| 1. | Наименование проекта | Обоснование методологии комплексного модифицирования композиционных материалов для экстремальных условий эксплуатации на основе изучения фазово-структурных превращений под влиянием электрофизических воздействий различного частотного диапазона |
|---|---|---|
| 2. | Регистрационный номер ЦИТИС: | 123113000071-5 |
| 3. | Исполнитель | Саратовский государственный технический университет имени Ю.А. Гагарина |
| 4. | Ведомственная принадлежность | Минобрнауки России - образование |
| 5. | Заказчик | РНФ |
| 6. | Вид финансирования | грант |
| 7. | Вид НИОКТР | Фундаментальная НИР |
| 8. | Приоритетное направление (основное) | Транспортные и космические системы |
| 9. | Приоритетное направление (дополнительное) | Нет данных |
| 10. | Критическая технология (основная) | Технологии создания ракетно-космической и транспортной техники нового поколения |
| 11. | Критическая технология (дополнительная) | Нет данных |
| 12. | Приоритет Стратегии НТР России | Переход к передовым технологиям проектирования и создания высокотехнологичной продукции, основанным на применении интеллектуальных производственных решений, роботизированных и высокопроизводительных вычислительных систем, новых материалов и химических соединений, результатов обработки больших объемов данных, технологий машинного обучения и искусственного интеллекта |
| 13. | Общее тематическое направление | Перспективные виды материалов, специальной техники и техники особого назначения |
| 14. | Приоритетное арктическое направление (основное) | Новые материалы, возобновляемые и портативные источники энергии |
| 15. | Приоритетное арктическое направление (дополнительное) | Нет |
| 16. | Аннотация | Согласно материалам аналитических обзоров, значительная часть природных энергетических запасов России находится на шельфовых месторождениях Арктики, где сосредоточено около 13% мировых запасов нефти и до 30% газоконденсатных месторождений. При этом доля нашей страны в мировых стратегических запасах арктических энергоресурсов составляет более 60%. Поэтому задача освоения Арктических районов является одной из приоритетных для экономической безопасности страны. К основным особенностям арктического климата исследователи относят длительное воздействие на материалы транспортных систем и строительных конструкций низких температур; значительный перепад температур в течение года; сильные ветровые нагрузки; высокую влажность; оледенение и налипание снега, циклическое замораживание и размораживание; высокую солнечную радиацию в полярный день. Как отмечалось на заседаниях Научного Совета РАН по материалам и наноматериалам, в программе Президиума РАН «Поисковые фундаментальные научные исследования в интересах развития Арктической зоны Российской Федерации» одним из приоритетных направлений арктического материаловедения является расширение применения полимерных и природных композиционных материалов (ПКМ). С начала ХХI века возобновился повышенный интерес ведущих стран мира к освоению ближнего и дальнего космоса. Эксплуатация технических объектов в космическом пространстве и на поверхности других небесных тел сопряжена с воздействием температурных градиентов, сверхнизких и сверхвысоких температур, космического мусора и микрометеоритов, ионизирующих излучений, что выдвигает повышенные требования к характеристикам и надежности конструкционных материалов, значительный объем среди которых принадлежит ПКМ и покрытиям различного вида. Для ПКМ, состоящих из различающихся иногда на порядки физико-механическими и химическими свойствами компонентов, характерны особенности, оказывающие негативное влияние на функционирование изделий из них в экстремальных условиях эксплуатации. Прежде всего – это высокая анизотропия свойств и малая прочность в направлении, перпендикулярном плоскости армирования. Еще одним недостатком данных материалов является старение матрицы под действием внешних факторов и влагопоглощение, приводящее к снижению прочностных характеристик. При этом объем научных исследований применительно к устойчивости функционирования в экстремальных условиях по сравнению с общим объемом исследований свойств ПКМ относительно невелик. Одним из эффективных методов повышения эксплуатационных характеристик ПКМ является физическое модифицирование их структуры, в частности, воздействием СВЧ электромагнитного поля. Однако, выполненные до настоящего времени исследования данного процесса касались воздействия на ПКМ в процессе отверждения, а также на их компоненты, и не учитывали фактор влияния последующих операций. Влияние СВЧ обработки на устойчивость ПКМ к экстремально низким температурам и другим условиям Арктических районов и космического пространства практически не изучено. Научная новизна проекта состоит в выявлении корреляционных связей параметров СВЧ электромагнитного поля различного частотного диапазона, химического состава матрицы и коэффициента заполнения с параметрами фазового состава, внутренними напряжениями и структурой модифицированных отвержденных ПКМ, в выявлении механизма, приводящего к перестройке физико-химических связей в них, в обосновании закономерностей, описывающих устойчивость таких структурированных ПКМ к воздействию динамических и других эксплуатационных нагрузок в условиях высоких градиентов температурных полей и экстремально низких температур, а также в разработке компьютерных и феноменологических моделей межслоевого и межфазного взаимодействия в ПКМ, позволяющих максимально адекватно описать данные закономерности и механизмы применительно к различным сочетаниям внутренних и внешних переменных факторов. |
| 17. | Начало проекта | 13.04.2023 |
| 18. | Завершение проекта | 31.12.2026 |