Grafit Tabanlı İnşaat Malzemeleri Enstitüsü’nün (NIIgrafit) tarihi 1 Ekim 1960 ‘a kadar uzanıyor. Enstitü, karbon bazlı malzeme ve ürünlerin geliştirilmesi üzerine kapsamlı araştırmalar gerçekleştiren bir merkez olarak kuruldu. Görevleri arasında, bu ürünlerin seri üretime geçmesi ve ülke genelindeki araştırma ve geliştirme laboratuvarlarının ve üretim tesislerinin faaliyetlerinin koordine edilmesi yer alıyor.
NIIgrafit karbon seramik yapı malzemelerinin geliştirilmesi ile başladı. Enstitüde geliştirilen diğer malzemeler, ince taneli ve yeniden kristalize grafitlerden karbon floropolimer kompozitlere kadar değişiyordu. NIIgrafit araştırmacıları ayrıca RBMK reaktörlerinin grafit yığınları için malzemeler geliştirdi, performanslarını inceledi ve servis ömürlerini artırmak için uranyum grafit reaktörlerinde istiflenme durumlarını izledi.
1970’lerde NIIgrafit, havacılık malzemeleri için ulusal bir Ar&Ge programına katıldı ve Buran uzay mekiği ve An -124, Tu -160, Tu -204 ve Tu -214 uçak frenleri için sürtünme diskleri yapımında kullanılan karbon-karbon kompozitlerinin geliştirilmesinde rol aldı. Rus uzay aracı Buran için, karbon deşarjları da enstitüde geliştirildi. Bu, uzay aracını dünyadan kontrol edebilmek için gerekliydi. NIIgrafit ayrıca karbon fiber dokuma ve örgü olmayan kumaş üretimini de başlattı. Enstitü aynı dönemde, karbon elyaf ve kumaşlara dayalı uzun ömürlü radyokimyasal prepregler üretmek için de teknoloji geliştirdi.
Prepregler, uçak motorlarının ısıya maruz kalan bileşenlerinin üretimi için karbon/ silikon karbür kompozitler yapmak için kullanıldı.
Önümüzdeki birkaç on yıl içinde enstitü, diğer malzemelerle birlikte ultra yüksek mukavemetli kompozitlerin geliştirilmesi ile ilgilenecek.
NIIgrafit, 2013 yılından bu yana, Rus devlet nükleer şirketi Rosatom’a bağlı olan bir kuruluş. Şirket, havacılık, tıp ve elbette nükleer endüstriler için malzeme ve ürünler geliştirip üretiyor.
Örneğin, NIIgrafit, Ural Federal Üniversitesi ile birlikte erimiş tuz reaktörlerinin çekirdeği için yapısal malzemeler geliştiriyor. Bu malzemelerin bazıları prototipleme ve ilk test aşamasında.
Yüksek sıcaklıkta gaz soğutmalı reaktörler (HTGR) için izostatik grafit, Chelyabinsk merkezli Doncarb Graphite ile ortaklaşa geliştirildi. Aşamalı yüksek sıcaklık işlemi sayesinde, bu malzeme en yüksek kalitede yüzey kaplamasına sahip hafif, yüksek mukavemetli sıcaklığa dayanıklı karmaşık şekilli parçalar yapmak için kullanılabilir.
NIIgrafit, Rusya tarafından tasarlanan nükleer reaktörlere monte edilen birincil soğutma suyu pompalarının yatakları için silikatlaşmış grafit geliştirdi. Silikatlaşmış grafit, sürtünme önleyici bir malzeme veya hareketli parçaların sürtünmesini ve aşınmasını azaltan bir malzeme olma özelliğini taşır.
Sürtünme önleyici grafitler, özellikle sıcaklıkların yüksek olduğu havacılık ve uzay uygulamalarında kullanılır. Bunlar düz rulmanlar, yüzey keçesi sürtünme çiftleri, buhar kafaları vb.’dir.
Buna ek olarak, enstitü Sovyetler Birliği’nin çökmesinin ardından askıya alınan ATG, AG 1500 ve Nigran – V gibi düzenli grafit sınıflarının üretimine devam etti. Bunlar uçak gaz türbini motorlarında, yakıt sistemlerinde ve diğer mekanizmalarda kullanılıyor. NIIgrafit gelecekte, uçak motorları için izotropik pirolitik grafit üretimini başlatmayı planlıyor.
NIIgrafit’te geliştirilen bir diğer ürün ise, savunma uygulamaları için 2D, 3D ve 4D karbon fiber takviyeli karbon kompozit ailesi.
Enstitü ayrıca, Rusya Mars 96 uzay aracı ve Chinese Chang’e-2 ve Chang’e-4 ay taşıma aracında kurulan radyoizotop ısıtıcı üniteleri ve termoelektrik jeneratörlerin gövdeleri için malzemeler geliştirdi.
NIIGraphite products are gradually finding their way into medicine. The institute has developed graphite fabric TGN2M used to make atraumatic dressings (dressings that accelerate healing of wounds and burns).
NIIgrafit ürünleri yavaş yavaş tıbba girmenin yolunu buluyor. Enstitü atravmatik pansuman (yara ve yanıkların iyileşmesini hızlandıran pansumanlar) yapmak için kullanılan grafit kumaş TGN-2M’yi geliştirdi.
NIIgrafit araştırmacılarının şu anda üzerinde çalıştığı Piezoelektrik sensörler ultrason tarayıcılarında kullanılabilir. Grafen bazlı filmler çok daha net bir görüntü iletir. Piezoelektrik sensörler tıbbi robotların konumlandırma ve durum izleme sistemlerinde de kullanılabilir.
Kemik kusurlarını tedavi etmek için BMP2 insan proteini içeren karbon bazlı malzemelere ihtiyaç var. Bunlar kusurları doldurabilir ve kemik dokusunun büyümesini ve iyileşmesini hızlandırabilir. Ayrıca spinal füzyon için kişiselleştirilmiş omurlar arası kafesler üretmek için de kullanılabilirler.
NIIgrafit araştırmacıları tarafından yapılan buluşlar sadece enstitünün 58 mevcut patente ve 16 tescilli tekniğe sahip olduğu Rusya pazarında patentli değil. Bu yıl NIIgrafit, çok boyutlu karbon takviyeli kompozitlere 3D taslaklar yapma yöntemi için Rusya’nın önceliğini iddia eden uluslararası bir patent başvurusunda bulundu. Şirketin gelecek yıl için planı, 5 patent başvurusunu daha düzenlemek.
