#Титан

Участники мероприятия узнаю о климате и геологической истории Титана.

Титан благодаря своей прочности и высокой коррозионной стойкости успешно завоевал передовые позиции в высокотехнологичных отраслях — в производстве военной техники, медицине, авиа- и ракетостроении. Тем не менее, повышение предела выносливости остается актуальной задачей при разработке и производстве высоконагруженных деталей газотурбинных двигателей, таких как лопатки и диски компрессора, которые испытывают значительные растягивающие нагрузки при повышенных температурах во время работы. Ученые Пермского Политеха совместно с коллегами из Уфимского университета науки и технологий изучили свойства упрочненного титанового сплава ВТ6 (Ti-6Al-4V) с ультрамелким зерном при рабочей температуре в 350 градусов Цельсия и его способность выдерживать циклические нагрузки без разрушения материала. Новые данные, полученные в ходе анализа материала, позволят производить более качественные титановые дентальные импланты и детали для высокотехнологичных отраслей промышленности, в том числе для авиационных газотурбинных двигателей.

«Металл будущего» — иногда так называют титан, завоевавший передовые позиции в высокотехнологичных отраслях. Благодаря своей прочности и высокой коррозионной стойкости, он получил применение в производстве военной техники, медицине, авиа- и ракетостроении. Сегодня все эти отрасли заинтересованы в усовершенствовании технологий обработки титановых сплавов, чтобы расширить возможности использования материала. Ученые Пермского Политеха с коллегами из лаборатории многофункциональных материалов (Уфимский университет науки и технологий) нашли способ повысить прочностные характеристики деталей из титана, полученных с помощью технологии проволочной наплавки.

Уже несколько лет инженеры и ученые готовятся к исследованиям спутника Сатурна Титана и разрабатывают для него беспилотные летательные аппараты. Согласно последним планам, в 2034 году туда должен отправиться беспилотный дрон-вертолет Dragonfly. Однако совсем недавно был представлен еще более амбициозный проект.

В последние десятилетия спрос на редкоземельные элементы (РЗЭ) вырос лавинообразно. Сейчас их используют практически во всех областях мировой экономики – от лазеров и мобильных телефонов, автомобильных катализаторов и искусственных алмазов до минеральных удобрений, космических аппаратов и медицинской техники. Мировое производство РЗЭ контролируется Китаем (85 процентов), а вот доля России составляет всего около двух процентов. Открытие ученых Кольского научного центра и Ботанического института имени Комарова потенциально может увеличить количество добываемых редкоземельных элементов.

Задачи космического телескопа «Джеймса Уэбба» не ограничиваются изучением древнейших галактик и звезд — он регулярно обращает свой «взор» и на объекты в Солнечной системе. Очередным объектом исследований стал спутник Сатурна Титан. Его плотная атмосфера непроницаема для видимого света, но в инфракрасном диапазоне частично прозрачна. Приборы «Уэбба» запечатлели несколько деталей, которые ранее либо только предполагались, либо удавалось увидеть лишь зонду «Кассини», изучавшему систему Сатурна.

Новейший научный инструмент, космическая обсерватория «Джеймс Уэбб», в ноябре направила свой инфракрасный взор на крупнейший спутник Сатурна, Титан. 

Несмотря на широкое использование титановых сплавов в производстве важных деталей и узлов ракетной техники, которые в рабочих условиях испытывают значительные силовые нагрузки при повышенных температурах, их механическая обработка по-прежнему остается серьезной промышленной проблемой. Сегодня при обработке крупногабаритных деталей на предприятии используются металлорежущее оборудование, не имеющее системы охлаждения, что в некоторых случаях может быть опасным, так как образованная пыль в процессе стружкообразования может привести к интенсивному горению. Ученые Пермского Политеха с коллегами из Ижевска определили оптимальные режимы резания титана, что обеспечит качество деталей, а также позволит избежать возгораний на предприятии.

Двухфазные титановые сплавы широко применяются в авиации и двигателестроении благодаря своей высокой удельной прочности и коррозионной стойкости. Тем не менее повышение их предела выносливости остается актуальной задачей при разработке и производстве деталей газотурбинных двигателей, таких как лопатки и диски компрессора, которые испытывают значительные растягивающие нагрузки во время работы. Ученые механико-технологического факультета Пермского Политеха с коллегами из Уфы исследовали свойства сплава Ti-6Al-4V, состоящего из алюминия, ванадия и титана, и оценили его инженерные перспективы при максимально возможной для данного сплава температуре в 351 градус Цельсия.

Губчатый титан — сырье для последующей переработки и выпуска готовых изделий из титана на металлообрабатывающих предприятиях. Его широко используют в машиностроении, электронике, медицине, ракетной и авиастроительной промышленности, на химических предприятиях. Ученые Пермского Политеха предложили робастную систему, которая позволит более эффективно управлять процессами восстановления тетрахлорида титана магнием в промышленных аппаратах. Такая система сможет осуществлять непрерывное отслеживание и управление температурой зоны экзотермической реакции аппаратов в условиях нестационарности процесса восстановления, повышая при этом производительность и снижая энергозатраты. Разработка позволит снизить себестоимость губчатого титана, что будет способствовать повышению конкурентоспособности на мировом рынке.

От дюн до каньонов — разнообразие рельефов на спутнике Сатурна поражает. Ученые объяснили, как мягкая органическая пыль «сплавляется» в песчинки и породы, а ветры и дожди формируют дюны и вытачивают каньоны.

Научная группа Лаборатории легких материалов и конструкций Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого усовершенствовала способ печати титановых изделий методом плавящегося электрода, который до этого использовали для этих целей лишь ограниченно.

14 января 2005 года зонд «Гюйгенс» успешно вошел в атмосферу Титана и совершил посадку на его поверхность в области, получившей название Ксанаду. Это была первая и на сегодняшний момент единственная в истории мягкая посадка, совершенная во Внешней Солнечной системе.

Из титановых сплавов сегодня создают элементы самолетов и ракет, их используют в судостроении, применяют в составе зубных имплантатов и протезов. Ученые Пермского Политеха нашли способ повысить прочность и износостойкость изделий. Слой, нанесенный на поверхность материала с помощью ионно-плазменного азотирования, позволил укрепить его в 2,5 раза.

Ученые НИТУ «МИСиС» разработали инновационную гибридную пластину для восстановления дефектов черепа, которая отличается повышенной, по сравнению с существующими аналогами, биоактивностью. За счет этого обеспечивается эффективная интеграция имплантата в костную ткань и минимизируется риск его отторжения. Разработка может найти применение в нейрохирургии и травматологии.

Уральские ученые применили новый метод анализа материала для костных имплантатов. С его помощью возможно регулировать скорость растворения имплантата в зоне повреждения кости.

Благодаря использованию электрохимических экспериментов и квантово-химических расчетов исследователи из Апатитов смогли лучше понять механизм процесса переноса электрона в расплавленных солях. Систематические исследования этих процессов позволят существенно продвинуться на пути понимания закономерностей, определяющих механизм и кинетику электродных процессов в расплавленных солях, а значит разобраться в электрохимических свойствах титана и найти оптимальные условия для его получения и рафинирования из расплавов солей.

Миссия Nasa Dragonfly, которая отправит на поверхность Титана в середине 2030-х годов спускаемый аппарат с возможностью перемещения на винтокрылой машине, станет первой миссией по исследованию поверхности Титана, и у нее большие планы.