Слайд 1 - Нанотехнологии и наноматериалы

реклама
Казанский государственный технический
университет им. А.Н. Туполева
ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ
РАЗРАБОТОК В ОБЛАСТИ
НАНОТЕХНОЛОГИЙ
В НАУКОЕМКОМ МАШИНОСТРОЕНИИ
(авиа- и автомобилестроении)
Проректор по УМР КГТУ-КАИ,
Директор НИИ НТМ
Насыров И.К.
Структура центра
Центр композитных
технологий
КГТУ-КАИ
РНОЦ
КГТУ-КАИ
ИСПЫТАТЕЛЬНАЯ ЛАБОРАТОРИЯ
ПРОЧНОСТИ, АККРЕДИТОВАННАЯ
АР МАК КГТУ-КАИ
РЕГИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
МЕТРОЛОГИИ И СЕРТИФИКАЦИИ
КГТУ-КАИ
СХЕМА ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ С ПРЕДПРИЯТИЯМИ
КВЗ
ОКБ
«СОКОЛ»
КФ КБ
«ТУПОЛЕВ»
ОАО
«Казаньоргсинтез»
КАПО
МВЕН
ИНУМиТ
Региональный
научно-образовательный
центр
Промышленное
освоение
производства
материалов
Технологии
изготовления
конструкций
Проверка
свойств
материалов
Региональный
научнообразовательный
центр
Создание
материалов
и препрегов
Производство
конструкций
Проверка
свойств
конструкций
Подготовка
специалистов,
научное
сопровождение
разработка оснастки
Региональный центр метрологии и
сертификации
Имеющееся оборудование:
•Просвечивающий электронный микроскоп JEM
•Вакуумный пост
•Вакуумная установка для напыления
•Ультрамикротом
•Ультразвуковой диспергатор
На основе соглашения с ВНИИМС лаборатория
включается в состав Центра метрологического
обеспечения и оценки соответствия нанотехнологий
и продукции наноиндустрии в Приволжском
федеральном округе
Региональный центр метрологии и
сертификации
В течение 2009 года предполагается дооснащение
лаборатории основным оборудованием:
• Двухлучевой сканирующий электронный
микроскоп Cross Beam
•LIBRA-120
Просвечивающий электронный микроскоп
• Рентгеновский дифрактометр XRD-6000
• Оптический спектрофотометр UV-VIS-1700
Лаборатории Центра Композитных Технологий
Механические свойства
материалов
Физико-химия КМ
Технология КМ
Центр
Композитных
Технологий
ДМА
Ударостойкость
Испытательная лаборатория
Испытательная лаборатория
прочности, аккредитованная
АР МАК КГТУ-КАИ
Зал испытаний
авиационных конструкций
Фундаментальные исследования
Количественная теория
дифракции на круговых,
хиральных, спиральных и
радиальных нанотрубках
350000
Круговая
300000
Винтовая
Спиральная
Интенсивность
250000
200000
150000
100000
50000
0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Параметр h
Волновые явления во
внутренней полости
нанотрубок (дифракция
Френеля)
11
Диагностика структуры слоистых
нанотрубок
• Развита количественная теория
дифракции на слоистых нанотрубках
• Исследована структура диэлектрических
нанотрубок хризотила как основы нового
типа базисных элементов наноэлектроники
• Совместно с ВНИИМ им. Д.И. Менделеева
ведется разработка метрологического
обеспечения нанотехнологий с
использованием нанотрубок
Диагностика углеродных нанотрубок
Количественная теория дифракции на
цилиндрических кристаллах адаптирована к
случаю углеродных нанотрубок
Методами электронной микроскопии и
рентгеновской дифракции исследована
структура нанотрубок углеродного
наноматериала «Таунит»
Установлено присутствие двух типов
нанотрубок, определены их структурные
характеристики
Диагностика нанокомпозиционных
материалов на основе углеродных
нанотрубок
Исследование
наномодифицированного полиэтилена и
результатов
обработки УНТ с
помощью ПАВ
нанотрубки
«зигзаг»
пучки
нанотрубок
Поверхности разрыва
образцов полиамидов
с дисперсным
наполнением
стекловолокном,
модифицированных
нанотрубками
частицы
ПАВ
полиамид
полиамид
нить
стекловолокна
нанотрубки
«кресло»
нанотрубки
«кресло»
Определение фазового состава образцов
детонационных наноалмазов
Образцы для исследований предоставлены
Российской академией ракетных и артиллерийских
наук.
Исследования проводились следующими
методами:
Рентгеноструктурный анализ;
Просвечивающая электронная микроскопия;
Просвечивающая электронная микроскопия высокого
разрешения;
Микродифракция электронов;
Комбинационное рассеяние света.
Сетевая информационно–аналитическая система
организации и сопровождения маршрутного
обучения при повышении квалификации кадров
на базе научно–образовательных структур ННС
Кристаллография кристаллов и нанотрубок
Рентгеноструктурный анализ поликристаллов
Дифракционные исследования структуры нанотрубок
Нанофотоника и дифракционная оптика
Нанобиотехнология, нанобиотехника, и наноструктуры
Плазменные и плазмохимические методы получения
наноматериалов
Технология производства изделий из композитов
Фрактальные методы анализа морфологии
наноструктурированных материалов
Физико-химия кластеров и наночастиц
Создание наномодифицированных ударо-, тепло- и термостойких
композитов и технологии производства на их основе деталей
авиа-, авто- и судостроения
Повышение стабильности
механических свойств
Исходный материал – ПА-СВ-30-3М
Max 17,3 kN
Материал:
ПА-СВ-30-3М
Наномодифицирующие компоненты:
УНТ «Зилант», УНДА, шихта.
Min 12,4 kN
Результат: Стабильность свойств при
статических испытаниях при нормальных
условиях выросла в 1,6-1,8 раза.
Наномодифицированный материал (1% УНТ «Зилант»)
Max 19,2 kN
Min 17,0 kN
ПРОЕКТ. ПРОМЫШЛЕННОЕ ПРОИЗВОДСТВО АВИАЦИОННЫХ РТИ С
УЛУЧШЕННЫМИ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫМИ СВОЙСТВАМИ НА ОСНОВЕ
УЛЬТРАДИСПЕРСНЫХ НАНОАЛМАЗОВ
Применение детонационных НА и АШ для наполнения
эластомерных материалов (в частности, резин на основе
фторкаучуков, полиизопренового, бутадиен-стирольных и
бутадиен-нитрильных каучуков) приводит к:
- увеличению условной прочности резин в 1,5 – 2,0 раза;
- возрастанию сопротивления раздиру резин в 1,35 – 2,0
раза;
- увеличению эластичности резин на 50 – 70 %;
- уменьшению абразивного износа резин в 1,3 – 2,0 раза;
- снижению коэффициента трения резин по металлу в 1,3
– 5,0 раз;
- увеличению коэффициента морозостойкости резин на
50%;
- повышению стойкости резин к тепловому старению;
- увеличению стойкости резин к агрессивным средам;
- улучшению технологичности и реологических свойств
резиновых смесей.
Применение УНТ в качестве структурных модификаторов
КМ на основе полимерных бумаг Nomex® и Kevlar®
РЕЗУЛЬТАТЫ:
 степень диспергирования УНТ в рабочих
составах (аппрет, связующее БФОС) – до 80 %
 стабильность суспензий УНТ – до 6-8 часов
 повышение прочности
Концентрация
наночастиц в
покрытии
NOMEX®
Эффективная прочность
(критическая нагрузка/масса)
0
0,02
%
0,2 %
2%
Kevlar 0,1
417,16
544,1
1742,81
456,6
Nomex 0,13
653,04
553,1
1335,85
605,9
KEVLAR®
NOMEX®
KEVLAR®
Экспериментальная
установка
ПРОЕКТ. Создание наномодифицированных ударо- и термостойких
композитов и технологии производства на их основе деталей авиа-, авто
и судостроения
Центр Композитных
технологий
в КГТУ-КАИ (Казань)
Копёр для
исследования
ударостойкос
ти КМ
Dynatup
9250HV
(Instron, США)
Увеличение ресурса
и живучести конструкций
транспортных средств за счет
повышения:
 ударостойкости деталей с сохранением их
прочностных и жесткостных свойств;
 трещино- и износостойкости;
 теплостойкости
ПРОЕКТ. Производство 8-местного самолета для местных воздушных
линий с использованием современных разработок в области
нанотехнологий.
Скачать