Руководитель проектов: д.ф.-м.н., профессор Суржиков Анатолий Петрович, Ответственные исполнители: Лысенко Елена Николаевна, Гынгазов Сергей Анатольевич. - презентация

1 Руководитель проектов: д.ф.-м.н., профессор Суржиков Анатолий Петрович, Ответственные исполнители: Лысенко Елена Николаевна, Гынгазов Сергей Анатольевич Национальный Исследовательский Томский Политехнический Университет СОЗДАНИЕ И МОДИФИЦИРОВАНИЕ МЕТОДАМИ ИМПУЛЬСНЫХ ФИЗИЧЕСКИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ КЕРАМИЧЕСКИХ НАНОСТРУКТУРНЫХ МАТЕРИАЛОВ В рамках федеральной целевой программы «Научные и научно- педагогические кадры инновационной России» на г

2 2 Соглашение 14.B от «06» августа 2012 г. Тема: «Разработка радиационно-термического метода получения наноструктурных ферритовых материалов для авиационной техники» Шифр заявки « » ГК от «24» апреля 2010 г. Тема: «Создание и модифицирование методами импульсных физических воздействий композиционных керамических наноструктур на основе диоксида циркония» Шифр заявки « » Национальный Исследовательский Томский Политехнический Университет В рамках федеральной целевой программы «Научные и научно- педагогические кадры инновационной России» на г

3 Активатор планетарного фрикционного дискретного типа АГО-2С. Рентгеновский дифрактометр ARLXTRA (Швейцария). Прибор синхронного термического анализа ТГ-ДТА/ДСК STA 449 Jupiter (Германия). Дилатометр DIL 402C (Германия). Цифровой микротвердомер ZHV-1M, нанотвердомер Nano Hardness Tester фирмы CSEM. Комплекс аппаратуры для измерения электрофизических характеристик материалов. - автоматический измеритель иммитанса LCR-819.6; - Agilent E4991 A RF Impedance/Material Analyzer с индукционным и емкостным методами соответственно. Аналитические весы SHIMADZU AUW-220 (Япония). Печи высокотемпературные типа SNOL, шкаф сушильный SNOL-58/350. Шлифовально-полировальный станок Beta с насадкой Vector. Вакуумные посты ВУП-5 (нанесение металлических электродов в вакууме). Сканирующий электронный микроскоп JSM-7500F (JEOL, Япония) с энергодисперсионным микроанализатором EDXS. Лазерный анализатор частиц Shimadzu SALD Ускоритель электронов с энергией выведенного ускоренного пучка Е =1,8-5,7 МэВ. 3 Национальный Исследовательский Томский Политехнический Университет НОЦ «Наноматериалы и нанотехнологии»

4 Соглашение 14.B от «06» августа 2012 г. Тема: «Разработка радиационно-термического метода получения наноструктурных ферритовых материалов для авиационной техники» Целью реализуемого проекта является разработка научных основ высокоэффективной радиационно-термической технологии получения наноструктурных ферритовых материалов, основанной на применении высокоэнергетических электронных пучков. Основные результаты проекта: Методика радиационно-термического синтеза наноструктурных ферритовых материалов с помощью нагрева электронным пучком. Лабораторные образцы наноструктурных литиевых ферритов с требуемыми магнитными и диэлектрическими характеристиками. Технологическая схема получения и обработки наноструктурных ферритов. Маркетинговый и патентный анализ состояния рынка в области тематики проекта. Технико-экономическая оценка рыночного потенциала полученных результатов. Внедрение полученных результатов в образовательный процесс 4 Национальный Исследовательский Томский Политехнический Университет

5 5 Название образцов Технические характеристики образцов Наименование Ед. из м. Значе ние 1Литиевый феррит Размер кристаллитовнм< 100 Температура Кюри С 630±3 Намагниченность насыщения, 4πMsГс4100 Магнитные потери, µ-0,25 Диэлектрические потери, -0,05 2Литий- цинковый феррит Размер кристаллитовнм< 100 Температура Кюри С 480±10 Намагниченность насыщения, 4πMsГс4350 Магнитные потери, µ-0,45 Диэлектрические потери, -0,07

6 Государственный контракт от «24» апреля 2010 г. Тема: «Создание и модифицирование методами импульсных физических воздействий композиционных керамических наноструктур на основе диоксида циркония» Цель реализованного проекта состояла в проведении поисковых исследований, направленных на разработку новых перспективных технологий получения и модифицирования корундо- циркониевой нанокерамики, основанных на высокоинтенсивных импульсных воздействиях (мощные электромагнитные поля, пучки низкоэнергетических электронов и ионов). Основные полученные результаты при выполнении проекта: Метод магнитно-импульсного прессования ультрадисперсных порошков и устройство для его осуществления. Закономерности консолидации в поле микроволнового излучения композиционных компактов, полученных методом магнитно-импульсного прессования и физическая модель обнаруженного явления активирования процессов спекания керамики. Эффекты модифицирования механических свойств и структурно-фазового состояния композиционной нанокерамики интенсивными потоками заряженных частиц, физическая модель модифицирования корундо-циркониевой нанокерамики. Технологическая схема получения и обработки композиционной нанокерамики. Лабораторные образцы композиционной нанокерамики. Маркетинговые и патентные анализы состояния рынка в области тематики проекта. Технико-экономическая оценка рыночного потенциала полученных результатов. 6 Национальный Исследовательский Томский Политехнический Университет

7 Химический состав, (масс%) – 80ZrO 2 (Y ) - 20 Al 2 O 3 Удельная плотность, г/см 3 – ( 5,3– 5,36 ) Пористость, %– (2 – 3) Микротвердость Н v, Гпа– 14,1 Нанотвердость Н N, Гпа– 18,5 Модуль Юнга Е, Гпа– 265 Коэффициент линейного термического расширения,1/град– 8, Средний размер зерна, мкм– 0,8 Средний размер кристаллитов, мкм– 0,134 Трещиностойкость К 1с, МПа м 0.5 – (10-11) Увеличение прочностных характеристик композиционной керамики на (30 40) %, механических характеристик на (10 20)% по сравнению с аналогом. 7 Национальный Исследовательский Томский Политехнический Университет

8 Сотрудничество Национальный исследовательский Томский государственный университет. Институтом ядерной физики СО РАН, г. Новосибирск Институт сильноточной электроники СО РАН, г. Томск Московский государственный технический университет радиотехники, электроники и автоматики Карагандинский государственный университет им. Е.А. Букетова. 8 Национальный Исследовательский Томский Политехнический Университет

9 А.П. Суржиков, Е.Н. Лысенко, С.А. Гынгазов, Т.С. Франгульян, О.Г. Казаковская Определение коэффициента диффузии кислорода в поликристалличеких литиевых феррошпинелях // Контроль. Диагностика. – – 13 – С Surzhikov A., Lysenko E.N., Vlasov V.A., Vasendina E.A., Pritulov A.M. Dependence of lithium–zinc ferrospinel phase composition on the duration of synthesis in an accelerated electron beam // Journal of Thermal Analysis and Calorimetry – V.110.-N2: - стр Лысенко Е.Н., Власов В.А., Малышев А.В., Гальцева О.В. Влияние скорости нагрева реакционной смеси на твердофазное взаимодействие при неизотермическом синтезе LiFe5O8 // Современные проблемы науки и образования. – – 5. URL: Surzhikov A., Lysenko E.N., Malyshev A.V., Vlasov V.A., Vasendina E.A. Analysis of the phase composition and homogeneity of ferrite lithium-substituted powders by the thermomagnetometry method // Journal of Thermal Analysis and Calorimetry – V.112.-N2.-P Суржиков А.П., Гынгазов С.А., Лысенко Е.Н., Власов А.В. Кинетический анализ радиационно- термического синтеза литий-замещенных ферритов // Известия вузов. Физика Т /2. - C Суржиков А.П., Васендина Е.А., Лысенко Е.Н., Николаев Е. В. Кинетика процесса фазообразования в системе Li2CO3–TiO2–Fe2O3 при радиационно-термическом синтезе // Перспективные материалы C Власов В.А., Васендина Е.А., Гальцева О.В., Николаев Е.В. Исследование магнитных свойств литийзамещенных феррошпинелей, синтезированных в пучке электронов // Современные проблемы науки и образования URL: 9 Национальный Исследовательский Томский Политехнический Университет Основные публикации по 1 проекту:

10 Суржиков А.П., Франгульян Т.С., Гынгазов С.А., Власов В.А., Васендина Е.А. Диагностика структурно-фазового состояния ультрадисперсных плазмохимических порошков диоксида циркония // Контроль. Диагностика C Суржиков А.П., Франгульян Т.С., Гынгазов С.А. Дилатометрические исследования процессов спекания композиционной керамики из ультрадисперсных порошков системы ZRO2(Y)-AL2O3 при различных температурно-временных режимах обжига // Системы. Методы. Технологии C Surzhikov A.P., Gyngazov S.A., Franguljyan T.S. A dilatometric study of the effect of pressing on the kinetics of compression of ultrafine zirconium doxide powders under thermal annealing // Russian Physics Journal Vol p Суржиков А.П., Франгульян Т.С., Гынгазов С.А., Власов В.А., Васендина Е.А. Структурно-фазовое состояние ультрадисперсных плазмохимических порошков диоксида циркония // Наноматериалы и наноструктуры - XXI век Т C Гынгазов С.А., Франгульян Т.С., Гореев А.К., Климов А.С. О возможности спекания циркониевой керамики пучком низкоэнергетических электронов // Известия вузов. Физика Т /3 - C Суржиков А.П., Франгульян Т.С., Гынгазов С.А., Григорьев С.В. Эффекты модифицирования приповерхностных слоев корундо-циркониевой керамики с различной пористостью при воздействии интенсивного пучка низкоэнергетических электронов // Известия вузов. Физика Т /3 - C Национальный Исследовательский Томский Политехнический Университет Основные публикации по 2 проекту:

11 Surzhikov A. P., Franguljyan T. S., Gyngazov S. A., Vasiljeva O. G., Lysenko E. N. Determination of kinetic characteristics of polycrystalline ferrites oxidation using TG analysis // 7th International Forum on Strategic Technology (IFOST ): Proceedings: in 2 vol., Tomsk, September 18-21, Tomsk: TPU Press, Vol. 2 - p Суржиков А. П., Франгульян Т. С., Гынгазов С. А., Васендина Е. А. Исследование фазовых преобразований и кинетики линейной усадки при спекании керамики их ультрадисперсных плазмохимических порошков ZrO2-Al2O3 // Радиационная физика твердого тела: труды XXII Международной конференции, Севастополь, 9-14 Июля Москва: НИИ ПМТ, C Казаковская О.Г., Лысенко Е.Н., Суржиков А.П. ТГ/ДСК анализ неизотермического синтеза LIFE5O8 из механоактивированной смеси Li2CO3-Fe2O3 // Современные техника и технологии: Труды XVIII Международной научно-практической конференции.-Томск апреля Томск: ТПУ. Surzhikov A.P., Franguljyan T.S., Gyngazov S.A., Grigorev S.V., Koval N.N. Modification of Alumina-Zirconium ceramics by low-energy high-current electron beams // Electrotechnica & Electronica E+E Vol.47 No5-6/2012, pp Суржиков А. П., Лысенко Е. Н., Власов В. А., Малышев А. В. Синтез Li-Zn феррита в условиях высокоэнергетических воздействий // Радиационная физика твердого тела: труды XXIII Международной конференции, Севастополь, 8-13 Июля Москва: НИИ ПМТ, C Lysenko E. N., Surzhikov A. P., Malyshev A. V., Vlasov V. A. Nonisothermal synthesis of mechnically activated lithium-substituted ferrites // Fundamental Bases of Mechanochemical Technologies: the Book of Abstracts of the IV International Conference, Novosibirsk, June 25-28, Новосибирск: Редакционно-издательский центр НГУ, p Национальный Исследовательский Томский Политехнический Университет Участие в конференциях:

12 Патент РФ на изобретение Способ изготовления ферритовых изделий. Опубл Патент РФ на полезную модель Устройство для измерения температуры объекта, нагреваемого ионизирующим облучением. Опубл г. Патент РФ на полезную модель Устройство для получения циркониевой керамики. Опубл г. Патент РФ на изобретение Способ контроля прочности изделий из твердых материалов. Опубл г. 12 Национальный Исследовательский Томский Политехнический Университет Результаты интеллектуальной деятельности:

13 13 Национальный Исследовательский Томский Политехнический Университет Наименование индикатораЕд. измер.Достигнуто И Количество кандидатов наук – исполнителей НИР, представивших докторские диссертации в диссертационный совет чел.1 И Количество аспирантов – исполнителей НИР, представивших кандидатские диссертации в диссертационный совет чел.1 И Количество студентов, аспирантов, докторантов и молодых исследователей, закрепленных в сфере науки, образования и высоких технологий чел.4 И Количество исследователей – исполнителей НИР, результаты работы которых в рамках НИР опубликованы в высокорейтинговых российских и зарубежных журналах чел.8 Наименование показателя П Количество докторов наук – исполнителей НИР, работающих в научной или образовательной организации на полную ставку, принявших участие в работах в течение всего срока реализации НИР чел.2 П Количество молодых кандидатов наук – исполнителей НИР, работающих в научной или образовательной организации на полную ставку, принявших участие в работах в течение всего срока реализации НИР чел.5 П Количество аспирантов, принявших участие в работах в течение всего срока реализации НИР чел.6 П Количество студентов, принявших участие в работах в течение всего срока реализации НИР чел.9 П Доля привлеченных на реализацию НИР внебюджетных средств от объема средств федерального бюджета %22,4 П Доля фонда оплаты труда молодых участников НИР в общем объеме фонда оплаты труда по НИР %60 Основные показатели по 1 проекту:

14 14 Национальный Исследовательский Томский Политехнический Университет Наименование индикатораЕд. измер.Достигнуто И Количество кандидатов наук – исполнителей НИР, представивших докторские диссертации в диссертационный совет чел.1 И Количество аспирантов – исполнителей НИР, представивших кандидатские диссертации в диссертационный совет чел.2 И Количество студентов, аспирантов, докторантов и молодых исследователей, закрепленных в сфере науки, образования и высоких технологий чел.4 И Количество исследователей – исполнителей НИР, результаты работы которых в рамках НИР опубликованы в высокорейтинговых российских и зарубежных журналах чел.3 Наименование показателя П Количество докторов наук – исполнителей НИР, работающих в научной или образовательной организации на полную ставку, принявших участие в работах в течение всего срока реализации НИР чел.3 П Количество молодых кандидатов наук – исполнителей НИР, работающих в научной или образовательной организации на полную ставку, принявших участие в работах в течение всего срока реализации НИР чел.3 П Количество аспирантов, принявших участие в работах в течение всего срока реализации НИР чел.4 П Количество студентов, принявших участие в работах в течение всего срока реализации НИР чел.8 П Доля привлеченных на реализацию НИР внебюджетных средств от объема средств федерального бюджета %20 П Доля фонда оплаты труда молодых участников НИР в общем объеме фонда оплаты труда по НИР %50 Основные показатели по 2 проекту:

15 Курс лекций по дисциплине «Наноструктурные материалы» для бакалавров 3 курса, обучающихся по программе «Материаловедение и технологии материалов»; Курс лекций по дисциплине «Технологические процессы создания наноструктурных материалов для отраслей наноиндустрии» для магистрантов 1 курса, обучающихся по программе «Материаловедение и технологии материалов»; Лабораторные работы по дисциплине «Моделирование и управление бизнесс- процессами» для магистрантов 1 курса, обучающихся по программе «Управление качеством»; Курс лекций по дисциплине «Материаловедение и технология конструкционных материалов» для бакалавров 4 курса, обучающихся по программе «Управление качеством»; Практические занятия по дисциплине «Обнаружение и фильтрация сигналов в неразрушающем контроле» для бакалавров 4 курса, обучающихся по программе «Приборостроение»; Подготовка магистерских диссертаций по образовательной программе «Приборостроение». 15 Национальный Исследовательский Томский Политехнический Университет Внедрение в образовательный процесс

16 16 Национальный Исследовательский Томский Политехнический Университет Спасибо за внимание!