+7 (495) 121-01-56
info@ruself.group
на главную

РУСЕЛФ НАНО

Разработка инновационных технологий и материалов.

Проекты реализуются в партнерстве с компанией ООО "НАНОКОМ"

Высокоэнергетические порошки

Высокоэнергетические порошки Высокоэнергетические порошки

Описание материала

Высокоэнергетические порошки (ВЭП) представляют собой композиционные гранулы (КГ), объединяющие два или более компонента, способных к экзотермическому взаимодействию между собой. Реакционноспособные компоненты имеют большую площадь контакта, определяющую протекание взаимодействия в режиме теплового взрыва. ВЭП насыщены ультравысоким количеством дефектов кристаллической структуры, релаксация которых также проходит с большой скоростью с выделением тепла.

Технические характеристики

Локальная термическая инициация ВЭП запускает экзотермические реакции и релаксационные процессы с выделением энергии и саморазогревом продуктов вплоть до их перехода из твёрдого в парообразное состояние с образованием плазмоида (объёмного образования из низкотемпературной пылевой плазмы с температурой оценочно от 5 до 20 тыс. °С). Процесс не требует наличия кислорода и может быть реализован в любой среде, включая вакуум. Угасание плазмоида при охлаждении ведёт к сокращению объёма газа и формированию смеси порошков.

Технология изготовления

ВЭП получают путём механической активации смеси элементарных порошков и оксидов, способных к химическим реакциям и накоплению энергии. Механическая активация обеспечивает максимальную внутреннюю энергию и максимальную площадь контакта компонентов, для реализации ТПТ процесса (Твердое – Пар – Твердое). Химическое взаимодействие компонентов в процессе механической активации отсутствует.

ВЭП потенциально может быть применен в следующих системах:

Анаэробное топливо, выделяющее энергию в любой среде, не требующее наличия кислорода.

  • газотурбинный двигатель, работающий в вакууме без газового выхлопа, прямоточный водяной газо-вакуумный двигатель, космический двигатель
  • парогенератор на анаэробном топливе
  • ускоритель для пуль, снарядов и гиперзвуковых аппаратов
  • ядерный реактор проточного типа

Бризантные вещества, выделяющие энергию с перегревом более 5000 °С переходя от твёрдого состояния в пар, и обратно в твёрдое состояние.

  • новые типы зажигательных и взрывчатых боеприпасов
  • высокоскоростные системы поражения с новым уровнем энерговыделения при контакте с целью
  • системы инициации реакций с атомарным водородом

Материалы жизнеобеспечения, выделяющие энергию с перегревом от 100 до 1000 °С без потребления кислорода из окружающей среды.

  • автономные анаэробные нагревательные системы с термической или деформационной инициацией
  • системы жизнеобеспечения в аварийных условиях.

Источники ультраяркого света, выделяющие энергию с разогревом до 5000°С, обеспечивая мощное световое излучение с возможностью изменения спектрального состава за счёт спец. добавок в базовую порошковую смесь.

  • системы аварийной сигнализации
  • системы трассирования

Применение для Минобороны России:

  • Анаэробное топливо
  • Материалы жизнеобеспечения
  • Источники ультраяркого света
  • Бризантные вещества
  • Ядерный реактор проточного типа

Многоцелевой модификатор

На фотографиях изображена электронограмма и монокристалл квазикристалла Al-Cu-Fe

Высокоэнергетические порошки

Описание материала:

Многоцелевой функциональный модификатор на основе квазикристалла системы Al-Cu-Fe для повышения адгезии полимерных и эластомерных материалов к металлам, повышения работоспособности узлов и механизмов трения с масляной смазкой, а также при сухом трении. Предназначен для использования в резинах, клеях, лакокрасочных системах, в узлах трения механизмов с масляной смазкой, в стрелковых системах.

Технические характеристики:

Квазикристаллы, являясь интерметаллидами сложного состава, рассеивают пучок электронов с образованием ярко выраженной дифракционной картины, на которой расположение максимумов обладает симметрией пятого порядка (симметрия икосаэдра). В квазикристаллах реализуется новый тип порядка - не кристаллический и не аморфный.

  • Плотность: 4 г/см3
  • Дисперсность базового порошка: 50-70 мкм
  • Коэффициент трения по стали: 0,14
  • Твердость: 800-1000 HV
  • Теплопроводность: 2 Вт/(м•К)
  • Удельное сопротивление (при Т комн): 4,5 мОм∙см

Модификатор обеспечивает новые свойства полимеров и эластомеров

В резинах:

  • повышает прочностные характеристики резин до 25%
  • увеличивает адгезию к металлам до уровня, превышающего когезию (разрушение происходит по резине, отслаивание от металла отсутствует). В клеях: повышает адгезию клея к склеиваемым поверхностям;

В клеях: повышает адгезию клея к склеиваемым поверхностям;

В лакокрасочных системах:

  • повышает адгезию к окрашиваемым поверхностям;
  • увеличивает износостойкость лакокрасочного покрытия;

В узлах трения механизмов с масляной смазкой:

  • снижает потери на трение, повышает живучесть механизмов в условиях "масляного голода";
  • увеличивает время аварийной работоспособности машин и механизмов при потере масла и работе в режиме "сухого" трения;

В стрелковых системах:

  • снижает трение в стволе, увеличивает ресурс ствола;
  • повышает скорость пули, скорострельность и кучность боя системы.

Применение для Минобороны России:

  • Стрелковые системы для снижения трения в стволе;
  • Редукторы вертолётных двигателей и других механизмов для повышения живучести в условиях масляного голода и сухого трения;
  • Обрезиненные изделия для повышения адгезии к металлам;
  • Лакокрасочные покрытия вооружения и военной техники для повышения адгезии к подложке и увеличения износостойкости покрытия;
  • Клеевые системы для увеличения прочности клеевого соединения

Комплексный Радиационно - Защитный Материал

На рисунке представлена микроструктура композиционного материала: равномерно распределенные частицы в объеме алюминиевой матрицы (темные частицы – карбид бора, светлые частицы – вольфрам, серый фон – алюминий).

Высокоэнергетические порошки

Описание материала:

Алюмоматричный композиционный материал с бор- и вольфрамсодержащими частицами для комплексной защиты от ионизирующего излучения. Обладает характеристиками конструкционного и функционального материала. Технология изготовления материала позволяет наносить радиационно-защитные слои на поверхности существующих конструкционных элементов технических систем.

Технические характеристики:

Комплексный радиационно-защитный композиционный материал на алюминиевой матрице имеет в своём составе частицы, содержащие бор и вольфрам для поглощения наиболее опасных компонентов радиации – нейтронного и гамма излучения. Бор находится в составе частиц карбида бора, а вольфрам - в чистом виде, или в виде оксида. Дисперсное упрочнение высокопрочными частицами алюминиевой матрицы упрочняет её. Таким образом, кроме защитных свойств, композиционный материал является конструкционным и может быть встроен в конструкцию конечного изделия как несущий нагрузку.

Материал обеспечивает комплексную защиту персонала и электронного оборудования от ионизирующего излучения, не обременяя техническое средство лишним весом как конструкционно-функциональный материал, встраиваемый в силовой несущий каркас в следующих изделиях:

  • Корпусах электронной компонентной базы приборов и электронных элементов, работающих в условиях радиоактивного облучения;
  • Силовых защитных корпусов космических аппаратов, машин, механизмов и бортовой аппаратуры, вооружения и военной техники;
  • Транспортно-упаковочных комплектах (ТУК) для перевозки и хранения высокоактивных отходов ядерной энергетики.

Технология изготовления:

Технология изготовления включает предварительное получение энергонасыщенных композиционных гранул, сформированных из элементарных порошков рассматриваемых соединений. На стадии формирования конкретного изделия, композиционные гранулы послойно выкладывают в соответствии с геометрией конечного изделия, инициируют внешним низкоэнергетическим воздействием саморазогрев гранул до требуемой температуры и формируют монолитную деталь или покрытие требуемой толщины на поверхности другой детали.

Применение для Минобороны России:

Защита персонала, оборудования, вооружения и военной техники от:

  • внешнего радиационного воздействия;
  • радиационного воздействия собственных ядерных энергетических и двигательных установок;
  • радиационного воздействия в процессе работы с изотопами, рентгеновским и нейтронным излучением.

Наноксилен - теплозащитный наноматериал

На рисунке представлена микроструктура исходного нановолокна (слева) и микроструктура готового продукта - «Наноксилена» - изотропного жёсткого пространственного каркаса из нановолокон

Высокоэнергетические порошки

Описание материала:

Наноксилен - теплозащитный материал для использования при сверхвысоких и сверхнизких температурах для теплоизоляции газовых турбин, камер внутреннего сгорания авиационных и ракетных двигателей, теплонагруженных элементов конструкции возвращаемых космических аппаратов и гиперзвуковых летательных аппаратов. Расстояние между нановолокнами наноксилена сопоставимо с длиной волны теплового излучения, что позволяет существенно сократить уровень лучистого переноса внутри материала и, следовательно, его теплопроводность.

Технические характеристики:

Наноксилен - жёсткий волокнистый каркас, сформированный из муллитокремнезёмных нановолокон, обладающий уникальными характеристиками:

  • Диаметр нановолокон – от 5 до 10 нм
  • Плотность наноксилена – от 0,2 до 1,0 г/см3
  • Теплопроводность - от 0,024 Вт/(м•K) (в 5 раз ниже лучших аналогов)
  • Рабочие температуры от -273 °С до 1650 °С

Наноксилен обеспечивает новые возможности для применения в качестве:

  • Теплозащиты возвращаемых космических аппаратов при вхождении их в плотные слои атмосферы с эффективностью, превышающей Бурановскую плитку ТЗМК
  • Теплозащиты летательных аппаратов при движении в атмосфере на гиперзвуковых скоростях
  • Теплоизоляции горячих элементов конструкции авиационных, космических двигателей и наземных современных технических систем, имеющих зоны повышенных температур
  • Инновационного материала для металлургии черных и цветных металлов, обеспечивающего литье сложных тонкостенных изделий, в режиме направленной кристаллизации
  • Создания энергоэффективных высокотемпературных теплоизоляционных материалов для футеровки печей и систем транспортировки жидких металлов

Технология изготовления:

Наноксилен изготавливают путём формирования объёмного пространственного каркаса из нановолокон в ходе жидкофазной технологии обезвоживания равномерного водного геля из нановолокон и образования оксидной связки в точках контакта волокон.

Применение для Минобороны России:

  • Теплозащита гиперзвуковых летательных аппаратов
  • Элементы теплозащитной облицовки конструкций космических возвращаемых аппаратов
  • Теплоизоляционные элементы авиационных и ракетных двигателей