Мы используем cookie файлы.
Пользуясь сайтом, вы соглашаетесь с нашей Политикой конфиденциальности.

Лаборатория «Металлические материалы с пространственно-градиентной структурой»

Приглашенный ученый Айфантис Элиас Хараламбос Греция, США
Номер договора
14.Z50.31.0039
Период реализации проекта
2017-2019

По данным на 01.11.2022

34
Количество специалистов
245
научных публикаций
24
Объектов интеллектуальной собственности
Общая информация

Лаборатория проводит исследования новых металлических материалов, в которых дальняя упорядоченность в расположении атомов оказалась полностью нарушена или существенно ограничена, благодаря чему у этих материалов появились новые уникальные свойства. Такие материалы уже находят применение в науке, технике и различных отраслях промышленности.

Наименование проекта: Получение и исследование перспективных многофункциональных металлических материалов с экстремально высокой плотностью дефектов


Цели и задачи

Направление исследований: Технология материалов

Цель проекта: Создание нового класса перспективных многофункциональных металлических материалов с развитой метастабильной дефектной структурой, которую можно охарактеризовать как пространственно-градиентную структуру, обеспечивающую уникальные механические, физические, химические и биологические свойства

Практическое значение исследования
Научные результаты:
  1. Сформулированы принципы определения критического состояния структурных материалов при монотонных и циклических нагружениях на основе современного метода акустической эмиссии.

  2. Разработаны новые алгоритмы локации источника сигнала акустической эмиссии, надежных методов анализа сигнала и больших потоков информации.
  3. Предложены новые методики мониторинга работоспособности и определения критического состояния деталей вращения при трении.
  4. Предложены программно-аппаратные схемы создания перспективной мониторинговой и диагностической аппаратуры для определения раннего возникновения дефектов и нарушения нормальной работы статических объектов промышленности, в том числе высокоответственных, опасных объектов, находящихся под большими нагрузками, а также различных механических динамических систем. Создан прототип подобной системы.
  5. Экспериментально доказано существование линейных дефектов дислокационного типа в металлических стеклах.
  6. Разработаны феноменологические модели акустической эмиссии при пластической деформации металлов и сплавов на основе неравновесной термодинамики и дислокационной кинетики.
  7. Разработаны новые методы количественной фрактографии для оценки влияния водорода и характеристики процесса разрушения.
  8. Показана связь микроструктуры с процессами транспорта водорода и водородного охрупчивания, раскрыты многие детали значимости процесса пластической деформации в механизмах водородного охрупчивания.
  9. Получены экспериментальные данные в области механического поведения и усталости нового класса высокопрочных металлических материалов с ультрамелкозернистой и нанокристаллической структурой, получаемой методами больших пластических деформаций.
  10. Предложены новые теоретические модели структурообразования при интенсивных пластических деформациях и модели механического поведения полученных таким образом объемных наноструктурных материалов.
  11. Исследовано устройство механического поведения магниевых сплавов, в которых ключевая роль отводится взаимодействию дислокаций и механических двойников.
  12. Предложена новая микроструктурно обоснованная модель описания процесса деформирования магниевых сплавов с учетом исследованной кинетики двойникования.
  13. Сформулированы основные требования к микроструктуре и свойствам магниевых сплавов, необходимым для биомедицинских применений.
  14. Получены некоторые образцы сплавов с уникальными, ранее недостижимыми уровнями прочностных и усталостных свойств.
  15. Разработаны биорезорбируемые магниевые сплавы медицинского назначения с уникальным комплексом механических, технологических и эксплуатационных свойств
  16. Разработан пожаробезопасный литейный магниевый сплав повышенной прочности
  17. Установлены основные особенности явления коррозионного растрескивания под напряжением в магниевых сплавах.
  18. Разработана модель коррозионно-усталостного разрушения магниевых сплавов.
  19. Разработана новая методика оценки коррозионной повреждаемости материалов на основе метода конфокальной лазерной сканирующей микроскопии.

Внедрение результатов исследования:

  • Результаты разработки технической документации на изготовление интеллектуальных систем мониторинга опасных производственных объектов переданы малому инновационному предприятию ООО «ЛАЭС», созданному в рамках постановления Правительства РФ № 217.
  • На основе разработанных в Лаборатории биорезорбируемых магниевых сплавов впервые в России в Тольяттинском государственном университете начато создание Технологического участка полного цикла изготовления биорезорбируемых имплантатов. Начало производства за планировано на октябрь 2023 г.

Образование и переподготовка кадров:

  • Защиты: 8 кандидатских диссертаций и свыше 60 бакалаврских и магистерских выпускных квалификационных работ.
  • Проведено 6 Международных школ «Физическое материаловедение», в которых приняли участие свыше 1800 человек, в том числе с повышением квалификации свыше 100 человек.
  • Выпущено шесть томов учебного пособия «Перспективные материалы».

Организационные и инфраструктурные преобразования:

  • На базе лаборатории создан Научно-исследовательский институт прогрессивных технологий (НИИПТ), который включает 5 научно-исследовательских отделов, Испытательный центр и Научно-аналитический центр физико-химических и экологических исследований. В настоящее время на базе НИИПТ создается Технологический участок для отработки технологий изготовления новых материалов.
  • Лаборатория аккредитована в системе Ростехнадзора и в Международной системе «Аналитика». Среди получателей услуг Лаборатории по оценке качества материалов и изделий из них, а также проведению технических экспертиз по выявлению причин аварий и брака свыше 200 предприятий РФ.

Сотрудничество:

  • Университет Кумамото (Япония): совместный проект в рамках Федеральной целевой программы, проведение ежегодных совместных японо-российских семинаров, совместные научные публикации. Между Университетами Кумамото и Тольятти заключен Меморандум о сотрудничестве по магниевой тематике
  • Сеульский государственный университет (Южная Корея), Университет Фрайберга (Германия), Карлов университет (Чехия): совместные проекты в рамках Федеральной целевой программы, совместные научные публикации.

Скрыть Показать полностью
Estrin Y., Vinogradov A.
Extreme Grain Refinement by Severe Plastic Deformation: A Wealth of Challenging Science. Acta Materialia 61(3): 782–817 (2013). (1356 цитирований)
Pomponi, E., Vinogradov, A.
A real-time approach to acoustic emission clustering Mechanical Systems and Signal Processing, 2013, 40(2), pp. 791–804 (123 цитирования)
Vinogradov A., Estrin Y.
Analytical and Numerical Approaches to Modelling Severe Plastic Deformation. Progress in Materials Science 95: 172–242 (2018). (103 цитирования)
Vinogradov, A., Orlov, D., Danyuk, A., Estrin, Y.
Effect of grain size on the mechanisms of plastic deformation in wrought Mg-Zn-Zr alloy revealed by acoustic emission measurements Acta Materialia, 2013, 61(6), pp. 2044–2056 (96 цитирований)
Yasnikov, I.S., Vinogradov, A., Estrin, Y.
Revisiting the Considère criterion from the viewpoint of dislocation theory fundamentals Scripta Materialia, 2014, 76, pp. 37–40 (91 цитирование)
Фотоальбомы
Вторник , 03.12.2019
Другие лаборатории и ученые
Лаборатория, принимающая организация
Область наук
Город
Приглашенный ученый
Период реализации проекта
Лаборатория ультра широкозонных полупроводников

Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС» - (НИТУ МИСиС)

Технологии материалов

Москва

Кузнецов Андрей Юрьевич

Швеция

Поляков Александр Яковлевич

Россия

2022-2024

Лаборатория ионоселективных мембран

Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова - (МГУ)

Технологии материалов

Москва

Амедюри Брюно Мишель

Франция

2022-2024

Лаборатория нейроэлектроники и мемристивных наноматериалов

Южный федеральный университет - (ЮФУ)

Технологии материалов

Таганрог

Пак Бэ Хо

Корея

2022-2024