Полиакрилонитрильное волоконо после обработки пучком ионов аргона энергии 30 кэВ при температуре 400°С
Группа учёных НИИЯФ МГУ совместно с коллегами ОАО «НИИграфит» провели исследования структуры поверхностного слоя углерод-углеродных композитов на основе углеродных, в частности, полиакрилонитрильных, волокон. В результате обнаружено, что при повышенных температурах высокодозное облучение ионами приводит не только к потере анизотропии структуры оболочки полиакрилонитрильных волокон, но и к их гофрированию.
Высокодозное облучение ионами неона и аргона проводилось на масс-монохроматоре НИИЯФ МГУ. В качестве мишеней использовались образцы различных углерод-углеродных композитов.
Предполагается, что за счёт гофрирования структуры поверхности углеродных волокон может существенно повыситься его прочность сцепления с матрицами из углерода и керамики. Это, главным образом, предопределяет повышение рабочей температуры эксплуатации углерод-керамических композиционных материалов до температур не менее 2500 градусов Цельсия.
Для сравнения, до настоящего времени рабочая температура эксплуатации углерод-керамических композиционных материалов составляет около 1700 градусов Цельсия.
«Предполагается, что гофрированная структура поверхности углеродного волокна не изменит механическую прочность композита. Окончательные выводы за экспериментом», - сообщил Анатолий Михайлович Борисов, доктор физико-математических наук, профессор, ведущий научный сотрудник НИИЯФ МГУ.
В настоящее время углерод-углеродные и углерод-керамические композиционные материалы на основе углеродных волокон широко используются в качестве энергонагруженных и теплонапряженных элементов конструкций ядерных реакторов, термоядерных устройств и ракетно-космической техники.
На изображении слева - исходное полиакрилонитрильное волокно. Справа - полиакрилонитрильное волоконо после обработки пучком ионов аргона энергии 30 кэВ при температуре 400°С
