Регистрация / Вход
Прислать материал

Электрохимический синтез наноразмерных порошков карбида вольфрама, углеродных нанотрубок, создание на их основе новых функциональных, конструкционных материалов и электродных материалов взамен платины в топливных элементах с протон- проводящими мембранами

Стадии проекта
Предложение принято
Конкурс завершен
Проект закончен
Проект
02.513.11.3324
Организация
КБГУ
Руководитель работ
Кушхов Хасби Билялович
Продолжительность работ
2007 - 2008, 14 мес.
Бюджетные средства
1,5 млн
Внебюджетные средства
3 млн
Конкурс
Проведение проблемно-ориентированных поисковых исследований с участием иностранных научных организаций в области индустрии наносистем и материалов

Информация отсутствует

Этапы проекта

1
01.08.2007 - 30.11.2007
Проведен анализ научно-технической литературы, нормативно-технической документации и других материалов, относящихся к проблеме получения наноразмерных порошков карбида вольфрама и углеродных нанотрубок.
Проведены патентные исследования по ГОСТу 15.011-96.
Сформулированы возможные направления решения задач, поставленных в ТЗ НИР, и проведена их сравнительная оценка.
Осуществлен выбор метода синтеза, обоснованы направления исследований и способы решения поставленных задач.
Проведены сопоставление ожидаемых показателей наноразмерных порошков карбида вольфрама и углеродных нанотрубок после внедрения результатов НИР с существующими показателями изделий-аналогов или с действующей нормативно-технической документацией.
Развернуть
2
01.12.2007 - 31.12.2007
Проведен анализ научно-технической литературы, нормативно-технической документации и других материалов по разработке научно-технологических основ производства и переработки биоосовместимых полимерных нанокомпозитов на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМПЭ) и полиэфирэфиркетона (ПЭЭК) с целью использования для эндопротезирования суставов.
2. Проведены патентные исследования по ГОСТ 15.011-96.
Подана заявка на патент по проводимой работе.
3. Сформулированы возможные направления решения задач по разработке научно-технологических основ нанотехнологии создания биосовместимых металлополимерных нанокомпозитов, поставленных в ТЗ НИР, и проведена их сравнительная оценка.
3.1. Выбран и обоснован новый подход к решению поставленных задач путем разработки комплексной нанотехнологии с использованием на первой стадии сверхкритического диоксида углерода для структурной модификации создания нанопористых биосовместимых кристаллических полимерных матриц.
3.2. . Выбран и обоснован новый подход к решению задач, поставленных ТЗ путем использования на первой стадии комплексной технологии методики деформирования пленочных и волокнистых материалов в жидких средах (крейзинга) в том числе в ск СО2 для создания нанопористых ориентированных полимерных структур.
3.3. Выбрано и обосновано использование технологии криохимического синтеза на второй стадии комплексной технологии для введения нанометаллических частиц благородных металлов в нанопористые порошкообразные полимерные матрицы.
3.4. Выбрано и обосновано использование технологии криохимического синтеза на второй стадии комплексной технологии для введения нанометаллических частиц благородных металлов в нанопористые пленочные полимерные матрицы.
3.5. Выбрано и обосновано использование технологии переработки разрабатываемых нанокомпозитов с целью получения монолитных изделий.
4. Проведены экспериментальные работы с выпуском экспериментальной, опытной партии образцов для проведения испытаний .
5. Выбраны и обоснованы методы исследования нанокомпозитов, получаемых по предложенной комплексной методике с целью определения их свойств, сравнительно с материалами - аналогами:
а) биосовместимости;
б) трибохимической стабильности;
в) триботехнических характеристик;
г) радикалообразующей способности;
д) физико-механических характеристик.
6. Проведен выбор контр-тела и обосновано влияния его природы на свойства пары трения:
6.1. Влияние природы контр-тела на трибохимические процессы пары трения;
6.2. Влияние природы контр-тела на триботехнические характеристики пары трения.
7. Проведен расчет ориентировочной экономической эффективности от внедрения новой продукции с ожидаемыми показателями НИР на основе научного прогнозирования на время разработки, освоения и срока морального старения выпускаемой продукции.
8. Разработана комплексная методика, объединяющая исследования всех соисполнителей по созданию научно-технологических основ производства и переработки биосовместимых нанокомпозитов с целью возможности их использования для эндопротезирования суставов.
9 Составлен промежуточный отчет.
Развернуть
3
01.01.2008 - 31.05.2008
Аннотация
работ, выполненных по государственному контракту № 02.513.11.3324 от 1 августа 2007 г.

«Проведение проблемно-ориентированных поисковых исследований с участием иностранных научных организаций в области индустрии наносистем и материалов» по теме: «Электрохимический синтез наноразмерных порошков карбида вольфрама, углеродных нанотрубок, создание на их основе новых функциональных, конструкционных материалов и электродных материалов взамен платины в топливных элементах с протон-проводящими мембранами». Шифр 2007-3-1.3-00-02-004.

Этап III.
Теоретические и экспериментальные исследования поставленных перед НИР задач

Целью работы этапа является теоретические и экспериментальные исследования поставленных перед НИР.
Установлен механизм электрокристаллизации карбида вольфрама и углерода из оксидно-галогенидных расплавов. Разработаны способы управления размерами частиц карбида вольфрама и структурой углеродных нанотрубок в процессе электрохимического синтеза. Разработаны способы очистки наноразмерных частиц карбида вольфрама и углеродных нанотрубок от электролита и наноразмерных частиц углерода. Наработаны экспериментальные партии образцов нанодисперсных порошков карбида вольфрама и углеродных нанотрубок с различной удельной поверхностью и размерами. Исследованы размеры, морфология, структура, химический состав полученных образцов. Изучена электрокаталитическая активность нанодисперсных порошков карбида вольфрама. Проведены испытания электродов из нанодисперсных порошков карбида вольфрама в макетных топливных элементах и в электролизерах для получения водорода. Получен нанокристаллический керамический материал на основе нанодисперсных порошков карбида вольфрама и определены его физико-механические и физико-химические свойства. Проведены дополнительные эксперименты по нахождению оптимальных параметров электрохимического синтеза нанодисперсных порошков карбида вольфрама и углеродных нанотрубок. Проведены дополнительные патентные исследования. Проведено математическое моделирование и необходимые расчеты, определена номенклатура технической документации в соответствии ГОСТ 2.102-68. Проведено сопоставление результатов эксперимента с результатами расчетов. Проведена оценка эффективности внедрения исследования в народное хозяйство.

Ректор КБГУ Карамурзов Б.С.
Руководитель работы Кушхов Х.Б.
Развернуть
4
01.06.2008 - 31.10.2008
Обобщены результаты предыдущих этапов работ. Проведена оценка полноты решения задач и эффективности полученных результатов в сравнении с современным научно-техническим уровнем. Проведены дополнительные исследования, в том числе, патентные. Осуществлена метрологическая проработка. Проведена оценка возможности создания конкурентоспособной продукции и услуг и разработка рекомендаций по использованию результатов проведенных НИР. Сформулированы технические требования для технического задания на разработку ОКР по разработке электрохимического способа синтеза наноразмерных порошков карбида вольфрама и углеродных нанотрубок. Составлен промежуточный отчет.
Развернуть

Программа

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

Программное мероприятие

1.3 Проведение проблемно-ориентированных поисковых исследований и создание научно-технического задела в области индустрии наносистем
Разработка основ плазмохимических технологий получения наноразмерных порошков бескислородных соединений титана нитрида, карбида и карбонитрида для производства новых конструкционных и функциональных материалов.
Продолжительность работ
2014 - 2016, 25 мес.
Бюджетные средства
14,5 млн
Организация
ИМЕТ РАН
профинансировано
Развитие метода синтеза массивов ориентированных углеродных нанотрубок для электродных приложений
Продолжительность работ
2010 - 2012, 30 мес.
Бюджетные средства
1,44 млн
Организация
ИНХ СО РАН
профинансировано
Композиционные керамические наноматериалы функционального назначения на основе карбидов вольфрама, молибдена и металлов триады железа
Продолжительность работ
2009 - 2011, 25 мес.
Бюджетные средства
1,8 млн
Организация
КБГУ
профинансировано
Создание конструкционных композитных материалов на основе наноразмерных порошков.
Продолжительность работ
2012 - 2013, 16 мес.
Бюджетные средства
5,41 млн
Организация
ИТПМ СО РАН
профинансировано
Оптимизация методов синтеза углеродных нанотрубок различных модификаций для применения в материалах функциональных элементов наноэлектроники
Тема
Оптимизация методов синтеза углеродных нанотрубок различных модификаций для применения в материалах функциональных элементов наноэлектроники
Продолжительность работ
2007 - 2008, 18 мес.
Бюджетные средства
30 млн
Количество заявок
10
Создание научно-технического задела по технологиям элементной базы и мембранно-электродных блоков нового поколения для низкотемпературных топливных элементов и электролизеров воды.
Тема
Создание научно-технического задела по технологиям элементной базы и мембранно-электродных блоков нового поколения для низкотемпературных топливных элементов и электролизеров воды.
Продолжительность работ
2007 - 2008, 16 мес.
Бюджетные средства
24 млн
Количество заявок
3
Разработка портативных электрохимических биосенсоров с новыми видами проводящих поверхностных структур.
Тема
Разработка портативных электрохимических биосенсоров с новыми видами проводящих поверхностных структур.
Продолжительность работ
2011, 5 мес.
Бюджетные средства
20 млн
Количество заявок
6
Разработка наноструктурных твердых сплавов на основе карбида вольфрама, обеспечивающих эффективную работу инструмента при новых технологиях обработки материалов резанием.
Тема
Разработка наноструктурных твердых сплавов на основе карбида вольфрама, обеспечивающих эффективную работу инструмента при новых технологиях обработки материалов резанием.
Продолжительность работ
2008 - 2010, 23 мес.
Бюджетные средства
180 млн
Количество заявок
2
Синтез тонких пленок карбида кремния.
Тема
Синтез тонких пленок карбида кремния.
Продолжительность работ
2008, 2 мес.
Бюджетные средства
2,5 млн
Количество заявок
3