Устойчивость алюминиевых сплавов к коррозии и износу увеличили в несколько раз
Плазменно-электролитическое оксидирование (ПЭО) представляет собой обработку в электролите сплавов на основе алюминия, магния и титана, как правило, под действием переменного тока. Технологию отличают высокая экологичность и простота организации процесса. ПЭОпозволяет многократно улучшать свойства поверхности изделий, формируя керамический оксидный слой, эффективнозащищающий от износа и коррозии.Из-за сочетания хороших механическихсвойств в объеме изделияи малой плотности алюминиевые и магниевые сплавышироко используют вмашиностроении, в том числе авиа- и автомобилестроении, а также в судостроении. Однако их поверхность для многих задач оказывается недостаточно износо- и коррозионностойкой. ПЭО позволяет решить большой круг задач по обеспечению необходимых свойств поверхности, но часто требуются еще более высокие свойства для работы изделий в агрессивных средах и в экстремальных условиях изнашивания. Также остается проблемой невысокая производительность ПЭО. Группа ученых Тольяттинского государственного университета (ТГУ) под руководством доктора физико-математических наук, профессора Михаила Криштала при участии ведущего научного сотрудника Израильского Политехнического Института (Техниона) физика-теоретика Александра Кацмана, модифицировала технологию плазменно-электролитического оксидирования, добавив в электролиттвердые частицы карбида титана TiCсо средним размером80 нанометров. Добавка на литр электролита всего пол грамма наночастиц TiC повысила в 1,4 раза твердость, в 3 раза износостойкость и в 10 раз коррозионную стойкость оксидного слоя, сформированного ПЭО на литейном алюминиево-кремниевом сплаве АК7, который широко применяется в промышленности. Кроме того, внедренные в уже сформированный оксидный слой наночастицы, оставаясь в исходном состоянии, составляют не более 1 % массы самого слоя, и при этом дают30 %-й прирост его толщины и массы, и таким образом значительный рост производительности процесса оксидирования. Несмотря на кажущуюся простоту метода ПЭО, до сих пор никому не удалось непротиворечиво объяснить и математически описать само явление ПЭО, а тем более объяснить влияние на этот процесс наночастиц, вводимых в электролит. Остаются многие нерешенные вопросы, а вариации режимов оксидирования открывают новые далеко не очевидные эффекты и ставят новые вопросы. – При ПЭО формирование оксидного слоя происходит, в основном, за счет плавления и интенсивного окисления жидкого металла. Расплавляющие металл микродуговые разряды возникают в микроскопических каналах, которые пронизывают оксидный слой,– поясняет профессор Криштал. – Перед этим в микроканалах образуются парогазовые пузыри. Мы полагаем, что твердые наночастицы, неся на себе отрицательный электрический заряд, попадают в эти пузыри и ускоряютсяэлектрическим полем до таких скоростей, что как пули или метеориты с легкостью внедряются в стенки и дно микроканала. За счет трения и разогрева при ударе они теряют электроны и приобретают положительный заряд. Всёэто приводит к искрению на внедренных в слой наночастицах, вызывая снижение напряжения инициации микродуги. Поэтомумикроскопические электрические дуги горят дольше, а самих таких микроразрядов становится больше. Именно этим объясняется то, что за равное время при добавке наночастиц в электролит окисляется больший объем металла, а сам процесс становится более равномерным. Соответственно, в слое формируется больше равновесных и твердых составляющих, слой становится более однородным, плотным и твердым, а его защитные свойства от износа и коррозии растут. Эти эффекты становятся достижимы только при наноразмере модифицирующих частиц и в достаточно узком диапазоне их концентраций. Более крупные микрочастицы просто не смогут разогнаться до нужных скоростей и внедриться в стенки микроканала, а может даже не смогут в него проникнуть. То есть макроэффект получается именно от нано. – Это тот случай, когда «нано» является действительно определяющим фактором улучшения процесса и свойств формируемого поверхностного слоя. Именно наноразмерный порядок частиц карбида титана позволяет оптимальным образом внедрить его в слой и добиться наибольшего эффекта, – поясняет Антон Полунин, кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник НИО-4 «Оксидные слои, пленки и покрытия» Научно-исследовательского института прогрессивных технологий ТГУ.–В результате мы получаем оксидный слой с новым комплексом свойств, который удовлетворяет более жёстким требованиям по механике и коррозии по сравнению с обычным оксидным слоем, то есть способен работать в еще более тяжёлых условиях. Следующим нашим шагом будет адаптация полученных решений для обработки магниевых сплавов технического назначения. – Интригующий эффект воздействия очень малого количества наночастиц на макроэффект значительного увеличения толщины и качества ПЭО покрытия можно понять, рассматривая электрические разряды, бьющие из отрицательно заряженных облаков на летящие самолеты, которые заряжаются положительно за счет трения об атмосферу. Эти мини-молнии ионизируют атмосферу (так же как и космические частицы, ускоряемые в электрическом поле Земли), и таким образом создают условия для возникновения большой молнии. Подобно этому, наночастицы, внедренные в стенки микроканалов покрытия, вызывают на себя микроразряды (искры), которые ионизируют паро-газовую среду и подготавливают (облегчают) пробой всего паро-газового пузыря, - объясняет Александр Кацман, ведущий научный сотрудник Хайфского Техниона (Израиль). – Этим объясняется сравнительно небольшое (3-4%) наблюдаемое снижение напряжения электрического пробоя, которое в результате приводит к значительному макроэффекту.
Исследования выполнены при поддержке Российского научного фонда и опубликованы в журнале «Surfaceand Coatings Technology» (издательство Elsevier, Нидерланды). Этот журнал является одним из ведущих мировых научно-технических журналов в области технологий поверхностной обработки материалов и покрытий (входит в Q1 по Web of Science Core Collection, импакт-фактор – 4,16). Он публикует научные работы о передовых разработках в области «дизайна покрытий» с целью изменения и улучшения свойств материалов для защиты в сложных условиях эксплуатации, а также статьи, способствующие новому пониманию физики и процессов формирования поверхностных материалов с новыми или улучшенными свойствами.
Корпоративная программа повышения управленческих компетенций People Management ЕДИНОГО ЦУПИС стала победителем в номинации «Прорыв года» премии «Эффективное образование». Награда является отражением вклада компании в образовательный процесс персонала.
Будущие агрономы из института менеджмента, экономики и агротехнологий, а также сельскохозяйственного колледжа ХГУ на один день стали дегустаторами овощей, которые используются в повседневном рационе. Вкусные занятия прошли на форуме-выставке достижений обучающихся.
Правительство Хакасии поддерживает исследовательскую деятельность учёных ХГУ им. Н.Ф. Катанова с помощью региональных мер. С 2018 по 2023 годы общее финансирование на эти цели из республиканского бюджета увеличилось в несколько раз, а грантовая поддержка проектов возросла в 21 раз.
Нейрохирурги Института Вельтищева Пироговского Университета ввели в практику метод помощи детям с детским церебральным параличом и генетическими патологиями мозга.
rid: 2SDnjcKARhk
Курс для желающих обучиться профессии кадровика с нуля и для специалистов по кадрам и управлению персоналом с опытом работы стартует 21 января в Торгово-промышленной палате Республики Коми.
Алина Сагалакова из института естественных наук и математики Хакасского госуниверситета заняла третье место в весовой категории до 50 кг на всероссийском турнире по спортивной борьбе (спортивная дисциплина – вольная борьба) памяти Героя труда Российской Федерации, заслуженного тренера СССР Д.Г. Миндиашвили.
Контекст: в Госдуме поддерживают предложение Минобрнауки об отказе от бакалавриата, переходе на базовое и специализированное высшее образование с 1 сентября 2026 года.
Титр: Ольга Юрьевна Милушкина, доктор медицинских наук, профессор, член-корреспондент РАН, проректор по учебной работе Пироговского Университета
В Тольяттинском государственном университете (ТГУ) для студентов-инженеров завершился первый семестр обучения по новой дисциплине – «Инженерная подготовка».
Яна Гофф из института менеджмента, экономики и агротехнологий Хакасского госуниверситета вошла в число лучших региональных амбассадоров масштабного федерального проекта «Таврида.АРТ» в Москве.
Хакасский госуниверситет вошёл в состав учебно-педагогического округа Енисейской Сибири. Между вузами подписано соглашение о сотрудничстве. Оно открывает новые горизонты для эффективного взаимодействия по направлению подготовки «Педагогическое образование».
За выдающийся вклад в подготовку и проведение Всемирного фестиваля молодёжи-2024 студентка инженерно-технологического института Хакасского госуниверситета Анастасия Парасюк удостоена памятной медали Президента Российской Федерации Владимира Путина.
Главная цель конкурса — поддержать талантливых молодых ученых и специалистов в сфере охраны здоровья. Инициатива помогает не только мотивировать участников к разработке инновационных проектов, но и оказывать помощь в дальнейшей реализации идей.
Лечение двигательных нарушений — одно из ключевых направлений работы Института Вельтищева. С 2021 года в отделении нейрохирургии проводится селективная дорсальная ризотомия — операция, устраняющая спастичность в ногах. Увеличение количества пациентов с двигательными нарушениями подтолкнуло к освоению новых нейрохирургических практик для комплексного лечения.
Команда проекта «LeukoCheck» из числа студентов-медиков Хакасского госуниверситета стала победителем акселератора ТГУ в финальном треке «Агробиотехнологии». Начинающие учёные разрабатывают биомедицинскую технологию для прогнозирования риска сердечно-сосудистых заболеваний и их осложнений. В основе технологии – анализ баз данных с помощью нейросети.
