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

 

Матрица - Перезагрузка
Матрица - Перезагрузка

Наносистемы: физика, химия, математика (2022, Т. 13, № 4)
Опубликован новый номер журнала "Наносистемы: физика, химия, математика". Ознакомиться с его содержанием, а также скачать необходимые Вам статьи можно по адресу: http://nanojournal.ifmo.ru/articles/volume13/13-4
Там же можно скачать номер журнала целиком.

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Не только производные: как рассчитать кривизну пластины. Фуллерен и антибиотик. О непостоянстве ширины запрещенной зоны в ван-дерваальсовом магнитном топологическом изоляторе. Девятая Всероссийская конференция с международным участием “Топливные элементы и энергоустановки на их основе”

Поступай без экзаменов в совместную магистратуру "ИИ в биотех системах" ИТМО, Татнефть и АГНИ
Университет ИТМО, компания Татнефть и Альметьевский государственный нефтяной институт запускают совместную программу магистратуры "Искусственный интеллект в биотехнологических системах". Программа направлена на биологов, биотехнологов и химиков, готовых оттачивать навыки программирования и применять data-driven подход для решения фронтирных научных задач и создания реальных продуктов для вывода на рынок.

Материалы к защитам выпускных квалификационных работ бакалавров ФНМ МГУ 2022
Коллектив авторов
Материалы к защитам выпускных квалификационных работ бакалавров ФНМ МГУ 2022 содержат следующую информацию:
• Подготовка бакалавров на факультете наук о материалах МГУ
• Состав Государственной Экзаменационной Комиссии
• Расписание защит выпускных квалификационных работ бакалавров
• Аннотации квалификационных работ бакалавров

Материалы к защитам магистерских квалификационных работ на ФНМ МГУ в 2022 году
коллектив авторов
24 - 27 мая пройдут защиты магистерских квалификационных работ выпускниками Факультета наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова.

Пятилетка Олимпиады "Нанотехнологии - прорыв в будущее!": что было и что может быть в будущем
Е.А.Гудилин , А.А.Семенова
Уже более 15 лет живет и развивается Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в будущее!". За всю историю Олимпиады было предложено много инновационных решений, охват олимпиадой составил более 50 000 участников по всей Российской Федерации и странам ближнего зарубежья. В статье приводятся статистические данные по Олимпиаде и возможные пути ее дальнейшего развития.

Эра технопредпринимательства

В эпоху коронавируса и борьбы с ним в существенной степени меняется парадигма выполнения творческих работ и ведения бизнеса, в той или иной мере касаясь привлечения новых типов дистанционного взаимодействия, использования виртуальной реальности и элементов искусственного интеллекта, продвинутого сетевого маркетинга, использования современных информационных технологий и инновационных подходов. В этих условиях важным является, насколько само общество готово к использованию этих новых технологий и как оно их воспринимает. Данной проблеме и посвящен этот небольшой опрос, мы будет рады, если Вы уделите ему пару минут и ответите на наши вопросы.

Технопредпринимательство в эпоху COVID-19

Небольшой опрос о том, как изменились подходы современного предпринимательства в контексте новых и возникающих форм ведения бизнеса, онлайн образования, дистанционных форм взаимодействия и коворкинга в эпоху пандемии COVID - 19.

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.



 
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.