Томские ученые выступили на объединенных ученых советах Сибирского отделения РАН
На прошлой неделе в Новосибирске состоялись заседания 11 объединенных ученых советов СО РАН. Замдиректора Томского научного центра СО РАН по научной работе Анатолий Мазной выступил на ОУС по физическим наукам, представив доклад по модификации порошковых и гранулированных материалов путем нанесения слоя редкоземельных металлов (РЗМ). Этот близкий к внедрению результат стал возможным благодаря успешной коллаборации нескольких научных подразделений ТНЦ СО РАН.
– Эта разработка родилась в стенах отдела структурной макрокинетики в процессе развития тематики самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС-синтеза) крупнопористых интерметаллидных материалов, используемых в качестве инфракрасных горелок. Было обнаружено, что такие горелки при высоких температурах неприемлемо быстро окисляются. Мы предположили, что для решения этой проблемы необходимо легировать базовый сплав, для чего достаточно ввести в его состав всего лишь 0,05 атомных процента редкоземельных элементов, например, диспрозия, иттрия или гафния. Из литературы известно, что даже такая малая добавка позволяет увеличить время эксплуатации сплава в условиях температурного окисления в разы, – пояснил Анатолий Мазной.
Проблема в том, как ввести в состав сплава столь малую добавку. Метод СВС – это порошковая технология, поэтому ученые из Томского научного центра СО РАН предложили эффективный способ создания порошковых материалов, содержащих редкоземельные элементы.
– У нас родилась следующая идея: необходимо взять какой-либо из используемых нами порошков, например, алюминий или хром, и на его поверхность напылить тонкую пленку из редкоземельного металла, а потом сформировать поверхностный сплав. Тогда можно получить так называемый порошок мастер-сплава. С использованием порошков мастер-сплава удалось обеспечить однородность микролегирования и высокое качество получаемых изделий. Использование таких порошков позволило на порядок увеличить стойкость получаемых в ТНЦ СО РАН сплавов, на основе которых создаются востребованные в разных сферах пористые горелки, – продолжил Анатолий Сергеевич.
В кооперации с лабораторией перспективных технологий ТНЦ СО РАН была создана технология нанесения тонких пленок на порошки немагнитных металлов. Все работы производились с использованием электронно-пучковой машины «РИТМ-СП» для инжиниринга поверхности материалов, разработанной Институтом сильноточной электроники СО РАН и инновационной компанией «Микросплав».
Для однородной обработки и напыления порошков ученые разработали специальный манипулятор, обеспечивающий непрерывное движение частиц порошка, и отработали режимы работы установки. Нанесение слоя редкоземельных элементов осуществлялось методом магнетронного напыления, что приводило к формированию частиц со структурой ядро-оболочка. С помощью обработки полученных порошков низкоэнергетическим сильноточным электронным пучком продемонстрирована возможность создания поверхностного сплава на поверхности частиц.
При наличии заинтересованных промпартнеров ученые ТНЦ СО РАН могут масштабировать эту технологию, создав установку, способную производить нескольких килограммов порошков мастер-сплавов за один вакуумный цикл работы установки «Ритм-СП».
Также на ОУС по физическим наукам, который возглавляет академик Николай Ратахин, выступили зав. лабораторией прикладной электроники ИСЭ СО РАН Андрей Соловьев – с докладом «Вакуумная установка для ионно-плазменного осаждения электролита твердооксидных топливных элементов», и старший научный сотрудник лаборатории распространения волн ИОА СО РАН Игорь Разенков – с сообщением о лидарной системе для оперативного обнаружения турбулентности в ясном небе с борта воздушного судна.
На ОУС по химическим наукам директор ИХН СО РАН Александр Восмериков рассказал об итогах деятельности за прошлый год. На ОУС по энергетике, машиностроению, механике и процессам управления директор ИФПМ СО РАН Евгений Колубаев представил доклад «Сварка трением с перемешиванием. Фундаментальные исследования и промышленное применение».