ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА НОВЫХ ВЫСОКОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ, ПРИМЕНЯЕМЫХ В УСЛОВИЯХ АРКТИКИ И СЕВЕРА РОССИИ

Арктика - является одним из наименее освоенных человеком, но в то же время, одним из наиболее перспективных регионов планеты. Это обусловлено тем, что за полярным кругом сосредоточено значительное количество полезных ископаемых, таких как нефть, природный газ, каменный угль и других. Основные трудности, возникающие при освоении арктического региона, связаны с экстремально низкими климатическими температурами. Решение данной проблемы требует привлечения научных методов и подходов, таких как - разработка новых хладостойких материалов, использования инновационных технологий и способов решения практических задач в условиях низких климатических температур. Поэтому, проблема обеспечения надежности и долговечности конструкций, приборов и различных технических устройств, является актуальной научно-технической задачей, которая в дальнейшем будет способствовать освоению Российского севера и Арктики в целом. Целью проекта является: Разработка новых высокотехнологичных материалов, применяемых в условиях Арктики и Севера России. Тема проекта соответствует приоритетному направлению Стратегии научно-технологического развития Российской Федерации (СНТР): «Связанность территории Российской Федерации за счет создания интеллектуальных транспортных и телекоммуникационных систем, а также занятия и удержания лидерских позиций в создании международных транспортно-логистических систем, освоении и использовании космического и воздушного пространства, Мирового океана, Арктики и Антарктики». По результатам заключительного этапа (2021 г.): - Исследованы и подобраны составы высокопрочных мелкозернистых бетонов классов В55-В60 с учетом климатических условий Якутии для применения в районах с расчетной температурой минус 40 °С и ниже. Разработана технология по изготовлению опытно-промышленных образцов композитных изделий из мелкозернистого бетона на основе диопсидовой и дунитовой породы месторождения Республики Саха (Якутия); - Предложен эффективный метод модификации эпоксидного связующего путем введения модифицирующей добавки борполимер для повышения прочностных показателей базальтопластиковых изделий. Показано, что увеличение прочности эпоксидных связующих при введении в них модифицирующей добавки борполимер происходит за счет образования дополнительных поперечных сшивок между углеродом эпоксидной группы и углеродом; - Получены результаты экспериментальных исследований по модифицированию эпоксидного связующего ЭД-20 для изготовления стеклопластиковой арматуры. Анализ результатов проведенных экспериментальных исследований показал, что при использовании в качестве наполнителя карбида кремния, наблюдается увеличение значений упруго-прочностных и функциональных свойств исследуемого материала; - С целью повышения эксплуатационных характеристик алмазного инструмента, проведены исследования структуры и состава продуктов, образующихся при металлизации алмаза железом в процессе спекания вольфрамокобальтовой матрицы с пропиткой медью. Выявлено, что на поверхности алмазных зерен формируется сплошное металлизированное покрытие очагового характера с мелкозернистой структурой в результате образования небольшого количества жидкой фазы. Показано, что формирующееся металлизированное железом покрытие на поверхности алмазных зерен, обеспечивает повышение удельной производительности инструмента на ~67% относительно значения, рекомендованного в ГОСТ 607-80; - С целью разработки новых подходов в расчетах надежности и живучести ответственных конструкций и материалов, применяемых в условиях низких климатических температур, проведены исследования трещиноподобных дефектов методом акустической эмиссии (АЭ). Получена степенная зависимость числа актов акустических эмиссий от коэффициента интенсивности напряжений (КИН) при проведении АЭ-контроля с использованием локального низкотемпературного способа нагружения. Показана работоспособность локального низкотемпературного способа нагружения при акустико-эмиссионном контроле для идентификации опасных трещиноподобных дефектов. Показано влияние Т-напряжений на показатель степени зависимости числа акустико-эмиссионных сигналов от КИН; - Разработан опытный стенд с открытым излучением для измерения теплофизических свойств строительных материалов нестационарным методом, выполнены экспериментальные исследования тепловых состояний при стационарном и нестационарном тепловом режиме; - Проведены расчеты выбросов загрязняющих веществ, определены компонентный состав и объем выбросов загрязняющих веществ, поступающих в атмосферный воздух, в результате работы котельной, в случае использования различных видов топлива. Обосновано с позиции охраны окружающей среды преимущество использования в качестве котельного топлива газового конденсата.