Эксπир
Регистрация / Вход

Создание базовой промышленной технологии синтеза детонационных наноалмазов с совершенной кристаллической формой частиц, высокой чистоты мощностью более 1 тонны в год

Стадии проекта
Предложение принято
Конкурс завершен
Проект закончен
Проект
02.523.11.3003
Организация
ФГУП "СКТБ "Технолог"
Руководитель работ
Долматов Валерий Юрьевич
Продолжительность работ
2007 - 2008, 17 мес.
Бюджетные средства
120 млн
Внебюджетные средства
52 млн

Разработка промышленной технологии детонационного синтеза наноалмазов и создание на их основе полимер-наноалмазных композиций с улучшенными упруго-прочностными характеристиками, повышенной теплопроводностью, термостабильностью и износостойкостью

Этапы проекта

1
16.05.2007 - 05.10.2007
1. Проведено экспериментальное моделирование на макетных и пилотных установках и специализированных стендах всех ключевых режимов по всем стадиям получения ДНА, определение значений (интервалов) оптимальных параметров, закладываемых в схему промышленного производства, оценка параметрической чувствительности системы и границ возможного варьирования значений параметров.
2. Исследованы физико–химические свойства экспериментальных образцов ДНА, формирующих их потребительские показатели, исследование структурных особенностей отдельных частиц ДНА и их агрегатов, оценка размеров и характера поверхности образцов, полученных в разных режимах по результатам работ по п. 1 с использованием методов рентгенографии, электронной микроскопии (ЭМ), ЭПР, Фурье- анализа.
3. Разработаны методы модификации поверхности ДНА с использованием методов химического и физического воздействия для совместимости ДНА с полимерной матрицей.
4. Разработаны способы совмещения ДНА с полимерами через суспензии наноалмазов в инертном растворителе и через раствор полимера с неравновесным удалением растворителя.
5. Разработаны методы введения модифицированных ДНА в полимерные матрицы различного вида - полисилоксановые (с подбором латексов), полиизо-преновые, полиуретановые, органо-силикатные.
6. Разработаны рецептуры и способы синтеза полимер-наноалмазных композиций на примере полиуретана.
7. Проведены системные исследования полимер-наноалмазных композиций по стандартным методикам.
По ОКР (ОТР)
1. Проведен анализ вариантов разработки технологических процессов и операций (ТО) исходя из условий организации конкретного производства в ФГУП СКТБ Технолог, в том числе по использованию имеющегося оборудования и производственных площадей. Проработана концепция размещения производства ДНА.
2. Разработана предварительная технологическая документация (ТД), программа и методики (ПМ) исследовательских испытаний по отдельным стадиям ТП и ТО детонационного синтеза, химической очистки и получения полимер-наноалмазных композиций.
3. Разработаны и экспериментально проверены на пилотных и макетных установках ключевые технические решения по конструкции и параметрам работы нестандартных аппаратурных схем и систем управления.
4. Проведена наработка опытных партий образцов целевых продуктов:
- шихты детонационного синтеза;
- гидрозолей ДНА;
- нанопорошков ДНА;
- прототипов полимер-наноалмазных композиций.
5. Разработаны технические задания (ТЗ) и эскизные проекты для выполнения рабочих проектов по нестандартным аппаратурным узлам, системам КИП и АСУ, изготовлению агрегатированных аппаратурных комплексов для выполнения специальных технологических процессов производства ДНА и полимер-наноалмазных композиций.
  6. Проведена инженерная подготовка рабочих помещений и площадок для размещения специального оборудования и коммуникационных систем для стадий детонационного синтеза, химической очистки, получения полимер-наноалмазных композиций.
7. Согласовано техническое задание и создан эскизный проект на опытный образец взрывной камеры для промышленного производства ДНА мощностью 10 т/год.
8. Проведены патентные исследования по ГОСТ Р 15.011-96 «СРППП. Патентные исследования» по методам детонационного синтеза и очистки и модификации ДНА, по разрабатываемым способам получения полимер-наноалмазных композиций.
Развернуть
2
06.10.2007 - 31.12.2007
На данном этапе выполнены следующие работы в полном объеме:
По НИР
1. Разработаны методы очистки водных гидрозолей ДНА от магнитных примесей.
2. Исследована стабильность гидрозолей ДНА в воде, водных растворах кислот и щелочей.
3. Разработана и проведена экспериментальная проверка новых методов получения полимер-наноалмазных композиций, в т.ч. полисилоксановых полимеров, состоящих из жестких и гибких блоков, и полиизопрена.
4. Разработаны способы модификации ДНА и их совмещения через суперконцентраты расплава полимера с модифицированными ДНА.
5. Разработаны научные подходы к получению полимер-наноалмазных концентратов. Произведен подбор и обоснование основы полимерной капсулы.
6. Разработана рецептура органозолей для формирования биостойких покрытий, наработаны лабораторные образцы.
По ОКР (ОТР)
1. Разработана техническая документация (рабочий проект) на аппаратурные установки по всем стадиям процесса – взрывной синтез, химическая очистка и получение стабилизированных гидрозолей ДНА, получение наноалмазных порошков и полимер-наноалмазных композиций, обеспечивающей возможность проведения монтажных работ.
2. Разработана техническая документация, изготовлены и ведется монтаж агрегатированных аппаратурных комплексов, работающих под атмосферным давлением для выполнения нестандартных задач ТО.
3. Разработана рабочая конструкторская документация (РКД) на нестандартные аппараты и аппаратурные узлы, работающие под давлением:
- реакторный блок термоокислительной обработки под давлением
- реакторный блок гидротермальной обработки под давлением
- дросселирующие устройства для жидкости и газа
4. Разработана техническая документация на системы контроля и управления по всем стадиям процесса получения ДНА оборудования внутри производственных помещений.
5. Изготовлен комплект конструкторской документации на опытный образец взрывной камеры для промышленного производства ДНА
6. Принято решение по вопросам комплектации установок стандартными техническими средствами.
7. Ведение строительно–монтажных работ по системам инженерного обеспечения.
8. Проведены патентные исследования по ГОСТ Р 15.011-96 «СРППП. Патентные исследования» по методам детонационного синтеза и очистки и модификации ДНА, по разрабатываемым способам получения полимер-наноалмазных композиций.
Развернуть
3
01.01.2008 - 30.04.2008
По НИР
1) Проведены исследования свойств ДНА как наноматериала для определения объективного достижимого диапазона его потребительских качеств.
2) Разработан набор методик анализа ДНА, позволяющего контролировать качество различных товарных форм в ходе процесса получения.
3) Разработаны способы модификации ДНА и их совмещения через использование реологических принципов смешения в режиме разрушения расплава и возникновения кавитации, а также с использованием ультразвукового поля для диспергации в маловязких системах.
4) Разработаны методы диагностики чистоты ДНА в различных выпускных формах.
5) Исследованы реологические характеристики и релаксационные свойства полимер – наноалмазных композиций.
6) Разработаны новые рецептуры и методы синтеза органо-силикатных полимер – наноалмазных композиций. Изготовлены образцы, проведены испытания физико-химических характеристик.
7) Подготовлены и выданы исходные данные для проектирования и создания опытного производства полимер-наноалмазных композиций с объемом выпуска до 500 кг/год.
8) Составлен промежуточный научно-технический отчет.

По ОКР (ОТР)
1) Проведены монтажные работы оборудования, технологической обвязки и средств контроля и управления по всем стадиям технологического процесса.
2) Разработаны Программы и методики предварительных испытаний опытного образца оборудования на участках детонационного синтеза ДНА химической очистки ДНА и получения полимер-наноалмазных композиций.
3) Проведены предварительные испытания опытного образца оборудования на участках детонационного синтеза ДНА химической очистки ДНА и получения полимер-наноалмазных композиций.
4) Разработаны Программы и методики предварительных испытаний опытных партий образцов целевых продуктов: шихты детонационного синтеза; гидрозолей ДНА; нанопорошков ДНА; полимер-наноалмазных композиций.
5) Проведены предварительные испытания опытных партий образцов целевых продуктов: шихты детонационного синтеза; гидрозолей ДНА; нанопорошков ДНА; полимер-наноалмазных композиций.
6) Изготовлен опытный образец взрывной камеры для промышленного производства ДНА.
7) Разработаны Программы и методики предварительных испытаний опытного образца взрывной камеры для промышленного производства ДНА.
8) Проведены предварительные испытания опытного образца взрывной камеры для промышленного производства ДНА.
9) Проведены патентные исследования по ГОСТ Р 15.011-96 «СРППП. Патентные исследования» по методам детонационного синтеза и очистки и модификации ДНА, по разрабатываемым способам получения полимер-наноалмазных композиций. Составлен отчет.
Развернуть
4
01.05.2008 - 31.10.2008
1. Проведены системные исследования полимер-наноалмазных композиций и испытание их по стандартным методикам, проведены сравнительные испытания различных видов опытной продукции с аналогами.
2. Проведены пуско-наладочные работы на опытной установке получения ДНА с выводом ее на планируемые режимы работы.
3. Разработаны Программы и методики приемочных испытаний опытного образца оборудования на участках детонационного синтеза ДНА, химической очистки ДНА и получения ПАК.
4. Проведены приемочные испытания опытного образца оборудования на участках детонационного синтеза ДНА, химической очистки ДНА и получения ПАК.
5. Разработаны технические условия на все виды продукции, предполагаемой к выпуску с использованной технологией: АШ, гидрозолей ДНА, нанопорошков ДНА, ПАК.
6. Оформлены технологические регламенты на технические процессы получения шихты детонационного синтеза, химической очистки ДНА (получение гидрозолей), получения нанопорошков ДНА и получения ПАК.
7. Наработаны опытные партии образцов продукции для приемочных испытаний: АШ, гидрозолей ДНА, нанопорошков ДНА, ПАК.
8. Разработаны Программы и методики приемочных испытаний опытных партий образцов продукции: АШ, гидрозолей ДНА, нанопорошков ДНА, ПАК.
9. Проведены приемочные испытания разработанных образцов продукции: АШ, гидрозолей ДНА, нанопорошков ДНА, ПАК.
10. Разработана Программа и методика приемочных испытаний опытного образца взрывной камеры для промышленного производства ДНА.
11. Проведены приемочные испытания опытного образца взрывной камеры для промышленного производства ДНА.
12. Сертифицированы основные виды продукции.
13. Составлен сводный отчет по НИР, ОКР, ОТР по нестандартной аппаратуре, технологиям получения ДНА и их применения в ПАК. 14.Проведены патентные исследования по ГОСТ Р 15.011-96 «СРППП. Патентные исследования» по методам детонационного синтеза и очистки и модификации ДНА, по разрабатываемым способам получения полимер-наноалмазных композиций. Осуществлено патентование основных технических решений технологии.
15. Подготовлен аналитический обзор по достигнутым показателям и рекомендации по техническим решениям, которые должны лечь в основу создания промышленной технологии получения ДНА мощностью свыше 10 т/год и технико-экономической оценки создания производства ДНА мощностью 10 т/год.
Развернуть

Программа

Программа "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2013 годы"

Программное мероприятие

2.3 Осуществление комплексных проектов, в том числе разработка конкурентоспособных технологий, предназначенных для последующей коммерциализации в области индустрии наносистем
Год
2006
Бюджетные средства
13,3 млн
Организация
ИБФ СО РАН
Тема
Создание базовой промышленной технологии синтеза детонационных наноалмазов с совершенной кристаллической формой частиц, высокой чистоты мощностью более 1 тонны в год
Продолжительность работ
2007 - 2008, 17 мес.
Бюджетные средства
120 млн
Количество заявок
4
Тема
Создание нанокомпозиционных материалов, компактов и покрытий с высокими показателями теплопроводности, прочности и износостойкости на основе нано- и микрокристаллических алмазов с участием научных организаций Болгарии.
Продолжительность работ
2009 - 2010, 12 мес.
Бюджетные средства
4 млн
Количество заявок
1
Тема
Разработка методов получения монокристаллических алмазных пластин высокой химической чистоты и высокого кристаллического совершенства для рентгеновских монохроматоров и высокотемпературной электроники.
Продолжительность работ
2011 - 2012, 20 мес.
Бюджетные средства
18,2 млн
Количество заявок
5
Тема
Разработка высокоскоростной энергосберегающей импульсно-детонационной газовой горелки для повышения эффективности тепловой работы промышленных печей и теплоэнергетических установок.
Продолжительность работ
2011 - 2013, 26 мес.
Бюджетные средства
270 млн
Количество заявок
1
Тема
Разработка метода получения термостабильного пьезокристаллического материала с высоким значением коэффициента электромеханической связи для акустоэлектронных устройств на объемных акустических волнах.
Продолжительность работ
2011 - 2012, 20 мес.
Бюджетные средства
20 млн
Количество заявок
1