Предсказание свойств полимеров и улучшение металлов – новости регионов | Последние обзоры, анализ и новости в деталях, Промышленность Marchmont.ru

Промышленность | Технологии и инновации

Предсказание свойств полимеров и улучшение металлов – новости регионов

2 Авг '21
Новые, подчас еще не до конца изученные, но перспективные материалы для промышленности – важнейшая отрасль науки как в мире в целом, так и в России. От усиления существующих материалов до проектирования принципиально иных – таков путь проходят ученые в двух любопытных проектах из регионов, которые мы предлагаем вашему вниманию.

Заглянуть в будущее материалов по-новому

В Ярославле исследователи представили неординарный метод полностью компьютерного проектирования новых полимерных композитов. Команда Ярославского государственного технического университета (ЯГТУ) убеждена, что их подход позволит «резко сократить» затраты на создание новых материалов с уникальными свойствами для ряда отраслей.

По мнению ученых, компьютерное моделирование – слабое звено в современном материаловедении. Чтобы проектирование новых полимерных композитов перестало основываться, по сути, на методе проб и ошибок, приводящем к большим потерям времени и ресурсов, – а именно так ярославские исследователи оценивают эту работу на основе изучения мирового опыта, – в ЯГТУ создали – причем впервые, как утверждается, – физико-математическую модель для полноценного компьютерного расчета характеристик такого материала.

Атомно-молекулярные процессы, ключевым образом влияющие на свойства будущих материалов, укладываются в пикосекунды; при этом деталь из нового полимерного композита должна служить годы. В этом серьезная проблема прогнозирования материалов, и группа исследователей в Ярославле предложила решение.

Согласно их подходу, создание полимерных композитов можно описать, скомбинировав три теории: квантовая механика описывает структуру атомов и молекул, классическая механика Ньютона – динамику диффузионных процессов, а механика сплошной среды Эйлера и Лагранжа – свойства всего изделия.

Созданный метод будет отточен на разработке покрытий из полимерных композитов с уникальными свойствами для космической отрасли и биотехнологий.

Как сделать металлы для самолетов более прочными

А в Перми занимаются металлами. Технология Пермского политехнического университета призвана усовершенствовать металлы и сплавы для машиностроительной и аэрокосмической отрасли. По данным источников, уникальность пермской разработки в возможности «изменять свойства металлов, экономично расходуя материалы для напыления покрытий».

В мире известны различные методы нанесения покрытий, делающих материалы уникальными по их свойствам. Но не все одинаково успешно применимы. По словам магистранта механико-технологического факультета ППУ Ивана Овчинникова, ограничивающие факторы – это, в частности, высокая стоимость оборудования, габариты изделий, необходимость механической обработки после нанесения, высокие потери напыляемого материала, низкая эффективность.

Пермские исследователи предложили использовать микролегирование совместно с плазменной обработкой. В процессе поверхность металла изменяется под действием «бомбардировки» напыляемым материалом. Технология, по данным источников, экономично расходует материал при напылении, позволяет автоматизировать процесс, и габариты изделий не влияют на качество напыления.

С новым подходом измененные поверхности металлов приобретают повышенную устойчивость к коррозии и износостойкость.