Ученые Лаборатории синтеза функциональных материалов Физического факультета Новосибирского государственного университета предложили более простую и экономичную по сравнению с зарубежными аналогами технологию получения карбидокремниевого волокна. Она поможет решить проблему импортозамещения композитов для авиации и космонавтики. Команда уже изготовила опытный реактор и получила образцы волокна.

Для разработки конструкций аэрокосмической техники нового поколения необходимы конструкционные материалы с малой плотностью и высокими характеристиками прочности при повышенных температурах. Для получения этих свойств в конструкциях перспективной техники применяются волокнистые композиционные материалы на основе жаропрочных титановых сплавов и керамических матриц, армированных волокнами карбида кремния.

Новый подход основан на химической реакции: карбид кремния образовывается на поверхности непрерывной углеродной нити, погруженной в раствор-расплав кремния. После помещения катушек углеродного волокна в вакуумный реактор, углеволоконная нить протягивается через легкоплавкие растворы-расплавы с высоким содержанием кремния при температуре 350–450 °С в инертной атмосфере. В конце реакции катушки карбидокремниевого волокна извлекаются из реактора и могут использоваться на производстве коммерческого углеволокна.

«Зарубежные методы производства требуют больших временных затрат и денежных вложений: стоимость итоговой продукции превышает несколько тысяч долларов за фунт. Помимо этого иностранные волокна запрещены к экспорту в Россию, что затрудняет создание композитов на их основе. Наша технология позволяет в короткие сроки и с меньшими затратами получить качественное карбидокремниевого волокно для космонавтики и авиации», – рассказал руководитель проекта, научный сотрудник Отдела прикладной физики ФФ НГУ Евгений Галашов.

Для получения непрерывного карбидокремниевого волокна ведутся работы по созданию промышленного вакуумного реактора, который планируется запустить в 2023 году. После этого можно будет начать коммерческие поставки отечественных карбидокремниевых волокон.