Решение из углеродных нанотрубок останавливает трещины и укрепляет клеевые соединения
Специалисты Московского авиационного института (МАИ) разработали инновационный метод повышения долговечности полимерных композитов, используемых в авиастроении. Благодаря добавлению углеродных нанотрубок в количестве всего 0,05 % от общей массы материала, удалось увеличить устойчивость композитных деталей к циклическим нагрузкам в три раза.
Проведённые в МАИ исследования показали, что при определённом способе добавления этого компонента усталостная прочность образцов повышается на 45%, а их устойчивость к повторяющимся нагрузкам увеличивается втрое.
— представитель МАИ
Нанотрубки, представляющие собой полые цилиндры длиной до нескольких десятков микрометров, демонстрируют исключительную жёсткость и прочность — они в тысячу раз жёстче эпоксидной смолы и в сто раз прочнее углеродного волокна.
В процессе производства нанотрубки равномерно распределяются в эпоксидном связующем, армированном углеродными волокнами. Для преодоления склонности нанотрубок к агломерации был внедрён двухэтапный метод смешивания, обеспечивающий гомогенное распределение частиц. Это позволяет эффективно использовать их способность блокировать развитие трещин: при возникновении микротрещины она либо огибает нанотрубку, удлиняя свой путь, либо полностью останавливается, не преодолевая препятствие.
В настоящее время исследователи изучают возможность применения технологии для ремонта авиационных конструкций — в частности, для упрочнения клеевых соединений ремонтных заплаток. Работы ведутся совместно с одним из опытно-конструкторских бюро отрасли.