В Санкт-Петербурге разработали метод изготовления более прочных композиционных материалов для автомобильных кузовов. Специалисты СПбГУПТД предложили вводить в эпоксидную смолу небольшое количество углеродных частиц, обрабатывая смесь ультразвуком. Как передает ТАСС, это решение в дальнейшем может сократить время производства крупных деталей и снизить вероятность брака.
Проблема возникает на стадии затвердевания композита: переход смолы из жидкого состояния в твердое сопровождается выделением большого количества тепла. Внутри заготовки температура иногда поднимается выше 100 градусов. Для крупногабаритных изделий это особенно опасно, поскольку тепло остается в толще материала и способно вызвать трещины, расслоение либо деформацию.
Чтобы улучшить отвод тепла, исследователи добавляли в смолу несколько разновидностей наполнителя — технический углерод, нанотрубки и графен. Их содержание не превышает одного грамма на килограмм смеси. Равномерно распределить частицы в полимерной основе помогла ультразвуковая обработка, после которой повысилась теплопроводность связующего.
Доцент СПбГУПТД Вадим Марценюк сообщил, что испытания различных углеродных добавок дали возможность уменьшить температуру отверждения материала на 55 градусов. За счет более эффективного рассеивания тепла снижается риск повреждения внутренней структуры детали во время ее изготовления.
Помимо влияния на температурный режим, включенные в состав наночастицы укрепляют композит и делают его устойчивее к внешним нагрузкам. Разработчики рассчитывают, что подход окажется полезен российскому автопрому при производстве крупных кузовных компонентов. Он позволяет уменьшать вероятность появления скрытых дефектов и может положительно сказаться на долговечности изделий.