Научно-образовательный центр (НОЦ) «Жаропрочные материалы»

Руководитель НОЦ - Карпов Михаил Иванович, заведующий Лабораторией материаловедения ИФТТ РАН, д. т. н., профессор, член-корреспондент РАН

НОЦ создан на базе Лаборатории материаловедения Учреждения Российской академии наук Института физики твердого тела РАН и Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования Белгородский государственный университет для осуществления фундаментальных и прикладных исследований, а также для подготовки молодых специалистов – научных кадров высшей категории в области физики и технологии жаропрочных материалов.

Основные цели НОЦ:

• повышение качества подготовки научных кадров в области физики и технологии жаропрочных материалов;
• привлечение молодежи в сферу науки, образования и инноваций и закрепление ее в этой сфере;
• повышение эффективности научно-исследовательских работ в области физики и технологии жаропрочных материалов;
• повышение качества образовательной деятельности и укрепление органического единства (интеграции) научной и образовательной деятельности.

Для достижения поставленных целей НОЦ решает следующие основные задачи:

• проведение и развитие научных исследований и разработок в области физики и технологии жаропрочных материалов;
• привлечение научных сотрудников ИФТТ РАН к чтению спецкурсов и руководству учебно-исследовательскими, курсовыми и дипломными работами, практикой студентов и руководству аспирантами;
• обеспечение взаимодействия фундаментальных и прикладных исследований с образовательным процессом на всех его стадиях, включая использование результатов НИР в лекционных курсах; использование экспериментальной базы для выполнения учебно-исследовательских, лабораторных, курсовых и дипломных работ студентов, диссертационных исследований аспирантов;
• повышение уровня учебно-методической работы путем создания новых учебных программ, учебников, учебных и методических пособий, в том числе на электронных носителях;
• реализация на практике федеральной молодежной политики с обязательным привлечением к выполнению НИР студентов, аспирантов и молодых ученых; с формированием у них навыков проектного и инновационного менеджмента, опыта работы в проектных командах;
• осуществление и развитие внутрироссийского и международного сотрудничества в области физики и технологии жаропрочных материалов; разработка и реализация программ академической мобильности студентов, аспирантов и молодых ученых.

В 2010 г НОЦ «Жаропрочные материалы»  стал победителем конкурса в рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы по лоту «Проведение научных исследований коллективами научно-образовательных центров в области спецметаллургии» шифр «2010-1.1-408-105» с заявкой по теме: «Создание новых жаропрочных сплавов систем Nb-Si и Nb-Al для авиационных и энергетических газотурбинных двигателей нового поколения» (шифр заявки «2010-1.1-408-105-006»).

13-го сентября ИФТТ РАН подписал соответствующий Госконтракт №14.740.11.0145 с Министерством образования и науки Российской Федерации.

Аннотация работ в 2010 г

В соответствии с техническим заданием проведен обзор научных публикаций в российской и зарубежной печати о структуре, химическом составе, механических свойствах и технологии изготовления жаропрочных сплавов на основе систем Nb-Si и Nb-Al. Проведен патентный поиск о составах жаропрочных сплавов на основе систем Nb-Si и Nb-Al и способах их изготовления.

Для сплавов системы Nb-Si основным направлением работы выбрано исследование возможности создания естественного композита ниобиевая матрица - интерметаллид Nb3Si или Nb5Si2  или их смесь. Основным методом создания таких композитов выбран метод направленной кристаллизации расплава соответствующего состава.   

Для сплавов системы Nb-Al основным направлением работ выбрано исследование возможности создания композита ниобиевая матрица – интерметаллид  Nb3Al методом порошковой металлургии.

Методом направленной кристаллизации на установке электронно-лучевой плавки изготовлены образцы сплава Nb- 6 вес.%Si диаметром 10 и длиной 80 мм.

Методами электронно-микроскопического анализа, рентгеноструктурного анализа и массспектрометрии проведено исследование фазового и структурного состояния полученных образцов. Показано, что применение этого метода направленной кристаллизации позволяет получать эвтектические смеси с направленной вдоль оси роста структурой. Недостатком метода является частичная потеря легирующего элемента – кремния, в процессе плавки, что требует доработки этой метода.

Методом порошковой технологии из смеси порошков ниобия и алюминия изготовлены образцы сплавов Nb-5вес.%Si и  Nb-7,4вес.%Si. Методами электронно-микроскопического анализа и рентгеноструктурного анализа  проведено исследование фазового и структурного состояния полученных образцов.

Измерены значения твердости и прочности при испытании на изгиб при комнатной температуре