Уважаемые читатели! Сайт отображается в мобильной версии. Для отображения полной версии сайта необходимо открыть сайт в окне шириною не менее 1024 пикселей.

Уфимские ученые превращают металл в нанометры

Уфимские ученые превращают металл в нанометры Фото Андрея Старостина. Фото Андрея Старостина.
02.07.2013 17:41:36

С древних времен известно, что при ковке металл становится прочнее. Металл имеет внутреннюю зернистую структуру. И при измельчении зерна слитка материал упрочняется.

Это тот самый случай, когда размер имеет значение. После обычной деформационной обработки зерно металла становится размером в десять микрон.

В конце 80-х годов прошлого столетия башкирский ученый физик-материаловед Руслан Валиев предложил использовать уникальные методы для измельчения зерна не до десятков микрон, а до ста, двухсот  нанометров (нанометр – одна тысячная микрона), и в результате материалы приобретают уникальную прочность и повышенный комплекс других служебных свойств (твердость, износостойкость и т.д.) И это уже раздел нанотехнологий, которые в последние годы стали очень популярны.

Таким образом, уфимские ученые в 90-е годы своими разработками положили начало новому научному направлению «Объемные наноструктурные металлы и сплавы, полученные методами интенсивной пластической деформации».

— Работы по созданию объемных наноматериалов ведутся во многих научных и промышленных центрах мира, — рассказывает заместитель директора по науке Института физики перспективных материалов УГАТУ доктор физико-математических наук Дмитрий Гундеров, — и наш вуз на сегодняшний день остается одним из мировых лидеров разработок в этой области.

Уфимские специалисты изготавливают из объемных наноматериалов полуфабрикаты, которые находят практическое применение в различных сферах: медицине, машиностроении, авиации. 

Малое инновационное предприятие ООО «НаноМет» создано специально для реализации известного вузовского проекта — производства наноструктурного титана для медицинских целей.

— Известно, что имплантаты делают из титана, потому что он наиболее биосовместим, — рассказывает Дмитрий Гундеров, — но титановые имплантаты из сплавов содержат дополнительные элементы, которые имеют плохую биосовместимость. У чистого титана нет канцерогенных элементов, однако он недостаточно прочный. Наши методы позволяют получить титан с высокой прочностью. Она становится выше в два раза. Из такого титана изготавливаются имплантаты с меньшим сечением и более долговечные.

Башкирский высокопрочный нанотитан успешно поставляется в Чехию и США. Что касается сотрудничества с российским производителем, вузовское предприятие взаимодействует с московской фирмой «Конмент», с которой разработана и запущена в производство система имплантатов из наноструктурного титана «НаноДентал-№1». 

Разработанные УГАТУ дентальные имплантаты «Нанодентал №1» из нанотитана, производство фирмы ООО «Конмет», Москва.

Однако собственно отечественная индустрия производства имплантатов пока наноструктурный титан использует слабо.

Кроме производства высокопрочного титана, в УГАТУ занимаются наноструктурированием и упрочнением и других металлов и сплавов – стали, алюминия, титановых сплавов.

Интенсивно развиваются следующие направления: наноструктурные упрочненные алюминиевые сплавы для электротехнической промышленности, титановые сплавы для лопаток турбин авиационных двигателей. 

— Материал для лопаток турбин должен быть очень прочный, жаропрочный и устойчивый, — поясняет ученый. — Лопатка турбины рассчитана на многочасовую работу при огромных нагрузках. Поэтому желательно ее сделать потоньше и полегче. У вуза есть определенные наработки для получения такого материала.

Лопатка турбины из наноструктурного титанового сплава.

В настоящее время УГАТУ совместно с УМПО занимается большим проектом по производству лопатки с измельченным зерном для самолетов-истребителей. Также интересны разработки алюминиевых сплавов высокой прочности для фюзеляжей самолетов.

Любопытна вузовская разработка упрочнения алюминия для электропроводов:

— Измельчая зерно металла, мы делаем провод более прочным, не применяя дополнительное легирование. Это повышает прочность, но не уменьшает и электропроводимость. Сейчас провода на линии электропередач ставят сталеалюминевые, в которых ток передается по алюминиевой обмотке, а стальной трос-сердечник обеспечивает необходимую прочность. Стальной сердечник – малопроводящий. Если сделать провод из наноструктурного алюминиевого сплава, то благодаря его высокой прочности стальной трос будет не нужен. За счет отсутствия стального сердечника  использование наноструктурного высокопрочного и  высокоэлектропроводного алюминиевого провода позволяет увеличить проводимость линий электропрередач на 40 процентов. Так как алюминий легкий материал, можно будет увеличить диаметр провода и сечение, не увеличивая вес провода, тем самым увеличив электронагрузку. При этом опоры электролинии менять не придется (что очень дорого).


Назад в раздел Печать
Если вы заметили ошибку в статье, сообщите об этом в редакцию, выделив мышью слово с ошибкой и нажав Ctrl+Enter. Ваша помощь в улучшении материалов для нас неоценима!
Чтобы проголосовать за материал, необходимо авторизоваться на сайте
Голосов: 2, Баллов: 10




Страницы: 1 2 3 4 След.
Мне нравится1
Айдар Бикмаев
Это про Ауса, он у нас по металлам  :)
Мне нравится0
Аустенит
Цитата
С древних времен известно, что при ковке металл становится прочнее. Металл имеет внутреннюю зернистую структуру. И при измельчении зерна слитка материал упрочняется.
Че за бред?!! Кто это написал?!!! Увольте его немедленно!!!
Стыдоба!!! Могли хотя бы книжку по материаловедению почитать!
Не упрочняется, а становится тверже. При этом прочность падает!!!
Шо за бред вы тут написали?!!!
Мне нравится0
Аустенит
Цитата
Айдар Бикмаев пишет:
Это про Ауса, он у нас по металлам  :)  
Действительно. Могли хотя бы спросить что-ли...
Мне нравится0
Аустенит
Цитата
Уфимские ученые в 90-е годы своими разработками положили начало новому научному направлению «Объемные наноструктурные металлы и сплавы, полученные методами интенсивной пластической деформации».
Это имеется ввиду низкотемпературное прессование что-ли? Ну да, сверла с такими вставками уже давным давно сверлят бетон. Пока не вижу в этом ничего выдающегося.
Мне нравится0
Аустенит
Цитата
— Работы по созданию объемных наноматериалов ведутся во многих научных и промышленных центрах мира, — рассказывает заместитель директора по науке Института физики перспективных материалов УГАТУ доктор физико-математических наук Дмитрий Гундеров, — и наш вуз на сегодняшний день остается одним из мировых лидеров разработок в этой области.
Помню, еще в конце 90-х на кафедре АТС, мне разъясняли, что лидером в этой области была Япония, которая поставляла всему миру чистовые твердосплавные резцы.
Видимо за последние 13 лет Уфа, неожиданно для всех, выскочила в лидеры! Щастье то какое!!!  :D
Мне нравится0
Аустенит
Кстати, имя Дмитрий Гундеров мне не оч знакомо. Он с какого факультета?
Мне нравится0
Аустенит
Цитата
Малое инновационное предприятие ООО «НаноМет» создано специально для реализации известного вузовского проекта — производства наноструктурного титана для медицинских целей.
Правда?!! А я вот на свою беду читал энциклопедию 63-го года выпуска, где черным по грязно-желтому было написано, что титан и без всяких там "наноструктурных преобразований" прекрасно вживляется в организм без последующего отторжения. И сравниться с ним может, разве что, платина.

Могу подкинуть этому ООО гениальнейшую в своей простоте идею: можете просто делать титановые сплавы, без всяких "нанотехнологий". Результат будет тот же, а количество излишних тех-операций сократите, уменьшив себестоимость продукта.

Ой! Вы знали да?!! Простите, простите простите!!! Не хотел никому говорить! Само вырвалось! Чесно чесно!
Мне нравится0
Аустенит
Цитата
Что касается сотрудничества с российским производителем, вузовское предприятие взаимодействует с московской фирмой «Конмент», с которой разработана и запущена в производство система детальных имплантатов из нанострукттурного титана
Ой, ребятки, как вы все жестоко отстали! Понятия не имею, зачем США русский титан в таких количествах, но что касаемо стоматологических имплантатов, то уже давно в мире никто не использует титан. Процесс формирования поверхности имплантата осуществляют за счет напыления керамической пыли. Процесс, в отличие от ваших псевдонаучных изысков, реально относится к нанотехнологиям, а не к свойствам входящих в раствор элементов.
Мне нравится0
Аустенит
Цитата
Из такого титана изготавливаются имплантаты с меньшим сечением и более долговечные.
Обратите внимание!
Такие заявления делает какой-то мужик из УГАТУ!
Имплантат с меньшим сечением не может быть "долговечней" "непрочного" имплантанта, так как при меньшем сечении увеличивается нагрузка на сформировавшуюся костную ткань, которая, в отличие от большинства металлов, вообще не обладает какой-либо серьезной прочностью.
Мне нравится0
Аустенит
Цитата

Кроме производства высокопрочного титана, в УГАТУ занимаются наноструктурированием и упрочнением и других металлов и сплавов – стали, алюминия, титановых сплавов. Интенсивно развиваются следующие направления: наноструктурные упрочненные алюминиевые сплавы для электротехнической промышленности, титановые сплавы для лопаток турбин авиационных двигателей.
Вот видите, надо было начинать именно с "лопаток турбин", а не "материала для имплантантов".
Что США может заинтересовать в русском титане? Неужели сам титан, или его псевдонаноструктура? Смешно!
В чем Россия была лидером долгие годы на самом деле? Кто ответит? Как всегда - я.
Россия была лидером в области высокотемпературных титановых сплавов для турбин боевых самолетов, способных длительное время выдержать режим жесткого форсажа.
Очевидно, УГАТУшники, по своей дурости (а то что они идиоты, это уже факт) сбывают в США имплантанты, изготовленные из того же сплава, из которого изготовлены турбины наших турбореактивных двигателей.
Полагаю, пентагон в восторге от русской глупости!   :D
Мне нравится0
Аустенит
Цитата
В настоящее время УГАТУ совместно с УМПО занимается большим проектом по производству лопатки с измельченным зерном для самолетов-истребителей. Также интересны разработки алюминиевых сплавов высокой прочности для фюзеляжей самолетов.
Вот оказывается, где будут полезны (на самом деле) наноструктурные материалы. Теперь понятна заинтересованность США в разработках УГАТУшников, которые сливают за рубеж все, что наработано в УМПО  :D .
Мне нравится0
Аустенит
Уменя вопрос к гендиру ООО «НаноМет». А ФСБ, я надеюсь, в курсе Ваших связей с США?  :oops:
Мне нравится0
Аустенит
Цитата
— Измельчая зерно металла, мы делаем провод более прочным, не применяя дополнительное легирование. Это повышает прочность, но не уменьшает и электропроводимость. Сейчас провода на линии электропередач ставят сталеалюминевые, в которых ток передается по алюминиевой обмотке, а стальной трос-сердечник обеспечивает необходимую прочность. Стальной сердечник – малопроводящий. Если сделать провод из наноструктурного алюминиевого сплава, то благодаря его высокой прочности стальной трос будет не нужен. За счет отсутствия стального сердечника  использование наноструктурного высокопрочного и  высокоэлектропроводного алюминиевого провода позволяет увеличить проводимость линий электропрередач на 40 процентов. Так как алюминий легкий материал, можно будет увеличить диаметр провода и сечение, не увеличивая вес провода, тем самым увеличив электронагрузку.
Вот это уже серьезное заявление.
Правда, исходя из предыдущих "событий с лопатками турбин", меня изрядно пугает последнее предложение.
Уж не собираются ли УГАТУшники компенсировать прочность ЛЭП за счет увеличения сечения провода?   :D  
А то ведь можно пройтись и по сопромату, вспомнив, каким образом нагрузка на кабель вырастет за счет увеличения его массы и парусности, ввиду увеличения сечения   :D
Мне нравится0
Аустенит
Не, это реально страшная статья.
Между прочим, я напугался.
Мне нравится0
Аустенит
Единственное, что хотелось бы сказать.
Пожалуйста, никогда не трогайте лопатки турбин. Это единственное ценное, что пока осталось в России.
Мне нравится0
Аустенит
Кстати, на счет воздушных ЛЭП уже не так актуально. Их стараются закапывать под землю. По моему, тенденция к подземным ЛЭП скоро охватит всю территорию.
Высокопрочный алюминий куда более актуален в иных сферах.
Мне нравится1
Айдар Бикмаев
Цитата
Аустенит пишет:
Цитата
Айдар Бикмаев пишет:
Это про Ауса ,он у нас по металлам  :)
Действительно. Могли хотя бы спросить что-ли...
бреда много., вот что значит писать не специалисту, без консультаций
Мне нравится0
Айдар Бикмаев
Правда про имплантанты, написано верно, Аус, основа из титана, а керамика относится на коронку,, но есть сейчас более современные материалы.
Мне нравится0
Аустенит
Цитата
Айдар Бикмаев пишет:
бреда много., вот что значит писать не специалисту, без консультаций
Это ты меня имеешь ввиду, Айдар? :)))
Но ведь ты же, как врач, и сам прекрасно знаешь специфику стоматологических имплантантов :) Согласись, я прав! :)
Мне нравится0
Аустенит
Если же по поводу статьи, то полагаю, автор получил консультацию. У "главного героя" темы  :D .
Мне нравится0
Аустенит
УГАТУшники не рубят в экономике. Факт!

А востребованы на рынке как раз не "прочные", а дешевые имплантанты + инструмент по установке. Сама операция чего стоит!
И по алюминию на ЛЭП тоже глупость. Сколько стоит алюминий и сколько упрочняющая стальная сердцевина? Разница в стоимости оценивается как минимум одним порядком. А если еще и порошковое упрочнение, то это еще один порядок цены.
Мне нравится0
Айдар Бикмаев
Имплантанты и так достаточно прочны, основное это совместимость с костяной тканью.
Мне нравится1
Айдар Бикмаев
Ребята в авиационном работают, худо бедно, но вот журналисты у нас "пишут" как всегда не вникая в суть своего "написания" .
Мне нравится0
Аустенит
Цитата
Айдар Бикмаев пишет:
Имплантанты и так достаточно прочны, основное это совместимость с костяной тканью.
Айдар, я ожидал чего-то более умного.  :D
Это не ты статью писал?  :D
"Совместимость", как ты ее называешь, связана вовсе не с прочностью имплантанта. Это скорей химико-биологические параметры поверхности. Если добавить еще и физические, как в современных напылениях, то такой имплантант в состоянии не только "прижиться, но и сформировать соответствующую ткань. Именно по такому принципу изготавливают современные имплантанты, которые в обход промежуточной фазы формирования соединительной ткани начинают обрастать костной.
Кто из нас врач, Айдар? А ну ка, скажи мне, каким биопроцессом объясняется "отторжение" и "абсцесс" в организме?  :D
Мне нравится0
Аустенит
Цитата
Айдар Бикмаев пишет:
Ребята в авиационном работают, худо бедно, но вот журналисты у нас "пишут" как всегда не вникая в суть своего "написания" .
Ребята в Авиационном работают хреново! Я бы сказал грубее: х.....!
Извиняюсь, конечно, но экономисты из них... откровенное гавно.

А автор вовсе и не обязан разбираться в специфике отражаемого материала. Этим должен заниматься специалист, с чьих слов была записана статья.
Страницы: 1 2 3 4 След.

Авторизуйтесь или войдите через любой соц. сервис для комментирования и оценки материалов: