Moskau, 8. Mai – Eine Gruppe russischer Wissenschaftler hat ein neues Verbundmaterial entwickelt, das stärker als viele Aluminiumlegierungen ist und im Vergleich zu herkömmlichen Verbundwerkstoffen eine hohe Schlagfestigkeit aufweist. Seine einzigartigen Eigenschaften sind nützlich für den Einsatz in vielen Transport- und allgemeinen Ingenieurbauwerken.
Experten des Forschungszentrums „Advanced Digital Technologies“ an der Peter-der-Großen-Polytechnischen Universität St. Petersburg (SPbPU) haben als Grundlage Faser-Metall-Laminate verwendet, eine beliebte Klasse von Verbundwerkstoffen, die aus aufeinanderfolgenden abwechselnden Kunststoffschichten besteht, die mit Glasfaser oder Kohlenstoff verstärkt sind, und einem Metall. zum Beispiel Aluminium. Diese Kombination verleiht dem Material einzigartige Eigenschaften: Seine Dichte ist geringer als die von Aluminium, aber seine Schlagzähigkeit ist höher als die herkömmlicher Verbindungen und seine Ermüdungsbeständigkeit ist höher als die von Aluminiumlegierungen.
Die Besonderheit des neuen Materials besteht darin, dass bei einem Riss oder Schlag eine große Energiemenge zwischen dem Polymer und dem Metall dissipiert wird, was sich in höheren Eigenschaften der Verbindung niederschlägt. Das alles funktioniert aber nur, wenn die Verbundfestigkeit zwischen den Schichten hoch ist. Dieser Zustand ist für die Arbeit der SPbPU-Wissenschaftler von entscheidender Bedeutung geworden.
„Wir haben die Haftung der Oberflächen der verschiedenen Materialschichten mithilfe eines wirtschaftlichen und einfach zu verarbeitenden Nanomaterials verbessert: Fullerenruß“, erklärt der Leiter des Labors für Polymerverbundstoffe, Iliá Kobijno, gegenüber Sputnik.
Dadurch sei es gelungen, einen Verbundwerkstoff aus der Klasse der Faser-Metall-Laminate zu erhalten, der Festigkeitseigenschaften aufweist, die vielen Aluminiumlegierungen überlegen sind, und zudem eine hohe Schlagzähigkeit im Vergleich zu herkömmlichen Verbundwerkstoffen aufweist. Dieses Material kann in vielen Transport- und allgemeinen Ingenieurbauwerken verwendet werden.
„Fullerenruß-Nanopartikel sind ein billiges und zugängliches Nanomaterial, das durch Verbrennen von Graphit in einem Inertgas hergestellt wird und auch ein Nebenprodukt der Fullerenproduktion ist, sodass die Entwicklung leicht für die Anwendung in der Industrie ausgeweitet werden kann“, betont er.
Er kommt zu dem Schluss, dass diese Art von Forschung wichtig ist, um die Eigenschaften vorhandener Faser- und Metalllaminate zu verbessern und neue Methoden zum Verbinden von Verbund- und Metallteilen für die Luft- und Raumfahrtindustrie zu entwickeln. (Text und Foto: Sputnik)
