«РОСАТОМ» / АО «ГНЦ РФ – ФЭИ»

Предложения к сотрудничеству

Мы открыты для сотрудничества, держим свои обязательства и готовы к реализации самых смелых проектов.

Разработка физико-химических основ технологии получения высокотемпературных конструкционных и функциональных материалов с использованием наноструктурного аэрогеля AlOOH

Цель проекта – разработка физико-химических основ технологии получения высокотемпературных конструкционных и функциональных материалов с использованием наноструктурного аэрогеля AlOOH.

Область применения

  • Функциональная керамика – малые добавки аэрогеля AlOOH приводят к повышению термомеханических характеристик керамики на 30-40 % (в некоторых случаях свойства улучшаются в 2 раза);
  • Сенсорная керамика – малые добавки (0,1-5 % мас.) аэрогеля AlOОН приводят к изменению фазового состава получаемой керамики в сторону увеличения высокотемпературной кубической фазы с более высоким уровнем ионопроводящих свойств, при этом удаётся улучшить и механические характеристики, а именно стойкость к термоудару возрастает на ~20 %.
  • Керамика со специальными свойствами – использование малой добавки аэрогеля (1 % мас.) на стадии изготовления керамики из диоксида урана позволяет: увеличить механическую прочность спеченных таблеток в 1,5-2 раза; увеличить размер зерна в ~1,5 раза (до 25-30 мкм); снизить температуру спекания таблеток).
  • Полимерные материалы – малые добавки аэрогеля AlOOH (не превышающих 5 % мас.) в рецептуру резин при их производстве приводят к значительному увеличению стойкости резинотехнических изделий в агрессивных средах (органические растворители, масла, бензин и т.п.).
  • Теплоизоляционные материалы – чрезвычайно низкая теплопроводность аэрогеля (~0,015-0,03 Вт/(м·К) в широком диапазоне температур (130-1500 К) и низкая плотность (~0,013-0,080 г/см3) позволяют создавать на его основе сверхлегкую теплоизоляцию.
  • Катализаторы и сорбенты – такие свойства аэрогеля как высокая удельная площадь поверхности (~800 м2/г), стабильность к агломерации, низкая плотность, высокая пористость (~94–99 об. %), позволяют создавать на основе аэрогеля высокоэффективные катализаторы и сорбенты, которые не уступают по своим свойствам лучшим отечественным и зарубежным аналогам, а в ряде случаев значительно их превосходят.
  • Электроизоляционные материалы – высокое удельное электрическое сопротивление (>1010 Ом·м), низкая теплопроводность и высокая рабочая температура (не менее 1300 К) аэрогеля позволяют создавать на его основе электроизоляционные материалы со специальными свойствами.

Технология

  • В жидкометаллической технологии синтеза аэрогеля AlOOH, в отличие от традиционной «автоклавной» золь-гель технологии, не используются вредные и агрессивные жидкости. Жидкометаллическая технология отличается низким энергопотреблением и сравнительно высокой производительностью.
  • В результате использования нового, нетрадиционного активатора спекания в виде высокоактивного наноструктурированного аэрогеля с высокой удельной поверхностью удалось получить плотную керамику (Si3N4, SiC и др.) при введении малых количеств до 2,5 мас. %, обладающую высокой прочностью при высоких температурах (до 1300 °С).

Преимущества:

  • отсутствие солевых растворов;
  • отсутствие органических растворителей и других вредных химических веществ;
  • дешевое оборудование, в частности отсутствие автоклавов высокого давления;
  • технология исключает сверхкритические давления и высокие температуры.

Компетенции

  • разработана жидкометаллическая технология получения наноструктурного аэрогеля AlOOH;
  • накоплен опыт по получению карбида и нитрида кремния, диоксида циркония (Si3N4, SiC, ZrO2);
  • накоплен опыт получения высокотемпературных оксидных шпинелей;
  • создана экспериментальная база и мелкосерийное производство монокристаллического оксида алюминия (Al2O3);
  • разработана жидкометаллическая технология получения наноматериалов – ультрадисперсных оксидов, синтезируемых в расплавах Pb, Pb-Bi и Ga.
  • при тесном сотрудничестве с ОНПП «Технология» разработаны керамические чувствительные элементы на основе ZrO2 для датчиков активности кислорода в жидких металлах и газах, существенно превосходящие по своим свойствам аналоги.

Результат

  • Технология получения высокотемпературных конструкционных и функциональных материалов с использованием наноструктурного аэрогеля AlOOH

Предложение по сотрудничеству

Любые, не противоречащие интересам партнеров.