В ТПУ разработали высокопрочные материалы из специальной бумаги для авиакосмической отрасли
Исследователи Томского политехнического университета создали принципиально новые материалы для потенциального применения в авиакосмической и транспортной отраслях. Они изготовлены из прекерамической бумаги и представляют собой многослойные ламинированные композиты. Предложенный подход позволил специалистам Инженерной школы ядерных технологий ТПУ получить более прочные по сравнению с аналогами функциональные материалы. В перспективе их можно будет использовать в элементах конструкций, которые подвергаются воздействию высоких температур и механических нагрузок.
Результаты исследования опубликованы в Journal of the European Ceramic Society. Прекерамическая бумага — сравнительно новый материал, который состоит из целлюлозных волокон, порошкового наполнителя и связывающих веществ. Материал пластичный: такую бумагу можно гофрировать, укладывать и создавать многослойные структуры, как с обычной бумагой. Это позволяет создавать градиентные по составу заготовки и формовать керамические изделия до момента спекания. Спектр возможного применения прекерамической бумаги широкий: от изготовления теплообменников, фильтров и катализаторов до конструкционных элементов авиационной техники.
Для создания керамических композитов с улучшенными характеристиками ученые применили уникальное свойство прекерамической бумаги — возможность менять состав материалов, изготавливаемых на ее основе. А в конечном итоге — управлять как свойствами отдельных слоев, так и обеспечивать комбинированные свойства композита в целом. Исследование проводится в рамках гранта Российского научного фонда.
Специалисты ТПУ использовали в качестве сырья прекерамическую бумагу с порошковым наполнителем на основе MAX-фаз. МАХ-фазы представляют собой новый класс термодинамически стабильных слоистых материалов, которые сочетают в себе преимущества керамики и металлов. Они устойчивы к механическому воздействию и высоким температурам, имеют хорошую электро- и теплопроводность, а также коррозионную стойкость. Ученые применили MAX-фазу с разным соотношением кремния и алюминия в составе. Они комбинировали прекерамические листы, укладывая их послойно, для получения различной архитектуры ламинированных композитов. После чего «запекли» эти слои методом искрового плазменного спекания.
«Полученные ламинированные керамические композиты продемонстрировали улучшенные физико-механические характеристики. Они определяются микроструктурой и составом отдельных слоев, а также архитектурой композитов. Было показано, что предложенный подход с использованием прекерамической бумаги различного состава может быть применен для разработки высокопрочных коррозионностойких материалов на основе MAX-фаз.
В отличие от традиционной керамики, такие композиты можно легко обрабатывать механически. Кроме того, прекерамическая бумага — полностью перерабатываемый материал, остатки которого можно использовать для повторного ее изготовления», — рассказывает один из авторов статьи, заведующий лабораторией перспективных материалов и обеспечения безопасности водородных энергосистем Инженерной школы ядерных технологий ТПУ Егор Кашкаров. Ученые продолжают изучать возможности применения прекерамической бумаги. В настоящий момент они проводят лабораторные исследования по получению из нее поддерживающих элементов фильтров для разделения и очистки водорода.
Telegram 
Дзен 
VK Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
В древних породах, миллиарды лет пролежавших на дне исчезнувшего озера, ученые обнаружили сложный органический материал. Речь идет о макромолекулярном углероде, найденном в кратере Езеро. Некоторые из этих пород ранее привлекли внимание исследователей необычными пятнами и текстурами, которые рассматриваются как возможные следы микробной активности. Открытие подтверждает, что сложная органика может сохраняться на Красной планете на протяжении длительного времени.
Заболеваемость раком у людей младше 55 лет растет от поколения к поколению. Традиционные факторы риска не могут полностью объяснить эту динамику. Масштабное исследование на данных двух биобанков показало, что новые поколения стареют быстрее предыдущих на физиологическом уровне и это напрямую связано с повышенным риском развития рака в молодом возрасте.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Паразитические организмы иногда не учитывают, что сами могут оказаться целью паразита более высокого уровня. Сосредотачивая все свои силы на инфицировании и размножении, они остаются беззащитными перед агрессивным специализированным нахлебником.
В нижних и верхних слоях Урана астрономы впервые зарегистрировали угарный газ и циановодород. Новые данные указали на то, что недра планеты могут быть значительно обогащены кислородом. Это открытие поможет разрешить давнюю загадку о том, сформировался ли Уран иначе, чем его ближайший сосед Нептун, или их образование шло по схожему сценарию.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно