Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 

Очень разная керамика

Ключевые слова:  Кензин, керамика, Нанокерамикс, НИИТО, Новосибирск, НЭВЗ-Керамикс, периодика, Сигма, ФИОП РОСНАНО

Автор(ы): Вера Сальницкая

Опубликовал(а):  Гольдт Илья

26 декабря 2014

Для посещения новосибирского инкубатора керамических технологий «Нанокерамикс» посетителям выдают обязательные халат и бахилы. В просторном светлом помещении чистота под стать операционной, и также много установок неясного случайному посетителю назначения. Здесь, в лаборатории, созданной на базе предприятия «НЭВЗ-Керамикс» и наноцентра «Сигма.Новосибирск» занимаются исследованием свойств керамики и материалов, используемых при ее изготовлении.


Керамика, которую изучают в инкубаторе и, скажем, которая используется при изготовлении цветочного горшка, это очень разные материалы. Вот это, например, образец керамической брони, — инженер лаборатории Виктор Иванович Кензин извлекает из цветной горы образцов, лежащих на низком столике, небольшую плитку молочного цвета. Плитка почти ничего не весит, но при этом выдерживает выстрел из снайперской винтовки.

С одной стороны образец отполирован до зеркального блеска — такая подготовка необходима для исследований на сканирующем электронном микроскопе JSM-6010.

Этот прибор, как и все остальное оборудование инкубатора, был приобретен Фондом инфраструктурных и образовательных проектов Роснано. Стоимость техники подобного уровня измеряется миллионами, но полностью себя оправдывает невероятно высокой точностью данных.

За счет использования электронного луча, а не светового, как в оптических приборах, микроскоп дает возможность изучать структуру исследуемого вещества на масштабах в несколько нанометров и получать ее изображение с высоким разрешением, что особенно важно при исследовании образцов нанокерамики средней размер зерна которой не превышает 100 нм.


Если микроскоп позволяет провести первичные наблюдения материала, то, например, для более глубокого, количественного элементного анализа используют стоящий рядом рентгенофлуоресцентный спектрометр, позволяющий получить данные для 90 элементов (из 126 занесенных в таблицу Менделеева).


Внушительных размеров аппарат увенчан жизнерадостной желтой пирамидой со знаком радиации, которая, говорят, внушает страх несведущим людям.

Когда в помещении становится слишком жарко, прибор начинает жаловаться и отказывается работать. Сотрудники лаборатории шутят, что если хочется изменить температуру в комнате, то начальству лучше говорить, что это нужно прибору. И тут же серьезно добавляют, что на самом деле в помещении установлен климат-контроль, потому что оборудование требует определенных условий эксплуатации.

Укомплектованность лаборатории без преувеличения впечатляет. На этом оборудовании можно, в зависимости от функционального назначения керамики, исследовать химические и физические свойства, поведение при нагреве (прибор синхронного термического анализа способен обеспечить исследователей температурой в 2400 С в гелиевой атмосфере, в воздушной атмосфере при такой температуре сгорела бы даже печь), определять теплопроводность, проводить исследования образцов при различных механических воздействиях.

Необходимость такого широкого спектра исследований объясняется тем, что современная керамика применяется в самых разных отраслях промышленности. От элементов запорной арматуры, которые можно обнаружить, разобрав водопроводный кран, до биокерамическихпротезов.

Инкубатор керамических технологий разрабатывает технологии работы с керамикой для производственных предприятий, и получает за них лицензионные отчисления и роялти от продажи производителями изделий, произведенных по технологиям «Нанокерамикс».

Совсем недавно, в марте 2013 года врачами НИИТО была проведена первая в мире операция по замещению тела позвонка протезом из бионанокерамики производства «НЭВЗ-Керамикс». Испытания этой керамики также проводились в инкубаторе.

Оказалось, что эта керамика выдерживает давление чуть ли не до 15 тонн, вы представляете, это же бронескелет! — восхищается Кензин.

Сейчас на заводе ведется работа по изготовлению эндопротезов тазобедренных суставов. Уникальный для России опыт, реализуемый благодаря возможности тщательно контролировать процесс изготовления керамики. Можно представить, как был бы горд Яков Цивьян, имя которого носит НИИТО, и который в свое время изготовил первый эндопротез в СССР (акриловая головка на металлической ножке).

Другие изделия не так эффектно смотрятся на полках заводского музея, но с практической точки зрения представляют не меньший интерес.

Из керамики изготавливаются подложки для твердооксидных топливных элементов и втулки для термоэлектрогенераторов, изоляторы, подложки для электронной промышленности.

Отдельной строкой в списке стоит броня, которая используется для защиты танков, вертолетов, кораблей, идет на изготовление бронежилетов. Помня, как легко бьются керамические тарелки, трудно представить керамику в роли защитницы отечества.

Чтобы наглядно продемонстрировать прочность бронеролика, Кензин помещает его в испытательный пресс ИП-500М, - кажется, единственный прибор отечественного производства в инкубаторе.

— Бронеролики разрываются со страшным треском, вы не пугайтесь. Обычно выдерживают нагрузку до 15 тонн, — предупреждает Виктор Иванович, в руке у него ведро с осколками, оставшимся от прошлых экспериментов.

Когда цифры на счетчике доходят до 17 кН все присутствующие в лаборатории начинают считать хором, справедливо гордясь произведенным с их участием продуктом. Обещанный страшный треск раздается при нагрузке в 22,5 тонны.

Рядом с прессом стоит разрывная машина Instron, на которой испытывают на разрыв конструкцию из колец для приборов ночного видения. Машина способна выдать усилие до 1 тонны. Кензин подробно объясняет, для чего нужны такие испытания и какие суровые нагрузки выпадают на долю приборов ночного видения установленных, например, на танк и вздыхает:

— Это человек все вытерпеть может, а техника нет.

Впрочем, кажется, техника, в которой используется современная керамика, способна выдержать очень многое.

----------------------------------------------------------------------------------------------------------

Напоминаем Вам, что сейчас на сайте проходит творческий конкурс "Моя лаборатория". Участвовать в конкурсе могут студенты, аспиранты, молодые ученые, специалисты и журналисты.

На конкурс принимаются научно-популярные статьи, посвященные работе научной лаборатории, научному обмену или любым другим аспектам научной деятельности. Текст должен быть понятен и интересен самой широкой аудитории и в первую очередь школьникам старших классов.

Более подробно о конкурсе можно прочитать пройдя по ссылке.



В статье использованы материалы: Нанометр


Средний балл: 7.3 (голосов 3)

 


Комментарии
Керамическая бронезащита одноразовая. Первым попаданием способна выдержать хоть пулю СВД (заброневое действие в этом случае - это отдельный грустный разговор), но при этом разрушается. Второе попадание в область плитки = пробитие.

"Бронеролики" - это часом не потомки ультрафарфора, который использовали где-то 30-40 лет назад?
Пастух Евфграфович, 12 января 2015 17:00 
"...разобрав водопроводный кран"
Хорошо бы научиться для кранов делать самовосстанавливающуюся керамику,
кажется в воде для этого есть все исходные к мпоненты. Остальное можно предусмотреть в конструкции. Царапина сможет затянуться сама и кран... перестанет капать.

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Твист
Твист

Дистанционный лекторий ФНМ МГУ
Опубликованы приглашения на 4 интересные лекции онлайн лектория проекта дистанционного образования факультета наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова на ближайшую неделю.

Евгений Кац: Перовскит, загадка названия и история открытия
28 мая 2020 г. в 18:00 мск. в рамках развития дистанционного образования ФНМ МГУ имени М.В.Ломоносова состоялась онлайн лекция известного ученого, профессора Евгения Каца (Ben-Gurion University of the Negev) "Перовскит, загадка названия и история открытия", который известен не только своими выдающимися научными достижениями в области химии твердого тела, углеродных наноматериалов, перовскитной фотовольтаики, но и большим вкладом в популяризацию науки.

М.Гретцель "The stunning rise of perovskite solar cells"
28 мая 2020 г. в 19:00 мск. в рамках развития дистанционного образования ФНМ МГУ имени М.В.Ломоносова состоялась онлайн лекция всемирно известного ученого, профессора М.Гретцеля (Федеральная политехническая школа Лозанны) "The stunning rise of perovskite solar cells".

Материалы к защитам магистерских квалификационных работ на ФНМ МГУ в 2020 году
коллектив авторов
2 - 5 июня пройдут защиты магистерских диссертаций выпускниками Факультета наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова.

Академия – университетам: химия и науки о материалах в эпоху пандемии
Гудилин Е.А., Горбунова Ю.Г., Калмыков С.Н.
Отделение химии и наук о материалах РАН, а также химический факультет и факультет наук о материалах МГУ инициируют реализацию открытого образовательного проекта «Академия – университетам: химия и науки о материалах в эпоху пандемии». В рамках проекта ведущие ученые, члены Российской и международных Академий, видные представители вузовской науки прочитают тематические образовательные лекции по химии, науках о материалах, современным подходам в биологии и медицине. Видеозаписи лекций будут размещены в открытом доступе и могут быть использованы ВУЗами в основной и дополнительной образовательных программах, а также для самоподготовки и мотивации студентов и аспирантов на будущие научные достижения.

2019-nCoV: очередной коронованный убийца?
Анна Петренко
В статье рассказывается о коронавирусе 2019-nCoV — что мы знаем сегодня. А ведущие международные научные издательства предоставляют бесплатный доступ к новым статьям, посвященных изучению коронавируса

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.