Технологии

Создан проволочный пресс-материал, представляющий собой проницаемый массив из сцепленных между собой взаимно подвижных спиралей.

Структура пористого материала из проволочной спирали	Крупногабаритные заготовки из "Сферолита"

Теплозащитные композиционные материалы используются в конструкциях, охлаждение рабочих поверхностей которых происходит за счет испарения жидкой матрицы (фазы), выделившейся через поры. Элементы из проволочного пресс-материала могут использоваться в системах с пористым охлаждением. Разработаны технологические процессы изготовления деталей следующих конструктивных форм: пластина, кольцо, втулка, нетканое полотно.

Детали из пористого материала
пластины и диски	компенсаторы	втулки с полусферическим дном	втулки

Проведены исследования по созданию негорючего экологически чистого теплоизоляционного материала на основе жидкого стекла и микросфер из зол уноса тепловых электростанций. В результате была разработана технология получения материала, получившего название "Сферолит". Он обладает низкой плотностью, высокой огнестойкостью, оптимальным сочетанием прочностных и теплофизических характеристик. В настоящее время отработана технология получения крупногабаритных заготовок из "Сферолита" для применения в новых пожаробезопасных изделиях.

Разработаны технологии получения и применения многофункционального наполнителя - микросфер из природных силикатов. Это прочные полые тонкостенные частицы сферической формы, извлекаемые путем переработки зольных отходов электростанций, либо образующиеся при термической обработке вулканического стекла. Микросферы из природных силикатов перспективны с точки зрения возможности широкого применения, доступности сырья и низкой стоимости, получения композитов с заданной структурой.
В 1996-2002 гг. специалистами технологического отделения РФЯЦ-ВНИИЭФ были обследованы золоотвалы свыше 40 крупнейших электростанций Российской Федерации, сжигающих угли различных месторождений. Собран уникальный фактический материал о ресурсах зольных микросфер на электростанциях, выявлены основные закономерности в процессах их формирования, изучены свойства и определены области применения микросфер.
Аттестация зольных микросфер проводится по 22 параметрам: химический и фазово-минералогический состав; структурно-механические свойства (дисперсный состав, плотность насыпная и истинная, прочность на одноосное и изотропное сжатие, плавучесть, угол естественного откоса; взаимодействие со средами (гигроскопичность, химическая стойкость в щелочном и кислом растворах, водопоглощение); теплофизические свойства (термостойкость, удельная теплоемкость, коэффициент теплопроводности, прочность при повышенных температурах, морозоустойчивость); диэлектрические свойства (диэлектрическая проницаемость, тангенс угла диэлектрических потерь, удельное сопротивление); уровень удельной эффективной активности естественных радионуклидов.

Образцы, окрашенные солями металлов	Микроструктура материала	Стенд для получения микросфер

Создана специальная компьютерная программа "Зольные микросферы Российской Федерации. База данных". На разработанном и защищенном патентами РФ высокотемпературном стенде освоена технология получения ультралегких микросфер из вулканического стекла, которые успешно могут использоваться для сенсибилизации эмульсионных взрывчатых веществ гражданского назначения.

Для расширения областей применения полых микросфер освоены методы модификации их поверхности: лиофилизация и лиофобизация позволяют регулировать смачиваемость поверхности микросфер жидкостями различной природы; окрашивание солями металлов придает декоративный вид микросферам и наполненным  материалам; аппретирование увеличивает адгезию полимерной матрицы к наполнителю, повышает прочностные свойства композиционных материалов; металлизация позволяет получать защищающий от электромагнитного излучения низкоплотный материал; наполнитель для легкоплавких металлических матриц; низкоплотный ферромагнитный материал.

На основе микросфер из природных силикатов разработаны новые функциональные материалы. Создан конструкционный теплоизоляционный материал "Сферобетон" плотностью менее 1 г/см³ , разработаны "Сферосорбенты" для очистки жидких радиоактивных отходов, разработана технология получения низкоплотного синтактного материала, выполняющего в приборах и конструкциях различные защитные функции. Функциональные материалы проходят испытания применимости на предприятиях отрасли.

В настоящее время в промышленно развитых государствах интенсивно разрабатываются прогрессивные конструкции и технологии, основанные на использовании материалов, обладающих эффектом памяти формы (ЭПФ). Физическая основа ЭПФ – фазовое термоупругое, т. е. обратимое, превращение мартенситного типа. Непосредственно под ЭПФ понимается явление восстановления предварительной деформации объекта, инициированное за счет изменения температуры.
Создана уникальная экспериментально-методическая база для исследования термомеханических свойств материалов с памятью формы в широком диапазоне температур и скоростей деформаций, позволившая исследовать свойства никелида титана – сплава с эффектом памяти формы – после различных температурно-скоростных воздействий и разработать на его основе технологии, предназначенные для использования в конструкциях изделий с целью повышения их надежности. 

Рис. 1	Рис. 2	Рис. 3	Рис. 4
Рис. 1 - Макет изделия с низкоплотным материалом Рис. 2 - График  снижения импульса ускорения при ударе Рис. 3 - Разрушенные после испытаний макеты термомеханического соединения трубопроводов              диаметром 12 мм, изготовленных из стали 12Х18Н10Т Рис. 4 - Макет термомеханического соединения трубопроводов муфтой из материала с эффектом              памяти формы

В частности, получены положительные результаты, свидетельствующие о возможности использования никелида титана в муфтах для бессварочного термомеханического соединения трубопроводов из разнородных материалов и элементов конструкций, обратном клапане системы газового наполнения, термоэлектромеханическом замке, исключающем несанкционированный доступ к внутреннему объему контейнеров, размыкателях электрической цепи системы автоматики и др.