Пресс-релизы // » Добавить пресс-релиз

Новая защита для промышленных и медицинских изделий

Плазменно-электролитическое оксидирование (ПЭО) используется для создания защитных керамических оксидных покрытий (слоёв) на изделиях из лёгких сплавов, работающих в экстремальных условиях. Изучением и усовершенствованием технологии ПЭО в Тольяттинском госуниверситете занимаются при поддержке Российского научного фонда в научно-исследовательском отделе (НИО) «Оксидные слои, плёнки и покрытия» под научным руководством профессора, доктора физико-математических наук Михаила Криштала при участии ведущего научного сотрудника Израильского политехнического института (Технион) физика-теоретика, PhD Александра Кацмана.
– Направленный поиск оптимальных решений (подбор параметров ПЭО) затруднён отсутствием чёткого понимания физических основ формирования таких покрытий. Поэтому создание физической модели ПЭО как совокупности физических явлений остаётся высоко актуальной задачей, – говорит Михаил Криштал. – В то же время технология ПЭО не так давно была молицирована путём введения в электролит различных керамических наночастиц. Поскольку возникающие при этом синергетические эффекты, фактически, привели к появлению новой ещё более эффективной технологии гибридной плазменно-электролитической обработки (ГибПЭО), это ещё более усложнило понимание физики процесса. Исследования ПЭО с добавками наночастиц активно ведутся во всем мире с нарастающей интенсивностью в последние 5-10 лет. По сути идёт период накопления информации, причём в достаточно хаотичном режиме. Поэтому мы почувствовали острую необходимость обобщения своих и других известных результатов для выхода на качественно иной уровень исследований и разработок.
В итоге исследователи ТГУ разработали теорию, которая позволяет описать и количественно предсказать семь видов взаимодействия частиц с оксидным слоем, и доказали её состоятельность, проведя многочисленные эксперименты, а также обобщив данные других исследователей из сотни источников.
– В нашей работе обобщены и теоретически обоснованы общие и отличительные особенности механизмов взаимодействия наночастиц с оксидным покрытием, формируемым методом ГибПЭО на лёгких сплавах. Мы использовали в основном силумины (сплавы алюминия с кремнием) и сплавы на основе магния при их ГибПЭО с наночастицами карбида титана, диоксида кремния и диоксида циркония. Однако обобщение распространяется и на другие материалы и частицы, – поясняет начальник лаборатории структурно-фазового анализа НИИ прогрессивных технологий ТГУ. кандидат технических наук Антон Полунин.
Исследователи показали, что взаимодействие заряженных керамических ускоренных электрическим полем наночастиц с оксидным слоем определяется трансформацией кинетической энергии наночастиц в нагрев и пластическую деформацию, в фазовые превращения, а также в создание новых поверхностных дефектов. Одним из основных контролирующих факторов стало соотношение твёрдости частиц и оксидного слоя, а также поверхностного заряда на частицах.
– В случае подробно рассмотренного в работе взаимодействия частиц диоксида кремния с оксидным слоем, формируемым на силуминах, образующееся покрытие оказывается твёрже керамических наночастиц, а в остальных случаях наоборот – наночастицы оказываются твёрже оксидного слоя. Это определило две основные группы сценариев взаимодействия наночастиц с покрытием, формируемым при ГибПЭО, – говорит Михаил Криштал. – Но сценарии зависят не только от соотношения твёрдости слоя и добавляемых частиц, а также от распределения введённых в электролит частиц по размерам, от температурно-барических условий фазовых превращений в наночастицах (включая условия их расплавления) и от основных параметров процесса ПЭО.
В итоге учёные с единых позиций описали семь 7 различных сценариев взаимодействия добавленных в электролит керамических наночастиц с оксидным слоем при его формировании методом ГибПЭО.
– Поскольку в электролите всегда присутствуют частицы не одного размера, а в некотором диапазоне размеров – как правило от 10-30 до 100 нм и более – это определяет возможность одновременной реализации до четырёх сценариев взаимодействия наночастиц с оксидным слоем. Синергизм гибридной обработки проявляется в несводимости получаемых эффектов к простой сумме плазменно-электролитического воздействия на материал и добавок наночастиц в электролит – малое количество вводимых частиц (как правило в диапазоне 0,3–3 г/л электролита) приводит к кратным и многократным эффектам, – отмечает Михаил Криштал
В конечном итоге, с помощью наночастиц при ГибПЭО удаётся в разы повысить износостойкость покрытий и в десятки раз их коррозионную стойкость, а также сократить время обработки и энергоёмкость процесса в несколько раз. Таким образом, эффективность технологии повышается многократно.
Результаты своей работы учёные представили в статье, которая была опубликована в Ceramics International – высокорейтинговом научном журнале, освещающем науку о современных керамических материалах (Q1 по SJR, IF 2024 – 5,2, индексируется Scopus).
Работа выполнена при поддержке РНФ (проект № 21-19-00656) в рамках передовой инженерной школы «Гибридные и комбинированные технологии», созданной ТГУ в 2023 году при поддержке высокотехнологичных компаний, включая генерального партнёра АО «АВТОВАЗ».

Контактное лицо: Ольга Колпашникова
Компания: Тольяттинский государственный университет
Добавлен: 04:07, 26.04.2024 Количество просмотров: 179
Страна: Россия


Врио ректора АГАУ Владимир Плешаков принял участие в работе 9-ой международной выставки ЭКСПО «Китай- Евразия», ФГБОУ ВО "Алтайский государственный аграрный университет", 15:37, 03.07.2025, Россия118
С 25 по 29 июня в городе Урумчи Синьцзян-Уйгурского автономного района (СУАР КНР) врио ректора Алтайского государственного аграрного университета Владимир Плешаков в составе делегации Алтайского края принимал участие в работе 9-ой международной выставки ЭКСПО «Китай- Евразия».


Автопарк Алтайского ГАУ пополнился сразу новыми 2 автобусами, ФГБОУ ВО "Алтайский государственный аграрный университет", 15:05, 03.07.2025, Россия156
В Алтайский государственный аграрный университет прибыли 2 новых автобуса «Газель Next» A65R52, приобретенных вузом в рамках федеральной программы «Профессионалитет»


Алтайский ГАУ принял участие во Всероссийской ярмарке трудоустройства «Работа России. Время возможностей», Алтайский государственный аграрный университет, 10:44, 03.07.2025, Россия139
В Алтайском крае прошел федеральный этап Всероссийской ярмарки трудоустройства «Работа России. Время возможностей».


В ТГУ выводят на новый уровень создание «умных покрытий», ТГУ, 22:14, 30.06.2025, Россия178
Учёные Тольяттинского государственного университета совершенствуют технологию плазменно-электролитического оксидирования для получения принципиально новых многофункциональных smart-покрытий, применяемых в медицине и технике.


Алтайский ГАУ поднялся на 9 позиций в «Национальном рейтинге университетов» от «Интерфакс», ФГБОУ ВО "Алтайский государственный аграрный университет", 11:24, 26.06.2025, Россия150
Группа «Интерфакс» представила XVI ежегодный «Национальный рейтинг университетов» (НРУ) 2025 года, в котором Алтайский государственный аграрный университет продемонстрировал положительную динамику.


Самые актуальные вопросы развития молочной отрасли в Сибири обсудили в Алтайском ГАУ, ФГБОУ ВО "Алтайский государственный аграрный университет", 11:10, 26.06.2025, Россия128
25 июня на базе Алтайского государственного аграрного университета состоялось Межрегиональное совещание представителей молочной отрасли Сибирского федерального округа


Молодой ученый Алтайского ГАУ принимает участие в Международной летней школе по селекции в Москве, ФГБОУ ВО "Алтайский государственный аграрный университет", 10:39, 26.06.2025, Россия95
В Москве начала работу Международная летняя школа «Современные технологии селекции растений»


В Алтайском ГАУ стартовала приемная кампания-2025, ФГБОУ ВО "Алтайский государственный аграрный университет", 20:50, 22.06.2025, Россия234
В этом году абитуриентов Алтайского государственного аграрного университета ждут почти 2000 мест по всем формам обучения


Алтайский ГАУ вошел в топ-10 Индекса читательской активности вузов, ФГБОУ ВО "Алтайский государственный аграрный университет", 18:48, 22.06.2025, Россия108
Консорциум сетевых электронных библиотек (СЭБ) опубликовал первый Индекс читательской активности вузов за 2024-2025 учебный год, в котором приняли участие 417 вузов из различных регионов России.


В Алтайском ГАУ вспоминают труды и дни известного изобретателя Николая Капустина, ФГБОУ ВО "Алтайский государственный аграрный университет", 19:19, 18.06.2025, Россия125
10 июня 2025 года ушел из жизни доцент кафедры механизации производства и переработки сельскохозяйственной продукции Алтайского государственного аграрного университета, известный изобретатель Николай Игнатьевич Капустин


Ученый Алтайского ГАУ отмечена Благодарственным письмом Совета Федерации в рамках форума «Труженики села», ФГБОУ ВО "Алтайский государственный аграрный университет", 13:55, 10.06.2025, Россия125
В Москве состоялось награждение победителей «Национального органического конкурса 2025».


Директор Спб ФИЦ РАН Андрей Ронжин: «Роботизированные системы и технологии искусственного интеллекта скоро войдут во все сферы АПК!», ФГБОУ ВО "Алтайский государственный аграрный университет", 13:54, 10.06.2025, Россия201
Директор Санкт-Петербургского Федерального исследовательского центра Российской академии наук, д.т.н., профессор РАН Андрей Ронжин в интервью рассказал о том, какие решения для отечественного АПК предлагают участники V международной конференции «Цифровизация сельского хозяйства и органическое производство ADOP 2025». Мероприятие прошло 3-6 июня на базе Алтайского государственного аграрного университета.


Разработана инновационная микробиологическая платформа для консервирования кормов, АО «СОЮЗСНАБ», 13:44, 10.06.2025, Россия113
Завершена разработка нового микробиологического препарата — биоконсерванта «Имба», предназначенного для эффективного силосования и консервирования кормов.


Алтайский ГАУ посетила делегация Синьцзянской Академии сельскохозяйственных наук, ФГБОУ ВО "Алтайский государственный аграрный университет", 22:41, 05.06.2025, Россия330
Алтайский государственный аграрный университет с ознакомительным визитом посетила делегация Синцзянского исследовательского Института механизации сельского хозяйства Синцзянской Академии сельскохозяйственных наук (КНР)


ТГУ приступает к созданию «Питона», ТГУ, 21:55, 05.06.2025, Россия172
ТГУ займётся разработкой комплексного гидрологического зонда «Питон»


  © 2003-2025 inthepress.ru