авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 4 | 5 || 7 | 8 |   ...   | 17 |

«Федеральное агентство по образованию Государственный технологический университет «МОСКОВСКИЙ ИНСТИТУТ СТАЛИ И СПЛАВОВ» НАУКА МИСиС 2007 Москва ...»

-- [ Страница 6 ] --

Гос. контракт по теме: «Разработка фундаментальных основ и технологических принципов получения сверхтвердых износостойких наноструктурных покрытий с высокой термической стабильностью, стойкостью к высокотемпературному окислению и воздействию агрессивных сред», 2007 г., в рамках федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007 2012 годы» (руководитель: в.н.с., проф. Штанский Д.В.) Международный проект EXCELL: «Преодоление разобщенности Европейских исследований в области многофункциональных тонких пленок» (2005-2010) в рамках 6-й Рамочной программы Евросоюза (координатор проекта – Arcelor Mittal Group, координатор работ МИСиС - в.н.с., проф. Штанский Д.В.).

Партнерский проект МНТЦ 3616 по теме: «Разработка экологически чистого сухого процесса механической обработки» с Национальной лабораторией Брукхевена, компанией «Дженерал Моторс» и Департаментом энергетики США.

1.2.4. Партнеры, соисполнители Universit Politecnica delle Marche (Италия), University of Nottingham (Великобритания), Free University of Brussels (Бельгия), Институт спектроскопии РАН, SH SISTEMI s.r.l. (Италия), Technion (Израиль), Instituto de Ciencia de Materiales de Sevilla (Испания), Johann Wolfgang Goethe University (Германия). CRC HAS Chemical Research Center of the Hungarian Academy of Sciences (Венгрия), Cambridge University (Великобритания), General Motors Inc.(США).

1.2.5. Перспективы, в т.ч. прикладные Объектами для нанесения покрытий являются ответственные узлы и детали машин, оборудования и инструмента, подвергающиеся одновременному воздействию повышенных температур, агрессивных сред и различных видов износа: режущий и обрабатывающий инструмент, детали авиационных двигателей, газовых турбин и компрессоров, подшипники скольжения, технологическое оборудование для экструзии стекла, стекловолокна и минерального волокна.

1.3. «Разработка научных и технологических принципов создания наноструктурированных керамических дисперсионно-твердеющих и дисперсно-упрочнённых наночастицами композиционных материалов и покрытий для работы в экстремальных условиях эксплуатации»

1.3.1. Обоснование выбора направления Соответствие критической технологии РФ: «Нанотехнологии и наноматериалы».

Разработка нового поколения износостойких покрытий с низким коэффициентом трения, высокой стойкостью к высокотемпературному окислению и воздействию агрессивных сред.

1.3.2. Достигнутые результаты за 2007 г.

Исследована эрозионная способность новых электродных материалов, в т.ч.

модифицированных нанодисперсными компонентами и электродов из дисперсионно-твердеющих керамических материалов, и кинетика осаждения покрытий на титановых сплавах при варьировании частотно-энергетических параметров импульсных разрядов. Проведен комплекс исследований структуры, состава и свойств (сплошность, толщина, микротвердость, жаростойкость, антифрикционные свойства, износостойкость, шероховатость) полученных покрытий.

Установлено, что электроискровые покрытия увеличивают износостойкость в 10 раз и жаростойкость титановых сплавов. Повторная обработка электроискровых покрытий графитом кардинальным образом снижает коэффициент трения даже на образцах с высокой шероховатостью.

Исследованы особенности формирования электроискровых покрытий при использовании СВС-электродного материала на основе сплава кобальта ХТН-61 (СВС-Ц) (ТУ 1798-323 04860509-2005) на подложки из никелевого жаропрочного сплава ЖС6У при варьировании частоты и длительности импульсных разрядов. Комплексные исследования структуры, состава и свойств электроискровых покрытий из СВС- сплава ХТН-61 показали увеличение микротвердости (в 1,8 раза), износостойкости (более 10 раз), а также снижение коэффициента трения в 5 раз. Полученные результаты могут быть эффективно использованы для упрочнения бандажных полок лопаток газотурбинного двигателя (ГТД) технологией электроискрового легирования (ЭИЛ) с применением СВС-электродного материала ХТН-61.

Разработаны и синтезированы по технологии силового СВС-компактирования новые композиционные материалы в системе Ti-B-Cr с различным содержанием хрома (10, 20, 30 и весовых %). Изучены структура и фазовый состав продуктов синтеза с использованием методов сканирующей электронной микроскопии и рентгенофазового анализа. Исследовано влияние параметров СВС-процесса (температуры и скорости горения, дисперсности исходных порошковых компонентов, времени задержки прессования после окончания процесса горения, давления компактирования и времени выдержки продуктов синтеза под давлением) на структуру и свойства композиционных СВС-мишеней. Для каждого состава проведена оптимизация параметров процесса силового СВС-компактирования. Изучено влияние хрома в исходной шихте на структуру, фазовый состав и свойства продуктов синтеза. Установлено, что экзотермичность шихты Ti-Cr-B сильно зависит от содержания бора. Наибольшей адиабатической температурой горения 2954 К обладает шихта 68,8% Ti + 11,2%Cr + 20 %B, в которой образуется наибольшее количество диборида титана. Фазовый состав продуктов в основном состоит из TiB2 и CrB2. Помимо основных фаз, на которые проводился расчет исходной шихты, наблюдается фаза орторомбического моноборида титана TiB. При переходе к составам, содержащим избыточное количество Ti по сравнению со стехиометрией TiB2, фазовый состав усложняется за счет образования фаз Ti2CrB2 и Cr4Ti9B. Механическое активирование (МА) исходных шихтовых смесей повышает скорость горения и тепловыделения, а также однородность распределения компонентов и уменьшает размер структурных составляющих. Получены новые композиционные мишени в системе Ti-B-x%Cr (x =10, 20, 30, 40) диаметром 125 мм и толщиной 8-10 мм.

Покрытия Ti-B-N, Ti-Cr-B-(N), and Ti-Si-B-N были нанесены на поверхность сверл, режущих пластин и фрез путем одновременного магнетронного распыления двух одинаковых мишеней TiBN, TiCrB или TiSiB в газовой смеси Ar+N2. Для повышения адгезионной прочности покрытий подложки перед осаждением обрабатывались высокоэнергетическим пучком ионов титана от ионного имплантора. Изготовлена опытная партия образцов сверл, режущих пластин и твердосплавных фрез с покрытиями. Средняя толщина покрытий, определенная методом оптической профилометрии, составляла 2.5 мкм. Адгезионную прочность (критическую нагрузку Lc) покрытий оценивали с помощью Скратч-тестера непосредственно на концевиках сверл. Для покрытий Ti-Cr-B-N и Ti-Si-B-N критическая нагрузка соответственно составляла 20 и 30 ГПа.

На подложки WC-Co(6%), подвергнутые различным способам обработки (травление, использование промежуточного слоя металла), осаждены микрокристаллические алмазные покрытия в СВЧ плазменном реакторе. Рамановская спектроскопия подтвердила алмазную структуру пленок на подложках с промежуточным слоем, служащим диффузионным барьером для Co. Из Рамановских спектров найдено также, что алмазное покрытие находится под сжимающими напряжениями величиной до 3 ГПа. В ходе предварительных экспериментов в СВЧ- плазмохимическом реакторе получены алмазные покрытия толщиной 4-11 мкм на образцах WC-Co(6%) с диффузионными слоями на основе связки Cr и Ti как с алмазным порошком, так и без него. Промежуточные слои приготовлены методом ТРЭУ. Некоторые варианты подслоев (Cr + алмазные частицы) обеспечивают высокую адгезию CVD-алмазного покрытия.

1.3.3. Данная работа выполнялась по следующим проектам:

Х/д. с ИСМАН: «Разработка технологических основ получения защитных жаростойких покрытий методами ЭИЛ и исследование состава, структуры и свойств покрытий».

Х/д. с ПКО «Теплообменник»: «Разработка и внедрение технологии электроискровой обработки изделий, выпускаемых ОАО ПКО «Теплообменник» с применением новейших составов электродных материалов, в т.ч. модифицированных нанодисперсными компонентами и наноструктурных»

Партнерский проект МНТЦ 3616 по теме: «Разработка экологически чистого сухого процесса механической обработки» с Национальной лабораторией Брукхевена, компанией «Дженерал Моторс» и Департаментом энергетики США.

1.3.4. Партнеры, соисполнители МГУПИ, С-ПГТУ, ЦЕНИ ИОФАН, ИТМО, ИСМАН, ВИАМ, РНЦ «Курчатовский институт», ЗАО НПО «Металл».

1.3.5. Перспективы, в т.ч. прикладные Применение наноструктурированных керамических и дисперсно-упрочненных наночастицами композиционных материалов в процессах формирования защитных слоев на поверхности позволит получить градиентные керамические наноструктурированные и дисперсно упрочненные наночастицами композиционные слои на титановых и никелевых сплавах с повышенными значениями твердости, модуля упругости, упругого восстановления, адгезионной прочности, с низким коэффициентом сухого трения, низкой скоростью окисления на воздухе, высокой сплошностью и низкой шероховатостью, обеспечивающие 2-3-кратное увеличение сроков службы авиационных двигателей (лопатки компрессоров, переходники, пневмоперебросы), двигателей внутреннего сгорания (клапаны газораспределения, шатуны, подшипники), систем авиационного и железнодорожного кондиционирования (обтекатели, клапаны, поршни, штоки), узлов ходовой части техники специального назначения («кривошипы»), а также режущего и штампового инструмента.

1.4. «Разработка теоретических основ создания дисперсно-упрочненных наночастицами композиционных материалов путем применения механического активирования порошковых смесей 1.4.1. Обоснование выбора направления Соответствует приоритетному направлению «Индустрия наносистем и материалы», а также удовлетворяет перечню критических технологий Российской Федерации: «Нанотехнологии и наноматериалы», «Технологии создания композиционных и керамических материалов».

1.4.2. Достигнутые результаты за 2007 г.

Изучено влияние структурных факторов исходных реагентов и шихтовых смесей на кинетические параметры, механизм горения и спекания, определена энергия активации процесса горения сильно активированных смесей, а также энергия активации процесса спекания смесей с нанодисперсной добавкой. Исследованы дисперсно-упрочненные композиционные материалы на основе кобальта, полученные по технологии порошковой металлургии. Механическое активирование шихты в центробежной планетарной мельнице интенсифицирует спекание кобальтового порошка, обеспечивая равномерное распределение наночастиц по объему. На примере двух систем (инертные по отношению к кобальтовой матрице наночастицы ZrO2 и реакционно-активные наночастицы WC) показано, что кинетика спекания определяется термодинамикой взаимодействия в системе «кобальтовая матрица – наночастица». Получен дисперсно-упрочненный наночастицами кобальтовый сплав с равномерно распределенной упрочняющей фазой, имеющий высокие показатели механических и трибологических свойств: износостойкость образцов возрастает в 6 раз, а предел прочности на изгиб увеличивается на 25 %.

1.4.3. Данная работа выполнялась по следующему проекту Г/б: «Разработка теоретических основ создания дисперсно-упрочненных наночастицами композиционных материалов путем применения механического активирования порошковых смесей» (научный руководитель – проф., д.т.н. Левашов Е.А.). Заказчик Рособразование.

1.4.4. Перспективы, в т.ч. прикладные Определение закономерностей взаимодействия в механически активированных гетерогенных средах и принципов формирования структуры композиционных материалов. Установление закономерностей фазо- и структурообразования продуктов синтеза в системах с участием нанокомпонента позволит создать новый класс высокопрочных, жаростойких и износостойких дисперсно-упрочненных материалов.

II. Опытно-конструкторские, технологические и экспериментальные разработки ионно-плазменной технологии нанесения многофункциональных 2.1. «Разработка биоактивных наноструктурных покрытий на медицинские имплантаты из титановых сплавов»

2.1.1. Обоснование выбора направления Соответствие критической технологии РФ: «Нанотехнологии и наноматериалы», «Технологии создания биосовместимых материалов».

Разработка прогрессивных технологий производства новых титановых имплантатов с многофункциональными биоактивными наноструктурированными покрытиями для восстановительной, костнопластической хирургии и стоматологии.

2.1.2. Задачи, которые необходимо решить при выполнении разработок Разработка новых составов многофункциональных биоактивных наноструктурированных покрытий (МБНП) на основе тугоплавких соединений с биологически активной неорганической матрицей, обеспечивающей высокий интеграционный потенциал в клеточно-тканевой среде.

Разработка технологии нанесения МБНП на медицинские имплантаты из титановых сплавов.

Проведение структурных исследований, определение химических, механических и трибологических свойств МБНП. Разработка и сертификация взаимодополняющих прецизионных методов диагностики, аттестации и контроля качества новых материалов и изделий. Выполнение комплекса мероприятий по защите объектов интеллектуальной собственности. Приобретение оборудования и организация опытно-производственного участка ионно-плазменного напыления многокомпонентных биосовместимых наноструктурных покрытий (МБНП) 2.1.3. Достигнутые в 2007 г. результаты Выполнен анализ результатов предварительных экспериментов, научно-технической литературы и нормативно-технической документации, относящейся к разрабатываемой теме.

Проведены маркетинговые и патентные исследования по ГОСТ 15.011-96. Описаны возможные направления решения задач, поставленных в ТЗ, и выполнена их сравнительная оценка.

Описаны методы контроля качества разрабатываемых изделий. Разработаны и обоснованы технические решения, направленные на обеспечение функциональных показателей МБНП.

Оформлена методика электрохимической диагностики совместимости титановых сплавов.

Подготовлен комплект технологической документации с литерой «Э» на технологию изготовления новых составов многофункциональных биоактивных наноструктурных покрытий (МБНП). Оформлен технический акт об изготовлении экспериментальных образцов покрытий и их передачи в РОНЦ и ЦНИИС для проведения биологических испытаний. Изготовлены экспериментальные образцы МБНП. Оформлен технический акт об изготовлении экспериментальных образцов с покрытиями и их передаче в ФГУ «МНИОИ им. П.А. Герцена Росмедтехнологий» для проведения биологических испытаний. Проведены структурные исследования. Разработана технологическая документация литера «Т», предназначенная для изготовления экспериментальных образцов имплантатов с покрытиями.

2.1.4. Данные работы выполнялись по проекту:

Гос. контракт: ионно-плазменной технологии нанесения многофункциональных «Разработка биоактивных наноструктурных покрытий на медицинские имплантаты из титановых сплавов», 2007 2009. (руководитель: в.н.с., проф. Штанский Д.В.) Данная работа является субподрядной к государственному контракту от «15» августа 2007 г. № 02.523.11.3007 по теме: «Разработка опытно-промышленных технологий получения нового поколения медицинских имплантатов на основе титановых сплавов», шифр «2007-3-2.3-00-03-004», выполняемому в рамках федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2012 годы».

2.1.5. Заказчики, производственные базы для реализации разработок ГОУ ВПО Белгородский государственный университет (г. Белгород);

ООО «Конмет» (г. Москва);

ФГУ «Московский научно-исследовательский онкологический институт им. П.А. Герцена Федерального агентства по высокотехнологичной медицинской помощи» (г. Москва);

ГУП РТ «Всероссийский научно-исследовательский проектный институт медицинских инструментов (г. Казань);

ФГУ «ЦНИИ стоматологии и челюстно-лицевой хирургии Федерального агентства по высокотехнологичной медицинской помощи» (г. Москва);

ООО КНПО «Биотехника» (г. Томск);

ГУ Российский онкологический научный центр им. Н.Н. Блохина РАМН (г. Москва) 2.1.6. Партнеры, соисполнители ГОУ ВПО Белгородский государственный университет (г. Белгород);

ЗАО НПО «Металл» (г.

Москва);

ООО «Конмет» (г.Москва);

Институт физики прочности и материаловедения СО РАН (г. Томск);

ФГУ «Московский научно-исследовательский онкологический институт им. П.А.

Герцена Федерального агентства по высокотехнологичной медицинской помощи» (г. Москва);

ГУП РТ «Всероссийский научно-исследовательский проектный институт медицинских инструментов (г. Казань);

Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН (г.

Москва);

ФГУ «ЦНИИ стоматологии и челюстно-лицевой хирургии Федерального агентства по высокотехнологичной медицинской помощи» (г. Москва);

ФГУП «ЦНИИ конструкционных материалов «Прометей» (г. Санкт-Петербург);

ООО КНПО «Биотехника» (г. Томск);

ГУ Российский онкологический научный центр им. Н.Н. Блохина РАМН (г. Москва);

ГОУ ВПО «Московский физико-технический институт (государственный университет)» (г. Москва).

2.1.7.Разработанная техническая документация Технологическая документация (эскизный проект) с литерой «Э» на технологию изготовления новых составов композиционных дисковых мишеней-катодов для ионно плазменного осаждения МБНП Технологическая документация (Технический проект) с литерой «Т» на технологию производства новых составов композиционных дисковых мишеней-катодов для ионно плазменного осаждения МБНП Технические акты об изготовлении экспериментальных образцов мишеней-катодов для ионно-плазменного осаждения МБНП Протокол №1 лабораторных испытаний экспериментальных образцов дисковых композиционных ФГМ мишеней-катодов предназначенных для нанесения МБНП по технологии магнетронного распыления Акт лабораторных испытаний экспериментальных образцов Комплект технологической документации с литерой «Э» на технологию изготовления новых составов многофункциональных биоактивных наноструктурных покрытий (МБНП).

Технологическая документация литера «Т», предназначенная для изготовления экспериментальных образцов имплантатов с МБНП.

Технический акт об изготовлении экспериментальных образцов покрытий и их передачи в ГУ РОНЦ им. Блохина для проведения биологических испытаний;

Технический акт об изготовлении экспериментальных образцов покрытий и их передачи в ФГУ «ЦНИИС и ЧЛХ Росмедтехнологий» для проведения биологических испытаний Технический акт об изготовлении экспериментальных образцов с покрытиями и их передаче в ФГУ «МНИОИ им. П.А. Герцена Росмедтехнологий» для проведения биологических испытаний Методики и акты механических и биологических испытаний Методика оценки биосовместимости МБНП для имплантатов в экспериментах in vitro (РОНЦ) Методика проведения оценки in vitro биологической совместимости имплантатов (ЦНИИС) Методика проведения испытаний имплантатов в условиях воздействия силовых и динамических нагрузок (МНИОИ) Методика электрохимической диагностики совместимости титановых сплавов Акт биологических испытаний in vitro (РОНЦ) Акт испытаний опытных образцов имплантатов с МБНП (ЦНИС) Проекты технических условий Набор имплантатов дентальных титановых с МБНП Набор имплантатов титановых с МБНП для хирургии позвоночника Набор имплантатов титановых с МБНП для черепно-челюстно-лицевой хирургии Эндопротезы тазобедренного сустава бесцементной фиксации с МБНП Мишени-катоды композиционные для ионно-плазменного осаждения МБНП 2.2. Разработка ЭИЛ- технологии получения защитных жаростойких покрытий из дисперсно-упрочненных наночастицами и дисперсионно-твердеющих электродных материалов 2.2.1. Обоснование выбора направления Соответствует приоритетному направлению «Индустрия наносистем и материалы», а также удовлетворяет перечню критических технологий Российской Федерации: «Нанотехнологии и наноматериалы», «Технологии создания композиционных и керамических материалов»

2.2.2. Достигнутые в 2007 г. результаты В году изготовлены СВС-электродные материалы для электроискрового модифицирования поверхности титановых сплавов. Разработаны основы технологии электроискровой обработки деталей из титановых сплавов, обеспечивающей высокий уровень эксплутационных свойств.

2.2.3. Данные работы выполнялись по проектам:

Х/д.: с ИСМАН: «Разработка технологических основ получения защитных жаростойких покрытий методами ЭИЛ и исследование состава, структуры и свойств покрытий».

Х/д. с ПКО «Теплообменник»: «Разработка и внедрение технологии электроискровой обработки изделий, выпускаемых ОАО ПКО «Теплообменник» с применением новейших составов электродных материалов, в т.ч. модифицированных нанодисперсными компонентами и наноструктурных»

2.2.4. Заказчики, производственные базы для реализации разработок ОАО ПКО «Теплообменник» (г. Нижний Новгород), ОАО Научно-исследовательский институт стали, ФГУП ПО Уралвагонзавод им. Ф. Э. Дзержинского (ФГУП «ПО УВЗ») (г. Нижний Тагил), ФГУП ММПП «Салют» (г. Москва), ОАО Энергомаш им. академика Глушко (г. Химки), ОАО НПО «Сатурн»

(г. Рыбинск), ООО «Компоненты двигателя» (г. Москва), ОАО Уфимское авиационно-производственное объединение (г. Уфа) 2.2.5. Партнеры, соисполнители ФГУ РНЦ «Курчатовский институт», ФГУП ВИАМ, ИСМАН 2.2.6. Разработанная техническая документация ТУ ТУ 1984-012-11301236-2007 (взамен 1984-012-11301236-01) «Электроды композиционные с нанокристаллическими добавками для электроискрового легирования»

(проект).

ТУ 1984-027-11301236-2007 на «Электроды из дисперсионно-твердеющих керамических материалов для ручной и механизированной электроискровой обработки» (проект).

ТИ 29–02066500–164–1–2007 «Временная технологическая инструкция на процесс электроискровой обработки деталей из титановых сплавов».

III. Организация и проведение международных семинаров, международная деятельность Международный семинар «Твердые износостойкие покрытия с низким коэффициентом трения и высокой жаро- и коррозионной стойкостью» (председатель оргкомитета: в.н.с., проф. Штанский Д.В.) Семинар проходил в период с 19 по 21 февраля 2007 года в МИСиС. В семинаре принимали участие ведущие ученые-эксперты в области наноструктурных тонких пленок и многофункциональных покрытий из Бельгии, Великобритании, Венгрии, Германии, Израиля, Италии и России. Семинар проводился в рамках международного проекта EXCELL 6 й Рамочной программы Евросоюза по теме: «Преодоление разобщенности Европейских исследований в области многофункциональных тонких пленок».

Международный российско-американский семинар «Наноструктурные поверхности и границы раздела» (Председатель оргкомитета: в.н.с., проф. Штанский Д.В.). Семинар проходил в период с 18 по 22 июня 2007 г. в МИСиС. На семинаре были представлены 33 обзорных доклада по основным направлениям исследований в области наноструктурных материалов и нанотехнологий модифицирования поверхности и границ раздела: наноструктурные поверхности и покрытия на основе полимеров;

поверхности и границы раздела, модифицированные наночастицами;

поверхности, модифицированные углеродными и не углеродными нанотрубками;

Алмазные материалы с нано- и микротекстурованной поверхностью;

наноструктурные поверхности, содержащие квантовые домены;

биоинженерные наноструктурные поверхности и границы раздела;

Компьютерное моделирование наноструктур.

Данные мероприятия выполнялись по следующим проектам:

Проект разобщенности Европейских исследований в области EXCELL: «Преодоление многофункциональных тонких пленок» (2005-2010) в рамках 6-й Рамочной программы Евросоюза.

(координатор проекта - Arcelor Mittal Group, координатор работ МИСиС: проф. Штанский Д.В.).

Грант МНТЦ SWS No. SB-110: «Наноструктурные поверхности и границы раздела», российско американский семинар, 2007 (Рук.: в.н.с., проф. Штанский Д.В.).

Контракт с EOARD No. FA8655-07-M-5066: «Наноструктурные поверхности и границы раздела», российско-американский семинар, 2007 (Рук.: в.н.с., проф. Штанский Д.В.).

«Виртуальный Институт по Нано-Пленкам» “VINF” В 2007 г. МИСиС стал членом международной некоммерческой ассоциации «Виртуальный Институт по Нано-Пленкам», зарегистрированной в Льеже (Бельгия), бульвар d’Avroy 280, целью которой является оказания научно-исследовательских и образовательных услуг в области многофункциональных наноструктурных пленок.

Подписанные в 2007 году договора о научно-техническом сотрудничестве Договор о научно-техническом сотрудничестве с Bay Zoltan Foundation for Applied Research Institute for Nanotechnology, Miskolc, Hungary;

Договор о научно-техническом сотрудничестве с Chemical Research Center Hungarian Academy of Science, Budapest, Hungary Договор о научно-техническом сотрудничестве с AC2T Research GmbH – Austrian Center of Competence for Tribology, Wiener Neustadt, Austria Договор о научно-техническом сотрудничестве с Институтом ядерных исследований «Винча», г.

Белград, Республика Сербия.

Международный проект NANOINDENT В 2007 г. МИСиС, в составе международного консорциума в рамках 7-й Рамочной программы Евросоюза, стал победителем проекта NANOINDENT “Разработка и распространение новой техники и стандартов для наномеханических испытаний”. Работы попроекту начнутся в 2008 г.

Основные публикации 1. Levashov E.A., Vakaev P.V., Zamulaeva E.I., Kudryashov A.E., Kurbatkina V.V., Shtansky D.V., Voevodin A.A., Sanz A. Disperse–strengthening by nanoparticles advanced tribological coatings and electrode materials for their deposition // Surface and Coatings Technology. – 2007. – V 201. – P.

6176–6181.

2. Биоактивные керамические танталсодержащие пленки для имплантатов./ Штанский Д. В., Башкова И. А., Кирюханцев–Корнеев Ф. В. И др.//Доклады РАН. – 2008. – Т.418. – С. 1–4.

3. Ta–doped multifunctional bioactive nanostructured films./ Shtansky D.V., Gloushankova N.A., Bashkova I.A. et al.//Surface and Coatings Technology. – 2008.

4. Новый тип имплантационного материала на основе политетрафторэтилена с металлическими и керамическими покрытиями./ Григорьян А.С., Филонов М.Р., Штанский Д.В. и др.// Стоматология. – 2007. – №5. (Спецвыпуск). – С. 20–26.

5. Влияние различных по химическому составу покрытий интраоссальных титановых имплантатов на их интеграцию в кость./ Кулаков А.А., Григорьян А.С., Филонов М.Р. и др.//Российский вестник дентальной имплантологии. – 2007. – №3/4. – С. 10–15.

6. Biocompatible nanostructured coatings for medicine.// Information and Innovations. – 2007. – V.1. – P.

63–64.

7. Hard tribological Ti–Cr–B–N coatings with enhanced thermal stability, corrosion– and oxidation– resistance./ Shtansky D.V., Kiryukhantsev–Korneev Ph.V., Sheveiko A.N. et al.//Surface and Coatings Technology. – 2007. – V. 202. – P.861–865.

8. Effect of nitrogen on structure, physical and mechanical properties of CrB2 films./Kiryukhantsev– Korneev Ph.V., Pierson J.F., Petrzhik M.I. et al.//Thin Solid Films (submitted).

9. The Structure and Mechanical Properties of Ti–Si–B Coatings Deposited by DC and Pulsed–DC Unbalanced Magnetron Sputtering./ Audronis M., Leyland A., Matthews A. et al.//Plasma Process and Polymers. – 2007. – V. 4. – P. S687–S692.

10. Влияние Al, Si и Cr на термическую стабильность и стойкость к высокотемпературному окислению покрытий на основе боронитрида титана./ Кирюханцев–Корнеев Ф. В., Петржик М.И., Шевейко А.Н. и др.//Физика металлов и металловедение. – 2007. – Т. 104. – № 2. – С. 176–183.

11. Thermal stability and oxidation resistance of Ti–B–N, Ti–Cr–B–N, Ti–Si–B–N and Ti–Al–Si–B–N films./ Kiryukhantsev–Korneev F.V., D.V. Shtansky, M.I. Petrzhik et al.//Surface and Coatings Technology. – 2007. – V. 201. – P. 6143–6147.

12. Петржик М.И., Левашов Е.А. Современные методы изучения функциональных поверхностей перспективных материалов в условиях механического контакта..//Кристаллография. – 2007. – Т.

52. – №6. – С.1002–1010.

13. Левашов Е.А. Штанский Д.В. Многофункциональные наноструктурные пленки (Обзор).//Успехи химии. – 2007. – Т. 76. – № 5. – С. 501–509.

14. Nanostructured, Multifunctional Tribological Coatings./ In–Wook Park, Lin J., Moerbe W.C. et al.//International Journal of Nanomanufacturing. – 2007. – V. 1. – No. 3. – Р. 399–438.

15. Materials Science and Technological Aspects of Electrospark Deposition of Nanostructured WC–Co Coatings onto Titanium Substrates./ Levashov E.A., Zamulaeva E.I., Kudryashov A.E. et al.//Plasma Processes and Polymers. – 2007. – V. 4. – Issue 3. – P. 293–300.

17. Mechanoactivation of SHS Systems and Processes./ Levashov E.A., Kurbatkina V.V., Rogachev A.S. et al.// Int. Journal of Self–Propagating High–Temperature Synthesis.– 2007. –V.16. – №1. – P. 46–50.

18. Kurbatkina V.V., Levashov E.A., Rogachev A.S. Mechnoactivation of SHS.// In the Book:

«Combustion of Heterogeneous Systems: Fundamentals and Application for Materials Synthesis»/ Edited by Mukasyan A.S., Martirosyan K.S., Transword Research Network, ISBN 81–7895–269–6, 2007. – Р. 131–143.

19. Levashov E.A., Shtansky D.V. Multifunctional Nanostructured Films. //Russian Chemical Reviews. – 2007. – V. 76. – N. 5. – Р. 463–470.

20. Specific Features of Formation of Nanostructured Electrospark Protective Coatings on the OT4– Titanium Alloy with the Use of Electrode Materials of the TiC–Ti3AlC2 System Disperse–Strengthened by Nanoparticles./ Levashov E.A., Kudryashov A.E., Pogozhev Yu.S. et al.// Russian Journal of Non– Ferrous Metals.– 2007.– V. 48. – №5. – P. 368–378.

21. Особенности формирования наноструктурных электроискровых защитных покрытий на титановом сплаве ОТ4–1 при использовании дисперсно–упрочненных наночастицами электродных материалов системы TiC–Ti3AlC2../ Левашов Е.А., Кудряшов А.Е., Погожев Ю.С. и др. // Изв. вузов. Цветная металлургия. – 2007. – № 5. – С. 54–65.

22. Левашов Е.А., Новиков А.В., Курбаткина В.В. Технология и свойства СВС– порошков, материалов и изделий: Лабораторный практикум. – М., Изд. «Учеба»,2007. – 73 с.

23. Petrzhik M. I., Levashov E. A. Modern Methods for Investigating Functional Surfaces of Advanced Materials by Mechanical Contact Testing // Crystallography Reports. – 2007.– V. 52. – № 6. –P.966– 974.

24. Процессы формирования, структура и свойства электроискровых покрытий на армко–железе, полученных при применении нано– и микроструктурных электродов WC–Co./ Левашов Е.А., Замулаева Е.И., Кудряшов А.Е. и др.//Изв. вузов. Порошковая металлургия и функциональные покрытия. – 2007. – №1. – С. 41– 52.

25. Formation Processes, Structure, and Properties of Spark Coatings of Armco Iron Obtained with the Use of Nanostructured and Microstructured WC–Co Electrodes./ Levashov E. A., Zamulaeva E. I., Kudryashov A. E. et al.//Russian Journal of Non–Ferrous Metals. – 2007. – V. 48. – N. 6. – Р. 478–487.

26. Point of Zero Charge of Different Carbides./ Cherovich Lj.S., Milonjich S.K., Todorovich M.B. et al.//Colloids and Surfaces A: Physicochem. Eng. Aspects. – 2007. – V. 297. – P. 1–6.

Самораспространяющийся высокотемпературный синтез катодов–мишеней в системе Ti–Ta–C– 27.

Ca3(PO4)2 для ионно–плазменного напыления многофункциональных биосовместимых наноструктурированных покрытий./ Левашов Е.А., Рогачев А.С., Епишко Ю.К. и др.//Изв. вузов.

Порошковая металлургия и функциональные покрытия. – 2007. – №1. – С. 14–26.

28. Self–Propagating High–Temperature Synthesis of Target Cathodes in the System Ti–Ta–C–Ca3(PO4) for the Ion–Plasma Deposition of Multifunctional Tissue–Compatible Nanostructured Coatings./ Levashov E.A., Rogachev A.S., Epishko Yu.K. et al.// Russian Journal of Non–Ferrous Metals. – 2007.

– V. 48. – N. 6. – P. 496–505.

29. Bioactive (Ti,Ta)–Based Ceramics Coatings for Implants./ Bashkova I.A., Shtansky D.V., Gloushankova N.A. et al.// EUROMAT–2007, Nrnberg 10–13 September, 2007.

30. Nanostructured films. From mechanical engineering to medicine./ Shtansky D.V., Kiryukhantsev– Korneev Ph.V., Sheveyko A.N. et al.// XVIII International Conference on Ion–Surface Interactions (ISI–2007), August 24–28, 2007, Zvenigorod, Moscow Region, Russia: In Book of Reports. – of Chapter 3. – P. 10–15.

31. Application of SHS–composite targets for deposition of bioactive ceramic coatings for load–bearing implants./ Shtansky D.V., Bashkova I.A., Senatulin B.R. et al.// IX International Symposium on SHS, Dijon, France, 1–5 July, 2007. –T6. – P01.

32. Shtansky D.V. Invited. Design, characterization and testing of multicomponent PVD–coatings for biomedical applications// E–MRS Spring Meeting. 2007, May 28 – June 1, Strasbourg, France.

Использование полимера с металлическими и керамическими покрытиями в качестве основы для 33.

гибридных имплантатов./ Григорьян А.С., Филонов М.Р., Штанский Д.В. и др.//III Всероссийский симпозиум с международным участием «Актуальные вопросы тканевой и клеточной трансплантологии», Москва, ЦИТО, 25–26 апреля 2007 г.: Материалы симпозиума. – С. 61–63.

Use of metal–coated and ceramic–coated polymers as scaffolds for composite implants./ Grygoryan 34.

A.S., Filonov M.R., Shtansky D.V. et al.// Proceedings of the British Russian workshop «Stem cells:

policy, research and innovations», Moscow 2007. – Р. 16–17.

35. Shtansky D.V. Invited. Multicomponent nanostructured coatings with multifunctional properties. From fundamental principles to application.// Workshop on Surface Treatments and Coatings for Mechanical and Aeronautical Applications, March 28–30th 2007, Seville, Spain.

36. Structure and properties of hard nanostructured coatings in Cr–B–N system./ Kiryukhantsev–Korneev Ph.V., Pierson J.F., Sheveyko A.N. et al.//The 3rd French–Russian Seminar «New Achievements in Materials and Environmental Science», Metz, November 7–9, 2007: Proceedings. – Р. 18.

37. Advanced multifunctional nanostructured films and nanoparticles disperse–strengthened coatings./ Levashov E.A., Zamulaeva E.I., Kurbatkina V.V. et al.// The 3rd French–Russian Seminar «New Achievements in Materials and Environmental Science», Metz, November 7–9, 2007: Proceedings. – Р.20.

Наноструктурированные и дисперсно–упрочненные наночастицами электродные материалы и 38.

многофункциональные покрытия./ Левашов Е.А., Штанский Д.В., Замулаева Е.И. и др.// XVIII Менделеевский съезд по общей и прикладной химии, 23–28 сентября 2007 г., Москва: Тезисы докладов в пяти томах. – Т. 2: «Химия материалов, наноструктуры и нанотехнологии».– С. 42.

39. Наноструктурные износостойкие покрытия для режущего инструмента./ Кирюханцев–Корнеев Ф.В., Петржик М.И., Шевейко А.Н. и др.// II международная конференция «Деформация и разрушение материалов и наноматериалов», Москва, 8–11 сентября, 2007: Материалы. – М.:

Изд–во ИМЕТ РАН, 2007. – С.378–379.

40. Multilayered and Nanocomposite TiCrBN/WSex Coatings Deposited by Ion Implantation Assisted Sputtering of TiCrB and WSe2 targets./ Kiryukhantsev–Korneev F.V., Sheveiko A.N., Sorokin D. et al.// EUROMAT–2007, Nrnberg 10–13 September, 2007.

41. Influence of high–energy metal ion implantation on the structure and properties of Ti–based ceramics coatings./ Sheveiko A.N., Kiryukhantsev–Korneev Ph.V., Petrzhik M.I. et al.// EUROMAT–2007, Nrnberg 10–13 September, 2007.

42. Effect of nitrogen on structure and properties of hard CrB2 thin films./ Kiryukhantsev–Korneev Ph.V., Pierson J.F., Shtansky D.V. et al.// E–MRS Spring Meeting 2007, May 28 – June 1, Strasbourg, France.

43. Effect of the target composition on the microstructure and properties of TiAlNSi nanocomposite coatings./ Godinho V., Fernndez–Ramos C., Justo A. et al.// E–MRS Spring Meeting 2007, May 28 – June 1, Strasbourg, France.

44. Hard tribological Ti–(Al,Cr,Si)–(B,N) films with enhanced thermal stability, corrosion– and oxidation– resistance./ Shtansky D.V., Kiryukhantsev–Korneev Ph.V., Sheveiko A.N. et al.// International Conference on Metallurgical Coatings and Thin Films (ICMCTF), San Diego, USA, April 23–27, 2007.

45. Дисперсно–упрочненные наночастицами связки для алмазного инструмента и наноструктурные функциональыне покрытия: Обзор.// Левашов Е.А., Курбаткина В.В., Штанский Д.В. и др.// Вторая Всероссийская конференция по наноматериалам, НАНО–2007, 13–16 марта 2007 г., г.

Новосибирск, Россия.

46. Термическая стабильность и стойкость к высокотемпературному окислению твердых наноструктурных покрытий TixBN (x=Al,Cr,Si)./ Кирюханцев–Корнеев Ф.В., Штанский Д.В., Петржик М.И. др.// Вторая Всероссийская конференция по наноматериалам, НАНО–2007, 13– марта 2007 г., г. Новосибирск, Россия: Тезисы. – С. 166.

47. Levashov E.A. Chemical Reaction Assisted Pulsed Electrospark Deposition (CRAPED).//Workshop on Surface Treatments and Coatings for Mechanical and Aeronautical Applications, Seville, Spain, 2007, March 28–30: Proceedings. – Р. 48.

48. Yepishko Yu.K., Levashov E.A., Senatulin B.R. Development and Production of New Multicomponent Composite Targets For Magnetron Sputtering of Biocompatible Coatings Using Technology of Self– Propagating High–Temperature Synthesis (SHS).// IX Int. Symposium on SHS, University of Bourgogne, Dijon, France, 1–5 July, 2007: Abstracts Book. – T4_01.

49. Kurbatkina V.V., Levashov E.A. Dispersion Hardening Ceramic Materials Produced Using SHS.// IX Int. Symposium on SHS, University of Bourgogne, Dijon, France, 1–5 July, 2007: Abstracts Book. – T3_01.

50. Influence of Grain Size of WC–8%Co in Electrodes on Chemical Interaction with Ti Substrate During Electrospark Deposition./ Zamulaeva E., Levashov E., Kudryashov A. et al.// IX Int. Symposium on SHS, University of Bourgogne, Dijon, France, 1–5 July, 2007: Abstracts Book. – T4_02.

51. Electrode Materials Dispersion–Strengthened With Nanoparticles and Their Use in Electrospark Alloying./ Kudryashov A., Pogozhev Yu., Levashov E. et al.// IX Int. Symposium on SHS, University of Bourgogne, Dijon, France, 1–5 July, 2007:Abstracts Book. – T4_10.

52. Application of SHS–Composite Targets for Deposition of Bioactive Ceramic Coatings for Load– Bearing Implants./ Shtansky D.V., Bashkova I.A., Senatulin B.R. et al.// IX Int. Symposium on SHS, University of Bourgogne, Dijon, France, 1–5 July, 2007: Abstracts Book. –T6_P01.

53. Filonov M.R., Levashov E.A., Borovinskaya I.P. Refractory Crucible Production with Using SHS Boron Nitride.// IX Int. Symposium on SHS–2007, University of Bourgogne, Dijon, France, 1–5 July, 2007: Abstracts Book. – T6_P02.

54. Advanced SHS– Materials for Deposition of Functional Nanostructured Films and Nanoparticles Disperse–Strengthened Coatings./ Levashov E.A., Kurbatkina V.V., Moore J.J. et al.// IX Int.

Symposium on SHS, University of Bourgogne, Dijon, France, 1–5 July, 2007: Abstracts Book. – T4_K1.

55. Levashov E.A. Disperse–Strengthened by Nanoparticles Coatings Produced Using Pulse Electrospark Deposition.// 4th European Summer School «Rapid Manufacturing for Competitiveness», ENISE, Sent– Etienne, 10–14 September, 2007: Book of Abstracts.

56. СВС– электродные материалы инструментального назначения./ Левашов Е.А., Панов В.С., Кудряшов А.Е. и др.// Конференция «Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения», Киев: ИСМ им. В.Н.

Бакуля НАН Украины.:Сб. научных трудов. – Вып. 10. – С. 414–422.

Участие в конференциях, выставках 1 EUROMAT–2007, Nrnberg 10–13 September, 2007.

2 XVIII International Conference on Ion–Surface Interactions (ISI–2007), August 24–28, 2007, Zvenigorod, Moscow Region, Russia.

IX International Symposium on SHS, University of Bourgogne, Dijon, France, 1–5 July, 2007.

4 E–MRS Spring Meeting 2007, May 28 – June 1, Strasbourg, France.

III Всероссийский симпозиум с международным участием «Актуальные вопросы тканевой и клеточной трансплантологии», Москва, ЦИТО, 25–26 апреля 2007.

6 British Russian workshop «Stem cells: policy, research and innovations», Moscow 2007.

7 Workshop on Surface Treatments and Coatings for Mechanical and Aeronautical Applications, March 28–30th 2007, Seville, Spain.

The 3rd French–Russian Seminar «New Achievements in Materials and Environmental Science», Metz, November 7–9, 2007.

XVIII Менделеевский съезд по общей и прикладной химии, 23–28 сентября 2007 г., Москва.

10 II международная конференция «Деформация и разрушение материалов и наноматериалов», 8–11 сентября, 2007, ИМЕТ РАН, Москва.

11 International Conference on Metallurgical Coatings and Thin Films (ICMCTF), San Diego, USA, April 23–27, 2007.

12 Вторая Всероссийская конференция по наноматериалам, НАНО–2007, 13–16 марта 2007., г. Новосибирск, Россия.

13 4th European Summer School «Rapid Manufacturing for Competitiveness», ENISE, Sent–Etienne, 10–14 September, 2007.

14 Конференция «Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения», Киев: ИСМ им. В.Н. Бакуля НАН Украины.

Объекты интеллектуальной собственности 1. Патент РФ № 2305717. Мишень для получения функциональных покрытий и способ ее изготовления./ Левашов Е.А., Курбаткина В.В., Штанский Д.В. и др. – Зарегистрирован 23.03.2007.

2. Патент РФ № 2310627., Левашов Е.А. Шихта для изготовления огнеупорных изделий./ Филонов М.Р., Зайцев М.В., Цветкова Е.М. и др. – от 20.11.2007 по заявке № 2006133345 от 19.09.2006.

3. Международная заявка РСТ/WO 2007/004913 A1. Biologically Compatible Multicomponent Nanostructural Coatings for Medical Application./ Levashov E.A., Shtansky D.V., Glushankova N.A. et al. – от 11.01.2007.

4. Патент РФ № 2302261. Псевдоупругий биосовместимый функционально-градиентный материал для костных имплантов и способ его получения./ Петржик М.И., Филонов М.Р., Трегубов А.А. и др. – по заявке № 2006115866/15(017225) от 11.05.2006. Положительное решение от 13.02.2007.

5. Заявка на патент РФ № 2007113955. Многофункциональные биосовместимые наноструктурные пленки для медицины./ Левашов Е.А., Штанский Д.В. – от 16.04.2007.

6. Заявка на патент №2007105829. Способ получения имплантационного материала на основе пористого политетрафторэтилена и материал, полученный этим способом./ Григорьян А.С., Филонов М.Р., Кулаков А.А. и др. – от 16.02.2007.

Награды 1 Директору НУЦ СВС, д.т.н., проф. Левашову Е.А. присвоено звание почетного доктора наук (Honorary Doctor of Engineering) Горной Академии Колорадо (Colorado School of Mines) (США). 2 За большой вклад в развитие теории и практики правовой охраны объектов интеллектуальной собственности проф. Левашов Е.А. награжден Почетным знаком Федеральной службы по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам (Роспатента) «На благо России» (Приказ Роспатента № 129л от 14.06.2007).

3 Изобретение «Связки для получения алмазного инструмента» (авторы: Левашов Е.А..

Андреев В.А., Курбаткина В.В.) )награждено дипломом и золотой медалью 18-й Международной выставки изобретений, инноваций и технологий ITEX 2007 (Куала Лумпур, Малайзия, 18-20 мая 2007.

4 Изобретение «Мишени для осаждения функциональных покрытий и метод их получения» (авторы: Левашов Е.А., Курбаткина В.В., Штанский Д.В., Сенатулин Б.Р.) награждено дипломом и золотой медалью 18-й Международной выставки изобретений, инноваций и технологий ITEX 2007 (Куала Лумпур, Малайзия, 18-20 мая 2007).

5 Директор НУЦ СВС, проф. Левашов Е.А. за выдающийся вклад в создание изобретений и инноваций награжден специальным призом Корейской Ассоциации на 18-й Международной выставке изобретений, инноваций и технологий ITEX 2007 (Куала Лумпур, Малайзия, 18-20 мая 2007).

6 Дипломами и памятными медалями Салона Инноваций и бизнеса (г. Белград, Сербия, ноября – 01 декабря, 2007 г.) и Выставки «Дни России в Венгрии» (г. Будапешт, 26- ноября 2007 г.) награждены инновационные разработки «Биосовместимые многоком понентные наноструктурные покрытия для медицины» и «Мишени для осаждения многофункциональных покрытий и метод их получения».

7 Дипломом и золотой медалью Х Международного салона промышленной собственности «Архимед-2007» (г. Москва) награждено изобретение «Связки для изготовления алмазного инструмента» (авторы: Левашов Е.А.. Андреев В.А., Курбаткина В.В.) 8 Студент гр. РПМ-02 Сорокин Д.И ( рук. проф. Штанский Д.В.) награждён дипломом за работу «Разработка твердых нанокомпозиционных и многослойных покрытий в системе TiCrB(N)/WSex» на Всероссийской выставке научно-технического творчества молодёжи.

Москва, ВВЦ 26-29 июня 2007 г.

Контактные телефоны и почта Левашов Евгений Александрович – Директор НУЦ СВС: проф., д.т.н., акад. РАЕН Тел.: (495) 230–45–00;

Тел/факс: (495) 236–52– Е-mail: levashov@shs.misis.ru ЛАБОРАТОРИЯ АМОРФНЫХ И МИКРОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ СПЛАВОВ Калошкин С.Д.

Зав. лабораторией Основные направления исследований 1. Формирование деформационно-чувствительных наноструктур в сплавах на основе железа при интенсивной пластической деформации Цель работ заключается в установлении термодинамических и кинетических параметров фазовых превращений, протекающих в сплавах на основе железа, подвергнутых интенсивной пластической деформации (ИПД). Основное внимание уделяется механизму влияния ИПД на преобладание диффузионного или бездиффузионного (мартенситного) механизма фазовых превращений, протекающих при термической и механической обработках этих сплавов. В результате выполнения проекта были определены критические температуры фазовых превращений и установлены закономерности структурных изменений при нагреве, охлаждении, изотермических выдержках и деформации в ИПД сплавах. В результате проводимых исследований предполагается разработать методы контролируемого получения наноструктурных материалов с заданными кинетическими и температурными характеристиками фазовых превращений, и оценены перспективы практического применения таких материалов.

2. Разработка новых полимерных композиционных материалов с повышенными физико механическими и трибологическими свойствами Работа направлена на разработку новых композиционных материалов на основе высокопрочных полимеров с наноразмерными и наноструктурными наполнителями, практическое использование которых в мировой практике только начинается. Основным назначением разрабатываемых композиционных полимер-наполненных материалов является применение в узлах трения насосной техники для нефтегазодобычи, водоснабжения и канализации, водометных двигательных установках. Рабочие органы (импеллеры, рабочие колеса, направляющие аппараты), подшипники скольжения и уплотнения из создаваемых полимерных, эластомерных и композитных материалов должны обладать повышенной износостойкостью, химической стойкостью, теплостойкостью, удельной конструкционной прочностью, а также уменьшенной массой и коэффициентом трения по сравнению с традиционно применяемыми металлическими и керамическими материалами.

3. Исследование кинетических, термодинамических и структурных особенностей формирования защитных покрытий на металлических подложках, полученных методом механического легирования Цель работы заключается в разработке метода механического легирования для нанесения слоя металла на поверхность другого металла с последующим формированием интерметаллидных фаз при термо-диффузионных отжигах, а также в установлении термодинамических и кинетических параметров фазовых превращений в поверхностном слое и определении температурно-временных условий формирования плотных интерметаллидных покрытий. В результате исследований должны быть разработаны основы метода механохимического синтеза интерметаллидных фаз на поверхности металла-основы, выяснены критические температуры фазовых превращений и установлены закономерности структурных изменений при нагреве полученных образцов.

В работах принимали участие 2 доктора, 4 кандидата наук, 3 аспиранта, 8 студентов.

Основные результаты исследований 1. Формирование деформационно-чувствительных наноструктур в сплавах на основе железа при интенсивной пластической деформации Методами механоактивационной обработки и интенсивной пластической деформации кручением получены сплавы составов Fe(100-x)Mnх, Fe(100-x)Nix, Fe86NixMn14-x, и Fe84NixMn16-x.

Фазовое и структурное состояние сплавов исследовали методами рентгеноструктурного анализа и мессбауэровской спектроскопией. Подробное изучение фазовых превращений проводилось методом термомагнитного анализа. Было обнаружено значительное снижение температур мартенситного превращения МН в сравнении с литыми сплавами, что ранее не было достигнуто ни одним из известных методов получения и обработки образцов. В сплавах Fe-Ni с содержанием Ni менее 18 ат.%, а также в сплавах Fe86Ni12Mn2 и Fe86Ni10Mn4, полученных механическим сплавлением, при охлаждении обнаружен «нормальный» механизм превращения (неупорядоченная перестройка решетки). Увеличение температуры или продолжительности отжига сплавов в температурной области стабильности аустенита приводит к подавлению «нормального» превращения. В двойных сплавах Fe-Mn при содержании марганца 7–9 ат.% в сплаве наблюдали изотермическое мартенситное превращение при комнатной температуре.

ИПД механосплавленных порошков, имевших после отжига однофазную аустенитную структуру, сопровождается интенсивным мартенситным превращением, образцы после ИПД кручением имеют однофазную мартенситную структуру. Последующий отжиг позволяет перевести такую структуру обратно в однофазное аустенитное состояние. Полученные сплавы чувствительны и к слабой деформации, которая сопровождается частичным мартенситным превращением. Исследование влияния деформационных воздействий на фазовый состав изучаемых материалов проводили на объемных образцах, полученных из приготовленных нами порошковых сплавов путем гидростатического прессования. Установлено, что при деформации ГЦК фаза частично превращается в мартенсит, фазовый состав сплавов после деформации зависит от содержания легирующего элемента и режима отжига перед деформацией.


Количество мартенсита в структуре объемного сплава, полученного компактированием порошка, растет с увеличением степени деформации образца, причем наблюдаемые зависимости близки к линейным в широком интервале прилагаемых нагрузок. Проведен анализ и дано обоснование наблюдаемых зависимостей фазово-структурного состояния сплавов от параметров ИПД и термических обработок. Обсуждены перспективы практического использования обнаруженных эффектов.

2. Разработка новых полимерных композиционных материалов с повышенными физико механическими и трибологическими свойствами Разработана методика компактирования композиционных материалов, разработана, изготовлена и протестирована необходимая оснастка (пресс-формы для получения объемных образцов нанокомпозитов). Методом прямого прессования получены тестовые образцы нанокомпозитов на основе порошкообразного полипропилена марки ППК с использованием в качестве нанонаполнителя монтмориллонита, наноалмазов, а также концентрата на основе полипропилена и монтмориллонита, полученного механоактивацией. Содержание наполнителя в композитах варьировалось от 0 до 5 % масс. Приведены результаты экспериментов по получению объемных образцов композиционных материалов, наполненных модифицированными и немодифицированными наполнителями. Экспериментально установлено, что нанокомпозиты обладают хорошей текучестью при переработке, поэтому они могут перерабатываться в изделия способами прямого прессования. Изготовленные объемные образцы имеют хорошее внешнее качество, какие-либо дефекты в них отсутствуют. Показано, что введение нанонаполнителей в указанных количествах приводит к незначительному (не более чем на 2 %) повышению плотности получаемого материала относительно чистого полимера. Подготовлены образцы в количестве, необходимом для проведения экспериментов по определению физико-механических и трибологических свойств.

3. Исследование кинетических, термодинамических и структурных особенностей формирования защитных покрытий на металлических подложках, полученных методом механического легирования Получили покрытия металлов различных составов: подложка Тi с нанесенным на него слоем AlxTiy, и подложка Ni с нанесенным на него слоем AlxNiy где х = 5–95 вес. %, у = 95 – вес. %, шаг 5 вес.%. Все покрытия обладают большой плотностью и отсутствием пор, характеризуются очень хорошим сцеплением с подложкой. Покрытия состоят из частиц Ti находящихся в Al матрице для системы Al-Ti, и частиц Ni находящихся в Al матрице для системы Al-N для всех полученных составов. Интерметаллидные покрытия получали после отжига в вакууме и в атмосфере Ar. Изменения фазового состава в поверхностном слое в зависимости от исходного состава и параметров обработки исследовали методом рентгеноструктурного анализа. Структуру и морфологию покрытий изучали с помощью растровой электронной микроскопии. На основании анализа полученных данных был сделан вывод о том, что состав композитных интерметаллидных покрытий напрямую зависит от исходного соотношения порошков AlxTiy и AlxNiy, а также от параметров процесса механического легирования. Разработана компьютерная программа для моделирования процесса движения шаров в виброреакторе, как для двухмерной, так и трехмерной версии.

Программа позволяет рассчитывать скорости движения шаров, нормальную и касательную составляющие скоростей соударений шаров друг с другом и со стенками виброректора, суммарные потери энергии при механических соударениях мелющих тел.

Темы, гранты, программы Г/б: «Физические основы создания износостойких антифрикционных полимер квазикристаллических материалов».

Проект РФФИ: «Формирование деформационно-чувствительных наноструктур в сплавах на основе железа при интенсивной пластической деформации».

Проект РФФИ: «Механохимический синтез интерметаллидных фаз на поверхности металлов».

Госконтракт: научно-технологических основ производства 4 «Разработка наноструктурных наполнителей для перспективных композиционных материалов конструкционного и антифрикционного назначения на основе полимеров полиолефиновой группы».

Госконтракт:«Расчетно-экспериментальное моделирование механоактивационных процессов формирования гетерофазных наноструктурных сплавов» 2006-2007, 2,0 млн.

руб. в 2007 году.

Х/д: «Разработка и усовершенствование методик механохимической модификации наноструктурированных наполнителей для полимерных и эластомерных композиций».

Х/д: «Исследование условий наноразмерной структурно-фазовой сегрегации в слитках жаропрочного интерметаллида TiAlNb при кристаллизации в тиглях из бескислородной спецкерамики».

Проект МНТЦ: «Полимер-квазикристаллические композиционные материалы с повышенными физико-механическими и трибологическими свойствами».

Заказчики OOO РЕАМ-РТИ ГНУ «Институт химических проблем микроэлектроники»

МНТЦ РФФИ.

Основные публикации:

Калошкин С.Д., В.В. Чердынцев, В.Д. Данилов. Механоактивационное получение квазикристаллических порошковых сплавов системы Al-Cu-Fe и материалов на их основе.//Кристаллография. – 2007. – Т. 52. – № 6. – С. 989–1001.

Фазовые превращения при деформации полученных механосплавлением сплавов железо-никель и железо-марганец./В.В. Чердынцев, Л.Ю. Пустов, С.Д. Калошкин и др.// Физика металлов и металловедение. – 2007. – Т. 104. – № 4. – С. 423–429.

Структура и свойства механоактивированных композиционных материалов Al квазикристалл Al Cu-Fe./В.В. Чердынцев, С.Д. Калошкин, И. А. Томилин и др.//Физика металлов и металловедение. – 2007. – Т. 104. – № 5. – С. 517–524.

Калошкин С.Д., В.В. Чердынцев, И.А. Томилин. Квазикристаллические наполнители для композиционных материалов на полимерной и металлической основе.//Кровельные и изоляционные материалы. – 2007. – № 5. – С. 14–15.

Данилов В.Д., С.Д. Калошкин, В.В. Чердынцев. Композиционные материалы с наноструктурными наполнителями для экстремальных условий функционирования. // Трение и смазка в машинах и механизмах. – 2007. – № 2. – С. ?–?.

6 Development of a novel method for mechanical plating using ultrasonic vibrations. / S.V. Komarov, S.H. Son, N. Hayashi et al.// Surface and Coatings Technology. – 2007. – V. 201. – P. 6999–7006.

7 Pulsed plasma treatment of Ti-Al coatings produced by mechanical alloying method./Romankov S., A.

Mamaeva, S.D. Kaloshkin et al.// Materials Letter/ – 2007. – V. 61. – Р. 5288–5291.

8 Amorphous and quasicrystalline powders synthesized by mechanical alloying./ Yu.V. Zhernovenkova, T.A. Sviridova, V.V. Tcherdyntsev et al. // Journal of Non-Crystalline Solids. – 2007. – V. 353. – Р.

3429–3433.

9 Hydrogen absorption in amorphous and quasicrystalline powders synthesized by mechanical alloying. / Yu.V. Zhernovenkova, L.A. Andreev, S.D. Kaloshkin et al. // Journal of Alloys and Compounds. – 2007. – V. 434-435. – Р. 747– 750.

Композиционные материалы, наполненные твердыми металлическими частицами./ Сударчиков В.А., В.В. Чердынцев, С.Д. Калошкин, и др. // Сб. тезисов семинара «МНТ-IX», 12 – 16 июня 2007, Обнинск, – С. 47.

Получение квазикристаллической фазы методом механохимического синтеза./ Свиридова Т.А., А. П. Шевчуков, В.В. Чердынцев и др.// Сб. тезисов семинара «МНТ-IX», 12 – 16 июня 2007, Обнинск, – С.125 - 126.

Калошкин В.В. Чердынцев. Механоактивационное получение 12 C.Д., Al-Cu-Fe квазикристаллических сплавов и материалов на их основе.//Сб. тезисов семинара «МНТ-IX», 12 – 16 июня 2007, Обнинск, – С.118–119.

Беланова А.С., В.Ю. Титова, С.Д. Калошкин. Исследование порошкового материала, обладающего низкой температурой Кюри, для возможного использования в МЖГ.// Сб.

тезисов семинара «МНТ-IX», 12 – 16 июня 2007, Обнинск, – С.34–35.

Фазовые превращения в порошках системы Fe-Ni-Mn при механичксом сплавлении и последующем нагреве./ Чердынцев В.В., Ш.М. Абдулхаликов, Л.Ю. Пустов и др.// Сб. тезисов семинара «МНТ-IX», 12 – 16 июня 2007, Обнинск, – С. 54– 55.

Механохимический синтез покрытий на металлической поверхности./Каевицер Е.В., С.Д.

Калошкин, С.Е. Романьков и др.// Сб. тезисов семинара «МНТ-IX», 12 – 16 июня 2007, Обнинск, – С.59– 60.

Ергин К.С., С.Д. Калошкин. Композиционное покрытие на основе полифениленсульфида, наполненное дисперсными частицами оксида алюминия.// Сб. тезисов семинара «МНТ-IX», 12 – 16 июня 2007, Обнинск, – С. 73–74.

Чердынцев В.В., С.Д. Калошкин, В.Д. Данилов. Наноструктурные наполнители на основе квазикристаллических фаз для полимерных материалов.//Сб. тезисов конференции «От наноструктур, наноматериалов, нанотехнологий к наноиндустрии», 27–29 июня 2007, Ижевск.

– С. 107.

18 Driving forces of redistribution of elements during quasicr. phase formation under heating of mechanically alloyed Al65Cu23Fe12 powder./ Tcherdyntsev V.V., S.D.Kaloshkin, et al.//13th Int. Conf.

LAM13, July 8-14, 2007, Book of Abstr. – P. 51.

19 Kaloshkin S.D. Efficiency of MA Process for Multiscale Composites and Coating Formation.// 14th International Simposium on Metastable and Nanomaterials, 26–30 August, 2007, Corfu, Greece, Book of Abstracts. – Р. 71–72.

20 Multi-scaled polymer-based composite materials synthesized by mechanical alloying./ KaloshkinS.D.

et al14th International Simposium on Metastable and Nanomaterials, 26–30 August, 2007, Corfu, Greece., Book of Abstracts/ – P. 95.


21 Structure and phase transformations in Fe-Ni-Mn alloys nanostructured by mechanical alloying./ Tcherdyntsev V.V. et al.//14th International Simposium on Metastable and Nanomaterials, 26– August, 2007, Corfu, Greece. Book of Abstracts. – P. 96.

22 Development and study of composites reinforced with super-hard nano-particles./ Gulbin V.N., N.I.

Polushin, S.D. Kaloshkin et al.// 14th International Simposium on Metastable and Nanomaterials, 26–30 August, 2007, Corfu, Greece.. Book of Abstracts. – P. 152.

23 Formation of intermatallic coation by mechanical alloying technique./Kaloshkin S.D. et al. 14th International Simposium on Metastable and Nanomaterials, 26–30 August, 2007, Corfu, Greece. Book of Abstracts. – P. 153.

24 Полимерматричные антифрикционные материалы, наполненные наноструктурными металлическими частицами./Чердынцев В.В., С.Д. Калошкин, и др. // Сб. матер. III Международной школы «Физическое материаловедение», 24–28 сентября 2007, Тольятти, – С.

39– 41.

25 Фазовые превращения в механосплавленных порошках систем Fe-(Ni,Mn) при термообработке и деформационном воздействии. / Чердынцев В.В., Л.Ю Пустов, и др. // Сб.

матер. III Международной школы «Физическое материаловедение», 24–28 сентября 2007, Тольятти. – С. 36–39.

26 Технология получения и св-ва комп. матер., наполненного бронзовой пудрой./Юрьева Н.В., А.А.Дорофеев, С.Д.Калошкин и др.//Cб. тезисов XVIII конференции «Конструирование и технологии получения изделий из неметаллических материалов», 23–25 октября 2007, Обнинск. – С. 220.

Участие в конференциях 1 Семинар «МНТ-IX», 12 – 16 июня 2007, Обнинск.

2 Конференция «От наноструктур, наноматериалов, нанотехнологий к наноиндустрии», 27– июня 2007, Ижевск.

3 13th Int. Conf. LAM13, July 8-14, 2007, Ekaterinburg, Russia 4 14th International Simposium on Metastable and Nanomaterials, 26–30 August, 2007, Corfu, Greece.

5 III Международная школа «Физическое материаловедение», 24–28 сентября 2007, Тольятти.

Контактные телефоны и почта Калошкин Сергей Дмитриевич – заведующий лабораторией, проф., д.ф-м.н.

Тел.: 236-72- E-mail: kaloshkin@misis.ru ЛАБОРАТОРИЯ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ МАТЕРИАЛОВ Полушин Н.И.

Зав. лабораторией Научно-исследовательская лаборатория высокотемпературных материалов (НИЛ ВТМ) проводит исследования в области синтеза сверхтвердых материалов (СТМ) и технологий изготовления инструментов на их основе, а также производит опытные партии СТМ и инструмента на базе собственных разработок.

Основные направления деятельности НИЛ ВТМ.

Научные исследования в области СТМ;

Технологические разработки в области СТМ;

Изготовление СТМ и инструмента на их основе.

Основные результаты исследований за 2007г.

В рамках НИР, выполняемых по заданию Рособразования, ведутся фундаментальные исследования по теме: «Изучение механизма и кинетики взаимодействия углеродных материалов с расплавами металлов 4а периода таблицы Менделеева».

Продолжены исследования контактных явлений в зоне взаимодействия расплава металла с графитовой подложкой. Методом количественного металлографического анализа, количественного рентгенофазового анализа и количественного химического анализа был составлен массовый баланс по углероду и подтверждена аномально-высокая скорость газификации углерода из таких систем в вакууме.

На рис. 1 показана характерная микроструктура в зоне контакта расплав металла-графит.

Рис. 1. Структура образца в зоне контакта расплав металла-графит.

В рамках проекта МНТЦ 3620 ведутся фундаментальные исследования по получению новых поликристаллов алмаза с уникальной стойкостью к абразивному износу.

С целью получения алмазных поликристаллов с повышенными износостойкостью разработан и исследован композит, состоящий из синтетического наноалмаза и металлокерамической связки. В работе использовали нанодисперсные алмазные порошки, полученные взрывным методом. Методом просвечивающей электронной микроскопии получены фотографии нанодисперсных алмазных порошков, представленных на рис. 1 и 2. Для разделения частиц друг от друга порошки диспергировали в ультразвуковом диспергаторе.

Частицы имеют волокнистый вид с очень развитой поверхностью. Грани монокристаллического качества отсутствуют.

Рис.1. Увеличение х30000 Рис.2. Увеличение х Смещение межплоскостных расстояний, рассчитанных по картинам микродифракции свидетельствует о наличии в исследуемом порошке наряду с кубической, гексагональной модификации алмаза. Результаты расчета приведены в таблице 1.

Таблица1 –Результаты расчета межплоскостных расстояний алмазного порошка по картинам микродифракции № 2r, мм hkl d, нм d, нм теоретическая линии n n расчет кубическая гексагональная кубическая гексагональная 1 16,5 20,7 20,6 21,8 111 20,6 2 26,8 12,6 12,6 12,6 220 3 28,9 11,8 - 11,6 - 4 31,8 10,8 10,7 10,7 311 HPHT методом было проведено спекание алмазного порошка с различними связками, в качестве которых использовали В аморфный, нанодисперсные порошки Al2O3, TiN, TiC, сплав Ni-Cr. Полученные алмазные поликристаллы обладали мелкозернистой структурой (рис.3), связка была равномерно распределена в структуре алмазного поликристалла, что было подтверждено съемкой в характеристическом излучении Ni (рис.4).

Рис.3 Рис. Прикладные и технологические разработки ведутся в рамках прямых хозяйственных договоров с заказчиками. В качестве примера можно привести впервые разработанный в нашей стране инструмент – алмазные сверла по керамограниту. С применением нанотехнологий разработана связка для сверл, не уступающая лучшим мировым аналогам (рис.5).

Рис.5. Связка для алмазных сверл по керамограниту.

Разработана методика модифицирования связки нанодисперсными добавками WC и Co (рис.6), позволяющая гомогенно распределить модификаторы (рис.7) Рис.6. SEM-фотография связки для алмазных сверл, модифицированной нанодисперсными довавками WC и Co Рис. 8. Гомогенное распределение модифицирующих добавок WC и Co по составу связки.

Соисполнителями и заказчиками работ является широкий круг организаций машино строения, оборонного комплекса и строительного комплекса.

В 2007г. лаборатория существенно обновила свое техническое оснащение. Приобретено более 25 единиц оборудования, которое позволит продвинуть фундаментальные разработки в области нанотехнологий в сферу использования в конкретных технологических процессах.

2. Выполнение хоздоговорных и госбюджетных тем (общая сумма финансирования в 2007г.

более 8 млн. рублей).

1. НИР 1.4073.06. «Изучение механизма и кинетики взаимодействия углеродных материалов с расплавами металлов 4а периода таблицы Менделеева»,2006-2008гг.

2. Проект МНТЦ 3620 «Разработка способа изготовления струеформирующих сопел и насадок из алмазных поликристаллов для установок газо- и жидкостноабразивной обработки», 2007-2009гг.

3. Х/д 1073110, "Рентгеноструктурные исследования коксов с различной надкристаллитной структурой и температурой обработки”, ФГУП «НИИГрафит», 2007г.

Х/д 1073111, Государственный контракт №16207-230м, в/ч 35533, 2007-2008гг.

4.

5. Х/д 1073112, Государственный контракт №2007-122 НИР «Каверна», в/ч 68240, 2007 2008гг.

6. Х/д 1073113, Государственный контракт №176-2007-044-М, в/ч 35533, 2007-2008гг.

Основные публикации 1. N.I. Polushin, V.N. Gulbin. Development and investigation of diamond composite polycrystals.// Composites 2007 (ECCOMAS Thematic Conference, Mechanical Response of Composites, 12– 14.09.2007) в PORTO, Portugal.– P. ??

2. Development and study of composites reinforced with super-hard nano-particles./Gulbin V.N., N.I.

Polushin, S.D. Kaloshkin et al.//ISMANAM-2007 (14th International Symposium on Metastable & Nano Materials, 26-30.8.2007) на CORFU, Grease.– P. ??

3. Изучение взаимодействия серебросодержащих припоев с композиционным материалом на основе плотных форм нитрида бора./ Лаптев А.И., Головков А.Н., Калантыра А.А. и др.//Изв. вузов.

Цветная металлургия. 2007. – №4. – С.58-62.

4. N.I. Polushin. Diamond jet-forming nozzles.// 3d France-Russia seminar «New Achieveents in materials and Environmental Sciences», 7-9 November 2007, Metz, France.– Р. ??

5. Полушин Н.И. Применение выглаживателей из модифицированных алмазных поликристаллов АСПК для отделочно-упрочняющей обработки деталей машин.// 5-ый международный семинар «Современные технологии обработки металлов с применением инструментов из сверхтвердых материалов – новые технологии и направления», Магнитогорск, 2007г.: Труды. – С. 12-19.

6. Полушин Н.И. Струеформирующие сопла из алмазных поликристаллов СТМ85П для установок газо– и жидкостноабразивной резки и обработки.// 5-ый международный семинар «Современные технологии обработки металлов с применением инструментов из сверхтвердых материалов – новые технологии и направления», Магнитогорск, 2007г.: Труды. – С. 20–25.

Участие в выставках и конференциях 1 Конференция ISMANAM-2007 (14th INTERNATIONAL SYMPOSIUM on METASTABLE & NANO MATERIALS, 26-30.8.2007) на CORFU (Греция).

2 Конференции COMPOSITES 2007 (ECCOMAS THEMATIC CONFERENCE, MECHANICAL RESPONSE OF COMPOSITES, 12-14.09.2007) в PORTO (Португалия).

5-ый международный семинар «Современные технологии обработки металлов с применением инструментов из сверхтвердых материалов – новые технологии и направления», Магнитогорск, 2007 г.

4 3d France-Russia seminar «New Achieveents in materials and Environmental Sciences», 7-9 November 2007, Metz, France.

Объекты интеллектуальной собственности «Струеформирующие сопла из синтетических поликристаллических алмазов для газо- и жидкостноабразивной резки и обработки».

Контактные телефоны и почта.

Полушин Николай Иванович – заведующий лабораторией, к.т.н.

Тел.: 230–46–95;

Факс: 955–00–42;

Е-mail: polushin@misis.ru НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ЛАБОРАТОРИЯ ПОСТОЯННЫХ МАГНИТОВ Менушенков В.П.

Зав. лабораторией Научно-производственная деятельность НИЛ ПМ осуществлялась в рамках основного научного направления «Физика магнитных явлений, разработка магнитных материалов и технологий их производства» по следующим трем направлениям:

Исследование фундаментальных магнитных свойств, фазовых, структурных превращений и взаимосвязи структурных превращений с магнитными свойствами сплавов и постоянных магнитов на основе систем РЗМ-Fe-B, РЗМ-(Fe,Co), Fe-Ni-Al и Fe-Co-Cr.

Поиск новых композиций, методов и способов получения высококоэрцитивного состояния, кристаллической и магнитной текстуры в сплавах на основе систем РЗМ Fe-B, РЗМ-(Fe,Co) и Fe-Co-Cr с нанокристаллической структурой.

Разработка новых составов и технологических приемов изготовления высокоэнергетических и высококоэрцитивных нано- и микрокристаллических сплавов на основе систем РЗМ-Fe-B, РЗМ-(Fe,Co) и Fe-Co-Cr. Разработка современных, устойчивых технологий изготовления из этих сплавов постоянных магнитов с экстремальными магнитными характеристиками.

Научные достижения Научное направление 1.1:

1. Проведены систематические исследования локальной и кристаллической структуры сплавов для постоянных магнитов на основе систем Fe-Ni-Al и Sm-Co после различных термических обработок методами рентгеноструктурного анализа (РСА) и спектроскопии рентгеновского поглощения (EXAFS- спектроскопии) с использованием синхротронного излучения при температурах 4-300 K. EXAFS спектры выше К-краев поглощения Fe и Ni (для сплавов Fe-Ni-Al) и LIII-Sm и K-Co краев поглощения (для сплавов Sm-Co), соответственно, измеряли на линии Е4 синхротронного центра HASYLAB (DESY, Гамбург, Германия).

Получены значения радиусов, координационных чисел и факторов Дебая-Валлера ближайших координационных сфер локального окружения атомов Fe и Ni, Sm и Co, соответственно.

1.1. Показано, что сплавы Fe-Ni-Al после закалки и последующих термических обработок имеют гетерофазную структуру с типами упорядочения В2 и DO3. Установлено, что в процессе охлаждения твердого раствора с критической скоростью наблюдается перестройка локального окружения никеля, по сравнению с быстро закаленным сплавом, вследствие расслоения твердого раствора. Формирующаяся при критическом охлаждении сплава фаза, обогащенная железом, при комнатной температуре частично упорядочена по типу Fe3Al (ферромагнитная фаза), матричная фаза, частично упорядоченная по типу В2, обогащена Ni и Al (немагнитная 2 фаза). Отжиг высококоэрцитивных сплавов, предварительно охлажденных с критической скоростью, при 780-800оС практически восстанавливает локальную структуру, характерную для быстро закаленного образца, сохраняя при этом достаточно высокий уровень коэрцитивной силы.

На основе анализа изменений структуры сплавов и состава фаз при различных термообработках с использованием гипотетической схемы области расслоения -твердого раствора, учитывающей ее несимметричность, объяснены особенности изменения магнитных свойств сплавов Fe-Ni-Al при различных термических обработках и их связь с изменениями структуры.

1.2. Показано, что в до- и застехиометрических сплавах на основе соединения SmCo величины параметров кристаллической решетки фазы SmCo5 заметно отличаются друг от друга, а их изменения при понижении температуры отжигов не могут быть объяснены исходя из имеющихся в литературе представлений о фазовых превращениях в системе Sm-Co. При снижении температуры отжига, согласно данным РСА, наблюдается обогащение фазы SmCo самарием, механизмы которого в сплавах до- и застехиометрических составов различные. В сплавах застехиометрического состава это обогащение происходит в результате распада твердого раствора SmCo5+x и выделения из него фазы Sm2Co17 (SmCo5+x SmCo5-x + Sm2Co17).

В то время как в сплавах достехиометрического состава образование фазы SmCo5-x, обогащенной самарием, осуществляется, предположительно, в результате серии перитектоидных превращений типа: SmCo5 + Sm2Co7 SmCo5-x1, SmCo5-x1+Sm2Co7SmCo5-x2.

Результаты EXAFS спектроскопии показали, что при переходе от достехиометрических к застехиометрическим сплавам, наблюдаются качественные изменения формы фурье-образа EXAFS-функций, измеренных выше LIII-Sm и K-Co краев поглощения, проявляющиеся в виде изменения количества и соотношения амплитуд их максимумов. Моделирование EXAFS функций достехиометрических образцов показало, что качественная подгонка расчетных спектров к экспериментальным достигается только при использовании модели трех координационных сфер в окружении ионов самария, предполагающей замещение в фазе SmCo части ионов Co ионами Sm.

На основе анализа изменений структуры Sm-Co сплавов при различных термообработках и их сопоставления с гипотетической схемой фазовых превращений в высококобальтовом углу диаграммы состояния Sm-Co объяснен механизм формирования высоких гистерезисных свойств в спеченных постоянных магнитах на основе интерметаллида SmCo5 при термической обработке.

2. Исследованы структурные превращения в высококоэрцитивных сплавах Fe-30%Cr-(15 23)%Co-3% Mo, легированных 0,5% Тi, в интервале температур 1350-500 oС. Показано, что независимо от содержания в сплавах кобальта нижняя граница области существования однофазного -твёрдого раствора соответствует температуре 1150 oС. При более низких температурах 1150-650 oС в структуре сплавов появляются - или + фазы. При этом с увеличением в сплавах содержания кобальта область существования -фазы быстро расширяется, её верхняя граница повышается от 1000 oС до 1100 oС, а нижняя, наоборот, снижается от 650 oС до 620 oС. Расширение области существования -фазы сопровождается понижением температуры начало изоструктурного распада -твёрдого раствора на изоморфные 1+2 и температуры формирования нанокристаллической структуры -фазы высококоэрцитивного состояния. У всех исследованных сплавов при температурах 690-670 0С была обнаружена область метастабильного существования -твёрдого раствора.

Научное направление 1.2:

1. Проведено систематическое исследование влияния температуры кристаллизационного отжига в интервале 560-780 °C длительностью 20 минут на фазовый состав и гистерезисные свойства быстрозакаленных порошков сплава Nd2Fe81B17. Показано, что температура кристаллизационного отжига оказывает сильное влияние на фазовый состав быстрозакаленных порошков сплава Nd2F81B17. В неотожженном состоянии и после отжига при температурах ниже 550 °C в структуре сплава преобладает аморфная фаза. После отжига в интервале температур 600-660 °C порошки находятся, по крайней мере, в трехфазном состоянии: основную долю объёма занимают магнитомягкие фазы (ММФ) -Fe и Fe3B (в сумме около 70 %) и магнитотвёрдый интерметаллид (МТФ) Nd2Fe14B (около 30 %). После отжигов при температурах выше 700 °C наблюдается резкое увеличение содержания -Fe при одновременном снижении объёмной доли Fe3B и Nd2Fe14B. Наряду с этим при температурах отжига выше 700 °C наблюдается заметное увеличение размеров блоков кристаллов. Выявлена корреляция между гистерезисными свойствами и фазовым составом исследованных порошков.

После отжига при температурах ниже 550 °C порошки являются магнитомягкими Hci ~ 0 кА/м.

Порошки, отожженные в интервале температур 600-660 °C, находятся в высококоэрцитивном состоянии и имеют максимальные магнитные свойства. При температурах отжига выше 700 °C гистерезисные характеристики резко снижаются.

2. Известно, что межзёренное обменное взаимодействие является ответственным за превышение остаточной намагниченностью Стонер-Вольфартовского предела, однако желаемое обменно-связное состояние реализуется в магнитотвёрдом нанокомпозите (МТНК) только при определённых объемных соотношениях и размерах зёрен ММФ и МТФ. Это обменно-связное состояние характеризуется также односвязными кривыми размагничивания, высокой обратимостью кривых размагничивания, высокими значениями проницаемости возврата и коэрцитивной силы Hci.

На основании анализа зависимостей Hci порошков сплава Nd4Fe78B18 от температуры и длительности отжига в интервале температур 570–750 °C, фазового состава кристаллизованных порошков, формы соответствующих кривых размагничивания и величины возврата (с использованием техники M-кривых - кривых Хенкеля) предполагается, что в исследованном сплаве явление обменного усиления наблюдается после отжигов в интервале 570-600 С и 680 690 С. После отжига порошков сплава Nd4Fe78B18 выше 700 oC на кривых Хенкеля проявляются эффекты магнитостатического взаимодействия (значения M уменьшаются уже в полях напряжённостью меньше соответствующей а соответствующая остаточная Hci), намагниченность резко снижается, что свидетельствует о подавлении эффекта обменно связного состояния. Предполагается, что это связано, в первую очередь, с ростом среднего размера зёрен ММФ.

3. Из соотношений между энергией обмена и магнитостатической энергией и между обменной энергией и энергией магнитокристаллической анизотропии следует, что обменное взаимодействие между кристаллитами МТФ и ММФ в МТНК проявляется в наибольшей степени в том случае, когда размер кристаллитов ММФ (Ds) сравним с характеристической длинной обменной связи: lex = (A/µoMs2)1/2, а размер кристаллитов МТФ (Dh) – с толщиной соответствующей блоховской доменной стенки (B = (A/K1)1/2), где А – параметр обменной энергии, К1 – константа анизотропии. Разброс допустимых значений Ds частиц ММФ для каждого разрабатываемого МТНК снизу ограничивается величиной Dsp – критическим диаметром перехода частицы в суперпарамагнитное состояние, а сверху – Dcoh, предельным диаметром частиц, выше которого когерентное вращение магнитных моментов меняется на некогерентное («изгиб» или «вихревое» изменение направлений векторов намагниченности частицы).



Pages:     | 1 |   ...   | 4 | 5 || 7 | 8 |   ...   | 17 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.