнения и композиционные уплотнения на основе политетрафторэтилена. Но и здесь есть свои недостатки, которые проявляются в технологическом процессе получения изделий.

Существуют ли аналоги вашей разработки?

Уникальность проекта заключается в методе получения этих материалов путем воздействия акустической энергией ультразвуковых колебаний с одновременным наложением низкочастотной модуляции при прессовании. Такая модуляция обеспечена за счет модернизации ультразвукового генератора, при тесном техническом сотрудничестве с компанией-изготовителем. Аналога такого оборудования на сегодняшний день нет.

Где проходит исследование и проведение экспериментов?

Исследования проводятся на базе Омского государственного технического университета. Безусловно, без имеющегося на секции «Материаловедение и ТКМ» научного оборудования таких результатов мы бы достичь не смогли.

К работе также были привлечены студенты третьего и четвертого курса бакалавриата направления подготовки «Материаловедение и технологии материалов». Ребята помогают проводить исследования, обрабатывают результаты, вникают в тонкости получения новых материалов, выступают на конференциях, публикуют научные статьи.

Какие перспективы у вашего исследования?

В прошлом году был зарегистрирован патент «Способ изготовления изделий из композиционных материалов».

Успешное выполнение данного проекта позволит внести существенный вклад в развитие как фундаментальных основ материаловедения, так и технологических основ создания эффективных процессов изготовления высококачественных композитов, комплексно улучшить механические и триботехнические свойства и изучить процессы формирования полимерных композиционных материалов. Полученные результаты могут служить научной основой для создания технологии новых функциональных материалов широкого спектра назначения.

После проведения исследований и получения результатов можно более конкретно подходить к вопросу коммерциализации проекта. В настоящий момент в разработке заинтересованы предприятия оборонно-промышленного комплекса, в том числе НТК АО «Криогенная техника».

Напомним, что Виталий Путинцев вошел в число аспирантов, которые получили финансовую поддержку Российского фонда фундаментальных исследований на развитие научных проектов в размере 1,2 миллионов рублей на реализацию своего проекта в течение 2 лет.