ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СОЗДАНИЯ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ АДДИТИВНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

Объектом исследования являются новые функциональные материалы с заданными свойствами, в том числе металлы, сплавы, керамика, углеродные материалы, композиты, которые могут быть использованы в аддитивных технологиях изготовления функциональных устройств для электроники, энергетики, авиации, космической отрасли, медицины и других отраслей экономики. Основное внимание в работе было сфокусировано на металлических наноматериалах для получения электропроводящих композиций, керамических порошках для изготовления электродов для твердооксидных топливных элементов (ТОТЭ), а также на углеродных материалах и композитах для электрохимических устройств. Цель проекта заключается в создании фундаментальных основ получения новых функциональных материалов для аддитивных технологий и новых направлений их применения. Цель этапа проекта состояла в создании новых составов композиций (чернил и паст) с высоким содержанием наполнителей в виде нано- и микрочастиц металлов с контролируемой морфологией. В частности, внимание было сосредоточено на исследовании физико-химических характеристик полученных чернил и паст, формировании тонких пленок на их основе на различных подложках с последующей лазерной и термической обработкой полученных пленок. В ходе выполнения проекта синтезированы и исследованы нано- и микропорошки серебра и меди определенного гранулометрического и элементного состава, получены новые составы композиций (чернила и пасты) на их основе и с использованием лазерной и термической постобработки сформированы пленки на их основе. В рамках этапа проекта осуществлен поиск оптимальных составов стабильных катодных паст из стандартизованных керамических порошков и разработаны методики их получения. Разработаны методики измельчения оксида никеля и манганита лантана-стронция, получены порошки с узким распределением частиц по размерам, приготовлены стабильные пасты заданной вязкости с массовыми концентрациями до 60%. По направлению разработки новых составов композиций электродных слоев на основе углеродных, оксидно-углеродных и оксидных наноматериалов для электрохимических устройств основной целью на данном этапе проекта был поиск их оптимальных составов, обладающих наилучшими физико-химическими характеристиками, для использования их в электрохимических устройствах. Новизна работы заключается, во-первых, в том, что объектами исследования в рамках проекта стали новые системы и материалы для разработки основ принципиально новых аддитивных технологий изготовления изделий и устройств; во-вторых, новые подходы, основанные на традиционных в сочетании с новейшими методами обработки и синтеза; в-третьих, в комплексном изучении нано- и микроразмерных материалов, выполненном на современном уровне.