Президенту РАН академику Александру Сергееву продемонстрировали промежуточные итоги проекта Сибирского отделения, нацеленного на поиск и создание новых материалов

В рамках проекта сибирские ученые создали высокопрочные функциональные лазерные сварные соединения из авиационного алюминиевого сплава, разработали метод для сварки разнородных металлов, получили предварительные данные о прочности гетерогенных металлокерамических материалов, а также установили свойства уникальных импактных алмазов, которые используют для обработки износостойких материалов. Также в рамках своего визита академик Сергеев посетил Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН.

DSC_2208.jpg 

   Александр Сергеев в ИТПМ СО РАН

В реализацию проекта вовлечены пять институтов: Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН, Институт химии твердого тела и механохимии СО РАН, ФИЦ «Институт катализа им. Г. К. Борескова СО РАН», Институт геологии и минералогии им. В. С. Соболева СО РАН. Каждая организация имеет свою специализацию, из которой вытекает отведенная ей роль. Сибирское отделение возглавляет проект, выполняя функции интегратора и координатора. ИГиЛ СО РАН изучает детонационные процессы и их применение для создания материалов. В ИТПМ СО РАН занимаются лазерным напылением, резкой и сваркой металлов. ИХТТМ СО РАН определяет структуру химических веществ, входящих в состав различных изделий. ИК СО РАН отвечает за катализаторы, необходимые для интенсификации реагирования химических компонентов, а ИГМ СО РАН (в сотрудничестве с Национальной академией наук Беларуси) работает с попигайскими алмазами, которые планируется использовать для упрочнения рабочих поверхностей обрабатывающего инструмента. Важная роль также отведена Институту ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН как поставщику синхротронного излучения, с помощью которого изучают составы новых материалов и прочность швов лазерной сварки.

По словам заместителя председателя СО РАН академика Василия Михайловича Фомина, проект нацелен на решение задач по материаловедению и включает два направления: первое, комплексное — при помощи синхротронного излучения изучать свойства материалов: их поведение при сварке, механизмы проникания и соединения изделий с разными характеристиками. Второе направление — исследование высокоскоростных процессов при детонации веществ (детонационное напыление можно использовать для создания высокопрочного инструмента). Результаты работы должны лечь в основу создания деталей устройств для деревообработки, добычи полезных ископаемых, специализированной техники. «В настоящее время нам известно большое количество различных материалов, появляются многочисленные способы заранее задать им необходимые свойства, чтобы в дальнейшем использовать в инструментах. Однако необходимо знать условия работы будущего изделия, то, как они повлияют на прочность и срок службы детали. К примеру, токарный станок, одна из главных деталей которого — резец — испытывает серьезные нагрузки, затупляется, перегревается и теряет свои прочностные свойства, в итоге не может обрабатывать заготовку с необходимой скоростью, и производительность сильно уменьшается. Усовершенствовать резец относительно просто — нужно на рабочую область поместить тугоплавкий материал. Однако сегодня в стране этой задачей никто не занимается, обычно приобретают готовую деталь за границей. Благодаря нашему проекту ситуация может измениться. Мы должны сделать такую платформу, на которой будем изучать свойства различных материалов, и по итогу делать выводы, из чего можно создать эффективный инструмент, и внедрять разработки в производство», — прокомментировал Василий Фомин.

Президенту РАН рассказали о работах, которые близки к завершению. Так, в ИТПМ СО РАН занимаются сваркой разнородных материалов (таких как титан и сталь, титан и алюминий) с помощью добавления в лазерный шов тонкого, как фольга, слоя меди. Эта технология очень перспективна для авиастроения. С помощью синхротронного излучения ученые исследуют процессы проникания, а далее методами молекулярной динамики будут моделировать взаимодействие материалов, находить механизмы соединения, повышать прочность.

Специалисты получили интересные результаты и в области холодного газодинамического напыления. Это явление было когда-то открыто и описано в ИТПМ СО РАН. Различные мелкие частички можно напылять на металлокерамику, разогнав их потоком с околозвуковой скоростью. «Мы добавляем прочные материалы в шов, напыляем металлокерамику, а затем расплавляем лазером. Когда лазерный луч взаимодействует с материалом, керамика тает и очень хорошо и равномерно распределяется. Получается гетерогенный материал (например, с титаном в основе). Можно повышать прочность, управляя механическими характеристиками. С уменьшением размера частиц прочность увеличивается. Всё это анализируется с помощью математических моделей, мы уже получили параметры для упругого композита. Поняв необходимые параметры, возможно получить те свойства, которые требуется (например, прочный материал для больших нагрузок)», — отметил Василий Фомин.

Очень перспективно применение импактных алмазов для укрепления наконечников резцов. Такие инструменты для обработки керамики сегодня закупают за границей. Один резец стоит около десяти тысяч долларов, а работает при этом всего смену. Если нанести на кончик резца материал из попигайских алмазов, он сможет служить дольше. «Институт геологии и минералогии им. В. С. Соболева СО РАН сейчас изучает свойства минерала и очерчивает географические контуры, перспективные для их поиска», — добавил академик Фомин.

Научный руководитель ИГМ СО РАН академик Николай Петрович Похиленко в дополнение сказал, что эти минералы обладают уникальной прочностью и износостойкостью: буровое долото для добычи нефти и газа с таким материалом могло бы делать работу в три раза быстрее и прослужить в два раза дольше стандартного. «Мы займемся прогнозированием. Наша задача — определить участки, обогащенные графитом. А где много графита, там много и этого сырья», — сказал ученый. Академик Сергеев в свою очередь подчеркнул, что описание причин появления такого большого количества алмазов стало бы результатом мирового уровня.

В завершение визита директор ИТПМ СО РАН член-корреспондент РАН Александр Николаевич Шиплюк показал Александру Сергееву аэродинамическую трубу, которая была построена еще при основателе института академике Сергее Алексеевиче Христиановиче. «Она претерпела с тех пор шесть модернизаций, соответствует необходимым на сегодняшний день показателям и уже совсем не похожа на изначальный вариант. Скорости очень большие — тысячи метров в секунду», — рассказал Александр Шиплюк.

У института уникальный набор аэродинамических труб, подобным арсеналом не обладает никто. ИТПМ тесно сотрудничает с ПАО «Туполев». Важная задача — сделать такой самолет, который обладал бы наименьшим звуковым ударом. Помимо этого, здесь сотрудничают практически со всеми ракетными организациями. К примеру, изучают колебания и устойчивость полета в сверхзвуковом потоке для космического аппарата «Орел».

«Наука в Сибири»

Фото Юлии Поздняковой

Похожие новости

  • 28/01/2016

    Программа празднования Дней российской науки в СО РАН

    ​​8 февраля — День российской науки. Во всех научных центрах Сибирского отделения РАН с 8 по 12 февраля состоятся праздничные мероприятия. В Дни открытых дверей в институтах можно будет посетить научные лаборатории, увидеть уникальное оборудование и приборы, послушать лекции по актуальным вопросам науки, побеседовать с ведущими учеными, посмотреть фильмы о науке.
    5407
  • 05/11/2020

    СО РАН развивает российское материаловедение

    Программа Сибирского отделения РАН вошла в число победителей конкурса грантов на проведение крупных научных проектов по приоритетным направлениям научно-технологического развития РФ. В учреждении организовано научное подразделение, в состав которого вошли ученые различного профиля.
    535
  • 25/10/2019

    В СО РАН обсудили проекты РФФИ для экономики Новосибирской области

    24 октября 2019 года в СО РАН состоялась II конференция «Проекты, поддержанные Правительством Новосибирской области и Российским фондом фундаментальных исследований, для экономики региона». Министр науки и инновационной политики Новосибирской области Алексей Васильев рассказал о мерах поддержки научной и инновационной деятельности в Новосибирской области.
    2009
  • 11/09/2016

    Список выдвинутых кандидатов на предстоящие выборы в академики РАН и члены-корреспонденты РАН на вакансии для Сибирского отделения РАН в 2016 году

    ​​В соответствии с пунктом 35 устава РАН президиум РАН проводит 24-25 и 27-28 октября 2016 года очередные выборы академиков РАН и членов-корреспондентов РАН. ​Список кандидатов на предстоящие выборы на вакансии для Сибирского отделения РАН в 2016 году.
    9586
  • 15/12/2016

    2,4 га будут переданы сотрудникам 30-ти институтов Сибирского отделения РАН

    ​В Новосибирской области на территории Академгородка, одного из важнейших научных центров России, к 2021 году будут построены три многоквартирных жилых дома для 311 работников 30 институтов Сибирского отделения Российской академии наук, являющихся участниками жилищно-строительного кооператива "Бозон".
    3465
  • 24/10/2018

    Около 100 фундаментальных исследовательских проектов представлено в Новосибирской области в рамках Фестиваля науки

    ​Презентация проектов, поддержанных Российским фондом фундаментальных исследований и Правительством Новосибирской области, прошла в регионе 24 октября в рамках VI Фестиваля науки. Представленные проекты представляют большую ценность для фундаментальной науки и развития экономики региона.
    2596
  • 05/05/2016

    Сибирские ученые - победители конкурса 2016 года по государственной поддержке ведущих научных школ

    ​Совет по грантам Президента РФ для государственной поддержки молодых российских ученых и по государственной поддержке ведущих научных школ Российской Федерации отметил сибирских ученых. Математика и механика.
    4780
  • 23/11/2020

    Взрыв под ускорителем. Ученые СО РАН заглянули внутрь процесса детонации

    Работа на атомный проект была одним из основных направлений сибирской науки еще со времен Великой Отечественной войны: в 1944 году в Новосибирске организовали первый химический институт, ныне – Институт химии твердого тела и механохимии (ИХТТМ) СО РАН, исследующий проблемы применения лития.
    449
  • 08/02/2021

    Сибирь дает старт крупным научным проектам

    ​Делегация РАН и Минобрнауки побывала с двухдневным визитом в Новосибирском Академгородке. “Это не ревизия, – неоднократно подчеркивал президент РАН Александр Сергеев. – Мы смотрим, чем можнопомочь“.
    351
  • 16/02/2021

    День российской науки — 2021

    Традиционно в честь Дня российской науки сибирские институты проводят просветительские мероприятия для студентов, школьников и всех, кто желает узнать чуть больше о большой науке. ​«Этот год был объявлен годом науки и технологий.
    379