Синтез новых композитов с графеном для отечественной промышленности
Направление НПТ:
Исполнитель:
Исследователями НИЛ «Механика новых наноматериалов» НЦМУ СПбПУ разработана методика синтеза высокопрочных и пластичных композитов «алюминий – графен» и «медь – графен».
Экспериментальные исследования продемонстрировали, что графеновые включения в поликристаллических металлах и металлических сплавах являются самыми эффективными упрочняющими включениями. Уникальное сочетание высокой прочности, тепло- и электропроводности делает графен идеальной добавкой в функциональных композитах на основе меди и медных сплавов для микроэлектронных устройств и электрических контактов. При этом новые сверхпрочные нанокомпозиты «металл – графен» могут демонстрировать хорошую пластичность, а в отличие от традиционных дисперсно-упрочненных медных сплавов высокие значения тепло- и электропроводности графена позволяют увеличить прочность меди или медных сплавов без ухудшения их проводящих свойств, т.е. металломатричные композиты с графеном могут использоваться как в качестве легких и высокопрочных конструкционных материалов, так и в качестве прочных функциональных материалов.
В НИЛ «Механика новых наноматериалов» разработана лабораторная методика синтеза композитов «алюминий – графен», проведены экспериментальные исследования и механические испытания синтезированных образцов композита для оптимизации методики. Ведется аналогичная работа по синтезу композитов «медь – графен», изготовлены образцы для экспериментальных исследований и механических испытаний. Разработаны модели, позволяющие предсказывать взаимосвязи механических свойств (предел текучести и вязкость разрушения) композитов с их структурой. Результатом исследований станет создание высокопрочных конструкционных и функциональных композитов с графеном и матрицей на основе алюминиевых и медных сплавов, которые смогут найти применение в авиастроении и электронике.
Сергей Бобылев, д-р физ.-мат. наук, главный научный сотрудник НИЛ «Механика новых наноматериалов» НЦМУ СПбПУ:
«Для создания материалов с оптимальными механическими и функциональными свойствами мы сочетаем синтез и экспериментальные исследования новых композитов с графеном с математическим моделированием процессов их деформации и разрушения. На основе этого подхода мы планируем разработать оптимизированные лабораторные методики получения таких материалов. Области применения созданных композитов включают легкие и высокопрочные материалы для авиастроения, электрофрикционные материалы для двигателей и генераторов, а также функциональные материалы для микроэлектронных устройств и электрических контактов».
