Младший научный сотрудник лаборатории нанотехнологий металлургии физико-технического факультета Томского государственного университета (ТГУ) Сергей Соколов, его научный руководитель, доктор физико-математических наук, профессор ТГУ Александр Ворожцов и ряд других ученых подготовили к публикации серию научных работ о создании высокоэнергетических материалов с повышенными энергетическими характеристиками. По скорости и температуре горения новые сплавы превосходят уже существующие.
Фото: Getty Images
Фото: Getty Images
Технология
Работа Сергея Соколова заключается в исследовании порошковых материалов системы Al–Mg, полученных прямым сплавлением, разливкой в кристаллизатор и последующей механической обработкой в планетарной мельнице. Разрабатываемый Al–Mg порошок можно использовать в качестве металлического горючего в пиротехнике, ракетном топливе, взрывчатых и других горючих веществах.
В настоящее время уже проведены экспериментальные исследования скорости горения и теплоты сгорания высокоэнергетических материалов, полученных с использованием синтезируемых порошков, разработана технология получения порошковых материалов. Ученые продолжают исследования энергетических характеристик разрабатываемого Al–Mg порошка.
Отличительная особенность предлагаемой разработки в том, что по своим физико-химическим свойствам, в том числе по яркости и продолжительности вспышки, новые материалы превосходят аналогичные порошковые сплавы при более низкой себестоимости.
— Исследование влияния механической обработки порошковых смесей системы Al–Mg широко развито за рубежом, особенно в качестве компонентов для пиротехники. А в РФ этим исследованиям уделяют мало внимания. 90% всех салютов, поступающих на российский рынок, закупаются в Китае и только 10% производятся у нас,— рассказывает Сергей Соколов.— Согласитесь, это мало и было бы неплохо расширить российский рынок пиротехнических изделий. При этом не существует коммерчески доступных материалов дисперсностью 10–50 мкм, которые демонстрируют лучшие свойства.
Сергей Соколов имеет опыт в исследовании процессов горения и экспериментальном исследовании образования порошковых систем на основе соединения алюминия и магния, а также в подготовке образцов для исследования параметров горения высокоэнергетических составов и в дальнейшей обработке результатов. С докладами о своих исследованиях он выступал на многих российских и международных профильных конференциях.
В 2018 году проект «Разработка высокоэнергетической добавки на основе сплава Al–Mg с параметрами горения, превосходящие известные аналоги, для применения в пиротехнических и специальных составах» под его руководством выиграл грант программы «Умник» в размере 500 тыс. руб. Технологией заинтересовались промышленные компании из России (ФНПЦ «Алтай»), Японии, США.
Весной 2019 года Сергей Соколов и его коллега Елизавета Перчаткина успешно прошли стажировку в лаборатории космических двигателей Миланского политехнического университета. Сергей также является исполнителем в проектах, поддержанных РНФ, РФФИ, Фондом содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере, госзаданием и несколькими хоздоговорами.
Работы выполнены при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования по государственному заданию (руководитель Жуков И. А.), соглашения с ОИВТ РАН (руководитель Промахов В. В.), а также по программе повышения конкурентоспособности Томского государственного университета (руководитель Ворожцов А. Б.).
Использованы материалы статьи Preparation and Characterization of Al/HTPB Composite for High Energetic Materials; Alexander Vorozhtsov, Marat Lerner, Nikolay Rodkevich, Sergei Sokolov, Elizaveta Perchatkina, Christian Paravan; журнал Nanomaterials, ноябрь 2020 г.