?
Воздействием интенсивных потоков энергии на вещество занимаются ученые не только в России, но и за рубежом. В чём уникальность разработки челябинских ученых рассказывает доцент 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.
?