АО «Петровский научный центр «ФУГАС»» разработал комплекс технологий и опытное производство детонационных наноалмазов (НА), а также наноуглеродных материалов, базирующихся на основе новых технологий расснаряжения боеприпасов, подготовки взрывчатых веществ и прямого получения в ходе детонационного синтеза НА порошкообразной шихты, с последующим выделением нанокомпонентов, удовлетворяющих требованиям рынка. Проект обеспечивает экологическую безопасность и не затратную утилизацию снятых с вооружения боеприпасов. Носителем главных наноразмерных свойств углерода являются наноалмазы, содержащиеся в первичном продукте детонационного синтеза – алмазосодержащей шихте. Уникальные свойства наноалмазов в настоящее время востребованы и в создаваемом производственном цикле будут целенаправленно использованы в сложных смесях веществ, композитах и выступать в качестве модифицирующих добавок.

Свойства получаемой шихты наноалмазов:

- порошок черного цвета,

- размер частиц до 0,09 мм,

- зольность менее 2,0 %,

- массовая доля наноалмазов не менее 50 %.,

Свойства получаемых наноалмазов:

- содержание алмазной фазы не менее 97% масс,

- размер первичных частиц 4-7 нм,

- плотность не менее 3,1 г / смЗ,

- удельная поверхность до 400 м2 / г,

- химические примеси О, N, H, оксиды, не более 3 %

Эффективность действия наноалмазов базируется на принципах дисперсного упрочнения и усиления свойств материалов и покрытий, согласно которому добавки малых частиц в матрицу основного материала (металла, полимера, керамики, жидких и вязких сред) способны вызвать значительные улучшения структуры и свойств последненого. Детонационные наноалмазы являются перспективным исходным сырьём для создания нового направления высокотехнологичной индустрии.

1. Композиционное покрытие. Композиционное ионно-плазменное хромовое защитное покрытие, содержащее наноалмазы, характеризуется повышенной микротвердостью, износостойкостью, коррозионной стойкостью, низким коэффициентом трения. Композиционные покрытия успешно используются для повышения ресурса работы ответственных узлов и деталей изделий авиакосмической промышленности. Характеристики:

- микротвердость покрытия, 1600-2100 кг/мм2 ,

- толщина покрытия на рабочую поверхность - от 0,1 мкм - до 15 мкм.

2. Введение наночастиц детонационного алмаза в качестве наполнителя в полимер приводит к улучшению конструкционных и приданию новых функциональных свойств полимерам. Это обеспечивает создание материалов с улучшенными свойствами не требует новых химических производств для получения уникальны композиционных материалов. Детонационный наноалмаз (ДНА) и алмазсодержащая шихта (АШ) имеют преимущество перед основными типами обычных углеродных наполнителей — саж, углеродных волокон, высокодисперсного графита. ДНА является эффективным наполнителем, способствующим образованию более совершенных трехмерных структур полимерных композитов, с повышением адгезионной прочности, износостойкости, термической и химической стабильности. Полученные результаты показали, что прочность на разрыв композиционного пластика из стеклонити и связующего на основе эпоксидной смолы ЭД-20 увеличивается при добавлении в связующее 1% АШ — в 1,3 раза, ДНА — в 1,5 раза. Исследования износостойкости стеклопластика в зависимости от природы дисперсной добавки, вводимой в эпоксидное связующее в количестве 1 %, показали, что износ оказался в 1,93 раза меньше, чем у базового образца, и в 1,24 и 1,54 меньше, чем у образцов с коллоидным и карандашным графитом соответственно.

3. Суперфинишная полировка поверхностей. Наноалмазы на несколько порядков мельче, чем обычные абразивные порошки, что определяет их эффективное использование для финишных операций полировки поверхностей различных высокоточных деталей и оптических устройств, обеспечивая величину неровностей порядка единиц нанометров. Поверхность наноалмаза содержит функциональные группы, которые обеспечивают контролируемое взаимодействие алмазных частиц с полируемой поверхностью. Технология полировки с использованием НА позволяет получать зеркальные поверхности твердых тел без дефектов и дислокаций, необходимой плоскости, плоскопараллельности, любой геометрической формы с высотой шероховатости рельефа Кг = 2 - 8 нм.

4. Лакокрасочное покрытие. Использование нанодобавок дает возможность получать лакокрасочные материалы и покрытия сочетающие такие свойства как эластичность и высокую твердость, создавать материалы стойкие к большинству агрессивных сред и в тоже время обладающие высокой гидрофобностью. В настоящее время разработаны покрытия, несколько видов эмалей и грунтовок, содержащих наноалмазы с улучшенными эксплуатационными характеристиками. Автомобильные и другие виды красок повышают стойкость к абразивному износу, отражающей способности и т.д. Подтверждено повышение стойкости фасадных красок при добавлении детонационных НА.

Open corporation “Petrovskiy Scientific Center “Fugas” has developed jointly with the co-operated enterprises a complex of technologies and the model shop of the detonational nanodiamonds (DND) and the materials, modified with nanocarbon (furelltns, nanotube, carbon onione). The model shop is based on the new technologies of deequipment of the shells, preparation of the explosives, direct obtaining of the DND through the detonation synthesis shikhta powder with the isolation of the nanocomponents, meeting the requirements of the market. The projects ensures the ecological security and the non-expensive utilization of the disarmed shells.

1. Superfinish polish of the surface. Nanodiamonds are excellent for polishing the high-precision components and optical devices. They are smaller by a factor of thousand the any abrasive powders. The technology of polishing with the DND makes it possible to make the surface perfectly smooth without any defects and dislocations.

2. Composite chrome cover. Composite chrome cover is described with increased endurance hardness, high resistance to corrosion, low friction coefficient. It is used for manufacturing the drilling instruments, nanostructured instruments for working with steels and cast irons.

3. Protective and decorative cover “Gold -ultradiamond”. It provides the increased endurance, the absence of pores, high resistance to corrosion. Due to this the thickness of the cover may be considerably decreased comparably to the traditional gilding technologies, but the form and the endurance of the product would not deteriorate.

4. Paints and varnishes. Using of nanoadditives makes it possible obtain the covers and materials combining the high elasticity and the increased hardness, creating the materials persistent to the majority of the corrosive mediums and at the same time highly hydrophobic. Using of carbon onione makes it possible to create the cover ten tines lighter then the traditional ones with the same characteristics.

5. Multifunctional diamond-containing additives. Superdispersed diamonds are the universal modifiers of friction. They are used in oils for the different purposes and in coolants for metal working. The effectiveness of the diamond-containing additives is confirmed during the development testing and by the maintains of the automobiles, and the tests of the special machinery.