от 30.06.2015

 

30 июня 2015 года

состоялось очередное заседание Президиума Российской академии наук

 

Члены Президиума заслушали научное сообщение «Газодинамические технологии нанесения покрытий».

Докладчики — академик Василий Михайлович Фомин и доктор физико-математических наук Владимир Федорович Косарев (Институт теоретической и прикладной механики Сибирского отделения РАН). 

В докладе описана история открытия явления холодного газодинамического напыления (ХГН), сущность которого ХГН состоит в том, что газопорошковую смесь с частицами размером £ 50 мкм ускоряют в сверхзвуковом потоке газа (воздух, азот, гелий) с температурой существенно меньшей температуры плавления материала частиц (T₀ = 0,4 – 0,7 T_pm), и направляют на напыляемую поверхность. В результате ударного взаимодействия частиц с преградой формируется покрытие из пластически деформированных частиц. Показано, что принципиальную роль в формировании покрытия играют высокая скорость частиц и соударение частиц между собой и с поверхностью тела. Отсутствие высоких температур позволяет существенно расширить возможности методов нанесения покрытий порошковыми материалами и обеспечивает ряд преимуществ ХГН перед известными газотермическими методами — возможность использования для напыления порошков с размером менее 30 ‑ 50 мкм; отсутствие существенного нагрева частиц и связанных с ним процессов высокотемпературного окисления, фазовых переходов и т.д.; отсутствие существенного термического воздействия на изделие и др.

В ИТПМ СО РАН созданы основы технологий и спроектировано и изготовлено оборудование ХГН. Разработаны установки ХГН: для нанесения антикоррозионных покрытий на внешнюю и внутреннюю поверхность длинномерных труб; мобильная установка для нанесения покрытий на открытых площадках, в труднодоступных местах, для проведения ремонтных и восстановительных работ и т.п. Основы технологий нанесения покрытий: электропроводные коррозионностойкие покрытия на электротехнические изделия; на поверхность горячего проката; с возможностью возбуждения реакций синтеза; многокомпонентных покрытий (медно-алюминиевые, никельсодержащие, наноструктурные композитные, каталитические на металлической фольге, металл-полимерные). На метод ХГН и устройства для его реализации авторами получены первые в мире патенты РФ, США и Европатенты. Обнинской группой исследователей под руководством О.Ф. Клюева был разработан вариант газодинамического способа нанесения покрытий, где в качестве рабочего газа использовался наиболее распространенный в технике воздух с давлением в 5 – 6 атм. В основу был положен опыт собственных исследований в области ускорения мелкодисперсных частиц и их взаимодействия с преградами, результаты ИПТМ СО РАН, НИИВТ, МАИ, АОЗТ «Тотэм», НИИ «Геодезия», НПО «Интерфакт. Эти разработки защищены российскими и зарубежными патентами, международными заявками, свидетельствами на полезные модели. Разработанному оборудованию присвоен товарный знак ДИМЕТ^Ò. Для использования метода ХГН при напылении более тугоплавких материалов, например карбидов вольфрама, требуются более высокие температуры подогрева рабочего тела. В этом случае процесс вплотную примыкает к высокотемпературному сверхзвуковому напылению. Создание установок, которые могут осуществлять работу, как в режиме холодного напыления, так и в режиме высокотемпературного сверхзвукового напыления выполнено в МГТУ им. Н.Э. Баумана. При этом были использованы научные заделы и многолетний опыт работы по исследованию процессов горения и стабилизации пламени многофазных газодисперсных систем. Были разработаны принципиально новые высокоэффективные образцы сверхзвукового технологического оборудования, которые существенно отличаются от западных аналогов: установка СГН-1 и СГН-6000. Установки рассчитаны на массового потребителя, могут эксплуатироваться на любом производственном участке для газовой резки (сварки) и даже в полевых условиях, позволяют производить напыление качественных покрытий с высокой адгезией, твердостью, плотностью и низкой пористостью. Можно с уверенностью утверждать, что усилиями коллективов ИТПМ СО РАН, ОИВТ РАН, МГТУ им. Н.Э. Баумана и ООО “ОЦПН” на основе фундаментальных исследований создана новая, обобщенная теория взаимодействия высокоскоростных гетерогенных потоков с преградой, учитывающая наличие эрозионно-адгезионного перехода, управляемого не только путем изменения фазового состояния, но и составом, скоростью и температурой частиц. Результаты работы имеют высокий международный статус – в издательстве Elsevier Science вышла первая в мире монография, посвященная изложению основных результатов по проблеме ХГН.

В обсуждении доклада приняли участие:

ак. С.М. Алдошин, ак. Л.И. Леонтьев, ак. В.Е. Фортов.  

На заседании рассмотрен вопрос о присуждении премии имени И.В. Гребенщикова 2015 года (представление Экспертной комиссии и бюро Отделения химии и наук о материалах) члену-корреспонденту Михаилу Михайловичу Бубнову и члену-корреспонденту Алексею Николаевичу Гурьянову за цикл работ «Разработка физико-химических основ получения высокочистых стекол на основе диоксида кремния и световодов из них для волоконных лазеров и усилителей». Выдвинуты Ученым советом Федерального государственного бюджетного учреждения науки Института химии высокочистых веществ им. Г.Г. Девятых Российской академии наук.

На заседании Экспертной комиссии присутствовали 8 членов Комиссии из 9. В соответствии с результатами тайного голосования единогласно к присуждению премии имени И.В. Гребенщикова 2015 года рекомендованы Бубнов М.М., Гурьянов А.Н. На заседании бюро Отделения химии и наук о материалах РАН присутствовали 23 члена Бюро из 41. В соответствии с результатами тайного голосования единогласно в Президиум РАН представлен проект постановления о присуждении премии имени И.В. Гребенщикова 2015 года Бубнову М.М. и Гурьянову А.Н.

Авторами представленного цикла работ внесен основополагающий вклад в разработку физико-химических основ технологии изготовления высокочистых стекол и световодов на основе диоксида кремния для волоконных лазеров и усилителей. По содержанию и поставленным задачам работа направлена на решение одной из важнейших проблем современной химической науки - получение высокочистых материалов с практически важными свойствами. Авторами проведены комплексные исследования по разработке физико-химических основ технологии изготовления высокочистых стекол и световодов на основе диоксида кремния, легированного различными оксидами, для волоконных лазеров и усилителей. Для создания таких стекол требовалось найти их оптимальный макросостав, обеспечить введение редкоземельных элементов с одновременным сохранением химической чистоты и микродисперсности, подобрать исходные реагенты и модифицировать MCVD-технологию. Разработанные световоды использованы в ряде ведущих отечественных и зарубежных организаций при создании новых оптико-волоконных приборов. Результаты, полученные авторами, соответствуют лучшим мировым достижениям, а в некоторых случаях превосходят их. 

На заседании утверждено Положение о Большой золотой медали РАН имени Н.И. Пирогова и состава Экспертной комиссии (представление Отделения медицинских наук). 

На заседании Президиума РАН учреждены:

золотая медаль имени В.Л. Гинзбурга, присуждаемая РАН (представление Отделения физических наук и Комиссии по золотым медалям и премиям имени выдающихся ученых, присуждаемым РАН); золотая медаль имени В.Р. Вильямса, присуждаемая РАН (представление Отделения сельскохозяйственных наук и Комиссии по золотым медалям и премиям имени выдающихся ученых, присуждаемым РАН); золотая медаль имени В.П. Горячкина, присуждаемая РАН (представление Отделения сельскохозяйственных наук и Комиссии по золотым медалям и премиям имени выдающихся ученых, присуждаемым РАН); золотая медаль имени М.Ф. Иванова, присуждаемая РАН (представление Отделения сельскохозяйственных наук и Комиссии по золотым медалям и премиям имени выдающихся ученых, присуждаемым РАН); золотая медаль имени В.М. Клечковского, присуждаемая РАН (представление Отделения сельскохозяйственных наук и Комиссии по золотым медалям и премиям имени выдающихся ученых, присуждаемым РАН); золотая медаль имени А.Н. Костякова, присуждаемая РАН (представление Отделения сельскохозяйственных наук и Комиссии по золотым медалям и премиям имени выдающихся ученых, присуждаемым РАН); золотая медаль имени И.В. Мичурина, присуждаемая РАН (представление Отделения сельскохозяйственных наук и Комиссии по золотым медалям и премиям имени выдающихся ученых, присуждаемым РАН).

Члены Президиума обсудили и приняли решения по ряду других научно-организационных вопросов.