Синтез композиционных материалов на основе алюминия, упрочненных многослойными углеродными нанотрубками

Производитель

ООО «Компакт-Д»

Подробное описание проекта

Цель проекта - разработка способа получения и организация опытно-промышленного участка для синтеза композиционных материалов на основе алюминия, упрочненных многослойными углеродными нанотрубками.
При выполнении проекта будет отработан процесс синтеза алюминиевых композиционных материалов, армированных многослойными углеродными нанотрубками и получены опытные партии образцов. Легкие металломатричные нанокомпозиты (ММНК) будут получены путем горячего прессования и ударно-волнового компактирования нанопорошка алюминия в смеси с многослойными углеродными нанотрубками. Полученные композиты будут представлять собой так называемый «master-alloy», который вводится при литье изделий из алюминиевых сплавов. Ожидаемое увеличение свойств легких сплавов (предел прочности, предел текучести, модуль упругости, твердость, рабочая температура) составит 25-30%.
В рамках предлагаемой НИОКР будут выполнены следующие работы, направленные на:
1.    Изучение тонкой кристаллической структуры и морфологии нанопорошков алюминия и различных типов МУНТ, отличающихся структурными  характеристиками.
2.    Отработку технологического процесса получения композиционных материалов Al-МУНТ (отработка режимов горячего прессования с оптимальной температурой и временем изотермической выдержки и разработка режимов ударно-волнового компактирования порошковых смесей Al-МУНТ в медных или полимерных ампулах).
3.    Изучение структуры композиционных материалов с целью достижения равномерного распределения дисперсных волокон в алюминиевой матрице и снижения структурных дефектов в композитах.
4.    Изучение формирования фазового состава композитов после горячего прессования и ударно-волнового компактирования смесей порошков.
5.    Сохранение нанокристаллической структуры полученных материалов.
6.    Введение многослойных углеродных нанотрубок в расплавы алюминия в виде механо-активированной смеси МУНТ с порошком алюминия или посредством композитной горячепрессованной лигатуры с целью предотвращения коагуляции МУНТ в процессе литья.
7.    Изучение механических свойств композиционных материалов и сплавов Al-МУНТ (модуль упругости, твердость, предел прочности и предел текучести при испытаниях на сжатие, растяжение, изгиб).
8.    Проектирование опытно-промышленного участка, приобретение оборудования и монтаж, пуско-наладочные работы и организация производства на вновь приобретенных производственных площадях.
9.    Приобретение оборудования на деньги инвестора на второй и третий годы НИОКР.
На завершающем этапе работы по проекту будут получены образцы композиционных материалов и сплавов Al-МУНТ с высокими физическими и механическими свойствами, данными о фазовом составе и структуре. Будут рассмотрены области их использования в современной технике и промышленном производстве.
В рамках проекта предполагается организация малотоннажного опытно-промышленного участка для производства композиционных материалов Al-МУНТ и сплавов с их применением,  потенциально обладающих существенно улучшенными свойствами по сравнению с подобными материалами.
Для этого требуется выполнить монтаж и наладку необходимого технологического оборудования; отработать технологию промышленного производства легирующих добавок из нанопорошков алюминия и многослойных углеродных нанотрубок, разработать рецептуры получения высокопрочных лёгких сплавов на основе алюминия и лигатур класса Al-МУНТ, провести маркетинговые исследования рынка сбыта и заключить договора поставки продукции на 2012-2014 гг.
В результате выполнения работ в рамках данного проекта будут внедрены в производство новые эффективные технологии горячего прессования и ударно-волнового компактирования порошковых смесей Al-МУНТ и создан опытно-промышленный участок производства легирующих добавок, содержащих МУНТ для выпуска лёгких сплавов повышенной прочности и последующего литья изделий из них.
Проведен предварительный анализ спроса на разрабатываемые лигатуры. Имеются запросы от ряда отечественных и зарубежных производителей легкосплавных изделий – автомобильные силовые агрегаты и шасси, строительно-монтажный профиль, элементы конструкции летательных аппаратов и скоростного железнодорожного транспорта, высокопрочная и высокопроводящая кабельная продукция из алюминия.

Степерь проработки проекта: ОТР/ОКР

Развитие проекта:

проведение испытаний

Наличие защиты результатов интеллектуальной деятельности