Ученые ЮУрГУ создали инновационную технологию для промышленности

Ученые Южно-Уральского государственного университета создали уникальную технологию производства изделий из углеграфитовых материалов с высокими эксплуатационными свойствами. Новая технология найдет применение в черной и цветной металлургии, электроэнергетике и электротехнике, химии, машиностроении, атомной энергетике и ракетно-космической отрасли.

Группа ученых Южно-Уральского государственного университета (ЮУрГУ) - вуза-участника проекта 5-100, под руководством кандидата технических наук, доцента кафедры "Процессы и машины обработки металлов давлением" Политехнического института ЮУрГУ Марины Самодуровой создала и запатентовала уникальную технологию производства изделий из углеграфитовых материалов с высокими эксплуатационными свойствами. Изделия имеют самый широкий круг применения в электротранспорте и электротехнике благодаря рабочей температуре углеграфита свыше 700°C. Исследования проводились совместно с промышленным партнером ЮУрГУ - предприятием "Аверс".

Углеграфитовые материалы - это материалы с высоким содержанием углерода (не менее 99% по массе) преимущественно с графитовой структурой. Как отмечают эксперты, такие материалы обладают уникальным набором химических, физических и механических свойств, которые делают их незаменимыми в черной и цветной металлургии, электроэнергетике и электротехнике, химии, машиностроении, атомной энергетике и ракетно-космической отрасли.

"Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности, к изготовлению изделий для электротехники из материалов на основе графита с полимерным связующим. Данный материал представляет из себя смесь порошка графита и порошка фенолформальдегидной смолы. Одно из направлений использования данного изобретения - это токосъемные элементы для городского электротранспорта, щетки для электрических машин, городского и железнодорожного транспорта и т.п.", - объясняет М. Самодурова.

"Стандартный" способ получения изделий электротехнического назначения предполагает приготовление смеси из графита и связки, последующее прессование из нее изделий в нагретой до 160-170°C пресс-форме. При таком способе смесь сразу же подают в пресс-форму после приготовления, что снижает плотность получаемых изделий и их физико-механические свойства.

Технология, разработанная учеными ЮУрГУ, позволяет повысить плотность готового изделия, поскольку перед прессованием приготовленную порошковую композицию выдерживают в течение 4-6 часов при температуре 70-90°С.

"Наши разработки относятся к технологии изготовления изделий из углеграфитовых материалов методом прессования. Углеграфитовые материалы изначально находятся в порошковой форме. Состав используемого материала представляет собой смесь графита с определенными составляющим. Так как мы работаем в основном с изделиями электротехнического назначения, то кроме графита мы используем полимерное связующее, которое при уплотнении и последующей термической обработке позволяет создавать компактные изделия нужных геометрических размеров с требуемыми свойствами", - рассказывает М.Самодурова.

Предлагаемый учеными способ позволяет также решить проблему налипания жидкой смолы на стенки матрицы, поскольку дает возможность не только удалить из смеси влажность и газы, но и получить на твердых частицах наволачной смолы слой полимера в несколько микрон (исключить их превращение в жидкость при контакте с нагретыми стенками пресс-формы).

Еще одно преимущество технологии, разработанной в ЮУрГУ, - низкая себестоимость производства. Количество отходов при прессовании не превышает 2-5%. Кроме того, технология требует меньших финансовых затрат, так как исключается операция высокотемпературного отжига.

"В настоящее время изделия из графита, изготовленные по данной технологии, поставляются практически во все регионы России, а также в страны СНГ (Беларусь, Казахстан и др.). Для производственных предприятий, которые занимаются прессованием порошковых материалов, такая разработка представляет большой интерес. При покупке лицензии промышленное предприятие может внедрить данную технологию для производства электротехнических изделий и изделий конструкционного назначения из графита", - отметила М.Самодурова.

Полученный учеными ЮУрГУ патент "Способ получения электротехнических изделий из порошковых композиций на основе углерода" является важным этапом серьезной исследовательской работы. Работа с графитом ведется и в других направлениях, так как графитовые изделия и их применение - одно из наиболее перспективных направлений, по мнению ученых ЮУрГУ, которые уже более пяти лет проводят научно-исследовательские и патентные работы по внедрению новых и совершенствованию действующих технологий изготовления изделий из углеграфитовых материалов.

Материал публикуется на коммерческих условиях. Агентство "Интерфакс-Урал" не несет ответственности за содержание материала. Товары и услуги подлежат обязательной сертификации.