1. Технологии новых материалов

В рамках данного базового технологического направления предусматривается разработка следующих комплексных проектов:

1) технологии металлов и сплавов, сварки и наплавки.

Будут разработаны новые технологии получения конструкционных металлов и сплавов на основе новейших достижений металлургии и металловедения, обладающих высоким уровнем эксплуатационных свойств, которые обеспечат приоритетное развитие базовых отраслей промышленности России (в том числе авиакосмической промышленности, судостроения, топливно-энергетического комплекса) и создание конкурентоспособных образцов новой техники различного назначения.

Новые технологии обеспечат создание:

высокопрочных экономнолегированных хорошо свариваемых сталей для строительных и судостроительных конструкций, железнодорожного транспорта, грузоподъемного оборудования, военной и специальной техники;

хладостойких (в том числе при сверхнизких температурах) низколегированных хорошо свариваемых сталей различного уровня прочности для газо- и нефтедобывающих морских платформ, подводных и наземных трубопроводов высокого давления;

коррозионно-стойких азотсодержащих сталей для химической и целлюлозно-бумажной промышленности, энергетики, медицины, военной и специальной техники;

сталей, плакированных нержавеющей коррозионно-стойкой сталью, а также двухслойных высокопрочных сталей с плакировкой из стали с высоким сопротивлением коррозионно-механическому разрушению для ледостойких морских буровых платформ, судов ледового плавания, военной и специальной техники;

теплоустойчивых, жаростойких, малоактивируемых радиационно стойких сталей и сплавов для энергетического и атомного машиностроения;

сплавов на основе цветных металлов для высокопрочного наземного, воздушного и морского транспорта, обладающих повышенными эксплуатационными качествами;

2) технологии аморфных, квазикристаллических материалов, интерметаллидов, функционально-градиентных покрытий и перспективных функциональных материалов.

Материалы с аморфной, квазикристаллической и интерметаллидной структурой и функционально-градиентные покрытия обеспечат принципиально новый уровень свойств по сравнению с кристаллическими аналогами. Это позволит создавать конкурентоспособные изделия различного назначения, работающие в экстремальных условиях эксплуатации, в том числе:

системы комплексной защиты конструкций, приборов, силовых сетей и персонала от магнитного, электромагнитного и рентгеновского излучения, вибрации, температурных, механических и коррозионных воздействий, воздействия агрессивных сред;

устройства для записи и хранения информации;

элементы систем управления особо точной техникой;

эффективные устройства для накопления и безопасного хранения водорода для транспортных систем и энергетических установок;

системы очистки, дезактивации и опреснения воды;

теплообменные модули энергетических установок с предельными теплофизическими характеристиками;

особо чувствительные сенсорные устройства для измерения физических полей;

изделия медицинской техники;

функциональные материалы и многослойные структуры на основе материалов с фотонной запрещенной зоной, бактериородопсина, синтетических органических и неорганических фотопреобразующих, фотохромных и светоизлучающих материалов для создания перспективной оптоэлектронной техники, оптических носителей информации, хемососенсоров, регуляторов химических реакций различного типа, компонентов интегральной оптики, а также для применения в перспективных информационных системах и в системах защиты ценных бумаг;

3) технологии полимеро-, керамо- и металломатричных композитов и технологии создания на их основе многофункциональных высокопрочных конструкционных материалов.

В рамках реализации этого комплексного проекта предусматривается:

разработка полимеро-, керамо- и металломатричных, а также древесно-полимерных композитов, в том числе "интеллектуальных" полимерных композиционных материалов и "интеллектуальных" конструкций для теплонапряженных элементов двигательных установок, пар трения, обеспечит создание многофункциональных конструкционных материалов, обладающих комплексом свойств, недостижимых при использовании традиционных материалов. Особого эффекта следует ожидать при создании конструкций, работающих в экстремальных условиях и входящих в изделия авиационной и ракетно-космической техники, кораблестроения, гидротурбостроения, насосостроения, двигателестроения, тяжелого и транспортного машиностроения, строительной индустрии;

разработка высокопрочных размерно-стабильных антифрикционных углестеклопластиков и подшипников скольжения из них, металлополимерных композиционных материалов для ледостойких систем, электрохимической катодной защиты от коррозии металлических конструкций, полимерных и металлополимерных полифункциональных слоисто-армированных и объемно-армированных композитов для корпусных и фундаментных конструкций, керамоматричных композитов для гибридных и керамических подшипников качения, работающих при температурах свыше 2000 °C, древесно-полимерных композитов в целях создания конкурентоспособной на мировом рынке продукции, функционирующей в экстремальных условиях эксплуатации, в том числе:

немагнитных радиозащищенных корпусов глиссирующих судов и кораблей нового поколения, экранопланов, морских сооружений для шельфовой добычи углеводородного сырья, крупногабаритных надстроек и башенно-мачтовых конструкций сложной формы, рамных фундаментов для виброактивного оборудования;

экологически чистых, размерно-стабильных, высокоскоростных и тяжелонагруженных узлов трения скольжения из антифрикционных углестеклопластиков, работающих при смазке водой и агрессивными жидкостями, рулевых, выдвижных и дэйдвудных устройств судов, надводных и подводных кораблей различных классов и назначения, а также подшипников и торцевых уплотнений вала насосов атомных ледоколов, центробежных насосов поддержания пластового давления нефтегазодобывающих систем, подшипников скольжения направляющих аппаратов гидротурбин, узлов трения скольжения повышенной надежности грузоподъемных машин, шагающих экскаваторов, дробилок щебня и других механизмов, работающих в диапазоне температур от криогенных до 140 °C;

ударовиброзащитных полимерных композиционных материалов для защитных экранов, корпусов, обтекателей гидро- и радиолокационных комплексов двойного назначения и блоков положительной плавучести для обитаемых и необитаемых глубоководных аппаратов геолого-разведочного, спасательного и военного назначения;

узлов трения качения и скольжения из керамоматричных композитов, работающих при температурах свыше 2000 °C в составе двигателей нового поколения;

ледостойких систем электрохимической защиты от коррозии металлоемких корпусов атомных ледоколов и судов ледового плавания, плавучих и стационарных ледостойких морских буровых платформ для добычи углеводородного сырья на континентальном шельфе арктических морей России и перспективных объектов Военно-Морского Флота различного назначения;

высокопрочных, легких, экологически безопасных, водостойких конструкций на основе древесно-полимерных композиционных материалов для судостроения, железнодорожного транспорта, домостроения;

разработка высокотемпературных керамических композиционных материалов, обеспечивающих работоспособность, ресурс и надежность эксплуатации в условиях окислительных сред и продуктов сгорания топлива элементов теплонагруженных конструкций при температурах эксплуатации на 300 - 400 °C выше существующих;

разработка металлических композиционных материалов для рабочих температур до 1600 °C за счет армирования матриц на основе интерметаллидов Ti, Ni, Nb тугоплавкими оксидными волокнами, композиционных материалов на основе оксидалюминиевой керамики с рабочей температурой до 1350 °C и диоксидциркониевой керамики с рабочей температурой до 2000 °C, работоспособных в окислительных и реакционных средах, повышающих экономическую эффективность изготовления изделий на их основе;

разработка экономичных конструкционных и функциональных изотропных металлических композиционных материалов на алюминиевой, титановой, медной, магниевой матрице, армированной порошками (нанопорошками, нановолокнами) высокопрочных соединений и квазикристаллами с повышенными характеристиками прочности, модуля упругости, твердости и расширенным набором триботехнических свойств, позволяющих повысить экологичность широкого класса двигательных установок, снизить шум и эмиссию двигателей на 25 - 30 процентов;

разработка экологически безопасных полимерных композиционных материалов на основе жгутовых, тканых угле-, стекло-, органогибридных наполнителей, отвечающих новым техническим требованиям, в том числе в части функций адаптации, самодиагностики и расширения диапазона рабочих температур, и обеспечивающих при изготовлении трехслойных сотовых и монолитных конструкций уменьшение веса конструкции на 30 - 50 процентов по сравнению с чисто металлическими, снижение трудоемкости производства изделий в 1,5 раза, влагопоглощения на 15 - 20 процентов, повышение их герметичности, ресурса, надежности и экономической эффективности применения полимерных композиционных материалов в 1,5 - 2 раза.

Ожидаемый объем продаж к 2010 - 2011 годам функциональных материалов с принципиально новыми свойствами составит 1,1 млрд. рублей в год, композитов и керамических материалов - 500 млн. рублей в год, неметаллических материалов и покрытий - 330 млн. рублей в год.