Изделия из технической керамики ТГУ применяются на производствах
Ученые физико-технического факультета Томского государственного университета разработали оптимальный состав технической керамики на основе корунда — оксида алюминия. Материал обладает исключительной прочностью, твердостью и износостойкостью, что делает его востребованным в металлургии, машиностроении, нефтегазовой, строительной и других отраслях. Исследователи отмечают, что он превосходит по эксплуатационным характеристикам стандартные отечественные аналоги и не уступает импортным. Сотрудники лаборатории нанотехнологий металлургии ФТФ ТГУ уже изготавливают качественные комплектующие из технической керамики на замену импортным деталям для НПЦ «ПОЛЮС», АО «ЗПП», АО «НИИПП» и других предприятий.
Ученые лаборатории нанотехнологий металлургии ФТФ ТГУ разрабатывают техническую керамику на базе научного центра мирового уровня «Новые материалы специального назначения», координатором которого является Томский государственный университет. Работа ведется в рамках стратегического технологического проекта ТГУ «Технологии безопасности» при поддержке федеральной программы «Приоритет 2030».
— Техническая керамика на основе корунда широко применяется в науке и технике: от изоляторов и подложек интегральных схем до фильер, форсунок, торцевых уплотнений и режущего инструмента. То есть везде, где нужна высокая твердость, абразивная и химическая стойкость, превосходные изолирующие свойства и стабильные параметры диэлектрической проницаемости и тангенса угла диэлектрических потерь, — объясняет Михаил Григорьев, старший научный сотрудник лаборатории нанотехнологий металлургии ФТФ ТГУ, руководитель проекта. — Нам удалось получить оптимальный состав вакуумплотной корундовой керамики с мелкозернистой плотноупакованной структурой, обеспечивающей повышенные твердость и прочность.
Исследователи отмечают, что техническая керамика превосходит по эксплуатационным характеристикам — плотности, прочности на изгиб, модулю упругости и твердости — стандартные отечественные аналоги и не уступает импортным.
Команда проекта провела масштабное исследование: изучила различные типы порошков глинозема, проанализировала кристаллическую структуру и морфологию частиц, а также исследовала влияние механической обработки в установках пневмоциркуляционного типа на свойства порошков. Все это позволило выявить нужные характеристики исходного сырья и получить оптимальный состав керамики.
Адаптировав состав под технологию литья термопластичного шликера, ученые ТГУ выпустили первые образцы продукции. Уже достигнуто стабильное качество керамики и отработана технология нанесения глазури и центробежной галтовки. Эти процедуры позволяют добиться зеркальной поверхности с шероховатостью, близкой к нулю (до 0,02 Ra), что не только улучшает внешний вид изделия, но и увеличивает его срок службы в абразивных средах в два раза.
В настоящее время сотрудники лаборатории ФТФ ТГУ способны проводить полный цикл производства изделий из новой технической керамики с высочайшим качеством получаемой поверхностии и точностью до 0,05 мм. Лаборатория успешно сотрудничает с промышленными партнерами: АО «ЗПП», АО «НИИПП», НПЦ «Полюс», несколькими предприятиями кабельного производства и другими компаниями.
— Мы способны в кратчайшие сроки разработать и запустить мелко- и среднесерийное производство изделий по чертежам заказчика, используя отечественное сырье и оборудование, — отмечает Михаил Григорьев. — На сегодняшний день к нам приходит большое количество запросов от промышленников. В основном, они направлены на импортозамещение, когда необходимо заменить изношенные детали машин импортного производства, комплектующие на которые стало невозможно закупать из-за санкций.
Сейчас проект находится на завершающей стадии: ведутся работы по совершенствованию методов финишной обработки поверхности, таких как алмазная шлифовка и полировка. Ученые ТГУ готовы расширить номенклатуру изделий и адаптировать свойств технической керамики под запросы конкретных отраслей промышленности.
По проекту опубликованы две научные статьи в журналах «Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты)» и «Вестник Томского государственного университета», где доказывается эффективность технической керамики при сухом высокоскоростном точении термически упрочненной стали марки 40Х и при использовании в коммутационных платах и металлокерамических корпусах.
Для справки. Научный центр мирового уровня «Новые материалы специального назначения» учрежден решением Комиссии по научно-технологическому развитию РФ в мае 2025 года в рамках нацпроекта «Новые материалы и химия». Программа развития НЦМУ официально поддержана министерством промышленности и торговли РФ, Федеральным медико-биологическим агентством РФ, администрацией Томской области.
Подробнее о разработках НЦМУ «Новые материалы специального назначения» можно узнать по ссылке.
Узнавайте первыми главные энергетические новости и актуальную информацию о важных событиях дня в России и мире.
Подписывайтесь на наш Telegram-канал
"ГИС-Профи. Информационное сопровождение предприятий энергетической отрасли"