Профориентация школьников в области композитных материалов опыт проблемы

Профориентация школьников в области композитных материалов: опыт, проблемы, перспективы ЯБЛОКОВА МАРИНА ЮРЬЕВНА -к. х. н. , доцент кафедры химической технологии и новых материалов, Химический факультет МГУ имени М. В. Ломоносова.

Образцы изделий из композитов

Области потребления композитов 12% Быстрорастущие рынки Темпы роста потребления ПКМ, % Авиастроение 21 тыс. тонн $1, 9 млрд. 9% Ветроэнергетика 225 тыс. тонн Трубы и резервуары $1, 2 млрд. Электроника/ Энергетика 250 тыс. тонн 928 тыс. тонн $0, 5 млрд. $2, 3 млрд. 6% 3% Прочее Потребительские товары 387 тыс. тонн $0, 9 млрд. 0% Диаметр – мировой объем потребления 5% 1519 тыс. тонн $3, 3 млрд. 639 тыс. тонн $1, 9 млрд. Судостроение 0% 10% = 1 млн. тонн 1755 тыс. тонн $3, 8 млрд. 1188 тыс. тонн $4, 1 млрд. 15% Транспорт 20% Строительство Развитые рынки 25% Доля в потреблении ПКМ, в тоннах и $ = $2 млрд. 30% 35%

• Композиционный материал – материал, состоящий из нескольких компонентов (фаз) и обладающий новым комплексом свойств, при этом каждый из компонентов сохраняет индивидуальные характеристики. • Полимерный композиционный материал – материал, в котором хотя бы одна из непрерывных фаз – органический полимер (полимерная матрица, полимерное связующее).

Конструкционные материалы Материал Достоинства Недостатки Металлы Сочетание прочности и вязкости разрушения Высокая плотность и температура переработки Керамика Высокая прочность и жесткость, термостойкость, низкая плотность Хрупкость, сложность переработки Полимеры Сочетание прочности и вязкости разрушения, перерабатываемость, самая низкая плотность Низкая термостойкость, горючесть, окислительная и радиационная стойкость ПКМ Сочетание высокой прочности и вязкости разрушения, анизотропия свойств Сложность переработки

Судостроение

Композит — неоднородный сплошной материал, состоящий из двух или более компонентов, среди которых можно выделить армирующие элементы, обеспечивающие необходимые механические характеристики материала, и матрицу (или связующее), обеспечивающую совместную работу армирующих элементов.

Армирующие материалы Прочность, МПа Угол поворота ткани, град.

Армирующие материалы

Процесс получения ПКМ Полимерные связующие Армирующие наполнители Укладка, пропитка, формование изделий Отверждение (T, p, t)

Ручное (контактное) формование При этом методе стеклоармирующий материал вручную пропитывается смолой при помощи кисти или валиков. Затем пропитанный стекломат укладывается в форму, где он прикатывается прикаточными валиками. Прикатка осуществляется с целью удаления из ламината воздушных включений и равномерного распределения смолы по всему объему. Отверждение ламината происходит при обычной комнатной температуре, после чего изделие извлекается из формы и подвергается мехобработке (обрезка облоя, высверливание отверстий и т. д. Элементы конструкции формы и изделия при формовании ручной укладкой: 1 - форма 2 - разделительная пленка 3 - наружный смоляной слой 4 - стекловолокно 5 - ручной валик 6 - смола в смеси с катализатором

Ручная выкладка изделия

Автоматическая выкладка изделия

Вакуумная инфузия

БИЗНЕС НАПРАВЛЕНИЯ СТРУКТУРА ГРУППЫ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ КОМПАНИЙ Уплотнительные материалы Огнезащитные материалы Композиционные материалы ОБЩАЯ СТРУКТУРА Каф-ра хим. технологии и новых материалов Институт новых углеродных материалов и технологий Центр молодежного инновационного творчества МГУ имени М. В. Ломоносова ЗАО, владельцы: Унихимтек, МГУ Фундаментальные исследования, подготовка кадров, разработка программ обучения Прикладные исследования, инжиниринг, разработка и производство новых материалов, профориентация, разработка методик обучения УНИХИМТЕК Новые бизнеспроекты Группа компаний Производство и продажа материалов

Профориентация школьников в ЦМИТ Мастер-классы Проектные работы Занятия допобразования в ЦМИТ Подготовка и участие в конкурсах Участие в движении Ворлдскиллс

Победа посетителя ЦМИТ в соревнованиях Junior на IV Национальном чемпионате Hi-Tech по стандартам Worldskills Russia Ноябрь 2017 Павел Гладких, учащийся Школы на проспекте Вернадского - 1 место в компетенции «Технологии композитов» в возрастной категории 14 -16 лет. Куратор Яблокова М. Ю. Школа работает с ЦМИТ Территория творчества в рамках Соглашения и планирует расширение взаимодействия.

9 -11 января 2017 года. ЦМИТ «Территория творчества» . Проект КОМПОЗИТНЫЙ ВИНТ И СПОСОБЫ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ выполняет Котегов Максим (Москва, Школа на проспекте Вернадского, 9 В). Проект рекомендован для участия во Всероссийском конкурсе «Харитоновские чтения -2017»

1 -10 октября 2017 года Фестиваль науки в МГУ • школьники старше 14 лет на выездном мастер-классе «Мир композитов» в рамках Фестиваля науки на площадке Фундаментальной библиотеки МГУ 8. 10. 17 + педагог

Экскурсия и мастер-класс по технологиям композитов

24 мая 2016 года. Экскурсия в ЦМИТ по 3 Д и композитам для школьников 9 -10 классов

Спасибо за внимание!