Центр нанотехнологий
и наноматериалов
Республики Мордовия

+7 (8342) 33-30-63
Приборы и комплексы
Нанотехнологии в строительстве
Силовая электроника
Современная светотехника

Разработка технологии изготовления металлического композиционного материала на основе Al, армированного углеродными нанотрубками

Продукция:

  • экспериментальные образцы композиционного материала с выбранными составами алюминиевого матричного сплава с различным содержанием углеродных нанотрубок;
  • технология изготовления высокопрочного металлического композиционного материала на основе алюминиевого сплава, армированного углеродными нанотрубками.

 

Суть инновации

В результате ИОКР на основе выбранных составов алюминиевого матричного сплава с включением в состав углеродных нанотрубок планируется получить образцы композиционного материала, обладающего улучшенными характеристиками (повышенная прочность, высокая теплопроводность, низкий коэффициент теплового расширения) для различных областей электротехнической промышленности.

Преимущества*:

  • высокопрочный металлический композиционный материал;
  • высокая теплопроводность и низкий коэффициент теплового расширения;
  • коррозионная стойкость;
  • эффективный процесс производства.

* Указаны преимущества, которыми потенциально может обладать будущая разработка. Точный перечень конкурентных отличий (в т.ч. с указанием реальных значений характеристик продукта) будет получен по итогам ИОКР.

Применение

  • корпусирование электронных схем: припои и радиаторы для теплового управления;
  • автомобильная промышленность: шестерни, тормозные колодки, поршневые кольца и гильзы цилиндров;
  • космическая техника: структурные радиаторы и антенные системы с высоким коэффициентом усиления;
  • аэрокосмическая промышленность: посадочные устройства и тормоза самолета;
  • микроэлектромеханические системы (МЭМС) и чувствительные элементы для аккумулирования и хранения энергии: хранение водородных материалов, микро-излучения и микро-передачи, аноды и анодные покрытия.
 
О технологии
 

Описание продукции проекта

Углеродные нанотрубки (турбулены) - протяжённые цилиндрические структуры диаметром от одного до нескольких десятков нанометров и длиной до нескольких сантиметров, состоящие из одной или нескольких свёрнутых в трубку гексагональных графитовых плоскостей и заканчивающиеся обычно полусферической головкой, которая может рассматриваться как половина молекулы фуллерена.

Тип строения трубки влияет на её химические, электронные и механические свойства.

Однослойные трубки содержат меньше дефектов, а после высокотемпературного отжига в инертной атмосфере можно получить и бездефектные трубки.

Многослойные нанотрубки отличаются от однослойных значительно более широким разнообразием форм и конфигураций.

Углеродные НТ обладают уникальными упругопрочностными, теплофизическими и электрическими свойствами.

Металломатричные композиционные материалы с углеродными нанотрубками (ММКМ с УНТ)

Потенциально для разрабатываемого материала могут быть характерны общие свойства других ММКМ с УНТ. Однако конечный результат будет определяться материалом металлической матрицы (в данном случае алюминий), содержанием и соотношением используемых материалов, используемой технологией изготовления и рядом прочих факторов, определяющих уникальность конкретной разработки.

Свойства металломатричных композитов с углеродными нанотрубками:

  • УНТ равномерно диспергируются по металлу, между нанотрубками и металлической матрицей наблюдается сильная межфазная адгезия.
  • ММК с УНТ обладают превосходными электрическими свойствами и используются для армирования металлов с целью улучшения их электрических свойств.
  • Углеродные нанотрубки характеризует чрезвычайно высокая теплопроводность, что позволяет металлическим матрицам с УНТ использоваться для теплового управления.
  • Термические свойства ММК с УНТ могут быть улучшены на основе распределения и соединения УНТ с матрицей.
  • Производство ММК с УНТ является экономически целесообразным.
  • Добавление УНТ в композиционные покрытия увеличивает их коррозионную стойкость.
  • ММК имеют высокую теплопроводность и низкий КТР.
 
Основные рынки, маркетинг
 

Области применения ММКМ с УНТ:

Потенциальный потребитель:

ООО «ЭМ-КАТ» является производителем алюминиевой катанки и катанки из алюминиевых сплавов для электротехнических целей. Катанка производится методом непрерывного литья и одновременной прокатки на базе комплексной автоматической линии фирмы «Continuus-Properzi S.P.A.», Италия.

Потенциальный объем потребления МКМ с УНТ:

10 тыс. тонн в год

 
Реализация проекта
 

Цели и задачи проекта:

  • получение экспериментальных образцов композиционного материала с выбранными составами алюминиевого матричного сплава с различным содержанием углеродных нанотрубок и исследование его свойств;
  • разработка технологии изготовления высокопрочного металлического композиционного материала на основе алюминиевого сплава, армированного углеродными нанотрубками.

Статус проекта:

  • получено одобрение Совета директоров;
  • ведется деятельность по закупкам товаров, работ, услуг, необходимых для начала запланированных ИОКР по разработке технологических параметров и изготовлению композиционного материала на основе алюминиевого сплава, армированного углеродными нанотрубками.
 
Участники проекта
 

Участники проекта

  • ООО «ЦНН», г. Саранск;
  • ФГУП «ВИАМ», г. Москва;
  • ООО «ЭМ-КАТ», г. Саранск.

ФГУП «ВИАМ» (научно-техническая поддержка проекта) – крупнейшее материаловедческое государственное предприятие в СССР и РФ, разрабатывающее материалы для авиационной и космической техники. Имеет статус Государственного научного центра РФ. Выполняет заказы на разработку и поставку широкой номенклатуры металлических и неметаллических материалов, покрытий, технологических процессов и оборудования, методов защиты от коррозии, а также средств контроля исходных продуктов, полуфабрикатов и изделий.

ООО «ЭМ-КАТ» (промышленный партнер, потенциальный потребитель) – производитель алюминиевой катанки и катанки из алюминиевых сплавов для электротехнических целей. Катанка производится методом непрерывного литья и одновременной прокатки на базе комплексной автоматической линии фирмы «Continuus-Properzi S.P.A.», Италия.

 
Медиа
 

Скачать PDF версию проекта

 
Новости проекта
 
 

Другие проекты данной специализации