В рамках выполнения Национального проекта «Наука и университеты» за последние пять лет парк научного оборудования Института физики прочности и материаловедения СО РАН обновился целым рядом дорогостоящих приборов. Общая стоимость нового исследовательского, технологического и испытательного оборудования, поставленного в институт, составляет около полумиллиарда рублей. Его использование позволяет ученым создавать уникальные материалы различного назначения.
– Только при наличии современной приборной базы институт может работать на мировом уровне и получать прорывные результаты, которые в дальнейшем публикуются в престижных высокорейтинговых научных изданиях даже в условиях санкций. Также появление нового оборудования позволило нам усилить прикладные исследования, проводимые в интересах промпартнеров, число которых за последние несколько лет значительно увеличилось, – считает доктор технических наук, профессор РАН Евгений Колубаев, директор ИФПМ СО РАН.
Растровый электронный микроскоп Apreo
– В течение этих пяти лет мы приобрели два уникальных прибора – электронный сканирующий микроскоп ThermoFisherScientificApreo с двумя высокоскоростными приставками и электронный сканирующий (просвечивающий) Talos, а также специальные комплексы, предназначенные для подготовки образцов. С помощью микроскопа Apreo в очень сжатые сроки – всего за полтора часа (а раньше для этого требовалось полдня) ученые могут получить высококачественные изображения зеренной структуры металла, карты ориентаций зерен, изображения его дефектов и фаз, а также данные об элементном составе, – рассказывает доктор физико-математических наук Игорь Литовченко, зав. лабораторией материаловедения сплавов с памятью формы, руководитель Центра коллективного пользования «Нанотех».
Как подчеркивает Игорь Юрьевич, эти микроскопы используются всеми научными подразделениями института, включая и пять появившихся в последние годы молодежных лабораторий. Электронная просвечивающая и растровая микроскопия необходима для реализации 32 из 48 проектов, получивших в этом году поддержку Российского научного фонда.
Руководитель Центра коллективного пользования «Нанотех» Игорь Литовченко показывает установку рентгеновского контроля YXLON Cheetah Evo
В приборном парке ИФПМ СО РАН представлено и оборудование для рентгеновского контроля и рентгеновской дифракции: это и появившаяся в рамках нацпроекта в 2020 году установка YXLONCheetahEvo(ее еще называют томографом для материалов), и купленный в 2022 году российский многофункциональный рентгеновский дифрактометр «ДРОН» с уникальным оснащением.
Рентгеновский дифрактометр ДРОН-8
Этот прибор, снабженный высоко- и низкотемпературными приставками, с высокой скоростью (в среднем в 5 раз выше, чем у более старых моделей), «снимает дифракционное кино» в режиме insitu. Полученные рентгенограммы наглядно демонстрируют все фазовые переходы исследуемых материалов, которые происходят как при нагреве до высоких (более 1 000 °С) температур, так и при охлаждении до сверхнизких (до состояния жидкого азота).
3D-принтер по металлу ONSINT
Одна из важнейших задач материаловедения – это разработка новых перспективных материалов. Так, наличие современного российского 3D-принтера по металлу, действующего на основе технологии селективного лазерного сплавления, позволяет создавать и апробировать на базе института новые технологии производства порошковых материалов и изделий на их основе. В свою очередь появившаяся совсем недавно вакуумно-дуговая печь нужна для разработки новых тугоплавких сплавов, ведь плавление образцов в ней может происходить при температуре до 3 500 °С.
Машины на длительную прочность и ползучесть МПД-II-2-50-0.5-Р
Любой разработанный в ИФПМ СО РАН материал всегда проходит строгую проверку в соответствии с ГОСТом. Для этого на специальной российской испытательной машине, приобретенной год назад, образцы тестируют, проверяя их на длительную прочность и ползучесть (это нарастание деформации при постоянной нагрузке или напряжении и высокой температуре). Такой «экзамен» может длиться от 50 до 1 000 часов! Другой незаменимый помощник, который совсем скоро появится у ученых, – это комплекс лазерной наплавки, который предназначен для упрочнения деталей вращения и создания наплавочных слоев на различных рабочих поверхностях.