Логин:
Пароль:

Работа №2404
Название работы
Разработка и совершенствование способов получения высокопрочных легких сплавов и металломатричных нанокомпозитов с повышенными эксплуатационными характеристиками
Автор работы
Ворожцов Александр Борисович
Дата начала работы Дата окончания работы
2014-06-04 2016-12-31
Аннотация
Основная цель работы направлена на формирование научно-технологического задела для выполнения опытно-конструкторских работ и последующего промышленного внедрения результатов по получению металломатричных нанокомпозитов и высокопрочных легких сплавов с повышенными эксплуатационными характеристиками. Будут разработаны и испытаны экспериментальные образцы нанокомпозитов и сплавов, создано демонстрационное экспериментальное производство наноструктурных модификаторов и лигатур, используемых при реализации новых инновационных технологий, сформулированы проекты технических заданий на выполнение опытно-конструкторских работ.
Тип НИР Источник финансирования Объем финансирования Вид работы
ФЦП 1004000 Министерство образования и науки Российской Федерации Прикладная
Промежуточный реферат №1
Объектом исследований по проекту являются металломатричные нанокомпозиты и легкие сплавы с повышенными эксплуатационными характеристиками.Проведены теоретические исследования по применению неметаллических наночастиц в качестве упрочнителей и модификаторов свойств легких металломатричных нанокомпозитов. Описаны основные механизмы упрочнения, представлены необходимые составы, вид и количество упрочняющих частиц для достижения высоких физико- механических свойств. Плазмохимическим методом и методом электрического взрыва проводника отработана технология синтеза нанопорошков алмаза и оксидов металла. Разработаны составы легких металломатричных нанокомпозитов и наноструктурных лигатур. Установлено, что лучшие показатели прочности и пластичности в материалах обеспечиваются при уменьшении дисперсности армирующих частиц и их содержания в матрице от 0.1 до 20 %, а волокон от 0.5 до 5 вес. %. В лигатуре содержание углерода и оксида алюминия в смеси с порошком алюминия будет составлять 10 вес. %. В качестве упрочняющих волокон будут использоваться многослойные углеродные нанотрубки. Количество углеродных нанотрубок в смеси с алюминиевым порошком будет составлять 0.1, 1 и 5 вес. % с целью определения оптимального состава металломатричных нанокомпозитов. Проведены теоретические исследования физико-механических свойств легких металломатричных нанокомпозитов в зависимости от пористости.
Инвентарный номер отчета (ИК): 215090860001 Дата регистрации ИК: 2015-09-08
Промежуточный реферат №2
Объект исследования – расплавы металлов и процессы, происходящие в них под действием внешних полей (ультразвуковой обработки расплава металла). Цель исследования – разработка научно-технологического задела в виде комплекса наукоемких технологий для алюминиевого и магниевого литья с целью получения высокопрочных легких сплавов и металломатричных нанокомпозитов с повышенными эксплуатационными характеристиками. Методы исследования – анализ научных и информационных источников (научно-технической, нормативной, методической литературы, публикации в научных журналах, монографиях и пр.), затрагивающих исследуемую в рамках прикладных научно-исследовательских работ задачу, а также теоретические исследования физических механизмов, возникающих в процессе кристаллизации под действием внешних полей. Основные результаты: 1 Разработаны модели, описывающие физические явления, происходящие в процессе кристаллизации под действием внешних полей. Установлены оптимальные параметры обработки расплава. 2 Разработаны программа и методики исследовательских испытаний экспериментальных образцов легких металломатричных нанокомпозитов и наноструктурных лигатур. 3 Разработаны программа и методики исследовательских испытаний экспериментальных образцов легких сплавов. 4. Проведены маркетинговые исследования по наноразмерным модификаторам (упрочнителям), наноструктурным лигатурам. 5. Разработан проект бизнес-плана. 6. Подготовлено и запущено опытное производство наноразмерных модифицирующих и упрочняющих добавок и наноструктурных лигатур в соответствии с номенклатурой и техническими требованиями проекта, в том числе: - разработаны требования к технологическому оборудованию; - приобретено оборудование, материалы и комплектующие изделия. Основные конструктивные, технологические и технико-эксплуатационные требования к оборудованию для получения порошковых материалов методами плазмохимического синтеза и электровзрыва проводника, разработанные на базе индустриального партнера Общества с ограниченной ответственностью «Алюминиевые композиты», представлены в п. 6 настоящего отчета. На данном этапе выполнения проекта степень внедрения характеризуется запуском технологического оборудования для синтеза наночастиц с целью получения нанокомпозитов и наноструктурных лигатур. В том числе было приобретено технологическое оборудование для запуска производства модифицирующих и упрочняющих добавок и наноструктурных лигатур. Области применения продукции в виде высокопрочных легких сплавов: 1) Автомобильные силовые агрегаты и шасси. 2) Детали летательных аппаратов и авиационных двигателей. 3) Детали космических спутников и ракет. 4) Высокопрочная и высокопроводящая кабельная продукция из алюминия. По прогнозам Томского государственного университета, результаты выполнения ПНИ будут превышать мировой уровень разработок в рассматриваемой области вследствие значительного научно-технологического задела в виде комплекса наукоемких технологий.
Инвентарный номер отчета (ИК): 215111230005 Дата регистрации ИК: 2015-11-12
Промежуточный реферат №3
Объект исследования – легкие металломатричные нанокомпозиты и наноструктурные лигатуры, полученные методами ударно-волнового компактирования и горячего прессования. Цель исследования – анализ структурных параметров исходных материалов, используемых для получения легких металломатричных нанокомпозитов и наноструктурных лигатур, оптимизация технологических режимов получения композитов и лигатур, изготовление экспериментальных образцов легких металломатричных нанокомпозитов и наноструктурных лигатур, проведение экспериментальных исследований структуры и определение физико-механических свойств легких металломатричных нанокомпозитов и наноструктурных лигатур. С учетом результатов проведенных экспериментальных исследований необходимо выявить научно-технические задачи, направленные на формирование заданных параметров разрабатываемых материалов и определить возможные варианты их решения. Методы исследования – анализ научных и информационных источников (научно-технической, нормативной, методической литературы, публикации в научных журналах, монографиях и пр.), затрагивающих исследуемую в рамках прикладных научных исследований научно-техническую задачу; для получения объектов исследований использованы методы ударно- волнового компактирования и горячего прессования; для проведения экспериментальных исследований применялись методы растровой электронной микроскопии (РЭМ), просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ), методы рентгеноструктурного и рентгенофазового анализа, а также методы механических испытаний экспериментальных образцов. Основные результаты: 1 Разработан лабораторный регламент получения легких металломатричных нанокомпозитов и наноструктурных лигатур. 2 Получены экспериментальные образцы металломатричных нанокомпозитов и наноструктурных лигатур.
Инвентарный номер отчета (ИК): АААА-Б16- 216062040034-0 Дата регистрации ИК: 2016-06-20
Промежуточный реферат №4
Объект исследования – легкие сплавы на основе алюминия и магния, упрочненные неметаллическими наночастицами. Цель исследования – разработка технологических режимов получения высокопрочных легких сплавов с использованием лигатур и внешних полей, получение двух различных легких сплавов с использованием наноструктурных лигатур, интерпретация экспериментальных исследований по изучению структуры и определению комплекса физико-механических и эксплуатационных свойств легких сплавов. Методы исследования – анализ научных и информационных источников (научно-технической, нормативной, методической литературы, публикации в научных журналах, монографиях и пр.), затрагивающих исследуемую в рамках прикладных научных исследований научно-техническую задачу; для получения объектов исследований, а именно легких сплавов на основе алюминия и магния, использованы специальные лигатуры и внешние поля; для проведения экспериментальных исследований применялись методы растровой электронной микроскопии (РЭМ), просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ), методы рентгеноструктурного и рентгенофазового анализа, а также методы исследований механических свойств легких сплавов (испытания на растяжение, измерение твердости). Основные результаты: 1 Разработаны лабораторные регламенты получения легких сплавов с повышенными эксплуатационными характеристиками, в том числе: - при обработке электромагнитными полями; - при обработке мощным ультразвуковым полем; - при введении наноструктурных лигатур, предварительно скомпактированных под воздействием взрыва с одновременным воздействием мощного ультразвукового поля. 2 Получены легкие сплавы с использованием наноструктурных лигатур. 3 Проведены экспериментальные исследования в соответствии с разработанной «Программой и методиками исследовательских испытаний экспериментальных образцов легких сплавов». 4 Проведены экспериментальные исследования влияния внешних полей (ультразвукового, электромагнитного) в процессе получения легких сплавов на их структуру. 5 Проведена обработка и интерпретация экспериментальных исследований по изучению структуры и определению комплекса физико-механических и эксплуатационных свойств легких сплавов и влияния внешних полей (ультразвукового, электромагнитного) на структуру легких сплавов. Полученные результаты свидетельствуют об эффективности выбранных методов и подходов к получению композитных сплавов. Работы, запланированные на данном (четвертом) этапе проекта, выполнены в полном объеме и в строгом соответствии с Техническим заданием и Планом-графиком по Соглашению о предоставлении субсидии № 14.578.21.0025 от 04 июня 2014 г.
Инвентарный номер отчета (ИК): АААА-Б16- 216110360107-0 Дата регистрации ИК: 2016-11-03
Заключительный реферат
Объект исследования – легкие сплавы на основе алюминия и магния, упрочненные неметаллическими наночастицами. Основные результаты: 1 Оформлена карта процессов, структуры и свойств разрабатываемых легких металломатричных нанокомпозитов, наноструктурных лигатур и легких сплавов. 2 Доработан лабораторный регламент получения легких металломатричных нанокомпозитов и наноструктурных лигатур. 3 Доработаны лабораторные регламенты получения легких сплавов с повышенными эксплуатационными характеристиками. 4 Проведена оценка полноты решения задачи и достижения поставленных целей ПНИ. 5 Проведена разработка технических требований и предложений по разработке, производству и эксплуатации продукции с учетом технологических возможностей и особенностей индустриального партнера – организации реального сектора экономики. 6 Разработан проект технического задания на проведение ОТР по теме «Разработка новых технологий получения наноструктурных лигатур для создания легких сплавов с повышенными эксплуатационными характеристиками». 7 Проведены маркетинговые исследования по легким сплавам. 8 Выполнено материально-техническое обеспечение экспериментальных работ. 9 Подготовлены данные по технологическим возможностям индустриального партнера. 10 Доработан и уточнен Бизнес-план. Оценка экономической эффективности полученных результатов показала, что впервые создаваемые в России технологии литья под воздействием внешних полей с использование нанодисперсных модификаторов и лигатур позволяют эффективно воздействовать на основные свойства легких сплавов (предел текучести, предел прочности на разрыв, пластичность, твердость). Это дает основание полагать, что разработанные методы могут оказать значимый экономический эффект с учетом того, что суммарный объем рынка по первоочередным сегментам составляет около 300 млрд. руб. в год.
Инвентарный номер отчета (ИК): Не указан Дата регистрации ИК: Не указана
Заказчик
Министерство образования и науки Российской Федерации, Федеральная целевая программа «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014 - 2020 годы», Мероприятие 1.3 Проведение прикладных исследований, направленных на создание опережающего научно-технологического задела для развития отраслей экономики, приоритетное направление "Индустрия наносистем", Мероприятие: Проведение прикладных исследований, направленных на создание опережающего научно-технологического задела для развития отраслей экономики
ГРНТИ УДК Инвентарный номер Госшифр Госконтракт Договор
53.37.29 ( МЕТАЛЛУРГИЯ. Производство цветных металлов и сплавов. Производство легких металлов и сплавов. )
669.7.018.672; 800532 14.578.21.0025
Ключевые слова
ЛЕГКИЙ СПЛАВ, НАНОКОМПОЗИТ, ВНЕШНИЕ ПОЛЯ, НАНОЧАСТИЦЫ, ЛИГАТУРА, ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Предполагаемый результат работы
Отчет
Организации соисполнители
Общество с ограниченной ответственностью «Компакт-Д» (ООО «Компакт-Д») Индустриальный партнер: ООО «Ал-Ком», Томск
Государственный учет результатов НИОКР в БД РНТД Минобрнауки РФ
Получить полный доступ
Основание к регистрации темы (электронный вариант)
Только для служебного пользования
   
2007 © ОНТИ НУ ТГУ
E-mail: onti@sun.lib.tsu.ru
Тел: 52-76-99