НИИ Наносталей
- Подробности
Председатель совета научных руководителей: Колокольцев Валерий Михайлович, профессор, доктор технических наук
Адрес: ауд. 151б, главный корпус
Телефон: +7 3519 29-84-01, +7 3519 22-12-87
E-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
Директор: Барышников Михаил Павлович, кандидат технических наук, профессор
E-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
Телефон: +7 3519 29-84-81
Научно-исследовательский институт наносталей (НИИ НС) – структурное подразделение МГТУ, занимается организацией и проведением фундаментальных и прикладных исследований, опытно-конструкторских работ в области создания наноматериалов и наносталей.
Наряду с традиционными научными направлениями – получение перспективных метизных изделий, разработка теоретических и технологических основ нанесения функциональных покрытий – в ответ на требование времени развивается новое научное направление «Создание научных основ технологий получения наноструктурированных стальных проволок для производства высокопрочных канатов и биметаллической сталемедной продукции высокого качества» (научный руководитель – профессор, доктор технических наук М.В. Чукин).
Начиная с 2007 года научная группа во главе с профессором Чукиным М.В. совместно с коллегами из Уфимского государственного авиационного технического университета победила в конкурсе Федерального агентства по науке в рамках федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007– 2012 годы» по двум мероприятиям: «Конструкционные стали с ультрадисперсной и наноструктурой, методы их получения и обработки» и «Проведение опытно-конструкторских и опытно-технологических работ совместно с иностранными научными организациями Чехии по приоритетным направлениям Программы».
Целью проводимых исследований является разработка научно обоснованных технических и технологических решений поточной реализации сквозных технологических схем, включающих операции наноструктурирования заготовки и ее деформирования, создание производства по изготовлению металлоизделий из наноструктурных низкоуглеродистых сталей. В результате промышленного внедрения инновационных технологий ожидается организация производства металлоизделий из объемных наноструктурных сталей, обладающих рекордно высокими значениями удельной прочности, пластичности, усталостных и функциональных свойств. В настоящее время научным коллективом, в состав которого входят кандидаты технических наук Полякова М.А. Барышников М.П. и др., проводятся исследования в рамках аналитической ведомственной целевой программы Министерства образования и науки Российской Федерации «Развитие научного потенциала высшей школы (2009 – 2010 годы)» по теме «Создание научных основ эволюции структуры и свойств наноструктурных конструкционных сталей в процессах обработки давлением».
Исследования в области нанотехнологий НИИ начало совместно с научными партнерами - Институтом физики перспективных материалов УГАТУ, Институтом металлургии и материаловедения им. А. А. Байкова РАН (ИМЕТ), МИСиС, Уфимским институтом проблем сверхпластичности металлов (РАН) и стратегическими, среди которых - ОАО "ММК-МЕТИЗ", НО "Фонд науки и образования "ИНТЕЛС", ИТЦ "Аусферр", ООО "ЗМИ-Профит". Позднее к исследованиям присоединились коллеги из Института квантового металловедения Екатеринбурга, ЮУрГУ, ИжГТУ, ряда чешских научных центров. Командой ученых уже проведены интереснейшие научные исследования на низкоуглеродистой стали марки "20" и среднеуглеродистой - "45", на крепеже. Подвергая образцы новым способам ОМД без термообработки, сотрудники НИИ получили поразительные результаты. В процессе экспериментов ученые обратили внимание на неожиданное и любопытное "поведение" сталей, которое требует тщательного исследования и обещает новые удивительные открытия.
В настоящее время ведется активная исследовательская работа по разработке новых методов наноструктурирования стальных длинномерных изделий. Данные методы должны быть интегрированы в действующие технологические процессы метизного передела. Например, проводится комплекс научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ по получению высокопрочной арматуры из наноструктурированной стали для железобетонных шпал нового поколения. На стадии лабораторных испытаний ведутся исследования различных методов деформационного наноструктурирования проволоки. Технологические исследования строятся на мощном металловедческом "фундаменте". Данные разработки ориентированы под современные нужды металлургических и метизных предприятий.
- Подробности
По вопросам сотрудничества Вы можете обратиться к М.П. Барышникову (Кафедра машиностроительных и металлургических технологий)
- Подробности
Механические испытания
Испытательная машина Shimadzu Servopulser U-type
Микротвердомер BuehlerMicromet 5103 Buehler
- Тип прибора: цифровой с выносным LCD пультом управления
- Тестовые нагрузки: 10, 25, 50, 100, 200, 300, 500, 1000 гр.
- Тип турели: ручная
- Объективы: два - ´10 и ´50
- Индентер: один (Виккерс или Кнуп)
- Управление нагружением: автоматическое
- Время приложения нагрузки: 1-30 сек.
- Освещение: 50 Вт галогеновая лампа с настраиваемой апертурой
- Предметный стол: ручной двухкоординатный
- Диапазон перемещения стола: 25´25мм
- Микровинты: цифровые с точностью 0.001 мм.
Маятниковый копер МК-30
Универсальный твердомер EMCO TEST M4C/R G3
- По Виккерсу. В поверхность материала вдавливается алмазный индентор, имеющий четырехгранную пирамидальную форму. Твердомер, работающий по этому методу, должен измерять обе диагонали отпечатка с точностью до 1мкм.
- По Роквеллу. В поверхность вдавливается либо алмазный индентор с углом при вершине 120°, либо стальной шарик диаметром в 1,588 мм. Твердомер имеет специальный индикатор, который и показывает число твердости исследуемого материала.
Комплекс физического моделирования GLEEBLE 3500
- Испытания на растяжение/сжатие образцов при повышенных температурах: одноосное сжатие, вскрытие трещины, вызванной деформацией (SICO)
- диаграмма напряжений
- плавление и кристаллизация
- испытания в полужидком состоянии
- испытания на горячую пластичность
- термоциклирование/термообработка
- дилатометрия/фазовые превращения: нагрев или охлаждение, непрерывные или поэтапные испытания, изотермические, после деформации, испытания на релаксацию напряжения, испытания на ползучесть/разрыв
- непрерывная разливка
- горячая прокатка
- ковка
- экструзия
- сварка (исследование зоны термического влияния)
- стыковая сварка сопротивлением
- диффузионная сварка
- непрерывный отжиг
- термическая обработка
- ускоренное охлаждение
Микроскопия
Микроскоп металлографический инвертированный Meiji-200 TechnoMeijiTechnoCorp. в комплекте с программой анализа изображений Thixomet PRO ООО «Тиксомет»
- Новая усовершенствованная ICOS - оптика (оптическая система микроскопа, скорректированная на «бесконечность», с тубусной системой F=200 мм)
- Объективы безрефлексные планахроматические Planachromat Epi: 50x, 100x, 200x, 500x,1000x
- Сверхширокопольные окуляры 10x (для работы в очках), линейное поле -22 мм
- Удобные бинокулярные насадки с фото-/видеовыходом
- Столик предметный 180 x245 мм
- Осветитель отраженного света, галогенная лампа (6В 30Вт)
- Фото-/видеовыход во фронтальной части основания
- Фото- и видео-документирование
- Оценка среднего размера зерна (ГОСТ 5639-82, ГОСТ 21073-75, astm e1382, astm e112, din 50 601.)
- Оценка загрязненности стали неметаллическими включениями (astm e1245.)
- Оценка микроструктуры графита в чугуне
- Шаровидность графита в чугуне
- Оценка качества материалов на основе графита ГОСТ 26132-84.
- Определение пористости материалов на основе углерода.
- Методика выполнения измерений процентного содержания графита в образцах углеродных материалов.
- Методика выполнения измерения анизометричности зерен.
- Определение структурной полосчатости стали
- Оценка микроструктуры перлита
- Определение размера перлитных колоний.
- Определение процентного соотношения сорбитообразного перлита и пластинчатого.
- Оценка металлургического качества жаропрочных никелевых сплавов
- Оценка качества двухфазных титановых сплавов
- Измерение слоев и покрытий
- Методы сравнения с эталонами
Анализатор стереоизображений поверхности твердых тел на базе стереомикроскопа MeijiTechnoRZ-В MeijiTechnoCorp. в комплекте с программой анализа изображений Thixomet PRO ООО « Тиксомет»
Возможные исследования: анализ поверхности изломов
Растровый электронный микроскоп JSM-6490LV JEOL с системой микроанализа INCA Energy 450 x-МАХ 50 Premium, HKL Premium EBSD System Nordlys II 2 S Oxford InstrumentsLtd.
- термоэмиссионный источник электронов;
- ускоряющее напряжение 0,3 – 30 кВ;
- увеличение от x 5 до x 300 000;
- разрешение до 3,0 нм (при ускоряющем 30 кВ);
- виды контраста (вторичные и отраженные электроны): топографический, композиционный, теневой;
- столик для образцов эвцентрического типа с компьютерным управлением.
- исследование микроструктуры различных материалов неорганического происхождения;
- топографический и качественный фазовый анализ поверхности;
- возможность исследования крупногабаритных образцов (высота до 45 мм, диаметр до 200 мм).
- Подробности
Научный руководитель: проф., д. физ.-мат. наук Бехтерев А.Н.
Научно-образовательный центр по наноматериалам и нанотехнологиям (НОЦ) выполняет следующие основные задачи:
- Участие в федеральных, аналитических ведомственных и других программах Министерства образования и науки РФ, РФФИ, РосНАНО - в рамках выполнения фундаментальных и прикладных научных исследований. Интеграция и координация усилий учебного, научного и инновационно - внедренческого потенциала подразделений университета для совместных действий в образовательной и научной областях, включая международную деятельность;
- Обеспечение взаимодействия фундаментальной и прикладной науки с образовательным процессом на всех его стадиях, включая использование результатов совместных научно-исследовательских работ в лекционных курсах, экспериментальной базы для выполнения учебно-исследовательских работ бакалавров и магистров, курсовых работ, производственной и преддипломной практики магистров, поддержка аспирантуры по физике;
- Привлечение квалифицированных сотрудников научных организаций к чтению спецкурсов и руководству учебно-исследовательскими, курсовыми и дипломными работами, практикой бакалавров, магистров и стажировкой аспирантов по направлению физика и естественные науки;
- Осуществление международного сотрудничества в области естественных наук путем выполнения контрактов, участия НОЦ в работе международных конференций, организация международного обмена сотрудниками, студентами и молодыми учеными с профильными университетами и лабораториями, международными научными и образовательными организациями и фондами;
- Популяризация научных знаний, в особенности по направлению – наноматериалы и нанотехнологии, довузовская профориентационная работа, проведение школьных, вузовских научно-практических конференций и олимпиад, мастер-классов и выставок, разработка и практическая реализация мер по мотивации талантливой молодежи для профессиональной карьеры в области естественных наук, связь со школами и образовательными структурами города.
Направление научных исследований НОЦ:
- Фундаментальные и прикладные экспериментальные исследования колебательного спектра и дефектов кристаллической структуры и оптических свойств переходных форм конденсированного углерода и наноуглерода.
- Компьютерное моделирование кристаллической структуры, дефектов и физико-химических свойств аллотропных модификаций конденсированного углерода и наноуглерода.
- Изучение взаимосвязи свойства-структура материалов (в том числе и металлов) при внедрении в кристаллическую решетку фрактальных и нанокристаллических структур.
- Нанотехнологии в биомедицине и экологии.
- Экспериментальное исследование форм содержания, распространения и механизмов удаления тяжелых металлов из пресных водоемов и питьевой воды с помощью нанотехнологий.
НОЦ выполняет фундаментальные, поисковые, прикладные и опытно-конструкторские научно-исследовательские работы, финансируемые из бюджетов всех уровней, внебюджетных и венчурных фондов, средств хоздоговоров, а также из собственных средств университета. При дополнительном оснащения материальной базы НОЦ – газовым хроматомасспектрометром, спектрометром комбинационного рассеяния, атомным эмиссионным спектрометром с индуктивно-связанной плазмой, прибором для проведения рентгеноструктурного анализа с возможностью малоуглового рассеяния, устройствами для пробоподготовки образцов к спектрофотометрическим исследованиям (минерализация, прессование) – после сертифицирования лаборатории - возможно проведение хоздоговорных работ по изучению качества материалов, экологических и медицинских сред.
НОЦ оснащен в настоящее время следующей приборной базой:
- ИК-Фурье спектрофотометр Shimadzu-Infinity – для проведения качественного и количественного спектрофотометрического молекулярного анализа объектов по спектрам поглощения, зеркального и диффузного отражения и НПВО.
- УФ- спектрофотометр Cary-60 – для проведения качественного и количественного спектрофотометрического атомного анализа объектов по спектрам поглощения.
- ИК- спектрофотометр Specord-75IR – для проведения сперофотометрического анализа объектов.
- Атомный силовой сканирующий зондовый микроскоп – Фемптоскан – для изучения строения поверхности твердых объектов с нанометровым уровнем разрешения и визуализации.
- Три компьютера с конфигурацией, ориентированной на проведение моделирования идеальных кристаллических структур и дефектов в рамках первопринципных методов и методов молекулярной динамики.
Предполагаемая тема нового научного исследования – «Экспериментальное исследование и моделирование в рамках модели эффективной среды оптических свойств переходных и нанокристаллических модификаций конденсированного углерода».
Тема имеет фундаментальное научное и прикладное значение – оптические постоянные позволяют проводить расчеты излучательных и поглощательных характеристик объектов, в том числе – композиционных материалов на основе конденсированного углерода. Оптические свойства объектов несут прямую информацию о структуре, внедрениях, примесях, дефектах в материалах и позволяют прогнозировать физические свойства материалов (например: теплофизические). Состав исполнителей – до 10 чел., в том числе аспиранты и студенты. Предполагаемые сроки выполнения исследований – 3-4 года.
