Учёные Пермского Политеха определили температурные пороги разрушения углепластиков

Исследователи Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ) установили критические температуры, при которых начинается разрушение углепластиков в процессе механической обработки. Открытие позволит повысить качество и надёжность деталей для автомобильной, авиационной и космической отраслей. Результаты работы опубликованы в материалах международной конференции «Химия. Экология. Урбанистика».

Учёные ПНИПУ в лабораторных условиях нагревали образцы углепластика и фиксировали изменения. В результате было установлено, что процесс разрушения связующей полимерной смолы начинается при температуре 215 °C. Потеря массы материала на 2% происходит в диапазоне 215–335 °C, а при нагреве до 470 °C потери достигают 15%.

Эксперименты на специальном стенде для резки показали, что при стандартных скоростях обработки температура в зоне контакта инструмента с материалом легко превышает 260 °C и может достигать 350 °C и выше, что неизбежно ведет к повреждениям.

Углепластики, сочетающие лёгкость и прочность, широко используются для снижения массы транспортных средств. Однако при обработке режущим инструментом материал может перегреваться, что приводит к скрытым дефектам. Проблема заключается в отсутствии специализированных стандартов: производители часто применяют параметры, разработанные для металлов.

Исследование проведено в рамках программы «Приоритет-2030». Полученные данные помогут разработать оптимальные режимы обработки композитных материалов, предотвращающие их термическое повреждение и повышающие долговечность готовых изделий.