Новости

В НИТУ «МИСиС» улучшили технологию 3D-печати авиакосмических композитов за счет отходов нефтедобычи

19 ноября 2020 Рубрика: Исследования и разработки, Новости организаций Ключевые слова: МИСиС, углеродные нановолокна, углеродные наноматериалы, композиционные порошковые материалы

Ученые НИТУ «МИСиС» усовершенствовали технологию 3D-печати из алюминия, добившись повышения твердости изделий в полтора раза. Разработанная наноуглеродная добавка к алюминиевому порошку, полученная из продуктов переработки попутного нефтяного газа, позволит повысить качество авиакосмических композитов, напечатанных на 3D-принтере.

Сегодня основная сфера применения 3D-печати из алюминия — это создание высокотехнологичных деталей для авиационной и космической промышленности. Наличие даже малейших дефектов в печатных конструкциях имеет критически важное значение для безопасности создаваемой техники. По словам ученых НИТУ «МИСиС», основным риском возникновения таких дефектов является высокая пористость материала, вызванная, в том числе, качествами исходного алюминиевого порошка.

Для обеспечения равномерной и плотной микроструктуры печатных изделий ученые лаборатории MISIS Catalis Lab предложили добавлять в алюминиевый порошок углеродные нановолокна. Использование этой модифицирующей добавки позволяет обеспечить низкую пористость материала и повышение его твердости в полтора раза.

«Улучшить свойства порошка для печати позволяет изменение его химического и фазового состава путем внедрения в основную матрицу дополнительных компонентов, — рассказал заведующий лабораторией, профессор НИТУ «МИСиС» д.т.н. Александр Громов. — В частности, углеродные нановолокна имеют высокую теплопроводность, которая помогает минимизировать температурные градиенты между печатными слоями в процессе синтеза изделий, на стадии селективного лазерного плавления. Благодаря этому микроструктуру материала практически полностью можно избавить от неоднородностей».

Разработанная научным коллективом технология синтеза наноуглеродных добавок включает в себя методы химического осаждения, ультразвуковой обработки и ИК-термообработки.

«Важно то, что используемые углеродные нановолокна являются побочным продуктом переработки попутного нефтяного газа. При его каталитическом разложении углерод скапливается в виде нановолокон на дисперсных металлических частицах катализатора, — отметил профессор Громов. — Обычно в настоящее время попутные газы просто сжигают на месторождениях, что наносит вред окружающей среде. Поэтому применение нового метода имеет также серьезное экологическое значение».

Исследование проводилось совместно со специалистами Института катализа СО РАН. В дальнейшем научный коллектив планирует определить оптимальные условия селективного лазерного плавления новых композиционных порошков, а также разработать технологию постобработки и промышленного использования синтезированных изделий.

Результаты исследования опубликованы в международном научном журнале Composites Communications.

Добавить комментарий

  • 30
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 6
  • 7
  • 8
  • 9
  • 10
  • 11
  • 12
  • 13
  • 14
  • 15
  • 16
  • 17
  • 18
  • 19
  • 20
  • 21
  • 22
  • 23
  • 24
  • 25
  • 26
  • 27
  • 28
  • 29
  • 30
  • 31
  • 1
  • 2
  • 3