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 Tpm), 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 ДИМЕТÒ. 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.