ТОМСК, 11 мая – РИА Томск. Ученые Томского политехнического университета (ТПУ) вместе с иностранными коллегами исследуют композиционные материалы из органических волокон на основе сахарного тростника. Задача международной команды – найти оптимальный метод для выявления дефектов в композитах, что позволит использовать эти материалы в строительстве и других отраслях. Подробнее – в материале РИА Томск.
Перспектива
Как сообщается в газете ТПУ "За кадры", в проекте участвуют политехники и их коллеги – ученые из Италии, Канады и Германии. Они изучают теплофизические характеристики образцов новых композитов из жмыха сахарного тростника.
Образцы композитов были изготовлены в Университете Аквила (Италия). Эти материалы, по мнению ученых, можно успешно применять для теплоизоляции строительных сооружений в странах с жарким климатом, а также для изготовления мебели.
"Разработка композитных материалов из органических волокон на основе сахарного тростника – это сравнительно новое направление. Существует определенная проблема контроля их качества: традиционные методы – рентген и ультразвук – не подходят", – приводятся на сайте газеты слова научного сотрудника Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов ТПУ Арсения Чулкова.
Он объясняет: во время транспортировки или установки панели из композитов могут получить повреждения, и в большинстве случаев подобные дефекты невооруженным глазом выявить невозможно.
Эксперименты
© РИА Томск. Карина Сапунова
Чтобы подобрать оптимальный метод выявления повреждений, ученые провели серию экспериментов. Для изучения дефектов четыре образца композитов подвергали ударным повреждениям с энергией удара от пяти до 30 джоулей (Дж). Затем характер повреждений оценивался как политехниками, так и их зарубежными коллегами.
"В ТПУ проводились исследования теплофизических характеристик композиционных материалов с помощью активной инфракрасной термографии. Зарубежные коллеги, в свою очередь, использовали излучение в терагерцовом диапазоне с длиной волны от 0,1 до 1 миллиметра. Такое излучение, проходя сквозь материал образцов, в дефектных и бездефектных областях ослабевает по-разному", – рассказывает Чулков.
Результаты
Данные, полученные двумя группами, были скомбинированы. В итоге оба способа контроля дефектов — активная инфракрасная термография и терагерцовая визуализация — дали хорошие результаты. Они позволили определить размер зон ударного повреждения, глубину расслоения в материале, а также температуропроводность (параметр, определяющий скорость распространения тепла в среде).
"В образцах, в которых удар сильнее, температуропроводность ниже. Иными словами, скорость распространения тепла в дефектных структурах за счет того, что там есть расслоения, ниже. Это хороший параметр, позволяющий оценить структуру материала в зависимости от степени его дефектности", – поясняет политехник.
В рамках проекта международный коллектив ученых опубликовал в журнале Infrared Physics and Technology статью "Определение теплофизических характеристик композиционных образцов из сахарного тростника с использованием активного теплового контроля и терагерцовой визуализации".
Ученые считают, что технология производства древесностружечных панелей, в состав которых входит жмых сахарного тростника, поможет сократить использование древесины и снизить экологическую нагрузку на леса.