Ученые ЮУрГУ выяснили, как повысить прочность металла

 

Воздействием интенсивных потоков энергии на вещество занимаются ученые не только в России, но и за рубежом. В чём уникальность разработки челябинских ученых рассказывает доцент кафедры «Физическая электроника» Института естественных и точных наук ЮУрГУ Артём Лейви.

Сегодня команда учёных ЮУрГУ занимается изучением воздействия интенсивных потоков энергии на материалы с целью увеличения их эксплуатационных характеристик -  износостойкости, микротвердости, нанесения защитных покрытий и других параметров эксплуатации.

«Мы занимаемся этой проблематикой порядка 10 лет, в последние году наметилась тенденция воплощения наших научных разработок в жизнь», – говорит Артём Вячеславович.

Показателен пример испытаний резца, который используется в токарных станках - до модификации резец обрабатывал 8 деталей и выходил из строя, после модификации интенсивными потоками энергии резец обработал более 200 деталей. Аналогичными исследованиями занимаются в Японии, по технологиям, разработанным в Томске. В данной технологии обрабатывались бритвенные лезвия с помощью плазмогенератора «ПИНК». В результате срок службы таких лезвий существенно увеличился, что привело к увеличению продаж.

ЮУрГУ с помощью программы поддержки государством национально-исследовательских институтов приобрел установку по генерации низкоэнергетических сильноточных энергетических пучков с возможностью нанесения тонких металлических покрытий. Данная установка предназначена для модификации свойств материалов:

«Мы берем любой материал (сейчас это металл) и воздействуем на него интенсивными потоками энергии. Это могут быть электронные или ионные пучки и плазменные потоки. В результате этого воздействия материал из твёрдого состояния переходит в жидкое – это длится от единиц до десятков микросекунд. И обратно переходит в твёрдое состояние. Это невидимый глазу человека процесс. В результате мы получаем очистку поверхности, гомогенизацию приповерхностных слоев и высокоскоростную закалку», – говорит Артём Лейви.

В результате происходит модификация материала – меняется его структура, повышаются эксплуатационные характеристики: микротвёрдость, износостойкость. Также после такой обработки на металл можно наносить защитные покрытия.

Особенность исследований южноуральских ученых заключается в том, что в основе лежат теоретические разработки, которые позволяют сократить затраты на практические опыты, а также сократить срок выполнения работ, который на сегодняшний день превышает 5 лет.

«Мы проводим соответствующие  численные исследования, которые позволяют определить оптимальные параметры обработки без проведения экспериментальных исследований. В результате срок разработки сократился на значительное время. Также сокращается использование человеческого ресурса», – поясняет учёный.

Основная сложность: найти «золотую середину» – оптимальные режимы обработки. К тому же, для каждого материала эти параметры индивидуальны. Каждый раз при использовании нового материала приходится начинать исследования заново.

В настоящее время команда учёных вуза ведет активные переговоры с крупными предприятиями Челябинской области о внедрении своих разработок в промышленных масштабах. Уже проведены ряд успешных испытаний. На основе собственных теоретических исследований, используя современное оборудование, ученые ЮУрГУ занимаются разработкой уникальной технологии по нанесению тонких пленок с увеличенными сцепляющими свойствами, а также с нанесением защитных покрытий на токарные резцы.

 

Юлия Узьмова, фото Олега Игошина
Вы нашли ошибку в тексте:
Просто нажмите кнопку «Сообщить об ошибке» — этого достаточно. Также вы можете добавить комментарий.