جایگزینی واردات الیاف کاربید سیلیکون

به منظور توسعه نسل جدید سازه های مهندسی هوافضا، کار به طور فعال برای ایجاد و معرفی مواد ساختاری انجام می شود که ویژگی های چگالی کم و مقاومت بالا را در دمای عملیاتی بالا ترکیب می کند. برای دستیابی به این ویژگی ها، مواد کامپوزیتی الیافی مبتنی بر آلیاژهای تیتانیوم مقاوم در برابر حرارت و ماتریس های سرامیکی تقویت شده با الیاف کاربید سیلیکون در طرح های با فناوری پیشرفته استفاده می شود. دانشمندان آزمایشگاه سنتز مواد عملکردی دانشکده فیزیک دانشگاه دولتی نووسیبیرسک فناوری ساده‌تر و اقتصادی‌تری را برای تولید فیبر کاربید سیلیکون پیشنهاد کرده‌اند. راه اندازی تولید صنعتی مشکل جایگزینی واردات فیبر در روسیه را حل خواهد کرد.

تا به امروز، طیف وسیعی از الیاف تقویت کننده به طور فعال در مقیاس صنعتی توسط تعدادی از شرکت های خارجی توسعه یافته و تولید می شود: Specialty Materials Inc. (ایالات متحده آمریکا)، TISICS Ltd (DERA، QinetiQ، انگلستان)، FMW Composite Systems Inc. (ایالات متحده آمریکا). با این حال، روش های تولید خارجی نیاز به سرمایه گذاری زیادی در زمان و پول دارد: هزینه محصول نهایی بیش از چند هزار دلار در هر پوند است. علاوه بر این، صادرات الیاف خارجی به روسیه ممنوع است که ایجاد کامپوزیت بر اساس آنها را دشوار می کند. فن آوری ما این امکان را فراهم می کند که فیبر کاربید سیلیکون با کیفیت بالا را برای فضانوردی و هوانوردی در زمان کوتاه و با هزینه کمتر بدست آوریم.

اوگنی گالاشوف

مدیر پروژه، محقق، گروه فیزیک کاربردی، FF NSU

رویکرد جدید مبتنی بر واکنش شیمیایی تشکیل کاربید سیلیکون بر روی سطح یک رشته کربن پیوسته غوطه‌ور در محلول مذاب سیلیکون است. سیم پیچ های فیبر کربن در یک راکتور خلاء غوطه ور می شوند و پس از آن رشته فیبر کربن از طریق مذاب های یوتکتیک با ذوب کم با محتوای سیلیکون بالا در دمای 350-450 درجه سانتی گراد در یک جو بی اثر کشیده می شود. پس از اتمام واکنش، سیم پیچ های فیبر کاربید سیلیکون با ضخامت و ترکیب مشخصی از پوشش تقویت کننده SiC/Si که بدون تخریب پایه کربنی تشکیل شده است از راکتور خارج می شود و می تواند به عنوان مرحله بعدی اصلاح در تولید محصولات تجاری استفاده شود

تا به امروز، تیم پروژه یک راکتور آزمایشی ساخته است و نمونه هایی از فیبر کاربید سیلیکون به دست آمده است. کار برای ایجاد یک راکتور خلاء صنعتی برای تولید فیبر کاربید سیلیکون با هسته پیوسته در حال انجام است. برای راه اندازی این کارخانه در سال 2023، این پروژه به تامین مالی حداقل 10 میلیون روبلی نیاز دارد و پس از آن می توان تحویل تجاری الیاف کاربید سیلیکون داخلی را آغاز کرد.

اجرای تحقیق و توسعه مرتبط، با تمرکز بر نهایی کردن فناوری تولید برای شرایط عملیاتی فیبر خاص، با استفاده از منابع و شایستگی های مرکز NTI برای مواد کاربردی جدید برنامه ریزی شده است. وظایف جذب شرکای صنعتی برای سازماندهی تولید صنعتی توسط مرکز انتقال فناوری و تجاری سازی NSU حل می شود، از جمله با استفاده از بستر انتقال فناوری دیجیتال “پنجره باز نوآوری ملی” انجمن ملی انتقال فناوری، که NSU یکی از آنهاست.