В Южно-Уральском государственном университете (ЮУрГУ) создали технологию производства изделий из углеграфитовых материалов с высокими эксплуатационными свойствами. Новая технология найдет применение в различных промышленных отраслях. Разработала и запатентовала уникальную методику группа ученых под руководством кандидата технических наук, доцента кафедры «Процессы и машины обработки металлов давлением» Политехнического института ЮУрГУ Марины Самодуровой совместно с предприятием «Аверс», сообщает пресс-служба университета.
Углеграфитовые материалы — это материалы с высоким содержанием углерода (не менее 99% по массе) преимущественно с графитовой структурой. Эксперты отмечают, что 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.
Изделия, изготовленные с помощью этой технологии, имеют самый широкий круг применения в электротранспорте и электротехнике благодаря рабочей температуре углеграфита свыше 700 °С.
«Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к изготовлению изделий для электротехники из материалов на основе графита с полимерным связующим. Материал представляет собой смесь порошка графита и порошка фенолформальдегидной смолы. Одно из направлений использования изобретения — токосъемные элементы для городского электротранспорта, щетки для электрических машин, городского и железнодорожного транспорта и так далее», — пояснила Марина 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 подают в пресс-форму сразу 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 четырех-шести 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 составляющими. 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 Марина 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 новолачной 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 этой технологии, поставляются практически во все регионы России, а также в страны СНГ (Белоруссию, Казахстан и другие), — рассказывает Марина Самодурова. — Для производственных предприятий, которые занимаются прессованием порошковых материалов, такая разработка представляет большой интерес. При покупке лицензии промышленное предприятие может внедрить эту технологию для производства электротехнических изделий и изделий конструкционного назначения из графита».
Полученный учеными ЮУрГУ патент «Способ получения электротехнических изделий из порошковых композиций на основе углерода» — важный этап серьезной исследовательской работы. Работа с графитом, по мнению ученых ЮУрГУ, — перспективное направление исследований. Научно-исследовательские и патентные работы по внедрению новых и совершенствованию действующих технологий изготовления изделий из углеграфитовых материалов проводятся в университете более пяти лет.
|
|