Кто имел дело с армией или хотя бы с пионерскими лагерями, помнит невзрачные алюминиевые ложки и вилки, которые гнулись и ломались, как не пойми что. Но на самом деле из алюминия можно делать серьезную броню.
Фото: Александр Петросян, Коммерсантъ / купить фото
Центральный научно-исследовательский испытательный институт инженерных войск Министерства обороны РФ в апреле 2019 года получил патент РФ №22686501 «Способ производства бронезащитной структуры на основе пористого алюминия с локализованным объемом упрочнения».
Делается заготовка из пористого алюминия в форме защищаемого объекта. Затем алюминий переводят в оксид, который по твердости приближается к корунду, то есть монокристаллическому оксиду алюминия. Недоокисленная алюминиевая матрица обеспечивает пластичность материала. Пористый алюминий-оксидный композит отличается легкостью и высокой ударной прочностью.
Броня делается в четыре этапа. Первый — механическая обработка заготовки из пористого алюминия и придание ей необходимой формы. Толщина пластины зависит от заданных критериев стойкости, но не может быть менее 10 мм. На одной из торцевых сторон заготовки пластины заранее проектируется и вытачивается выступ высотой не менее 50 мм с поперечным сечением в виде окружности. Диаметр окружности соответствует толщине пластины. Профиль служит токопроводом и гидропроводом для подвода электрического тока и электролита.
На втором этапе формованная заготовка из пористого алюминия с выступом помещается в центрифугу. Далее губчатый мягкий материал (войлок либо поролон), по форме идентичный заготовке и пропитанный жидким гидрофобным диэлектрическим полимером, крепится к заготовке со стороны, не предназначенной для оксидирования. В центрифуге под действием центростремительной силы жидкий гидрофобный диэлектрический полимер перетекает из губчатого материала в тело заготовки. Одновременно в центрифуге происходит нагревание заготовок — и полимер застывает на заданной толщине заготовки. Так формируется граница объема, который затем будет подвержен микродуговому оксидированию.
На третьем этапе заготовки, прошедшие в центрифуге обработку, помещаются в установку для оксидирования — это ванна со смесью электролита с жидким натриевым стеклом, с компрессором для подачи электролита под давлением и с охлаждающим устройством. Та часть заготовки, где нанесен диэлектрик, не будет участвовать в электрохимической реакции оксидирования, остальная часть превратится в упрочненный слой оксида алюминия.
На четвертом этапе заготовки подвергаются механической обработке, в процессе которой выступы удаляются.
Автору изобретения Ивану Воробьеву удалось остроумно соединить несколько технологий, включая давно известное микродуговое оксидирование алюминиевых материалов, и добиться впечатляющих результатов.