Специальный «бронежилет» для крупных твёрдых поверхностей

Специальный «бронежилет» для крупных твёрдых поверхностей

По сравнению с аналогами материал создан без дефицитных, дорогостоящих и токсичных средств

Ученые Пермского Политеха совместно с Томским политехническим университетом изобрели уникальный сверхпрочный материал. Разработка поможет сохранить корпус автомобилей с помощью специального «бронежилета». Кроме транспорта, материалом можно будет укрывать фасады зданий и тротуарную плитку – это максимально прочное стеклокристаллическое покрытие. По сравнению с аналогами материал создан без дефицитных, дорогостоящих и токсичных средств, например, оксида кольбата или дефицитных карбидов с более высокой стоимостью. Новое изобретение уже запатентовано учеными и планируется к производству. Подробно о разработке «Научной России» рассказала ведущий научный сотрудник краевого центра охраны труда Пермского Политеха, доктор технических наук Анна Михайловна Игнатова«Это материал в структуре которого есть кристаллическая составляющая (95%) и аморфная (5%), поэтому он называется стеклокристаллический. Кристаллические компоненты структуры представляют собой сферы, ядро и оболочка которых отличаются по составу между собой. Аморфная прослойка распределяется между этими сферами, как сетчатый каркас. Такая структура обеспечивает материалу сочетание свойств композита и керамики.

Специальный «бронежилет» для крупных твёрдых поверхностей

Структура литого стеклокристаллического материала

Стеклокристаллический материал, который мы разработали, может использоваться в качестве пассивной бронезащиты. Это работает так: когда на материал оказывается динамическое воздействие, например, удар ускоренным осколком, металлическим шариком или каким-либо другим поражающим объектом, двигающимся с высокой скоростью, энергия удара расходуется на то, чтобы разрушить сам материал, но при этом расположенный за ним предмет остается невредимым. Похожим образом работает керамика в бронежилетах. Преимущество нашего материала перед керамикой в том, что его проще получить и из него легче изготовить крупные изделия, пригодные для защиты транспорта и других крупных объектов. Есть, конечно, нюансы – какие-то миниатюрные вещи сделать сложнее, но что касается защиты крупных форм (например, транспорта, контейнеров с опасными или взрывчатыми веществами), то этот материал подходит хорошо. В принципе, как показывают наши исследования, он может работать в условиях экстремальных нагрузок, даже в космосе, например в качестве защиты от космического мусора, а также в условиях повышенных или пониженных температур. Мы продолжаем совершенствовать свою разработку, но это уже готовый материал для транспортной защиты и изготовления контейнеров специального назначения.  Следует отметить, что аналогом этого материала в природе являются горные породы, он по сути как камень и не только с точки зрения оксидного состава, но и с точки зрения экологичности, он не токсичный, не канцерогенный и не ядовитый».

В ходе исследования учёные добились идеального состава и нужных технологических параметров, которые позволят получить итоговый результат с оптимальными свойствами. Материал содержит оксиды кремния, магния, алюминия, титана, марганца, кальция, натрия, калия, хрома и ванадия и серу. Он имеет сложную структуру – это кубические элементы со встроенными, как в матрешке, поверхностями, между которыми прослойка-«матрица» в виде сетчатого каркаса. Состав и структура дают полученному материалу ударопрочность, стойкость к износу и защиту от воздействия температуры. «Для получения стеклокристаллического материала используют горные породы. Мы переплавляем их с помощью электрической дуги, технология похожа на металлургическую, она проще, чем получение спечённых материалов, например керамики, поэтому менее затратная», – добавила Анна Игнатова.

 

Источник: ПНИПУ

Источник: scientificrussia.ru



Добавить комментарий