Представлены результаты анализа отечественной и зарубежной литературы в области создания полых макросфер на основе керамики для их применения в модулях плавучести глубоководных аппаратов взамен синтаксическим пенам с микросферами из стекла. Показано, что наиболее перспективным материалом является керамика на основе оксида алюминия. Представлены результаты испытаний керамических сфер при воздействии давлений, соответствующих работе глубоководного аппарата на разных глубинах. Дан анализ оценки прочности макросфер из керамики, необходимый для оценки эффективности их работоспособности.
Наталья Евгеньевна Щеголева – канд. техн. наук, начальник сектора НИЦ «Курчатовский институт» – ВИАМ, Москва, Россия. E-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript..
Артём Алексеевич Качаев – начальник сектора, НИЦ «Курчатовский институт» – ВИАМ, Москва, Россия. E-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript..
Юлия Евгеньевна Лебедева – канд. техн. наук, заместитель начальника лаборатории по науке НИЦ «Курчатовский институт» – ВИАМ, Москва, Россия. E-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript..
Иван Олегович Беляченков – начальник участка, НИЦ «Курчатовский институт» – ВИАМ, Москва, Россия. E-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript..
Анна Сергеевна Чайникова – канд. техн. наук, начальник НИО НИЦ «Курчатовский институт» – ВИАМ, Москва, Россия. E-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript..
1. Каблов Е. Н. Материалы нового поколения – основа инноваций, технологического лидерства и на-циональной безопасности России // Интеллект и технологии. 2016. № 2(14). С. 16 – 21.
2. Каблов Е. Н. Роль фундаментальных исследований при создании материалов нового поколения // Сб. тез. ХХI Менделеевского съезда по общей и прикладной химии: в 6 т. СПб., 2019. С. 24.
3. Гращенков Д. В. Стратегия развития неметал-лических материалов, металлических композиционных материалов и теплозащиты // Авиационные материалы и технологии. 2017. № S. С. 264 – 271. DOI: 10.8577/2071-9140-2017-0-S-264-271.
4. Каблов Е. Н., Чайникова А. С., Щеголева Н. Е. и др. Синтез, структура и свойства алюмосиликатной стеклокерамики, модифицированной оксидом циркония // Неорганические материалы. 2020. Т. 56, № 10. С. 1123 – 1129.
5. Bo Jiang, Gurdial Blugan, Philip N. Sturzenegger, et al. Ceramic Spheres – a Novel Solution to Deep Sea Buoyancy Modules // Materials. 2016. No. 5. P. 1 – 13.
6. Steve Weston, Jerry Stachiw, Ray Merewether, et al. Alumina ceramic 3.6 in flotation spheres for 11 km ROV/AUV systems // Oceans. 2005. No. 1. P. 172 – 177.
7. Amos S. E., Yalcin B. Hollow Glass Microspheres for Plastics, Elastomers and Adhesives Compounds. Oxford, UK: Elsevier Science, 2015. P. 147 – 170.
8. Halkyard J., Anderson M. R. Hollow Glass Microspheres: An Option for Dual Gradient Drilling and Deep Ocean Mining Lift // Proc. of the Offshore Technology Conference Asia, Kuala Lumpur, Malaysia. 25–28 March 2014. Kuala Lumpur, 2014.
9. 3M™ Glass Bubbles for Buoyancy and Thermal Insulation / 3M Oil and Gas Customer Center: Maplewood, MN, USA, 2015.
10. Maelenn Le Gall, Dominique Choqueuse, Pierre-Yves Le Gac, et al. Novel mechanical characterization method for deep sea buoyancy material under hydrostatic pressure // Polymer Testing. 2014. No. 39. P. 36 – 44.
11. Горынин И. В., Николаев Г. И. Создание и совершенствование полимерных композиционных материалов в подводном кораблестроении // Роль российской науки в создании отечественного подводного флота / под общ. ред. А. А. Саркисова; РАН. М.: Наука, 2008. С. 312 – 320.
12. Лебедева Ю. Е., Щеголева Н. Е., Воронов В. А., Солнцев С. С. Керамические материалы на основе оксидов алюминия и циркония, полученные золь-гель методом // Тр. ВИАМ: электрон. науч.-техн. журн. 2021. № 4. Ст. 05. URL: http://www.viam-works.ru (дата обращения: 22.11.2021 г.). DOI: 10.18577/2307-6046-2021-0-4-61-73.
13. Бабашов В. Г., Максимов В. Г., Варрик Н. М., Самородова О. Н. Изучение структуры и свойств кера-мических композиционных материалов на основе мул-лита // Авиационные материалы и технологии. 2020. № 1. С. 54 – 63. DOI: 10.18577/2071-9140-2020-0-1-54-63.
14. Alex Kikeri Vaskov. Technological Review of Deep Ocean Manned Submersibles / Massachusetts Institute of Technology, 2012. 65 p.
15. Erkalfa H., Misirli Z. Densification of alumina at 1250 °C with MnO2 and TiO2 additives / Ceram. Int. 1995. No. 21. P. 345 – 348.
16. Erkalfa H., Misirli Z. The effect of TiO2 and MnO2 on densification and microstructural development of alumina // Ceram. Int. 1998. No. 24. P. 81 – 90.
17. Christian Augustin, Wolfgang Hungerbach. Production of hollow spheres (HS) and hollow sphere structures (HSS) // Materials Letters. 2009. No. 63. P. 1109 – 1112.
18. Xiaolong Zhang, Miaolin Feng, Min Zhao, et al. Failure of silicon nitride ceramic flotation spheres at critical state of implosion // Applied Ocean Research. 2020. No. 97. P. 1 – 10.
19. HROV Nereus / WHOI, 2014. URL: https://web. whoi.edu/hades/nereus/
20. Deep-sea Diver / WHOI, 2013. URL: https://www. whoi.edu/multimedia/deep-sea-diver/
21. Cressey D. Submersible loss hits research // Na-ture. 2014. No. 509. P. 408–409.
22. Cressey D. Ocean-diving robot Nereus will not be replaced // Nature. 2015. No. 528. P. 176–177.
23. Yusuke Yano, Shinichi Takagawa. Study on spherical pressure vessel of ceramics for deep-sea buoyancy module applications // Proc. of the OCEANS 2004. MTTS/IEEE, Kobe, Japan, 9 – 12 November 2004. Kobe, 2004. P. 1554 – 1559.
24. Беляченков И. О., Щеголева Н. Е., Чайникова А. С. и др. Влияние спекающих и модифицирующих добавок на процесс спекания и свойства нитридо-кремниевой керамики // Авиационные материалы и технологии. 2020. № 1. С. 70 – 78. DOI: 10.18577/ 2071-9140-2020-0-1-70-78.
25. Ефремова Г. И., Рябов В. М. Методы расчета и анализ результатов испытаний на действие внешнего давления сферических оболочек из алюмооксидной керамики. Критерии эффективности // Тр. Центрального научно-исследовательского института им. акад. А. Н. Крылова. 2014. № 83. С. 165 – 182.
26. George E. D. ASM Handbook: Materials Selection and Design; ASM International: Materials Park, OH, USA. 1997. Р. 231 – 255.
27. Афонько А. А., Ефремова Г. И., Зайцев Г. П. и др. Анализ свойств высокопрочной керамики применительно к созданию тонкостенных сфер. Возможные технологии. Оценка перспектив применения к глубоководной технике // Тр. Центрального научно-исследова-тельского института им. акад. А. Н. Крылова. 2014. № 83. С. 155 – 164.
28. Лавров А. В., Яковлев Н. О., Ерасов В. С. К вопросу разрушения керамики при воздействии высокоскоростного индентора // Авиационные материалы и технологии. 2018. № 2. С. 88 – 94. DOI: 10.18577/2071-9140-2018-0-2-88-94.
29. Пат. 2015611005. Рос. Федерация. Автоматизированный расчет прочности и несущей способности тонкостенных керамических сфер с учетом их фактической кривизны / Д. В. Линёв, В. Э. Тютюков. № 2014662249; заявл. 01.12.2014; опубл. 20.02.2015.
Статью можно приобрести
в электронном виде!
PDF формат
500 руб
DOI: 10.14489/glc.2022.10.pp.011-023
Тип статьи:
Научная статья
Оформить заявку
