5. Инфраструктурные решения, необходимые для достижения перечисленных результатов

Для выполнения исследовательских работ и внедрения их результатов потребуется развитие инфраструктуры и создание специализированного центра компетенций — национальной лаборатории по полимерным композиционным материалам на базе Национального исследовательского центра «Материалы и технологии их производства», а также сети взаимоувязанных с ним исследовательских комплексов в ведущих научных организациях, центрах, институтах РАН, национальных исследовательских университетах и промышленных предприятиях.

Тематическая область «Конструкционные углеродкерамические и металлические композиционные материалы»

В данной области планируется достижение следующих общих результатов:

• синтез нового поколения термопрочных и термостойких углеродных и углеродкерамических материалов конструкционного назначения и функциональных на основе тонкозернистых и ультратонкозернистых наполнителей, в том числе специальных наполнителей и связующих из углеводородного сырья, модифицированного наночастицами, на основе мезофазного углерода, изотропного и игольчатого коксов;

• разработка высокопрочных антифрикционных материалов специального назначения, в том числе модифицированных наноструктурами, на углеродной основе с керамической и полимерной матрицей с высокой прочностью, износостойкостью в условиях повышенных статических и динамических нагрузок, воздействия агрессивных газовой и жидкой сред;

• создание нового поколения углерод-карбидкремниевых высокотвердых, эрозионно- и коррозионностойких материалов с высокой прочностью, жаростойкостью и жаропрочностью, в кислородсодержащей и инертной средах, радиационной стойкостью, а также стойкостью к многократным теплосменам и тепловым ударам, химической инертностью по отношению к агрессивным средам, герметичностью для газов и жидкостей, обладающих заданной теплопроводностью, низким коэффициентом трения;

• создание технологии получения графиткерамических высокомощных и высоковольтных линейных неиндуктивных дисковых резисторов с диапазоном сопротивления (0.1–30 000 Ом·см), работающих в широком диапазоне энергий и частот на основе композиций углерод, карбид кремния и корунд в устройствах передачи, преобразования и кондиционирования электроэнергии;

• разработка наноструктурированных углеродных молекулярных сит (НУМС) с заданным (регулируемым) размером и объемом нанопор для разделения, очистки, концентрирования газов и жидкостей;

• создание нового поколения многомерноармированных углерод-углеродных композиционных материалов с повышенным ресурсом на основе наномодифицированных матриц;

• создание из продуктов глубокой переработки углеводородного сырья специальных видов наполнителей и связующих с заданной фрагментарностью молекул и молекулярно-массовым распределением для получения на их основе термопрочных и термостойких углеродных и углеродкерамических материалов конструкционного назначения и крупногабаритных графитированных электродов, работающих при повышенных плотностях тока.

В рамах данной тематической области предполагается развитие следующих ключевых направлений задельных исследований:

Разработка на основе специальных видов углеводородного сырья высокоплотных и высокопрочных углеродных и углеродкерамических материалов со специальными свойствами, с улучшенными эксплуатационными характеристиками (жаропрочность, твердость, коррозионная и радиационная стойкость), многомерноармированных углерод-углеродных композиционных материалов на основе наноструктурированной матрицы.