CC BY
56
Научная статья УДК 678.747.2
DOI: 10.18577/2307-6046-2023-0-3-95-106
ВЫСОКОМОДУЛЬНЫЕ УГЛЕПЛАСТИКИ ДЛЯ ИЗДЕЛИЙ ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИОННОЙ ТЕХНИКИ (обзор)
И.Н. Гуляев1, К.А. Павловский1
Федеральное государственное унитарное предприятие «Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов» Национального исследовательского центра «Курчатовский институт», Москва, Россия; admin@viam.ru
Аннотация. Представлен обзор разработанных в НИЦ «Курчатовский институт» -ВИАМ углепластиков на основе высокомодульных углеродных волоконных и тканых армирующих наполнителей. Показано отличие высокомодульных армирующих наполнителей от высокопрочных. Приведены основные отечественные и зарубежные марки волокон, а также информация по упруго-прочностным характеристикам разработанных высокомодульных углепластиков, в том числе при различных температурах. Проведено сравнение отечественных углепластиков с зарубежными материалами аналогичных состава и структуры.
Ключевые слова: полимерный композиционный материал (ПКМ), высокомодульный углепластик, углеродное волокно, графитизированное волокно, конструкционные свойства ПКМ, авиационные материалы
Для цитирования: Гуляев И.Н., Павловский К.А. Высокомодульные углепластики для изделий гражданской авиационной техники (обзор) // Труды ВИАМ. 2023. № 3 (121). Ст. 09. URL: http://www.viam-works.ru. DOI: 10.18577/2307-6046-2023-0-3-95-106.
Scientific article
HIGH MODULUS CARBON PLASTICS FOR CIVIL AVIATION EQUIPMENT (review)
I.N. Gulyaev1, K.A. Pavlovskiy1
federal State Unitary Enterprise «All-Russian Scientific-Research Institute of Aviation Materials» of National Research Center «Kurchatov Institute», Moscow, Russia; admin@viam.ru
Abstract. The review of carbon fiber reinforced plastics based on high-modulus carbon fiber and woven reinforcing fillers developed at the National Research Center «Kurchatov Institute» - VIAM is presented. The difference between high-modulus reinforcing fillers and high-strength fillers is shown. The main domestic and foreign fiber brands are presented, as well as information on the elastic-strength characteristics of the developed high-modulus carbon fiber plastics, including at various temperatures. The comparison of domestic carbon fiber plastics with foreign materials of similar composition and structure is carried out.
Keywords: polymer composite material (PCM), high-modulus carbon fiber, carbon fiber, graphitized fiber, structural properties of PCM, aviation materials
For citation: Gulyaev I.N., Pavlovskiy K.A. High modulus carbon plastics for civil aviation equipment (review). Trudy VlAM, 2023, no. 3 (121), paper no. 09. Available at: http://www.viam-works.ru. DOI: 10.18577/2307-6046-2023-0-3-95-106.
Введение
Количество внедряемых полимерных композиционных материалов (ПКМ) при производстве изделий, в том числе и в российской промышлености, постоянно
увеличивается. Наиболее быстрорастущим сегментом являются ПКМ на основе углеродных волокнистых наполнителей, используемых в качестве армирующих элементов. Широко применяются углепластики при изготовлении различных деталей и агрегатов авиационной техники и космических аппаратов, силовых элементов крыла, планера, малой механизации, мотогондолы, авиационных двигателей и т. п. При этом требования к прочности и модулю упругости применяемых материалов постоянно повышаются [1, 2].
Необходимость разработки углепластиков с улучшенными характеристиками жесткости и температурной размерной стабильности при сохранении высоких показателей прочности диктуется потребностями таких объектов новой техники, которые по условиям эксплуатации должны сохранить стабильность геометрических размеров при больших знакопеременных силовых и температурных нагрузках. Применение данных материалов в объектах авиационной техники нового поколения позволяет достичь аэродинамической жесткости элементов планера, особенно при малой строительной высоте конструктивных элементов [3, 4].
Отличительная особенность высокомодульных углепластиков - повышенная степень анизотропии упругих и прочностных характеристик. Наиболее высоких значений прочности и жесткости достигают в композициях с однонаправленным расположением непрерывных волокон в направлении укладки при нагружении, а наименьших - при нагружении в ортогональном направлении [5].
Углеродные волокна обладают следующими уникальными свойствами, которые обеспечивают их незаменимость при разработке современных ПКМ и конструкций на их основе:
- высокие удельные характеристики прочности и модуля упругости при растяжении;
- высокая термостойкость в инертных средах или в вакууме при температуре до 3000 °С, а на воздухе до 550 °С;
- удельное электрическое сопротивление от 0,02 10-6 до 1,0 109 Омм;
- большая активная поверхность (до 2500 м2/г) и сорбционная способность;
- высокая атмосферо- и химическая стойкость к концентрированным кислотам, щелочам и растворителям, устойчивость к действию света и проникающей радиации;
- биостойкость и биоинертность, жаростойкость и трудногорючесть.
Наиболее широкое распространение в качестве волокон для изготовления конструкционных углепластиков получили углеродные волокна на основе полиакрилонитрила (ПАН-волокно). Процесс производства углеродных волокнистых наполнителей включает следующие стадии: окисление (200-325 °С) с вытягиванием, карбонизация (1000-1500 °С) и графитация (2500-2800 °С). В зависимости от того, при какой температуре завершен производственный цикл, получают волокна с высокой прочностью (карбонизованное волокно) или высоким модулем упругости (графитированное волокно) [5-8].
Работа выполнена при поддержке ЦКП «Климатические испытания» НИЦ «Курчатовский институт» - ВИАМ в рамках реализации комплексного научного направления 13. «Полимерные композиционные материалы» («Стратегические направления развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года»).
Высокомодульные углеродные волокна
В Российской Федерации производством высокомодульных углеродных волокон на основе ПАН-волокна занимается ООО «Аргон» (г. Балаково), а на основе вискозного волокна - ООО «Завод углеродных и композиционных материалов» (г. Челябинск). В настоящее время еще одним производителем высокомодульных волокон является компания ЮМАТЕКС.
Освоен следующий ассортимент углеродных волокнистых наполнителей: углеродные волокна (нити, жгуты) для армирования углеродных композитов (УКН-П, УКН-М, Грапан, КАЖ, ГЖ) и углеродные ленты для армирования углепластиков (ЛУ-П, ЭЛУР, ЛЖУ-М, ЛЖУ-П).
В табл. 1 приведены основные типы, марки и характеристики углеродных волокон, применяемых для армирования конструкционных материалов.
Таблица 1
Основные типы, марки и свойства углеродных армирующих наполнителей, _производимых в Российской Федерации_
Тип наполнителя Марка наполнителя Прочность волокна, МПа Модуль упругости волокна, ГПа
Высокопрочный (жгутовый, карбонизованный) УКН-М, УКН-П 3500 210-270
Среднепрочный (ленточный, карбонизованный) ЭЛУР, ЛУ-П 3000 250
Среднемодульный (ленточный, графитированный) ЛУ-24П, ЛЖУ-35 2800 320
Высокомодульный (ленточный, жгутовый, графитированный) Кулон, ГЖ, имт 2500 400-450
Из данных, представленных в табл. 1, видно, что по мере увеличения степени графитации волокна прочность углеродных волокон снижается, а модуль упругости возрастает.
В табл. 2 приведены свойства высокомодульных жгутовых наполнителей, разработанных и производимых в Российской Федерации [6-10].
Таблица 2
Свойства высокомодульных жгутовых наполнителей отечественных производителей
Марка жгута Модуль упругости волокна, ГПа Прочность волокна, МПа Число филаментов (К-кило) Линейная плотность, текс Плотность, г/см3
ГЖ-20 380 2500 10К 12К 500 600 1,87
ГЖ-25 450 2400 6К 12К 370 570 1,93
ЖГВ-430 430 4000 12К 445 1,84
ВМН-4МТИ 450 2440 12К 720 1,76
ВМУ 450 50 Н 10К 350 1,85
12К 530 1,90
иМТ 400 400 4200 12К 710 1,82
иМТ 430 430 4000 12К 700 1,84
иМТ 530 530 3800 12К 680 1,93
Разработанные в России высокомодульные углепластики на основе отечественных углеродных наполнителей марок ГЖ-20, Кулон, ЛУ-24П не применяются, так как прекращен выпуск соответствующих исходных компонентов.
В настоящее время российская промышленность осваивает выпуск новых перспективных волокон марки иМТ, которые позволяют разрабатывать размеростабильные материалы и авиационные конструкции.
Импортные высокомодульные углеродные наполнители имеют ограничения на поставку в Российскую Федерацию.
Основными производителями высокомодульных волокон за рубежом являются компании Toray (США), Teijin и Mitsubishi chemical (Япония). Свойства ряда таких волокон представлены в табл. 3.
Таблица 3
Свойства высокомодульных жгутовых наполнителей зарубежных производителей
Марка жгута Модуль упругости волокна, ГПа Прочность волокна, МПа Число филаментов (К-кило) Линейная плотность, текс Плотность, г/см3
Волокна Toreyca™ компании Toray (США)
M35J 343 4700 6К 12К 225 450 1,75
M46J 436 4210 6К 12К 223 445 1,84
M55J 540 4020 6K 218 1,91
M60J 588 3820 3К 6К 100 200 1,94
Волокна Tenax1M компании Teijin (Япония)
НМА35 355 3300 12К 760 1,78
UMS40 390 4700 12К 24К 390 800 1,79
UMS45 425 4600 12К 385 1,83
UMS55 550 4000 12К 360 1.91
Волокна Pyrofil1M компании Mitsubishi chemical (Япония)
MS40 345 4610 12К 600 1,77
HR40 390 4410 12К 600 1,82
HS40 450 4410 12К 430 1,85
Высокомодульные волокна представлены в широком ассортименте, что позволяет использовать их для производства большого количества изделий как в России, так и за рубежом. Материалы обладают повышенной стойкостью к воздействию химических агрессивных жидкостей и газов, что открывает возможность их применения в химическом машиностроении, в том числе для производства реакторов, трубопроводов, центрифуг, лопастей насосов и других конструктивных элементов. Высокая износостойкость позволяет использовать данные волокна для изготовления деталей ткацкого оборудования (ремизных рам, рапир, спиц), что снижает стоимость эксплуатации изделий благодаря увеличению срока их службы. Повышенная электропроводность способствует применению высокомодульных углеродных волокон в качестве нагревательных элементов, а низкие значения коэффициента линейного теплового расширения (ГОСТ Р 57708-2017) дают ощутимые преимущества при производстве изделий криогенной техники. Кроме того, углепластики находят применение в электротехнике, судостроении, железнодорожном транспорте, нефтяной и газодобывающих отраслях российской промышленности, при разработке и изготовлении спортивного инвентаря [11-13].
Высокомодульные углепластики
В НИЦ «Курчатовский институт» - ВИАМ имеется опыт разработки углеродных композиционных материалов на основе армирующих высокомодульных углеродных волокон, таких как материалы марок КМУ-7л, КМУ-4ВМ, ВКУ-14, ВСТ-1208/ГЖ-25, ВКУ-37 и ВКУ-38 [14-27].
Углепластик марки КМУ-7л разработан для изготовления деталей конструкционного назначения с повышенными требованиями по жесткости (тонкие оболочковые конструкции, пластины и стержни). Данный материал выполнен на основе связующего ВС-2526к и углеродной ленты конструкционного назначения ЛУ-24П. Его основные свойства представлены в табл. 4.
Таблица 4
Упруго-прочностные свойства углепластика марки КМУ-7л
Свойства
Температура испытания, °С
Значения свойств углепластика в направлении армирования [0°]
Модуль упругости, ГПа: при растяжении
при сжатии
при изгибе
20
150
170
20
150
170
20
150
170
215 195 160
170 155
213 185 174
Предел прочности, МПа: при растяжении
при сжатии
при изгибе
при межслойном сдвиге
20
150
170
20
150
170
20
150
170
20
150
170
970 850 720
750 650 340
1360 1340 1160
62 41 41
Ударная вязкость, кДж/м2
20
150
170
35 30 23
Разработанный на рабочую температуру 150 °С композиционный материал КМУ-7л сохраняет свои основные упруго-прочностные характеристики при рабочей температуре: модуль упругости при растяжении находится на уровне 90 %, при этом уровень сохранения прочности при растяжении и сжатии составляет соответственно 87 и 86 %, а прочности при межслойном сдвиге: 66 %.
В табл. 5 приведены сравнительные свойства углепластиков на основе эпоксидной матрицы ВС-2526к и различных армирующих наполнителей из высокомодульных волокон.
Таблица 5
Сравнение свойств высокомодульных углепластиков
с различными армирующими наполнителями_
Свойства Значения свойств углепластиков
КМУ-7л КМУ-7тВМ КМУ-7к
Армирующий наполнитель ЛУ-24П УОЛ-600-10к Кулон
Толщина монослоя, мм 0,10 0,23 0,10
Модуль упругости при растяжении, ГПа 215 210 320
Предел прочности, МПа:
при растяжении 970 1200 800
при сжатии 750 800 900
Разработанный позднее углеродный композит марки КМУ-4ВМ, представляющий собой слоистый материал на основе растворного эпоксидного связующего ЭНФБ-2М, армированного тканой однонаправленной лентой УОЛ-300-0,23/190-ЭД (сформированной по основе графитированного жгута ГЖ-20/500), рекомендован для изготовления изделий, работающих при температурах от -60 до +150 °С, в том числе при +150 °С в течение 100 ч. Данный углепластик предназначен для применения в элементах жесткости, стенках оболочек и подкрепляющем силовом наборе. Основные свойства материала марки КМУ-4ВМ представлены в табл. 6.
Таблица 6
Упруго-прочностные свойства углепластика марки КМУ-4ВМ
Свойства
Температура испытания, °С
Значения свойств углепластика в направлении армирования [0°]
Модуль упругости при растяжении, ГПа
20 120
224 210
Предел прочности, МПа: при растяжении
при сжатии
при межслойном сдвиге
20 120 150
1270 1280 1200
20 120 150
439 313 228
20 120 150
27 20 16
Разработанный на рабочую температуру 120 °С композиционный материал КМУ-4ВМ сохраняет свои основные упруго-прочностные характеристики при рабочей температуре: модуль упругости при растяжении находится на уровне >95 %, при этом уровень сохранения прочности при растяжении и сжатии составляет соответственно 100 и 70 %, а прочности при межслойном сдвиге: 75 %.
Углепластики на основе расплавного полициануратного связующего ВСТ-1208 и углеродных высокомодульных жгутовых наполнителей ГЖ-25 (ВСТ-1208/ГЖ-25) и ЖГВ-430-12К (ВКУ-37) предназначены для применения в размеростабильных рамных конструкциях, работающих при температуре до 170 °С. Основные свойства углепластика на основе препрега ВСТ-1208/ГЖ-25 представлены в табл. 7.
Таблица 7
Упруго-прочностные свойства углепластика на основе препрега ВСТ-1208/ГЖ-25
Свойства Температура испытания, °С Значения свойств углепластика в направлении армирования [0°]
Плотность, г/см3 - 1,52-1,56
Модуль упругости при растяжении, ГПа 20 120 170 235 230 230
Предел прочности, МПа: при растяжении 20 120 1570 1460
170 1210
при сжатии 20 960
170 770
при изгибе 20 1520
при межслойном сдвиге 20 29
Исследование образцов из углепластика на основе препрега ВСТ-1208/ГЖ-25 после длительной экспозиции (60 сут) при температуре 60 °С и относительной влажности 85 % показало, что среднее значение влагопоглощения (1,03 %) сравнимо с влагопоглощением типовых углепластиков на основе эпоксидной матрицы (до 1,2 %).
Разработанный на рабочую температуру 170 °С композиционный материал ВКУ-37 сохраняет свои основные упруго-прочностные характеристики при рабочей температуре: модуль упругости при растяжении находится на уровне 95 %, при этом уровень сохранения прочности при растяжении и сжатии составляет не менее 85 %, а прочности при межслойном сдвиге: 70 %. Основные свойства данного материала представлены в табл. 8.
Таблица 8
Упруго- прочностные свойства углепластика ВКУ-37
Температура Значения свойств углепластика
Свойства испытания, в направлении армирования [0°]
°С однонаправленный [0°]и квазиизотропный [0°/90°/±45°]и
Предел прочности, МПа:
при растяжении 20 2020 525
170 1784 510
при сжатии 20 1030 390
170 890 375
при межслойном сдвиге 20 69 -
170 47 -
Модуль упругости, ГПа:
при растяжении 20 235 80
170 225 80
при сжатии 20 210 -
В табл. 9 представлено сравнение основных свойств углепластиков ВКУ-37 и КМУ-4ВМ с зарубежным аналогом на основе эпоксидной матрицы.
Таблица 9
Сравнение свойств высокомодульных углепластиков на основе эпоксидной матрицы
Свойства Значения свойств углепластиков
ВКУ-37 КМУ-4ВМ HexPly 954-3ЛМШ
Предел прочности при растяжении, МПа 2020 1273 2205
Модуль упругости при растяжении, ГПа 235 224 245
Максимальная рабочая температура, °С 170 (в течение 1000 ч) 150 (в течение 100 ч) 120 (данных нет)
Наиболее высокотемпературными высокомодульными углепластиками, разработанными на рабочие температуры не менее 350-400 °С, являются материалы на основе лестничных полимеров, такие как ВКУ-14 и ВКУ-38, имеющие в своем составе связующее на основе тетрафталонитрильного мономера и катализатора.
Наиболее высокую эксплуатационную стойкость при температурах до 400 °С показал материал ВКУ-14 на основе связующего ИП-5. При изготовлении углепластика применяется метод нанесения порошка связующего на армирующие волокна электростатическим осаждением в камере псевдоожижения.
Основное назначение материала - изготовление термонагруженных деталей конструкционного назначения, в том числе широкохордных рабочих, статорных лопаток и других конструкционных элементов газотурбинного двигателя. Результаты исследования углепластика ВКУ-14 также показывают, что он обладает температурной стойкостью, в том числе при 370 °С в течение 500 ч и при 400 °С в течение 50 ч [22-26]. Основные свойства данного материала представлены в табл. 10.
Упруго-прочностные свойства углепластика марки ВКУ-14
Таблица 10
Свойства
Температура испытания, °С
Значения свойств углепластика в направлении армирования [0°]
Модуль упругости при растяжении, ГПа
20 300 400
210 160 140
Предел прочности, МПа: при растяжении
при сжатии при изгибе
при межслойном сдвиге
20 300 400
1100 1000 990
20 300 400
540 450 420
20 300 400
1010 670 600
20 300 400
17 17 17
Ударная вязкость, кДж/м
20
68
Разработанный на рабочую температуру до 400 °С композиционный материал ВКУ-14 сохраняет свои основные упруго-прочностные характеристики при рабочей температуре: модуль упругости при растяжении находится на уровне 65-70 %, при этом уровень сохранения прочности при растяжении и сжатии составляет соответственно 90 и 75 %, а прочности при межслойном сдвиге: 100 %.
На основе порошкообразного связующего ВСН-31 и углеродного однонаправленного тканого наполнителя УТ0В-300-200 из жгута ЖГВ-430-12К разработан углепластик ВКУ-38, который изготавливают по препреговой технологии методом нанесения порошка связующего с последующим его оплавлением. Основные свойства данного материала представлены в табл. 11.
Таблица 11
Упруго-прочностные свойства углепластика ВКУ-38_
Свойства Температура испытания, °С Значения свойств углепластика в направлении армирования [0°]
однонаправленный [0°]„ квазиизотропный [0°/90°/±45°]и
Предел прочности, МПа:
при растяжении 20 1170 350
300 1170 350
400 820 280
при сжатии 20 500 234
300 420 182
400 360 163
при изгибе 20 940 -
300 650 -
400 560 -
при межслойном сдвиге 20 48 -
300 34 -
400 31 -
Модуль упругости, ГПа:
при растяжении 20 265 91
300 250 80
400 175 78
при сжатии при изгибе 20 201 70
20 300 400 185 185 170 -
Удельная ударная вязкость при изгибе, кДж/м2 20 83 68
Разработанный на рабочую температуру до 350 °С композиционный материал ВКУ-38 при однонаправленной укладке сохраняет свои основные упруго-прочностные характеристики при рабочей температуре: модуль упругости при растяжении находится на уровне 65 %, при этом уровень сохранения прочности при растяжении и сжатии составляет соответственно 70 и 72 %, а прочности при межслойном сдвиге: 65 %.
В табл. 12 приведено сравнение свойств высокотемпературных углепластиков ВКУ-38 и ВКУ-14 с зарубежным аналогом на основе фталонитрильного связующего.
Таблица 12
Сравнение свойств высокомодульных углепластиков
на основе высокотемпературных связующих_
Свойства Значения свойств углепластика
ВКУ-38 ВКУ-14 Phthalonitrile/IM7 (12k)
Предел прочности, МПа: при растяжении при межслойном сдвиге 1170 45 1100 20 2000 85
Модуль упругости при растяжении, ГПа 255 210 183
Рабочая температура, °С До 400 400 350
Заключение
Разработанные высокомодульные углепластики на основе российских углеродных волокнистых однонаправленных и тканых наполнителей предназначены для применения в высоко- и средненагруженных авиационных конструкциях (таких как крыло, центроплан), элементах механизации крыла, корпусных деталях двигателя, антеннах и каркасах спутников, размеростабильных конструкциях, работающих при повышенных температурах, и используются при создании различных конструкций современной и перспективной авиационной и космической техники, отвечающих повышенным требованиям к жесткости, а также в энергетике, машино- и судостроении, атомной промышленности.
Список источников
1. Каблов Е.Н. Роль фундаментальных исследований при создании материалов нового поколения // Тез. докл. XXI Менделеевского съезда по общей и прикладной химии: в 6 т. СПб., 2019. Т. 4. С. 24.
2. Каблов Е.Н. Материалы нового поколения и цифровые технологии их переработки // Вестник Российской академии наук. 2020. Т. 90. № 4. С. 331-334.
3. Каблов Е.Н. Для освоения космоса нужны новые материалы // Научная Россия. URL: https://scientificrussia.ru/interviews/akademik-e-n-kablov-dlya-osvoeniya-kosmosa-nuzhny-novye-materialy (дата обращения: 10.06.2022).
4. Каблов Е.Н. Инновационные разработки ФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ по реализации «Стратегических направлений развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года» // Авиационные материалы и технологии. 2015. № 1 (34). С. 3-33. DOI: 10.18577/2071-9140-2015-0-1-3-33.
5. Кербер М.Л., Виноградов В.М., Головкин Г.С. и др. Полимерные композиционные материалы: структура, свойства, технология: учеб. пособие / под ред. А.А. Берлина. 3-е изд., испр. и доп. СПб.: Профессия, 2011. 556 с.
6. Колобков А.С. Полимерные композиционные материалы для различных конструкций авиационной техники (обзор) // Труды ВИАМ. 2020. № 6-7 (89). Ст. 05. URL: http://www.viam-woks.ru (дата обращения: 16.12.2021). DOI: 10.18577/2307-6046-2020-0-6738-44.
7. Сидорина А.И., Гуняева А.Г. Рынок углеродных волокон // Химические волокна. 2016. № 4. С.48-53.
S. Старцев O.B., Христофоров ДА., ^люшниченко Ai., Физулов Б.Г., Pумянцев A^., Гуняев Г.M., Pаскутин A.E. Pазмеростабильность высокомодульных углеродных волокон и углепластиков на их основе // Тез. докл. межотрасл. науч.-практ. конф. «Проблемы создания новых материалов для авиакосмической отрасли в XXI веке». M.: BMAM, 2002. С. 87.
9. Углеволокно: высокотехнологичное углеродное волокно на основе ПAH-прекурсора // Юматекс: офиц. сайт. URL: https://umatex.com/production/fiber/ (дата обращения: 20.07.2022).
10. Aвиационные материалы: справочник в 13 т. / под общ. ред. Е.Н. Облова. 7-е изд., перераб. и доп. M.: BMAM. Т. 7: Полимерные композиционные материалы. 2010. 210 с.
11. Tenax™ Filament Yarn // Teijin Carbon: офиц. сайт. URL: https://www.teijincarbon. com/products/tenaxr-carbon-fiber/tenaxr-filament-yarn (дата обращения: 03.02.2023).
12. Bалуева M.M., Евдокимов A.A., Начаркина A.B., Губин A.M. Полимерные композиционные материалы и технологии в автомобилестроении (обзор) // Труды BMAM. 2022. № 1 (107). Ст. 06. URL: http://www.viam-woks.ru (дата обращения: 15.06.2022). DOI: 10.1S577/2307-6046-2022-0-1-53-65.
13. Mишкин С.И. Применение углепластиков в конструкциях беспилотных аппаратов (обзор) // Труды BMAM. 2022. № 5 (111). Ст. 0S. URL: http://www.viam-woks.ru (дата обращения: 15.07.2022). DOI: 10.1S577/2307-6046-2022-0-5-S7-95.
14. Гуняева AX., Сидорина A.M., ^рносов A.O., ^именто О.Н. Полимерные композиционные материалы нового поколения на основе связующего BCЭ-1212 и наполнителей, альтернативных наполнителям фирм Porcher Ind. и Toho Tenax // Aвиационные материалы и технологии. 2018. № 3 (52). С. 18-26. DOI: 10.1S577/2071-9140-201S-0-3-1S-26.
15. Pаскутин A.E. Полимерные композиционные материалы нового поколения для авиационной и космической техники // Сб. докл. конф. «Современные достижения в области создания перспективных неметаллических композиционных материалов и покрытий для авиационной и космической техники». M.: BMAM, 2015. URL: https://conf.viam.ru/conf/172/proceedings (дата обращения: 25.05.2022).
16. Pаскутин A.E. Kонструкционные углепластики на основе новых связующих расплавного типа и тканей Porcher // Новости материаловедения. Наука и техника. 2013. № 5. Ст. 01. URL: http://materialsnews.ru (дата обращения: 04.06.2022).
17. Mишуров K.G, Mишкин С.И., Гуняева AX. Полимерные композиционные материалы для перспективных авиационных двигателей // Mатериалы II Bсерос. науч.-техн. конф. «Полимерные композиционные материалы и производственные технологии нового поколения». M.: BMAM, 2017. С. 131-145.
1S. Mухаметов P.P., Петрова A.H Термореактивные связующие для полимерных композиционных материалов (обзор) // Aвиационные материалы и технологии. 2019. № 3 (56). С. 48-5S. DOI: 10.1S577/2071-9140-2019-0-3-4S-5S.
19. Гуняева AX. Pазработки ФГУП «BMAM» в области полимерных композиционных материалов для авиационной и других отраслей промышлености // Тр. IV междисциплинарного научн. форума с междунар. участием «Новые материалы и перспективные технологии»: в 3 т. M.: Буки Bеди, 2018. Т. 3. С. 71-72.
20. Bалуева M.M., Зеленина M.B., Mишуров K.C, Гуляев И.Н. Oбзор публикаций по разработкам лопаток из полимерных композиционных материалов для вентилятора авиационного двигателя // Bестник машиностроения. 2019. № 2. С. 34-41.
21. Pаскутин A.E. Pоссийские полимерные композиционные материалы нового поколения, их освоение и внедрение в перспективных разрабатываемых конструкциях // Aвиационные материалы и технологии. 2017. № S. С. 349-367. DOI: 10.1S577/2071-9140-2017-0-S-349-367.
22. Гуняева AX., Pаскутин A.E., Гуляев И.Н., Сидорина A.M., Mишкин С.И. Полимерные композиционные материалы нового поколения для авиационной, электротехнической и строительной промышленности // Сб. докл. II Mеждунар. науч.-техн. конф. «Новые материалы и технологии глубокой переработки сырья - основа инновационного развития экономики Pоссии». M.: BMAM, 2017. URL: http://conf.viam.ru/conf/254/proceedings (дата обращения: 25.05.2022).
23. High temperature plastics market by type (polysulfones, polyimides, polyphenylene sulfide, fluoropolymers, and others), by end-use industries (electrical & electronic, transportation, industrial, medical, and others) - Global trends & forecast to 2019 // Markets and Markets™: офиц. сайт. URL: https://www.marketsandmarkets.com/Market-Reports/high-temperature-plastics-market-1192.html (дата обращения: 17.11.2021).
24. Шимкин А.А., Пономаренко С.А., Мухаметов Р.Р. Исследование процесса отверждения дифталонитрильного связующего // Журнал прикладной химии. 2016. Т. 89. № 2. С. 256-264.
25. Зеленина И.В., Гуляев И.Н., Кучеровский А.И., Мухаметов Р.Р. Термостойкие углепластики для рабочего колеса центробежного компрессора // Труды ВИАМ. 2016. № 2 (38). Ст. 08. URL: http://www.viam-woks.ru (дата обращения: 15.02.2022). DOI: 10.18577/2307-6046-2016-0-2-8-8.
26. Раскутин А.Е. Термостойкие углепластики для конструкций авиационной техники, эксплуатирующихся при температурах до 400 °С: дис. ... канд. техн. наук. М., 2007. 166 с.
27. Валевин Е.О., Зеленина И.В., Мараховский П.С., Гуляев А.И., Бухаров С.В. Исследование влияния тепловлажностного воздействия на фталонитрильную матрицу // Материаловедение. 2015. № 9. С. 15-19.
References
1. Kablov E.N. The role of fundamental research in the creation of new generation materials. Reports of XXIMendeleev Congress on General and Applied Chemistry: in 6 vols. St. Petersburg, 2019, vol. 4, pp. 24.
2. Kablov E.N. Materials of a new generation and digital technologies for their processing. Vestnik Rossiyskoy akademii nauk, 2020, vol. 90, no. 4, pp. 331-334.
3. Kablov E.N. New materials are needed for space exploration. Nauchnaya Rossiya. Available at: https://scientificrussia.ru/interviews/akademik-e-n-kablov-dlya-osvoeniya-kosmosa-nuzhny-novye-materialy (accessed: June 10, 2022).
4. Kablov E.N. Innovative developments of FSUE «VIAM» SSC of RF on realization of «Strategic directions of the development of materials and technologies of their processing for the period until 2030». Aviacionnye materialy i tehnologii, 2015, no. 1 (34), pp. 3-33. DOI: 10.18577/2071-9140-2015-0-1-3-33.
5. Kerber M.L., Vinogradov V.M., Golovkin G.S. et al. Polymer composite materials: structure, properties, technology: textbook. Ed. A.A. Berlin. 3rd ed., rev. and add. St. Petersburg: Profession, 2011, 556 p.
6. Kolobkov A.S. Polymer composite materials for various aircraft structures (review). Trudy VIAM, 2020, no. 6-7 (89), paper no. 05. Available at: http://www.viam-works.ru (accessed: June 10, 2022). DOI: 10.18577/2307-6046-2020-0-67-38-44.
7. Sidorina A.I., Gunyaeva A.G. Carbon fiber market. Khimicheskie volokna, 2016, no. 4, pp. 48-53.
8. Startsev O.V., Khristoforov D.A., Kolyushnichenko A.B., Fizulov B.G., Rumyantsev A.F., Gunyaev G.M., Raskutin A.E. Dimensional stability of high-modulus carbon fibers and carbon plastics based on them. Reports of intersectoral scientific-practical. conf. "Problems of creating new materials for the aerospace industry in the XXI century". Moscow: VIAM, 2002, p. 87.
9. Carbon fiber: high-tech carbon fiber based on PAN precursor. Available at: https://umatex.com/production/fiber/ (accessed: July 20, 2022).
10. Aviation materials: a reference book in 13 vols. Ed. E.N. Kablov. 7th ed., rev. and add. Moscow: VIAM, vol. 7: Polymer composite materials, 2010, 210 p.
11. TenaxTM Filament Yarn. Available at: https://www.teijincarbon.com/products/tenaxr-carbon-fiber/tenaxr-filament-yarn (accessed: February 03, 2023).
12. Valueva M.I., Evdokimov A.A., Nacharkina A.V., Gubin A.M. Polymer composite materials and technologies in the automotive industry (review). Trudy VIAM, 2022, no. 1 (107), paper no. 06. Available at: http://www.viam-works.ru (accessed: June 15, 2022). DOI: 10.18577/2307-6046-2022-0-1-53-65.
13. Mishkin S.I. Application of carbon fiber plastics in constructions of pilotless devices (review). Trudy VIAM, 2022, no. 5 (111), paper no. 08. Available at: http://www.viam-works.ru (accessed: July 15, 2022). DOI: 10.18577/2307-6046-2022-0-5-87-95.
14. Gunyaeva A.G., Sidorina A.I., Kurnosov A.O., Klimenko O.N. Polymeric composite materials of new generation on the basis of binder VSE-1212 and the filling agents alternative to ones of Porcher Ind. and Toho Tenax. Aviacionnye materialy i tehnologii, 2018, no. 3 (52), pp. 18-26. DOI: 10.18577/2071-9140-2018-0-3-18-26.
15. Raskutin A.E. Polymer composite materials of a new generation for aviation and space technology. Report conf. "Modern achievements in the field of creating promising non-metallic composite materials and coatings for aviation and space technology". Moscow: VIAM, 2015. Available at: https://conf.viam.ru/conf/172/proceedings (accessed: May 25, 2022).
16. Raskutin A.E. Structural carbon plastics based on new melt-type binders and Porcher fabrics. Novosti materialovedeniya. Nauka i tekhnika, 2013, no. 5. URL: http://materialsnews.ru (date of access: 04.06.2022).
17. Mishurov K.S., Mishkin S.I., Gunyaeva A.G. Polymer composite materials for advanced aircraft engines. Materials of II All-Rus. sci.-tech. conf. "Polymer composite materials and production technologies of a new generation". Moscow: VIAM, 2017, pp. 131-145.
18. Mukhametov R.R., Petrova A.P. Thermosetting binders for polymer composites (review). Aviacionnye materialy i tehnologii, 2019, no. 3 (56), pp. 48-58. DOI: 10.18577/2071-9140-20190-3-48-58.
19. Gunyaeva A.G. Developments of FSUE "VIAM" in the field of polymer composite materials for aviation and other industries. Reports of IV Interdisciplinary scientific forum with International participation "New materials and promising technologies": in 3 vols. Moscow: Buki Vedi, 2018, vol. 3, pp. 71-72.
20. Valueva M.I., Zelenina I.V., Mishurov K.S., Gulyaev I.N. Review of publications on the development of blades made of polymer composite materials for an aircraft engine fan. Vestnik mashinostroeniya, 2019, no. 2, pp. 34-41.
21. Raskutin A.E. Russian polymer composite materials of new generation, their exploitation and implementation in advanced developed constructions. Aviacionnye materialy i tehnologii, 2017, no. S, pp. 349-367. DOI: 10.18577/2071-9140-2017-0-S-349-367.
22. Gunyaeva A.G., Raskutin A.E., Gulyaev I.N., Sidorina A.I., Mishkin S.I. Polymer composite materials of a new generation for the aviation, electrical and construction industry. Reports of II Intern. sci.-tech. conf. "New materials and technologies for deep processing of raw materials - the basis for the innovative development of the Russian economy". Moscow: VIAM, 2017. Available at: http://conf.viam.ru/conf/254/proceedings (accessed: May 25, 2022).
23. High temperature plastics market by type (polysulfones, polyimides, polyphenylene sulfide, fluoropolymers, and others), by end-use industries (electrical & electronic, transportation, industrial, medical, and others) - Global trends & forecast to 2019. Available at: https://www.marketsandmarkets.com/Market-Reports/high-temperature-plastics-market-1192.html (accessed: November 17, 2021).
24. Shimkin A.A., Ponomarenko S.A., Mukhametov R.R. Study of the curing process of a diphthalonitrile binder. Zhurnalprikladnoy khimii, 2016, vol. 89, no. 2, pp. 256-264.
25. Zelenina I.V., Gulyayev I.N., Kucherovskiy A.I., Mukhametov R.R. Heat-resistant CFRP for the impulse wheel of the centrifugal compressor. Trudy VIAM, 2016, no. 2 (38), paper no. 08. Available at: http://www.viam-works.ru (accessed: February 15, 2022). DOI: 10.18577/2307-60462016-0-2-8-8.
26. Raskutin A.E. Heat-resistant carbon plastics for aircraft structures operating at temperatures up to 400 °C: Cand. Sc. (Tech.). Moscow, 2007, 166 p.
27. Valevin E.O., Zelenina I.V., Marakhovsky P.S., Gulyaev A.I., Bukharov S.V. Investigation of the effect of heat and moisture exposure on the phthalonitrile matrix. Materialovedenie, 2015, no. 9, pp.15-19.
Информация об авторах
Гуляев Иван Николаевич, заместитель начальника лаборатории по науке, к.т.н., НИЦ «Курчатовский институт» - ВИАМ, admin@viam.ru
Павловский Константин Андреевич,
заместитель начальника лаборатории, НИЦ «Курчатовский институт» - ВИАМ, admin@viam.ru
Information about the authors
Ivan N. Gulyaev, Deputy Head of Laboratory of Science, Candidate of Sciences (Tech.), NRC «Kurchatov Institute» - VIAM, admin@viam.ru
Konstantin A. Pavlovskiy, Deputy Head of Laboratory, NRC «Kurchatov Institute» - VIAM, admin@viam.ru
Статья поступила в редакцию 03.10.2022; одобрена и принята к публикации после рецензирования 18.10.2022.
The article was submitted 03.10.2022; approved and accepted for publication after reviewing 18.10.2022.
