Белорусские ученые совместно с сибирскими коллегами работают над уникальными проектами
Бывает ли дешевое качественным? Каждому из нас жизненный опыт подсказывает правильный ответ. Но к науке это не относится! Сегодня одно из приоритетных направлений научных исследований во всем мире – производство высококачественной продукции при минимизации затрат. Именно такие задачи стоят перед совместными проектами Объединенного института машиностроения Национальной академии наук Беларуси и Сибирского отделения Российской академии наук.
Соглашение о сотрудничестве с сибирскими коллегами НАН Беларуси подписала еще в середине 90-х годов. Как водится, деловые отношения начинались с человеческих – в свое время Сибирское отделение РАН возглавлял белорус, известный ученый-химик Валентин Коптюг.
А если прибавить к этому факту то, что в Сибири с давних пор существует одна из самых больших белорусских диаспор в мире, то становится очевидно: к Беларуси там относятся с особой симпатией. Многолетние контакты были и у директора Института физики прочности и материаловедения СО РАН Виктора Панина с вице-президентом НАН Беларуси Петром Витязем.
Первый совместный проект в области инженерии поверхностей связал как раз российский Институт физики прочности и материаловедения и белорусские Объединенный институт машиностроения и Физико-технический институт.
Нынешние совместные исследования – вторая волна сотрудничества институтов. Ученые Минска, Томска и Новосибирска работают над тремя новыми проектами: в области нанесения полимерных покрытий, формирования наноструктур в поверхностных слоях и нанесения на поверхности порошков износостойких материалов с помощью самораспространяющегося высокотемпературного синтеза.
Какое практическое применение скрывается за этими мудреными фразами? Инженерия поверхностей к реалиям жизни имеет самое непосредственное отношение.
— Представьте себе какую-нибудь деталь в машиностроении, изготовленную из дешевого материала, — рассказывает один из участников проекта начальник Центра структурных исследований и трибомеханических испытаний материалов Владимир Кукареко. — После воздействия на эту деталь, скажем, методом ионно-лучевой имплантации поверхность ее по своим свойствам становится равна очень дорогому материалу с высочайшей прочностью. Ее срок службы увеличивается в десятки, а то и в сотни раз! А себестоимость достаточно низкая. Таким экономичным способом можно как восстанавливать старые детали, так и изготавливать новые.
Со стороны метод комбинированной обработки выглядит весьма просто: из специального пистолета на обрабатываемую поверхность со сверхзвуковой скоростью летят расплавленные частицы металла, которые после затвердевания обрабатываются потоком ионов азота. Получается новая поверхность с уникальными свойствами. Новые технологии уже используют в Беларуси. Сейчас в Физико-техническом институте создан участок для ионно-лучевой обработки, откуда модифицированные детали поступают на различные предприятия. Например, у подвергнутой ионной модификации нержавеющей стали, которая используется для оборудования пищевой промышленности, срок службы возрастает в десятки раз!
У белорусских ученых уже есть заказы на самые различные модифицированные детали – от плугов, режущих элементов сельхозтехники до подшипников и деталей машин пищевой промышленности. Но металл – это лишь малая толика применения разработок ученых. Уже создано устройство для напыления не только металлов, но и полимерных материалов.
— В промышленности полимеры – это высокая устойчивость к коррозии, уменьшение износа поверхностей и множество других полезных свойств, – рассказывает еще один участник совместных исследований Виктор Жорник. — В Томске железнодорожники уже заинтересовались нашей технологией для напыления полимеров на детали вагонов. В Беларуси мы передаем вторую установку для напыления полимеров в ПО «Гомсельмаш», там ее используют при изготовлении комплекса КЗР-10. Напыление полимеров можно применять и для защиты от коррозии сварочных швов труб газо- и нефтепроводов.
Еще одна интереснейшая область совместного сибирско-белорусского проекта – медицинское материаловедение.
— В России, к слову, оно относится к приоритетным направлениям в научных исследованиях, — говорит Владимир Кукареко. – Предмет наших совместных с томичами и новосибирцами изысканий – это медицинские имплантаты, которые заменяют суставы или костные ткани. Этот рынок развивается очень активно. Мир переходит на новое поколение имплантатов на основе титана и циркония. По своей эластичности и многим другим важным характеристикам они совместимы с костной тканью. Но у этих материалов есть и существенный недостаток – низкая прочность. Перед нами стояла задача повысить ее и создать на поверхности износостойкое покрытие, которое тоже было бы безвредно для человеческого организма. Могу сказать, что совместно с сибиряками мы успешно решаем эту проблему: методом равноканально-углового прессования, разработанного в Физико-техническом институте, повышаем прочность заготовок для имплантатов, а затем методом ионно-лучевой обработки наносим слой азота. В скором времени белорусам можно будет рассчитывать при необходимости на такие дешевые и качественные имплантаты.
К слову, финансирование у проектов раздельное, материальная база тоже у каждой стороны своя. В чем тогда основная выгода сотрудничества для белорусов и сибиряков?
— Мы используем в работе разные методы и технологии и, обмениваясь опытом, прекрасно дополняем друг друга, – говорит ученый. — Используя разработки наших российских коллег, многое можем переосмыслить в своих исследованиях. Для россиян было очень интересным проведение совместных исследований на нашем оборудовании для ионно-лучевой обработки или газотермического напыления – тут мы держим первенство. И сейчас у нас заявки из России на приобретение этой и других установок.
