​​Материалы, состоящие из двух и более компонентов, называют композитными. Сочетание компонентов друг с другом позволяет использовать лучшие свойства каждого из них. Так, в случае с армированными композитами (углепластиками), сочетание прочных углеродных волокон с легкой полимерной смолой позволяет получить материал, который превосходит металлы и сплавы по механическим свойствам и при этом весит в десятки раз меньше их. Эти особенности делают композиты особенно востребованными в авиа- и ракетостроении. Однако, несмотря на существенные преимущества композитных материалов, заменить металлические конструкции на изделия из углепластиков пока затруднительно из-за сложности прогнозирования поведения углепластиков при длительной эксплуатации. Сотрудниками лаборатории акустической микроскопии Института биохимической физики им Н.М. Эмануэля Российской академии наук (ИБХФ РАН) сделан еще один шаг в понимание и описание механизмов разрушения композитных материалов. Они разработали установку для описания механизмов разрушения армированных композитных материалов на микроскопическом уровне. Как правило, разрушения в составных материалах начинают формироваться на микроуровне на границе веществ. Со временем трещины размером в несколько микрон, образовавшиеся в различных областях углепластика в результате растягиваний, изгибов и ударных нагрузок, объединяются в макротрещину и расслоение приводит к разлому композитного изделия. Исследования процессов формирования и развития повреждений в углепластиках ведутся на стыке нескольких научных направлений. Для изучения и наглядной визуализации процессов разрушения углепластиков на микроуровне в лаборатории акустической микроскопии ИБХФ РАН была разработана специализированная установка. Чтобы получить изображение микроструктуры композитов, исследователи применили высокочастотную ультразвуковую микроскопию, которая позволяет увидеть в объеме материала элементы размером в несколько микрометров, не разрушая сам материал. Любые повреждения, возникающие в результате механических нагрузок, являются пустотами или разрывами, которые хорошо отражают ультразвуковые лучи и легко отображаются на ультразвуковых изображениях. В результате исследований были найдены, визуализированы и описаны некоторые механизмы зарождения развития и роста повреждений при растягивающих нагрузках углепластиков. ✅ Работа опубликована в журнале Composites Part B: Engineering (IF=11.322). Также об исследованиях рассказано на странице Пресс-центра Минобрнауки РФ 🌐 🖊 Egor Morokov, Sergey Titov, Vadim Levin, In situ high-resolution ultrasonic visualization of damage evolution in the volume of quasi-isotropic CFRP laminates under tension, Composites Part B: Engineering, Volume 247, 2022, 110360, DOI: 10.1016/j.compositesb.2022.110360 🌐 #публикацииИБХФ #наукаИБХФ #ИБХФ #ИБХФРАН ⬇️ Фотография экспериментальной установки — акустический микроскоп, совмещенный с горизонтальной машиной механического нагружения.