#металлы

Цилиндрические изделия из металла, такие как трубы, прутки, проволока, широко применяются в различных отраслях — нефтегазовом оборудовании, военной и аэрокосмической технике, авиадвигателестроении, например, в атомной энергетике сердце реактора практически полностью состоит из таких деталей — оболочки тепловыделяющих элементов, в оборонной промышленности — стволы высокоточных современных орудий в том числе передвижных мобильных орудийных установок, элементы конструкций авиационной техники.

Ученые ТПУ исследовали влияние примеси алюминия на накопление и распределение водорода в магнии — перспективном материале-накопителе для хранения водорода. Для этого впервые были применены первопринципные (то есть опирающиеся на фундаментальные знания) расчеты электронной плотности по отношению к свойствам материала. Предложенный метод позволяет глубже, на атомарном уровне, понять механизмы «поведения» водорода в магнии при растворении в нем алюминия. Полученные данные в перспективе помогут улучшить свойства материалов-накопителей и сделать более эффективной технологию очистки, компримирования и хранения водорода.

Если заглянуть внутрь любой конструкции из сплава или металла, можно заметить, что материал состоит из кристаллитов — зерен, субзерен, фрагментов, обладающих той или иной мезо- и микроструктурой. Как правило, по параметрам структуры кристаллитов можно сделать выводы о свойствах материала, с которым мы имеем дело. Изменяя мезо- и микроструктуру кристаллитов, можно влиять на физико-механические свойства всех металлов и сплавов, а именно на пластичность, прочность, коррозийную стойкость, электромагнитные и другие характеристики. Ученые Пермского Политеха разработали трехуровневую математическую модель, которая способна детально описывать физические механизмы деформирования материалов на различных структурно-масштабных уровнях, изменение их структуры при произвольном деформировании. Эта модель может быть использована для совершенствования существующих и разработки новых технологических процессов металлообработки.

Ученые из МФТИ впервые без привлечения экспериментальных данных рассчитали кривые плавления циркония и гафния, что имеет решающее значение для понимания тепловых свойств и фазовых диаграмм этих металлов и обеспечит их безопасное применение в ядерной энергетике. Команда также сравнила свои результаты с экспериментальными данными по плавлению циркония и обнаружила хорошее согласие.

Исследователи из Сколтеха и Томского политеха настроили синтез пятикомпонентного карбида — прочного и тугоплавкого соединения углерода и пяти переходных металлов, которое имеет перспективы применения в промышленной керамике и катализе. На основании фундаментальных теоретических принципов, численного моделирования и машинного обучения ученые определили условия синтеза однофазного карбида — так называется состояние вещества, где все атомы металлов равномерно распределены по объему кристалла, — и подтвердили верность предсказания экспериментально. При этом использовался перспективный безвакуумный электродуговой метод синтеза, который экономит значительное количество электроэнергии.

Современное производство металлических изделий всегда включает предварительные испытания материалов. Они необходимы для изучения поведения металлов в процессе эксплуатации. Эта процедура помогает заранее предотвратить возможные неисправности и сохранить ресурсы производства. Исследователи из Пермского Политеха создали устройство для испытания твердых материалов на растяжение. В отличие от аналогов, разработка позволит увеличить перечень необходимых характеристик и повысить точность диагностики.

Человек от природы не обладал мощными когтями или длинными клыками, поэтому главным его оружием стал мозг. Палка удлинила руки, отесанный камень побеждал зверя. Но у Вселенной нет цели помогать человеку — и лодки из дерева гнили, соломенные хижины годились только для лета, а оружие из подручных материалов имело ограниченную убойную силу. И тогда человек придумал комбинировать доступные материалы между собой. Очень задолго до промышленной революции и научной эпохи родились первые композитные материалы. Как они развивались и есть ли у них будущее при текущем уровне прогресса?

Кандидат химических наук Валерий Лазарев расскажет про попытки получить много золота из неблагородных металлов.

Волоконные световоды сегодня используют в многоканальных системах передачи информации, кабельном телевидении, связи, локальных вычислительных сетях, телемеханике и медицине. Их создают на основе стеклянных «заготовок», в которые добавляют примеси из редкоземельных металлов. Чтобы обеспечить качество будущих световодов, процесс производства необходимо контролировать на каждом этапе. Ученые Пермского Политеха с коллегами из УрО РАН разработали автоматизированный комплекс, который отслеживает равномерность осаждения таких металлов. Это позволяет использовать только высококачественные заготовки и сократить средства предприятий.

Один из ключевых технологических вызовов современности – необходимость кратного снижения временных затрат на всех циклах создания и изготовления продукции. Изготовление крупногабаритных металлических конструкций традиционными методами требует много времени. В то же время гибридные аддитивные технологии – металлическая производительная 3D-печать в сочетании с последующей механообработкой – способны удовлетворить запрос промышленности на скорость получения готовых изделий, однако они зачастую уступают традиционным технологиям в прочности и пластичности получаемых изделий. Ученые Пермского Политеха нашли решение этой проблемы.

Один из важнейших параметров вещества — его плотность. Понять, что это такое, очень просто: при одном и том же объеме более плотное вещество имеет большую массу, чем менее плотное. Но вот от чего эта плотность зависит, пока не совсем ясно. Ведущий научный сотрудник Геологического института Кольского научного центра Феликс Горбацевич проанализировал отношения между параметрами атомов различных химических элементов и их плотностью.

Сотрудники научно-исследовательской лаборатории высокоэнергетических и специальных материалов и лаборатории нанотехнологий металлургии физико-технического факультета ТГУ разработали новую технологию производства фидстоков с использованием керамических и металлических порошков. Стоимость таковых не превышает импортные аналоги, а свойства изделий из них превосходят свойства продукции, изготовленной непосредственно из сплавов.

Год назад Международный орган по морскому дну (ISA) принял соглашение, которое отсрочило начало разработки минеральных ресурсов на большой глубине в океане на два года. В июле 2023-го положенный срок истечет: ожидается, что к тому времени создадут регуляторные акты и человечество приступит к использованию нового источника сырья на дне океана под международными водами.

В рамках программы «Приоритет 2030» Южно-Уральский государственный университет реализует ряд стратегических проектов, цели которых — сокращение времени выхода инновационных материалов на рынок и расширение их эксплуатационных свойств. Проект «Новые перспективные материалы» направлен на разработку «умных» материалов нового поколения, которые обеспечат безопасность и долгий срок службы.

Участники мероприятия узнают, какие приемы используют в работе с металлом.

Результаты работы могут лечь в основу нового направления исследований по геоэкологической оценке распределения химических элементов в находящихся под влиянием промышленности арктических озерах, биоиндикации и биологической очистке водоемов.

Добавить легким алюминиевым сплавам прочности и надежности смогли ученые НИТУ «МИСиС». Образцы алюминиевых композитов с добавлением углеродных нановолокон показали 20-ти процентное увеличение твердости и значительные изменения в структуре материала на микроуровне.

Экскурсанты увидят современные синтетические лаборатории.

Научная группа из Сколтеха и Сеченовского университета напечатала на 3D-принтере образцы из пористого сплава железа и кремния — создатели считают этот материал перспективным для дизайна костных имплантов, сращивающих переломы. Результаты исследования свидетельствуют, что полученные образцы малотоксичны, прочны, биоразлагаемы и на них может формироваться костная ткань.

Специальные алюминиевые сплавы, разработанные учеными научно-исследовательского физико-технического института (НИФТИ) Университета Лобачевского, позволят заменить устаревшие медные провода, имеющие большой вес, и алюминиевые провода с низкой электропроводностью, которые сегодня используют в авиации.