С 4 по 7 июля 2022 года в Екатеринбурге пройдет Международная промышленная выставка ИННОПРОМ-2022. ЮУрГУ представит проекты по созданию новых материалов, в числе которых производство опытных образцов цельносапфировых изделий точной механики, оптики, компонентов современного оборудования, а также исследования в области создания многофункциональных и градиентных покрытий с использованием металлических и неметаллических порошковых материалов.
ЮУрГУ является одним из победителей программы «Приоритет 2030» по треку «Исследовательское лидерство». Исследования в области создания новых материалов с заданными свойствами проводятся в университете в рамках стратегического проекта «Новые перспективные материалы».
Цельносапфировые изделия для оборудования
Научные сотрудники и молодые ученые используют искусственно выращенные оксидные монокристаллы для изготовления опытных образцов цельносапфировых изделий для точной механики, оптики, а также компонентов современного исследовательского оборудования.
«Лейкосапфир по химическому составу является оксидом алюминия. Благодаря высокой твердости и блеску, самоцвет легко гранить и полировать. Наша цель – отработать и реализовать комплексы физико-химических параметров, чтобы получить массивные монокристаллы лейкосапфира и установить влияние состава и метода получения на структуру и свойства полученных материалов. Мы планируем обосновать возможность применения монокристаллов лейкосапфира в качестве компонентов электроники, оптики и точной механики», - прокомментировал руководитель проекта, зав. кафедрой «Материаловедение и физико-химия материалов» ЮУрГУ Денис Винник.
Исследование гексаферритов бария
Еще одно направление работы в рамках этого проекта – систематические исследования особенностей кристаллической структуры и магнитных характеристик, полученных образцов гексаферритов бария. Ученые разрабатывают стабильные методики выращивания монокристаллов и синтеза керамических образцов гексаферритов бария, исследуют особенности их кристаллической и магнитной структуры образцов и изучают влияние термобарических воздействий в процессе синтеза на особенности их кристаллической структуры.
«Замещение части ионов железа различными легирующими элементами, например, титаном или алюминием, позволяют изменять магнитные свойства матрицы, регулировать частотный диапазон ферромагнитного резонанса, а также варьировать значения диэлектрической проницаемости и магнитной восприимчивости», - пояснил ученый.
Гексаферрит бария является перспективным материалом для спин-волновых устройств и незаменим для записи информации высокой плотности, а также при создании радиопоглощающих покрытий. Феррит бария востребован для применения в микроволновых поглотителях благодаря малым потерям на микроволновой полосе частот. Перспективным направлением применения гексаферрита бария является СВЧ-техника.
Сотовый заполнитель из препрегов
Производство сотового заполнителя из препрегов на основе стекло- и базальтоволокна методом непрерывного формования для автомобилестроения и космической отрасли – еще одно перспективное направление работы ученых. Проект осуществляется совместно с ООО «М-Порфиль» (г. Миасс). Работа ведется в рамках направления «новые материалы» Уральского межрегионального НОЦ мирового уровня (УМНОЦ).
Команда ученых ищет пути оптимизации характеристик композитов под задачи производства. Для этого используют препреги – полуфабрикаты композиционного материала, состоящих из волокнистого армирующего наполнителя и нанесённого с двух сторон связующего. Эта технология позволяет настраивать свойства материала. Его изготавливают из композитных материалов с помощью процесса расширения и гофрировки. Технической особенностью данного проекта является принципиально новый подход к процессу придания формы заполнителю.
.jpg)
Монокристаллы со структурой магнетоплюмбита
В ЮУрГУ проводится детальное исследование механизмов и результатов выращивания из расплавов монокристаллов гексаферрита бария, легированных различными элементами, а также исследование фазовых равновесий и превращений в процессе образования кристаллов из оксидного расплава.
«Современное материаловедение нацелено на создание функциональных материалов, обеспечивающих возможность «настройки» свойств под конкретные задачи. Среди материалов, активно применяемых в современных электронных устройствах, особое значение имеют ферриты, в частности, ферриты со структурой магнетоплюмбита. Их используют в качестве магнитных материалов в радиотехнике, электронике, автоматике, вычислительной технике (ферритовые поглотители электромагнитных волн, антенны, сердечники, элементы памяти, постоянные магниты). С точки зрения возможности оптимизации кристаллических матриц под конкретные задачи за счёт модификации структуры гексаферриты представляют особые возможности», - отметил Денис Винник.
Такие материалы обладают более высокими уровнями электрофизических характеристик и при этом электрофизические параметры также могут быть «настроены» благодаря введению различных легирующих элементов.
Аддитивные технологии для современного производства
Уникальной лаборатория механики, лазерных процессов и цифровых производительных технологий ЮУрГУ выполняет научно-исследовательские работы и решает актуальные инженерные задачи в области инженерии поверхности с помощью современных аддитивных технологий для обеспечения конкурентоспособности российской промышленности.
«Для промышленного партнера - компании SMS group (Германия) лаборатория служит технологическим центром для сервисного подразделения ООО «СМС Металлургический сервис» (г. Челябинск). В рамках этой деятельности выполняются ремонтные восстановительные работы, связанные с получением покрытий требуемого качества и с высокими физико-механическими свойствами для поверхности деталей машин и механизмов металлургического производства», - отметила доктор технических наук Марина Самодурова.
На выставке Иннопром-2022 будут представлены образцы нанесенных покрытий на элементах конструкции магистрального нефтяного насоса, образцы соединений, сваренных лазерной сваркой и другие.
Южно-Уральский государственный университет – это университет цифровых трансформаций, где ведутся инновационные исследования по большинству приоритетных направлений развития науки и техники. В соответствии со стратегией научно-технологического развития РФ университет сфокусирован на развитии крупных научных междисциплинарных проектов в области цифровой индустрии, материаловедения и экологии. В 2021 году ЮУрГУ победил в конкурсе по программе «Приоритет 2030». Вуз выполняет функции регионального проектного офиса Уральского межрегионального научно-образовательного центра мирового уровня (УМНОЦ).
#НОЦУрал #ЮУрГУвПриоритете