Стратегический технологический проект «Функциональные композиционные материалы»

1. Проект «Разработка технологии создания композиционных материалов для защиты от радиации внутри обитаемых отсеков космических станций»

Критическая технология: Технологии создания новых материалов с заданными свойствами и эксплуатационными характеристиками

НПТЛ: Новые материалы и химия.

Краткое описание проекта: Освоение космического пространства, Лунного и Марсианского проектов немыслимы без осуществления надежной радиационной защиты космонавтов от всех компонентов космической радиации – галактического излучения (ГКЛ), солнечных космических лучей (СКЛ) и радиационных поясов Земли (РПЗ). Космическая радиация, в основном, представлена протонами, электронами, альфа-частицами галактического излучения и солнечными космическими лучами, состоящими преимущественно из протонов. При орбитальных полетах на высоких орбитах внутри космического аппарата, в результате взаимодействия высокоэнергетических протонов с алюминиевым корпусом и элементами конструкции космического аппарата (КА), образуется локальное высокоэнергетическое (до 30 МэВ) нейтронное и гамма излучение, что оказывает критическое воздействие на организм космонавтов. Известные, используемые на международной космической станции (МКС), защитные материалы на основе водосодержащих целлюлозных сборок (разработка ИМБП РАН (Россия)) и борированного полиэтилена (разработка NASA (США)) не обеспечивают необходимой защиты от нейтронов и практически полностью не защищают от гамма-излучения. В связи с этим, проект посвящен разработке технологии и организации серийного производства композиционных материалов для защиты от радиации внутри обитаемых отсеков космических станций, обладающих высоким уровнем защиты от целого комплекса ионизирующих излучений в космосе (заряженных частиц (электронов, протонов), гамма-излучения, нейтронного излучения), а также на исследование изменения структуры композиционных материалов и свойств под воздействием этих факторов (в том числе валидация в условиях летных испытаний на Международной космической станции). Полученные в результате реализации проекта материалы будут характеризоваться результатами выше мирового уровня, обеспечивая 3-х кратное увеличение эффективности защиты в сравнении с известными Российскими и зарубежными аналогами, при этом в 2-3 раза снижая массогабаритные характеристики защиты, что обеспечит мировое лидерство России в освоении ближнего и дальнего космоса.

Конечный клиент: головные предприятия в структуре ГК «Роскомос» - НИИ ЦПК им. Ю. А. Гагарина и ГНЦ РФ - ИМБП РАН, обеспечивающие проведение имитационных наземных и летных испытаний разработанного защитного композита в рамках целевых работ на МКС, а также АО ""ЦНИИмаш"" и ПАО «РКК «Энергия» им. С.П. Королева», организующие в рамках заключенного лицензионного договора серийное производство композитных защитных сборок на специализированных промышленных площадках. Критерии выбора: снижение массогабаритных характеристик защиты, увеличение энергомассовых характеристик космического аппарата, увеличение длительности и безопасности пилотируемых космических полетов.

Конечный клиент: ГК «Роскосмос» в лице Российской Федерации. Критерии выбора: обеспечение мирового лидерства в освоении ближнего и дальнего космоса, потребители продукции смежных отраслей (атомной, медицинской, ВПК) за счет возможного трансфера технологий (АО «КБ Арсенал», АО «СПМБМ «Малахит» и др.).

2. Проект «Разработка технологии изготовления новых композиционных материалов функциональных покрытий с заданными свойствами и организация малотоннажного производства»

Критическая технология: Технологии создания новых материалов с заданными свойствами и эксплуатационными характеристиками

НПТЛ: Новые материалы и химия, Технология нанесения защитных покрытий, а также ремонт изделий газотермическими методами"

Краткое описание проекта: Проект направлен на достижение технологического лидерства и удовлетворение потребности в высокотехнологичной конкурентоспособной продукции промышленности Российской Федерации в области функциональных композиционных покрытий. Цель проекта - создание условий для отработки технологии получения композиционного материала с заданными свойствами под конкретный производственный процесс или конкретное изделие в максимально сжатые сроки и выпуска в рамках малотоннажного производства необходимых порошковых композиций, порошковой проволоки или композиционных покрытий на конечном изделии, с возможностью передачи разработанной технологии заказчику.

Ключевые инновации проекта:

1. Разработана уникальная технология детонационного нанесения радиационнозащитных борсодержащих покрытий для контейнеров хранения радиоактивных отходов с содержанием весового бора более 30 %.

2.  Разработана уникальная технология получения защитных металлокерамических композитов с содержанием бора 60 % мас. и теплопроводностью – 40 Вт‧м-1‧К-1."

Конечный клиент: Промышленные предприятия машиностроения.

3. Проект «Функциональные керамические композиционные материалы и мелкодисперсные порошки»

Критическая технология: Технологии создания новых материалов с заданными свойствами и эксплуатационными характеристиками

НПТЛ: Новые материалы и химия

Относится ли к перечню технологий (3143-р): Технология производства огнеупорных изделий

Текущая стадия проекта: Разработка

Краткое описание проекта: В рамках проекта будет реализован комплекс мероприятий, направленных на организацию производства керамических функциональных композиционных материалов и мелкодисперсных порошков на основе тугоплавких оксидов. В ходе реализации проекта будут проведены исследования, направленные на изучение импортных аналогов керамических композитов и порошков различного назначения. Полученные результаты будут использованы для разработки новых технологий создания мелкодисперсных порошков, содержащих тугоплавкие оксиды, для синтеза функциональных керамических покрытий на различной основе, а также для получения композиционных материалов стоматологического назначения. Разработанные технологии будут ориентированы на использование отечественных сырьевых компонентов, а кадровое обеспечение будет осуществляется за счет специалистов, прошедших обучение по проектно-ориентированным образовательным программам в рамках тематики проекта. Реализация и внедрение разработанных технологий будет осуществляется с использованием созданных образовательных пространств в виде учебно- и научно-производственных лабораторий, где будут организован выпуск опытных партий, которые будут проходить апробацию в реальных промышленных условиях.  После успешного прохождения испытаний разработанные технологии будут проходить промышленную апробацию и внедрение в рамках лицензионных договоров с индустриальными партнерами или путем организации малотоннажного производства полного цикла на базе учебно- и научно-производственных лабораторий.

Ключевые инновации проекта:

1. Отечественная технология на основе отечественных сырьевых компонентов будет способствовать развитию импортозамещения.

2. Использование искусственно полученных сырьевых материалов позволит повысить качество и стабильность готового продукта.

3. Разработанная технология позволит регулировать синтез структуры композита с заданными параметрами, что позволить использовать материалы в смежных отраслях промышленности.

Конечный клиент: АО «ОЭЗ «ВладМиВа».