Учреждение российской академии наук институт прикладной физики (ипф ран)




НазваниеУчреждение российской академии наук институт прикладной физики (ипф ран)
страница2/8
Дата03.11.2012
Размер1.1 Mb.
ТипОтчет
1   2   3   4   5   6   7   8

ПЕРЕЧЕНЬ


закупленного научного оборудования Центра коллективного пользования

«Центр микроволновых и лазерных нанотехнологий»

по состоянию на 31.03.2009 г.

№ п.п.

Наименование единицы оборудования


Фирма-изготовитель




Страна-

производитель

Год выпуска

Стоимость (руб.)

Назначение, технические характеристики



Спектрометр S150-2-3648 USB


Solar

Белоруссия

2008

164000

Спектральный диапазон чувствительности ПЗС приемника спектрометра: 190-1100 нм

Максимальное спектральное разрешение: 0,1 нм


2

Фемтосекундный Ti:S лазер со встроенной накачкой TISSA

CDP


Россия

2008

1 690 000

Длительность импульса 50-60 фс

Диапазон перестройки 750-850 нм

Выходная мощность на 800 нм 400 мВт

Частота повторения импульсов 75 МГц

Встроенный источник накачки – 5 ваттный (532 нм) DPSS лазер


3

Столы оптические

Standa

Литва

2008

1559902

Обеспечивают изоляцию от механических колебаний с временем затухания 50 мс.

4

Иттербиевый волоконный усилитель

ИРЭ «Полюс»

Россия

2008

200 000

Центральная длина волны – 1064 нм

Полоса усиления – 10 нм

Коэффициент усиления – 20 дБ

Выходная мощность – 300 мВт

Диаметр пля моды – 15 мкм

Поляризация - линейная

5

Рентгеновский дифрактометр Rigaku Altima IV

Tokyo Boeki Ltd

Япония

2008

5 400000

Комплекс предназначен для материаловедческого анализа образцов методом рентгеноспектрального анализа с предварительной подготовкой образцов методом светового оптического анализа в режимах падающего и проходящего света

6

Двухлучевой сканирующий спектрофотометр УФ и видимого диапазона с приставками зеркального и диффузного отражения

Солар

Белоруссия

2008

300550

Спектральный диапазон 190-1100 нм

Диапазон измерения по фотометрическим шкалам:

-коэффициентов пропускания, % от 0,1 до 200

- оптических плотностей, ед.ОП: от – 0,1 до 3,0скорость сканирования, нм/мин: от 3000 до 24

7

Система управления фемтосекундным лазерным комплексом

Спектрофизикс

Германия

2008

1500000

Предназначен для управления лазерами накачки, задающим генератором и регенеративным усилителем фемтосекундного лазерного комплекса

8

Приточно-вытяжная установка фирмы «KORF»

KORF

Германия

2008

85000

Производительность 150 м3/час

9

Высокочистый безмасляный вакуумный пост

ГИКОМ

Россия

2009

2 700 000

Проведение плазмохимических реакций в неравновесной плазме с использованием химически высокочистых веществ



Итого: 13599452 руб.

П.1-8 настоящей таблицы – закупки 2008 г., п.9 – закупки 2009 г.



  1. Проведение научных исследований



2.1 Разработка технологии создания наноструктурных керамических материалов на основе окиси алюминия методом спекания при микроволновом нагреве

Интерес к созданию наноструктурных конструкционных керамик и композитов обусловлен сложившимися к сегодняшнему дню представлениями о существенном улучшении физико-механических свойств материалов при уменьшении кристаллитов до нанометровых размеров. Теоретически обоснованы физические явления, определяющие причины изменения таких механических свойств конструкционных материалов, как твёрдость, прочность, трещиностойкость, пластичность при переходе к нанометровым размерам структуры. В последние годы выполнен ряд работ, в которых продемонстрирована возможность получения керамических материалов, в том числе на основе оксидов металлов, с близкой к теоретической плотностью и нанометровым размером зерна (менее 100 нм). Однако использование исследовавшихся методов для массового производства изделий из наноструктурной керамики затруднено большими трудозатратами, малой производительностью их высокой стоимостью.

Одной из основных проблем процесса изготовления керамических изделий, формованных из наноструктурных порошков, является достижение высокой конечной плотности материала при сохранении ультрадисперсной микроструктуры. Перспективным представляется использование спекания при нагреве керамических и композиционных материалов микроволновым излучением. За счёт поглощения микроволнового излучения во всем объеме нагреваемого материала достигается высокая однородность температурного поля и, как следствие, однородное спекание, что обеспечивает получение однородной микроструктуры. Обусловленное однородным объемным нагревом отсутствие термических напряжений позволяет проводить процесс с высокими скоростями и ограничить разрастание зерна материала при его уплотнении. Применение микроволнового излучения с частотами 24 ГГц и выше позволяет эффективно нагревать материалы, слабопоглощающие излучение более низких частот (0,915 и 2,45 ГГц), без использования дополнительных методов нагрева.

В рамках выполнения проекта проведены исследования процесса получения керамик на основе оксидных наноразмерных порошков с использованием спекания в условиях нагрева микроволновым излучением частотой 24 ГГц.

В экспериментах использовались изготовленные в Институте электрофизики УрО РАН наноразмерные порошки Al2O3, ZrO2, (AlMg)2O3 и Y2O3 полученные электровзрывом проволок алюминия, циркония и алюмо-магниевого сплава, соответственно. Основные характеристики порошков приведены в таблице 2. Фазовый состав порошков определялся по результатам рентгенофазового анализа дифрактограмм.


Таблица 2. Удельная поверхность, размер частиц и фазовый состав порошков.

Порошок

Удельная поверхность, (м2/г)

Фазовый состав

Размер частиц, (нм)

Al2O3

86,4

γ - Al2O3, 57%

δ - Al2O3, 43%

15

(AlMg)2O3

65

γ - Al2O3, 72%

δ - Al2O3, 28%

15

ZrO2

55

t - ZrO2, 25%

m - ZrO2, 75%

17

47

Y2O3

55,4

m - Y2O3

15



Для приготовления композиционных составов оксидов из соответствующих мольных количеств порошков Al2O3, ZrO2 и Y2O3приготавливались суспензии в изопропиловом спирте, из которых после перемешивания в ультразвуковом диспергаторе и выпаривания были получены однородные смеси порошков составов Al2O3+8вес.% ZrO2, Al2O3+8вес.% (97мол.% ZrO2+3мол.% Y2O3) и ZrO2+3мол.% Y2O3.

Порошки и смеси порошков компактировались в Институте электрофизики УрО РАН методом одноосного магнитно-импульсного прессования в диски диаметром 15 и 30 мм, и толщиной 2 и 5 мм, соответственно. Плотности спрессованных образцов определялись по результатам их взвешивания и геометрическим размерам. При оптимальных давлениях прессования в интервале 1,4÷1,6 ГПа плотности образцов составляли 68÷73% от теоретического значения. Отметим, что образцы прессовались без использования связующих сред, наличие которых может приводить к загрязнению поверхности частиц порошка и особенно отрицательно сказывается на спекаемости образцов, компактированных из наноразмерных порошков.

Спекание компактированных образцов проводилось на специализированном гиротронном комплексе для высокотемпературной обработки материалов. Спекание образцов проводилось в воздухе, в режиме автоматического поддержания заранее заданного режима нагрева. На начальной стадии нагрева образцы выдерживались при температуре 400ºС в течение 15 минут для удаления адсорбированной на частицах порошка воды. Скорость нагрева до температуры спекания составляла 30ºС/мин, скорость контролируемого изменением мощности охлаждения равнялась 15ºС/мин. Плотности спечённых образцов определялись методом Архимеда, взвешиванием в дистиллированной воде при температуре 20ºС. Микроструктура протравленных шлифов спечённых образцов исследовалась на электронном микроскопе JEOL JSM-6490LV, а микроструктура изломов на атомно-силовом микроскопе «Смена» в режимах рельефа поверхности и фазового контраста. Измерение микротвёрдости и трещиностойкости проводилось по стандартным методикам анализа отпечатков индентора, полученных на измерителе механических свойств Nanotest 600 (Micromaterials Ltd).

Результаты экспериментов показали, что конечная плотность порядка и более 0,97 от теоретического значения (ρтеор) в материалах на основе наноразмерного порошка A2O3 достигается при температуре спекания 1450ºC, а в материале состава ZrO2+(3%Y2O3) при температуре 1350ºC. Время выдержки при температуре спекания составляло от 2-х минут для A2O3-образцов, до 15-ти минут для образцов состава Al2O3+8% (97%ZrO2+3%Y2O3). Увеличение времени выдержки до 30-ти и более минут практически не приводило к увеличению конечной плотности материалов. В таблице 3 приведены режимы высокотемпературной стадии спекания и усредненные по серии спечённых образцов результаты измерения плотности (ρ/ρтеор), микротвердости (Нµ) и трещиностойкости (К).


Таблица 3. Режимы высокотемпературной стадии спекания керамик, относительная плотность (ρ/ρтеор), микротвердость (Нµ) и трещиностойкость (К) спечённых материалов.

Состав

Режим,

T(ºC)×t(мин)

ρ/ρтеор,

(%)

Нµ,

ГПа

К,

МПа×м1/2

A2O3

1450×2

97,2

20,7

5,15

(AlMg)2O3

1450×5

97,8

18,3

3,8

Al2O3(8%ZrO2)

1450×15

97,6

20,4

4,3

Al2O3[8%(97%ZrO2+
3%Y2O3)]

1450×5

98,2

19,6

5,75

ZrO2(3%Y2O3)

1350×5

96,7

11,4

4,8

Исследования микроструктуры керамик показало, что характерный размер зерна в спечённых материалах составляет 200÷300 нм. При этом, из анализа изображений, полученных на атомно-силовом микроскопе, в зёрнах крупного размера отчётливо проявляется мелкозёренная внутреняя структура. По-видимому, наличие структуры с характерными размерами несколько более сотни нанометров является причиной сравнительно высокой трещиностойкости, превышающей на 15÷20 процентов значения, типичные для керамических материалов соответствующих составов, получаемых из субмикронных порошков традиционными методами.

Методом износа испытуемых образцов в процессе сухого точения (резания) контртела была определена износостойкость образцов (AlMg)2O3-керамики. Для этого, механической шлифовкой и полировкой с использованием алмазных полировочных паст керамическим образцам придавалась форма треугольной режущей пластины. В качества контртел использовались цилиндрические заготовки из стали марки Ст45, закалённой до твёрдости 45 НRC, и из стали марки У8, закалённой до твёрдости 62 HRC. Резание заготовок проводилось на токарно-расточном станке 16А20Ф3С32 с ЧПУ FMS3000.

Скорость износа в режиме сухого резания изготовленными керамическими пластинами составила 2·10-7 мм3/(мН) при обработке заготовки из закалённой стали Ст45 и 2,85·10-7 мм3/(мН) при обработке заготовки из закалённой стали У8. Образцы полученной керамики по скорости износа удовлетворяют требованиям, предъявляемым к керамическим изделиям, предназначенным для трибологических применений (скорость износа в «мягком» режиме менее 10-6 мм3/(мН).

1   2   3   4   5   6   7   8

Похожие:

Учреждение российской академии наук институт прикладной физики (ипф ран) iconУчреждение российской академии наук институт прикладной физики (ипф ран)
Обеспечение центром коллективного пользования научным оборудованием комплексных исследований в области использования микроволнового...
Учреждение российской академии наук институт прикладной физики (ипф ран) icon«утверждено» на заседании Ученого совета ифмк унц ран, протокол №5 от «8» октября 2010 г
Учреждение Российской академии наук Институт физики молекул и кристаллов Уфимского научного центра ран
Учреждение российской академии наук институт прикладной физики (ипф ран) iconИбх ран филиал учреждения российской академии наук
Учреждение Российской академии наук Институт биоорганической химии им академиков М. М. Шемякина и Ю. А. Овчинникова ран
Учреждение российской академии наук институт прикладной физики (ипф ран) iconАгошков Валерий Иванович 1, Пармузин Евгений Иванович 1, Лебедев Сергей Анатольевич 2
Учреждение Российской академии наук Институт вычислительной математики ран. 2: Учреждение Российской академии наук Геофизический...
Учреждение российской академии наук институт прикладной физики (ипф ран) iconМатематическое моделирование фильтрации грунтовых вод хацуков З. М
Учреждение Российской академии наук Научно-исследовательский институт прикладной математики и автоматизации кбнц ран, г. Нальчик
Учреждение российской академии наук институт прикладной физики (ипф ран) iconУчреждение Российской академии наук Геологический институт ран
Учреждение Российской академии наук Палеонтологический институт им. А. А. Борисяка
Учреждение российской академии наук институт прикладной физики (ипф ран) iconОценка функции распределения времени эффективного функционирования большемасштабных распределенных вычислительных систем
Учреждение Российской академии наук Институт физики полупроводников им. А. В. Ржанова Сибирского отделения ран, Новосибирск
Учреждение российской академии наук институт прикладной физики (ипф ран) iconРоссийской академии наук институт биоорганической химии им. Академиков м. М. Шемякина и ю. А. Овчинникова ран козлов Сергей Александрович Тема: новые подходы к изучению структурно-функционального разнообразия полипептидных токсинов
Учреждение российской академии наук институт биоорганической химии им. Академиков м. М. Шемякина и ю. А. Овчинникова ран
Учреждение российской академии наук институт прикладной физики (ипф ран) iconМинистерство образования и науки российской федерации
Учреждение российской академии наук институт проблем машиноведения ран (ипмаш ран)
Учреждение российской академии наук институт прикладной физики (ипф ран) iconРоссийская академия наук учреждение российской академии наук институт водных проблем ран
Профессор, доктор физико-математических наук, заслуженный деятель науки рф, заведующий лабораторией моделирования гидрологического...
Разместите кнопку на своём сайте:
Библиотека


База данных защищена авторским правом ©lib.znate.ru 2014
обратиться к администрации
Библиотека
Главная страница