Семинар МААН стран СНГ «Наноматериалы и нанотехнологии их получения»

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2008
Автор:	Лабур, Т.М.
Формат:	Стаття
Мова:	Russian
Опубліковано:	Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України 2008
Назва видання:	Автоматическая сварка
Теми:	Хроника
Онлайн доступ:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/100010
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Семинар МААН стран СНГ «Наноматериалы и нанотехнологии их получения» / Т.М. Лабур // Автоматическая сварка. — 2008. — № 9 (665). — С. 54-60. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-100010
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-1000102016-05-15T03:03:30Z Семинар МААН стран СНГ «Наноматериалы и нанотехнологии их получения» Лабур, Т.М. Хроника 2008 Article Семинар МААН стран СНГ «Наноматериалы и нанотехнологии их получения» / Т.М. Лабур // Автоматическая сварка. — 2008. — № 9 (665). — С. 54-60. — рос. 0005-111X http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/100010 621.791.009(100) ru Автоматическая сварка Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
topic	Хроника Хроника
spellingShingle	Хроника Хроника Лабур, Т.М. Семинар МААН стран СНГ «Наноматериалы и нанотехнологии их получения» Автоматическая сварка
format	Article
author	Лабур, Т.М.
author_facet	Лабур, Т.М.
author_sort	Лабур, Т.М.
title	Семинар МААН стран СНГ «Наноматериалы и нанотехнологии их получения»
title_short	Семинар МААН стран СНГ «Наноматериалы и нанотехнологии их получения»
title_full	Семинар МААН стран СНГ «Наноматериалы и нанотехнологии их получения»
title_fullStr	Семинар МААН стран СНГ «Наноматериалы и нанотехнологии их получения»
title_full_unstemmed	Семинар МААН стран СНГ «Наноматериалы и нанотехнологии их получения»
title_sort	семинар маан стран снг «наноматериалы и нанотехнологии их получения»
publisher	Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
publishDate	2008
topic_facet	Хроника
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/100010
citation_txt	Семинар МААН стран СНГ «Наноматериалы и нанотехнологии их получения» / Т.М. Лабур // Автоматическая сварка. — 2008. — № 9 (665). — С. 54-60. — рос.
series	Автоматическая сварка
work_keys_str_mv	AT laburtm seminarmaanstransngnanomaterialyinanotehnologiiihpolučeniâ
first_indexed	2025-07-07T08:13:48Z
last_indexed	2025-07-07T08:13:48Z
_version_	1836975159424057344
fulltext	УДК 621.791.009(100) СЕМИНАР МААН СТРАН СНГ «НАНОМАТЕРИАЛЫ И НАНОТЕХНОЛОГИИ ИХ ПОЛУЧЕНИЯ» В Институте электросварки им. Е. О. Патона НАН Украины 15 мая 2008 г. проходил семинар «Нано- материалы и нанотехнологии их получения» Меж- дународной ассоциации академий наук (МААН) стран СНГ, одной из общественных организаций, координирующей усилия различных научных цен- тров. В ходе его работы были заслушаны 12 научных докладов, которые показали текущее состояние на- нотехнологии, обеспечивающей прогресс во многих областях деятельности человека. Основная цель семинара — ознакомить научную общественность с новыми результатами исследова- ний структуры и свойств наноматериалов, процес- сов их изготовления. Под термином «нанотехнология» понимают соз- дание и использование материалов, устройств и сис- тем, структура которых регулируется в нанометро- вом масштабе и которые могут быть созданы ис- кусственным путем. Они характеризуются новыми физическими, химическими и биологическими свойствами и связанными с ними явлениями. Спе- цифичность нанообъектов обусловлена размерами элементов их структуры, соответствующими сред- ним размерам атомов и молекул обычных матери- алов. Изменения характеристик связаны также с проявлением квантово-механических эффектов, волновой природой процессов переноса и домини- рующей ролью поверхности раздела. К нанообъек- там в настоящее время относят как индивидуальные частицы, пленки, стержни, трубки, так и консоли- дированные наноструктурные и нанопористые ма- териалы вместе с нанокомпонентами и наноустройс- твами. Редакция журнала, учитывая актуальность темы семинара, сочла полезным кратно осветить матери- алы докладов, посвященные результатам анализа наномасштабных явлений и процессов, создания на- учных основ получения наноматериалов, включая процессы самосборки и самоорганизации, прогно- зам материаловедов на текущее десятилетие о тен- денциях развития фундаментальных и прикладных работ в области нанотехнологии. Можно с уверен- ностью констатировать, что пристальное внимание ученых к нанообъектам отражает важность и акту- альность данного направления науки и техники, ре- зультаты которого станут основой для разработки новых технологий в области физики и химии кон- денсированных сред, материаловедения, биологии, медицины, экологии, электроники, энергетики. Доклад «Конструкционные наноматериалы и наноматериалы со специальными свойствами» был представлен генеральным директором ФГУП «ВИАМ» академиком РАН Е. Н. Кабловым. В нем приведена развернутая классификация наноматери- алов, получивших в настоящее время признание, и предполагаемые области их применения. Основой классификации является размерный параметр струк- турных составляющих. В докладе отмечалось, что исследование струк- туры, свойств и технологий получения наномате- риалов в Российской Федерации идет по несколь- ким направлениям. Они посвящены фундаменталь- ным особенностям наносостояния, включая влияние размерного фактора, анизотропии и размерности, морфологические и структурные особенности на- ноструктур; новым подходам к созданию нанома- териалов, включая процессы самосборки и самоор- ганизации; исследованию взаимодействий в ансам- блях наночастиц; моделированию наноматериалов и процессов их формирования. Полученные резуль- таты стали базой для многочисленных разработок наноструктурных наполнителей, упрочнителей и во- локон для наноматериалов и композитов конструк- ционного назначения (фуллерены, нанотрубки, ас- тралены), а также технологии их получения, очис- тки, модифицирования, диспергации и т. п. Разра- ботаны полимерные конструкционные нанокомпо- зиты, организация наноструктурной матрицы кото- рых осуществляется путем введения наночастиц с привитыми к ней функциональными группами, нап- ример, дендримера или гептиламина. Они способ- ствуют равномерному распределению наночастиц в объеме связующего вещества и фиксации их в сос- таве матрицы, что обеспечивает благоприятное из- менение структуры матрицы, приводящее к качес- твенному улучшению конструкционных и эксплуа- тационных свойств. Проиллюстрированы некоторые новые подходы, которые позволили разработать технологию изготовления конструкционных молни- езащитных покрытий, содержащих углеродные на- ночастицы (астралены, фуллерены), для конструк- ций планера летательных аппаратов из углепласти- ка. Представлены данные о возможности выполне- ния «наносборки» высокотемпературных керами- ческих композиционных материалов и покрытий с применением золь-гель технологии. Показано, что образование на границе раздела наноразмерных (50...100 нм) барьерных слоев на основе сформи- рованных фаз обеспечивает эффективность защит- ного действия покрытия (вплоть до 2000 °С). Тех- нология создана на принципе химического захвата кислорода воздуха активными компонентами и сни- 54 9/2008 жения скорости его диффузии через образующиеся сложные тугоплавкие фазы. Результатом изучения влияния мисфита (размерного несоответствия пери- одов решеток фаз) на длительную прочность спла- вов на основе алюминида никеля стало появление новых жаропрочных монокристаллических сплавов, упрочненных наноструктурированными фазами. Приведены научные основы создания наноструктур- ных ионно-плазменных защитных и упрочняющих покрытий с чередующимися слоями (от 20 до 500 нанослоев) общей толщиной 5…150 мкм. Показаны области их применения. В докладе И. В. Горынина, С. С. Ушкова, П. А. Кузнецова «Создание новых конструкционных и функциональных наноматериалов» (ФГУП ЦНИИ КМ «Прометей») проанализировано влияние состояния и размеров структурных составляющих на магнитную проницаемость, коэффициент диф- фузии, предел растворимости при 293 К, модуль Юнга, твердость новых наноструктурных материа- лов. Представлены основные подходы к получению конструкционных наноматериалов. Перечислены основные технологии их изготовления: управляемое создание наноструктуры в объеме материала путем использования прецизионной термической обработ- ки, интенсивной пластической деформации, введе- ния наночастиц; получение исходных материалов путем дезинтеграторно-активаторной технологии измельчения, высокоскоростной закалки из распла- ва, получения нанопорошков химическим, плазмо- химическим, электроискровым и другими метода- ми; направленное создание материала путем лазер- ного послойного получения материала заданного состава, структуры и формы, а также спекания ма- териала в присутствии электрического поля; инжи- ниринг поверхности материала по технологиям на- несения функционально-градиентных покрытий, по- верхностной обработки и упрочнения; соединение материалов с использованием лазерных и гибрид- ных способов сварки, а также сварки трением. При- ведена схема управления процессов формирования наноструктуры в объеме материала при термичес- ком воздействии (специальной термомеханической обработки, прецизионной термической обработки) или интенсивной пластической деформации в ус- ловиях сдвига под высоким давлением, равнока- нального прессования прутков, накопительной про- катки листов, равноканальной угловой прокатки листов. Подчеркнуто, что исходные материалы мо- гут быть изготовлены с помощью уникального обо- рудования для получения нанокристаллических и наноразмерных порошков универсальным дезинтег- раторно-активаторным (УДА) методом. Исходные материалы изготавливаются также по технологии плазмохимического синтеза нанопорошков, которые выполняются путем объемного модифицирования расплавов металлов и сплавов, получения функци- онально-градиентных наноструктурных покрытий, компактирования нанопорошков. Приведена схема химических технологий получения нанопорошков: оксидных, гидроксидных, металлических, нитрид- ных, солей металлов. Рассмотрена последователь- ность лазерного синтеза, с помощью которого мож- но формировать объемное изделие по заданной трехмерной модели (3D). Рассмотрены особенности инжиниринга поверхности различными методами напыления: микроплазменным, детонационным, ионно-плазменным, магнитронным распылением, электродуговым легированием поверхности, сверх- звуковым холодным газодинамическим напылением. Приведены некоторые изделия, полученные указан- ными методами напыления, а также области их при- менения. Отмечены преимущества таких покрытий: износо-, коррозионностойкость, снижение коэффици- ента трения, хорошая воспроизводимость, исключе- ние самосваривания. Представлены технологические схемы соединения наноматериалов в твердой фазе и в условиях лазерной и гибридной сварки. Показаны некоторые установки, позволяющие выполнять диаг- ностику наноструктурированных материалов и их со- единений. Академик НАН Украины Б. А. Мовчан (Ин-т электросварки им. Е. О. Патона НАН Украины) представил доклад на тему «Электронно-лучевая гибридная нанотехнология осаждения неоргани- ческих материалов в вакууме». В нем сформули- ровано феминологическое определение понятия «нанотехнология» и приведена краткая историчес- кая справка развития электронно-лучевой гибрид- ной нанотехнологии получения материалов, покры- тий и изделий. Представлены схема и некоторые параметры электронно-лучевого испарения неорга- нических веществ (железа, сплавов никеля, графита, оксида циркония). Показаны технологические вари- анты его выполнения из медных водоохлаждаемых тиглей простой и комбинированной конструкции. Приведена схема продольного сечения получаемого композитного слитка. Проанализированы техноло- гические возможности процессов испарения и кон- денсации из одного, двух и более источников с реф- лекторами и смещением паровых потоков для кон- денсации в объеме. Представлены образцы элект- ронно-лучевых установок, разработанные и изготов- ленные в Международном центре электронно-луче- вой технологии, которые успешно эксплуатируются в США, Канаде, Китае и Индии. Рассмотрены тем- пературные аспекты формирования структуры кон- денсатов. Показаны температурные интервалы, в которых структура конденсатов может быть амор- фной или нанокристаллической, неравновесной столбчатой, равноосной зеренной, а также условия, при которых происходит полное реиспарение ис- ходного материала. Представлены зависимости кри- тической температуры подложки от скорости кон- денсации различных металлов (титана, железа, ни- келя, меди). Отмечено, что технология осаждения 9/2008 55 паровой фазы позволяет получить разнообразную структуру материалов и покрытий: одно- и много- фазную, многослойную, пористую, градиентную, а также особые структуры — нанотрубки, наностер- жни, наночастицы и др. При этом подчеркивается, что толстые конденсаты можно получить как в виде покрытий, так и фольги, листа, пластин для после- дующей обработки. Имеется возможность также по- лучить толстые конденсаты и в виде дискретных структур (нанопорошков и наножидкостей). Разме- ры зерен, частиц, фаз, пор, толщин микрослоев можно варьировать в широких пределах: от нес- кольких нанометров до 5…10 мкм. Показаны струк- турные особенности наночастицы Fe3O4 в магнит- ных жидкостях, слойных структур TiAl/Ti, порис- того титана, пористого TiC, пропитанного медью, наноструктуры TiC(Sn), оксида ZrO2, кермета ZrO2(7Y2O3) + 10 мас. % Ni. Рассмотрены примеры градиентного термобарьерного покрытия, которые характеризуются высокой надежностью и долговеч- ностью при существенном снижении стоимости из- готовления по электронно-лучевой технологии по сравнению с существующими многостадийными технологиями получения термобарьерных покры- тий, структурный элемент твердооксидной топлив- ной ячейки, а также структура оксида Al2O3 и кон- денсатов углерода. Представлена классификация функциональных покрытий, конструкционных пок- рытий и изделий, материалов и полуфабрикатов, ко- торые можно получить, использовав электронно-лу- чевую гибридную нанотехнологию и соответству- ющее оборудование. Подчеркнута главная особен- ность новой технологии — возможность осущест- вления твердотельного синтеза материала по за- ранее заданной последовательности структур. В докладе М. И. Алымова (ИМЕТ им. А. А. Бай- кова РАН) «Консолидированные объемные ме- таллические наноматериалы» рассмотрены меха- низмы консолидации нанопорошков и условия по- лучения объемных материалов в зависимости от давления, температуры и времени. Приведена мо- дель начальной стадии спекания металлических на- нопорошков по механизму коагуляции, обусловлен- ной термофлуктуационным плавлением отдельных частиц и разработанная методика оценки вкладов механизмов спекания. Представлена конструкция реторты для печи ИМЕТРОН, в которой происходит формирование объемного материала. Развит химико-металлурги- ческий метод получения нанопорошков узкого фракционного состава с малым содержанием при- месей, заключающийся в механической активации прекурсоров и их последующей обработке в водо- роде (в случае получения металлических и метал- локерамических порошков) или на воздухе (в случае получения оксидных порошков). Показаны зависи- мости среднего размера частиц порошка от продол- жительности прекурсора, а также влияние темпера- туры синтеза и свойств материала на минимальный размер восстановленных частиц. Отмечено, что к методам консолидации нанопорошков следует от- нести: прессование с последующим спеканием, спе- кание под давлением, экструзию, горячее изостати- ческое прессование. Приведены примеры технологии получения объемных наноматериалов методами спекания на- нопорошков под давлением в результате объемной диффузии от поверхности; зернограничной диф- фузии от границы раздела; объемной диффузии от границы раздела; переноса вещества через газовую фазу; поверхностной диффузии от поверхности. Рассмотрены кинетика и механизмы спекания на- нопорошков (меди, железа, никеля) в водороде. Подчеркнуто, что энергия активации спекания мо- жет быть повышена в результате вязкого течения, поверхностной и зернограничной самодиффузии. Рассмотрены методы спекания нанопорошков под давлением путем осадки, газовой экструзии, горя- чего изостатического прессования. Приведены схе- мы установок для их реализации. Представлены микроструктура и механические свойства некото- рых объемных наноматериалов. Показаны образцы объемных изделий в виде пластин, стержней и дис- ков. Рассмотрены области применения твердых сплавов для инструментов, тяжелых вольфрамовых сплавов для сердечников бронебойных снарядов, оптически прозрачных лазерных керамик на основе оксида иттрия и литийфтористых керамик, магнит- ных материалов, композиционных материалов со специальными свойствами. Доклад К. В. Григоровича (ИМЕТ им. А. А. Бай- кова РАН) «Физико-химические основы разра- ботки и оптимизации технологий получения спе- циальных сталей» был посвящен анализу возмож- ности и преимуществ нового метода фракционного газового анализа, который является модификацией метода высокотемпературной экстракции кислорода и азота из образца в несущем газе при заданном режиме нагрева. Приведены физико-химические мо- дели, алгоритмы и программное обеспечение, сос- тавляющие операционную основу метода. На основе сравнительных исследований содержания примес- ных элементов, микро-, макроструктуры и загряз- ненности неметаллическими включениями различ- ных марок рельсовой стали, изготовленные различ- ными производителями, были отработаны более со- вершенные требования к выпускаемым маркам. По- лученные результаты позволили установить значе- ния критических параметров металлургической чис- тоты рельсовой стали по оксидным включениям, по- вышенное содержание которых является причиной преждевременной повреждаемости стали в процессе эксплуатации; выработать современные требования к чистым сталям, которые используются в качестве клапанных пружин автомобилей, железнодорожных 56 9/2008 рельсов, магистральных трубопроводов, подшипни- ков электротехнического назначения. Приведены результаты исследований наноразмер- ных порошков карбидов вольфрама, полученных по двухстадийной технологии. Анализ показал, что со- держание кислорода может считаться стандартным, если в расчете на единицу поверхности составляет 0,04…0,07 мкг/см2. Это соответствует покрытию по- рошинок моноатомными слоями кислорода. В докладе А. П. Шпака, В. В. Маслова (Ин-т ме- таллофизики им. Г. В. Курдюмова НАН Украины), В. Н. Варюхина, В. И. Ткача (Донецкий физико- технический ин-т им. А. А. Галкина НАН Украины) «Формирование аморфных и наноструктурных состояний и свойства металлических наноком- позитов» были установлены взаимосвязи термичес- кой предыстории расплава с особенностями атом- ного строения аморфных сплавов различного хими- ческого состава и характером протекающих в них при нагреве кристаллизационных процессов с пос- ледующей разработкой на базе установленных за- кономерностей и механизмов новых функциональ- ных и конструкционных аморфных сплавов и на- нофазных композитов. Рассмотрен характер отдель- ных этапов их кристаллизации и образования ме- тастабильных и стабильных фаз. Показано, что ско- рость охлаждения влияет на образование вморожен- ных центров («закалочных зародышей») при амор- физации расплава. Отмечено, что аморфные ленты большой толщины (меньшие скорости охлаждения) менее устойчивы, т. е. являются более подготов- ленными к переходу в кристаллическое состояние в результате большей объемной плотности вморо- женных центров. Введение небольших легирующих добавок стабилизирует аморфную структуру базо- вых сплавов и замедляет процесс превращения из аморфного в кристаллическое состояние. Механизм воздействия растворимых примесей заключается в оттеснении их межфазной поверхностью и создании вблизи нее обогащенного примесного слоя (концен- трационного градиента), который тем эффективнее лимитирует рост возникающих кристаллов, чем меньше коэффициент их распределения, т. е. чем менее растворимы примеси в металле-основе. Под- черкнута важность этого условия при управлении процессом формирования нанокристаллических состояний в аморфных фазах. Приведены сведения о температурной зависимости доли превращенного объема в FM-сплавах различного химического сос- тава, а также кинетика перехода из амофного в на- нокристаллическое состояние в модели Колмогоро- ва–Джонсона–Мела–Авраами. Отмечено, что немо- нотонный характер изменений малоуглового рассе- яния указывает на определяющий вклад в превра- щение стадии роста нанокристаллов по сравнению со стадией их образования. Предложено кинетичес- кое уравнение, которое учитывает этап первона- чально свободного роста нанокристаллов и после- дующий этап наложения («мягкого» столкновения окружающих их диффузионных зон). Модель адек- ватно описывает кинетику нанокристаллизации в сравнении с классической моделью. Приведены магнитные свойства разработанных аморфных и на- нокристаллических сплавов, а также уровень и тем- пературная стабильность начальной магнитной про- ницаемости в сравнении с промышленными магни- томягкими сплавами. Проанализированы возмож- ности использования аморфных и нанокристалли- ческих магнитопроводов в качестве высокочувстви- тельных датчиков феррозондовых магнитометров, измерительных трансформаторов тока высокого класса точности, высококлассных компактных фильтров, дросселей дифференциальных фильтров сверхмалых размеров, электронно-оптических ин- формационных систем отображения и мониторинга и т. д. Л. М. Куликов из Института проблем материало- ведения им. И. Н. Францевича НАН Украины в док- ладе «Нанохимия слоистых дихалькогенидов d- переходных металлов: новые возможности соз- дания многофунциональных наноматериалов на их основе» рассмотрел особенности кристалличес- кой структуры слоистых дихалькогенидов d-пере- ходных металлов: дисульфата молибдена, дисуль- фата тантала интеркалированного железом, многос- тенные нанотрубки WS2. Приведен перечень перс- пективных многофукциональных наноматериалов на основе дихалькогенидов d-переходных металлов. Представлены параметры элементарных ячеек и средние размеры частиц нанокристаллических сло- истых дихалькогенидов d-переходных металлов и их интеркаляты, полученные диспергированием микронных порошков. Средние размеры анизотроп- ных наночастиц при этом эффективно регулируются в широких интервалах (для кристаллографических направлений [013] и [110]). Доминирующее влияние на рост анизотропных наночастиц имеет темпера- тура отжига. Показаны особенности структуры и магнитные свойства слоистых нанообъектов и их интеркалятов, а также степень их разупорядочения при ультразвуковой обработке (кавитационные ре- жимы) в различных средах. Показано, что интеркаляция водородных нано- систем типа 2H–WS2 проходит более интенсивно, чем 2H–МоS2. Это приводит к образованию гомо- генных, нанокристаллических водородных интерка- ляционных фаз. Представлены механизмы адсор- бции кислорода и окисления на воздухе слоистых наноструктур. Проиллюстрированы трибологичес- кие свойства масла И–20 с добавками наносмазок 2H–МоS2 и 2H–WS2. Отмечено, что значения его износостойкости успешно коррелируют со средни- ми размерами анизотропных наночастиц. Отмеча- ется, что результаты исследования позволяют ожи- дать увеличение ресурса работоспособности узлов трения в 1,5…2 раза при эксплуатации в условиях 9/2008 57 повышенных температур (260…490 К), высоких нагрузках и умеренных скоростях, которые харак- терны для авиакосмической техники, металлурги- ческой, цементной и других отраслей промышлен- ности. В докладе В. Е. Юдина (Ин-т высокомолекуляр- ных соединений РАН) «Влияние структуры и ге- ометрии наночастиц на вязкоупругие, барьерные и электрические свойства нанокомпозитов» представлены результаты исследования взаимосвязи механических свойств полимеров и многокомпонен- тных полимерных систем с их химическим строе- нием, надмолекулярной организацией и компози- ционным составом. Показаны особенности дефор- мирования и разрушения полимеров и компози- ционных материалов на их основе. Приведены дан- ные о разработках структурированных матриц, ко- торые модифицированы углеродными, керамичес- кими или металлическими наночастицами. Рассмот- рены также структурные аспекты силикатных и уг- леродных наноразмерных частиц различного соста- ва, структуры и морфологии. Отмечены новые мо- дификации поверхности силикатных нанотрубок и термостойкие матрицы для нанокомпозитов. Дан сравнительный анализ методов получения наноком- позитов по обычной и расплавленной технологии. Показаны преимущества последнего — отсутствие растворителей, скорость получения, высокая веро- ятность промышленного использования. Представ- лен диапазон оптимальной дисперсии наночастиц в объеме композита. Рассмотрен порог перколяции для эллипсоидов и стержней, особенности реологии олигомида, наполненного силикатными или угле- родными наночастицами с различной морфологией. Приведены механические свойства пленок наноком- позитов в условиях растяжения и трехточечного из- гиба, а также характер электросопротивления пле- нок, диаэлектрические свойства, проницаемость по кислороду и в воде. Подчеркнуто, что уменьшение размера дисперсной фазы наполнителя повышает его прочность и трещиностойкость, более эффек- тивно осуществляется передача напряжения через границу раздела матрица–частица. Областями при- менения новых термостойких полимерных матери- алов могут быть авиация, наземный транспорт, су- достроение, медицина. Ю. В. Кудрявцев, В. Н. Уваров, Э. М. Руденко (Ин-т металлофизики им. Г. В. Курдюмова НАН Ук- раины), У. П. Ли, Д. У. Хи (Центр квантовой фо- тоники при университете Пхеньяна, Республика Ко- рея), Я. Дубовик (Ин-т молекулярной физики Поль- ской академии наук, Познань, Польша) в докладе «Пленки сплавов Гейслера как потенциальные спиновые инжекторы элементов спинтроники» привели результаты исследования сплавов Гейслера как потенциальных спиновых инжекторов элемен- тов спинтроники. Отмечено, что эффективность ус- тройств спинтроники (квантовые компьютеры, маг- нитотеристоры, магнитные сенсоры, магнитные фильтры и спиновые транзисторы) существенно за- висит от спиновой поляризации носителей тока в ферромагнитных слоях (спиновых инжекторах). Ма- териалами-кандидатами для использования в качес- тве спиновых инжекторов могут быть оксиды со перовскитной структурой и некоторые сплавы Гейс- лера. Рассмотрены проблемы и намечены пути их преодоления путем изучения влияния атомного по- рядка на электронную структуру и физические свойства полуметаллических сплавов Гейслера. Данные о влиянии технологических параметров осаджения на структуру пленок сплава Гейслера (Co2CrAl), температуры отжига и атомного упоря- дочения на транспортные свойства аморфных пле- нок сплава Гейслера (Cu2MnAl) позволили разра- ботать физическую модель отражательной способ- ности металлов в области поглощения свободными электронами. На ее основе были определены сте- пень отражательной способности, туннельные вольт-амперные характеристики (ВАХ) и магнит- ные свойства аморфных и L21-упорядоченных пле- нок сплава Co2CrAl в ИК-области спектра. Показа- но, что значение магнитного поля, при котором про- исходит изменение направления намагниченности, зависит от внешнего поля и коррелирует с коэрци- тивной силой сплава. Полученные результаты поз- волили разработать лабораторную технологию по- лучения пленок полуметаллических сплавов Гейс- лера со спиновой поляризацией, близкой к теоре- тически возможной. Создана методика, позволяю- щая контролировать реальную спиновую поляри- зацию носителей тока в пленках сплавов Гейслера. В докладе А. В. Рагуля (Ин-т проблем материа- ловедения им. И. Н. Францевича НАН Украины) «Технология получения консолидированных на- номатериалов и перспективы их использования в промышленности» представлена классификация консолидированных наноматериалов на основе ос- новных технологий их изготовления. Отмечено, что консолидация частиц может быть реализована в процессе холодного и горячего прессования, спека- ния, шликерного литья, инжекционного формиро- вания при экструзии, быстрого прототипирования. Интенсивная пластическая деформация путем кру- чения и обработки давлением слоистых композитов, равноканальное угловое прессование, фазовый нак- леп позволяют получить металлы и сплавы с на- ноструктурой. Консолидируемая кристаллизация из аморфного состояния при термообработке в обыч- ных условиях или при высоких давлениях обеспе- чивает возможность получения аморфных металлов и сплавов. Пленки и покрытия из металлов, сплавов и керамики могут быть получены с помощью про- цессов СVD, PVD, электроосаждения, золь-гель тех- нологии. Рассмотрены проблемы спекания предварительно сформированных нанопорошков. Проанализирован 58 9/2008 ряд технологических подходов их решения при ис- пользовании двухстадийного спекания с контролем скорости нагрева, структурно-ориентированного ме- тода. Показана микроструктура многослоя Ni-MKK и перспективы их применения в различных областях промышленности. Определены новейшие процессы консолидации наноматериалов с использованием электроразрядного спекания, в том числе и для из- делий сложной формы. Проиллюстрированы осо- бенности микроструктуры различных нанокерамик и кинетика их уплотнения в процессе электрораз- рядного спекания и под высоким давлением. При- ведены данные о размерном эффекте в многослой- ных пленках. Представлены структура и механичес- кие свойства некоторых нанокерамик и компози- ционных биоматериалов, а также образцы их ис- пользования в медицине в виде различных имплан- татов и других биоактивных материалов. Проанализированы современные тенденции пот- ребления новых наноматериалов в различных сег- ментах рынка продуктов нанотехнологий: углерод- ных наполнителей, нанопорошков, пленок для ка- талитических конвекторов, текстиля, наполненного наночастицами, добавок к ракетному топливу, ин- струменты нанолитографии, наноразмерная элект- ронная память. Показаны данные о тенденциях пот- ребления нанокерамики и керамических наноком- позитов до 2010 г. Отмечено, что Украина имеет хорошие природные возможности и технологичес- кие условия для развития производства литиевых источников: крупнейшее месторождение высокоче- шуйчатого графита, наличие своего оксида марган- ца и кремния. С. С. Песецкий, С. П. Богданович, Н. К. Мышкин из ГНУ «Институт механики металлополимерных систем им. В. А. Белого НАН Беларуси представили доклад «Полимерные нанокомпозиты: получе- ние, свойства, применение». В нем приведены ос- новные типы полимерных нанокомпозитов — сло- истых силикатов (монтмориллонит, гекторит, сапо- нит), фрагмент их структуры, химическая формула, значение катионно-обменной емкости и размер час- тиц. Показаны методы получения полимерглинис- тых нанокомпозитов по различным технологиям (полимеризация, интеркалирование в растворе по- лимера, интеркалирование в полимерном расплаве, золь-гель технология). Приведены варианты струк- туры полимерглинистых нанокомпозитов и схема взаимодействия макромолекул полимера в расплаве с органоглиной и типичные рентгеновские дифрак- тограммы полимерглинистых композитов. Рассмот- рены этапы формирования нанокомпозита на стадии синтеза полиэфиров и уровень их свойств в зави- симости от концентрации органоглины. Показаны особенности технологии получения нанокомпозитов при экструзионном компаундировании в расплаве. Представлены данные о влиянии рецептурных фак- торов на показатели свойств полимерглинистых на- нокомпозитов на базе ПА6 и ПЭВП. Показаны ме- ханические свойства в условиях растяжения и из- гиба, а также особенности морфологии ПА6, уп- рочненного угле- и стекловолокном с добавками на- ноглины. Приведены сведения об уровне термоста- бильности материалов на основе полиэтилентереф- талата в широком температурном интервале 2…600 °С, огнестойкости нанокомпозита полиуре- тан–органоглина. Представлены температурные за- висимости тангенса угла механических потерь и мо- дуля сдвига нанокомпозитов ПА6 и ПА6 с добав- ками ММТ в сухом и влажном состоянии. Проил- люстрированы барьерные свойства полимерглинис- тых нанокомпозитов, которые определяют области применения данных материалов. Перечислены узлы и детали автомобилей, в которых используются по- лимерглинистые нанокомпозиты на основе ПА6 и органоглины. Показано, что важнейшими типами углеродных наноматериалов для полимерных нано- композитов являются ультрадисперсные алмазы (наноалмазы), фуллерены (С60 и С70), тубулены, функционализированные УНМ. Для их получения используют совмещение в растворе, компаундиро- вание в расплаве полимера, комбинированные тех- нологии (совместное диспергирование с помощью ультразвука, обработка растворителем с последую- щим компаундированием в расплаве, использование компабилизаторов), синтез фуллереносодержащих полимеров. Показаны преимущества полимерных материалов, которые обеспечивает модифицирова- ние углеродными наноматериалами. Приведены све- дения о влиянии наноматериалов на кристаллиза- цию и деформационное поведение ПА6, темпера- турные зависимости тангенса угла механических потерь и модуля сдвига нанокомпозитов ПА6 и УНМ на его основе. Приведены сведения об ин- тенсивности изнашивания при трении по стали ПТФЭ, содержавшего УНТ. Рассмотрены различ- ные типы фуллереносодержащих полимеров, а так- же пути использования гидроксилированных фул- леренов для синтеза фуллереносодержащих полиу- ретанов. Указаны сферы применения наноалмазов в промышленности. Рассмотрены методы получения металлополимерных нанокомпозитов, а также тех- нологии использования наноструктурированных по- лимеров для формирования наночастиц металлосо- держащих соединений (в сегрегированном блоке, в полистиролсульфонатных микрогелях, в поли(ами- доамидных) дендримерах, в крейзованных ПП, ПЭТФ). Показана морфология наночастиц металлов в наноструктурированных полимерах. Приведены данные о металлосодержащих нанокомпозитах на основе меди и крейзованных полимерных матриц. Проиллюстрирована зависимость диаметра кристал- литов меди от среднего диаметра пор, использова- ние твердотельной целлюлозной матрицы для по- лучения наночастиц металлов. Показаны металло- полиамидные нанокомпозиты, полученные компа- 9/2008 59 ундированием в расплаве, зависимость времени ин- гибирования термоокислительного старения при 160 °С от концентрации Cu(HCOO)2 и CuCl⋅2H2O, а также огнестойкость, кислородный индекс и ме- ханические свойства ПА нанокомпозитов различно- го состава. Отмечены важнейшие области приме- нения металлосодержащих нанокомпозитов, связан- ные с их каталитическими, магнитными, оптичес- кими (оптоэлектронными), электрическими и три- ботехническими свойствами. В докладе А. Ж. Тулеушева, В. Н. Володина, Ю. Ж. Тулеушева (Ин-т ядерной физики Национального ядерного центра Республики Казахстан) «Исполь- льзование наноразмерного фактора при синтезе новых материалов» проанализированы возможнос- ти получения методом синтеза плюмбида ниобия А15, плюмбида танталла, бериллида ниобия, кото- рые имеют наноструктуру. Метод основан на факте снижения энергетического барьера между жидким и твердым состоянием барьера при достижении раз- мера частиц менее 1…1,5 нм, что позволяет прео- долеть барьер в результате одной термофлуктуации с расчетной частотой около 109 с–1. Отмечено, что существование малой частицы в жидком виде ог- раничено некоторым максимальным размером, при превышении которого условия термофлуктуирова- ния исключаются. Рост размеров частиц при ост- ровковом формировании пленок, осажденных на не- обогреваемую подложку (при закалке) в этих усло- виях, определяется практически только коалесцен- цией островков с ростом размеров последних. Уве- личение размера частицы до критического значения приводит к кристаллизации и образованию твердой фазы. При слиянии разноименных металлов, нахо- дящихся в жидком состоянии в малые капли, размер которых меньше критического, происходит образо- вание жидкого раствора. Достижение критического размера приведет к его кристаллизации. Поскольку растворимость металлов в жидкой фазе часто не- ограниченна, кристаллизуется в таких условиях твердый раствор высокой концентрации, значитель- но пересыщенный относительно величин, приведен- ных на равновесных фазовых диаграммах, получен- ных плавлением компонентов. Непременным усло- вием образования раствора высокой концентрации при этом является присутствие обоих металлов в жидкой фазе, так как коалесценция твердого зерна и жидкой капли (размер первого уже больше кри- тического) сопровождается получением только твер- дого кристаллита. Т. М. Лабур, д-р техн. наук УДК 621.791.009(100) МЕЖДУНАРОДНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ «ТИТАН-2008 в СНГ» 18–21 мая в Санкт-Петербурге (Россия) прошла тра- диционная ежегодная Международная конференция «Титан-2008 в СНГ», организованная Межгосудар- ственной ассоциацией «Титан». В конференции при- няли участие более 250 участников из России, Ук- раины, Беларуси, Таджикистана, США, Германии, Италии, Японии, Люксембурга, Польши и других стран. На конференции выступили с докладами уче- ные и специалисты в области титана из ведущих научно-исследовательских организаций и промыш- ленных предприятий России, Украины, Беларуси и других стран: ФГУП «Всероссийский институт ави- ационных материалов», ФГУП ЦНИИ КМ «Проме- тей», Института металлургии и материаловедения им. А. А. Байкова РАН, ОАО «Всероссийский ин- ститут легких сплавов», «МАТИ» — Российского государственного технологического университета им. К. Э. Циолковского, Уральского государствен- ного технического университета «УПИ», ОАО «Кор- порация «ВСМПО-АВИСМА», ФГУП «Гиредмет», ОАО «Уралредмет», ЗАО «Зубцовский машиност- роительный завод», ОАО «Калужский турбинный завод», Государственного научно-исследовательско- го и проектного института титана, Института элек- тросварки им. Е. О. Патона НАН Украины, Инсти- тута металлофизики им. Г. В. Курдюмова НАН Ук- раины, Института геологических наук НАН Укра- ины, Запорожской государственной инженерной академии, КП «Запорожский титаномагниевый ком- бинат», АНТК им. О. К. Антонова, ОАО «Украин- ский графит», ГНУ «Физико-технический институт НАН Беларуси» и др. Всего было представлено более 100 докладов. Традиционно большое количество докладов на конференции представили специалисты ОАО «Кор- порация «ВСМПО-АВИСМА». В настоящее время она является одним из ведущих мировых произво- дителей титановых полуфабрикатов ответственного назначения, которая обеспечивает 100 % потребнос- тей в титановых деталях для судо- и авиастроитель- ных предприятий России, Украины и Узбекистана, 40 % — для фирмы «Boing», 60 % — для фирмы «EADC» (включая «AIRBUS»). ОАО «Корпорация «ВСМПО-АВИСМА» является предприятием пол- ного технологического цикла по выпуску титановой продукции: от производства губчатого титана до из- 60 9/2008

Семинар МААН стран СНГ «Наноматериалы и нанотехнологии их получения»

Репозитарії

Схожі ресурси