Упрочнение поликристаллического льда наночастицами SiO$_2$

Представлены результаты упрочнения льда наночастицами диоксида кремния, вводимыми в дистиллированную воду перед ее кристаллизацией. Получены стабильные гидрозоли с содержанием SiO$_2$ в них от 0.003 до 5 wt.%. Выявлены распределения наночастиц по размерам с максимумом вблизи 40 nm и динамика дзета-потенциала в них в течение недели. Методом одноосного сжатия установлены концентрационные зависимости максимальных напряжений, выдерживаемых образцом, модуля Юнга и неупругой деформации до и после достижения пиковой нагрузки. Наибольшее изменение этих характеристик происходило в диапазоне содержания SiO$_2$ от 0.01 до 1 wt.%. Показано, что прочность поликристаллического льда и исследованных ледовых композитов лимитировано стартом и последующим ростом трещин Гриффитса с размерами, близкими к среднему размеру зерен.