Сотрудники Лаборатории физического материаловедения МНИЦ БФУ им. И. Канта выиграли грант на разработку уникальной технологии магнитных сплавов, применимых во всех отраслях науки и техники

Сотрудники Лаборатории физического материаловедения МНИЦ БФУ им. И. Канта выиграли грант на разработку уникальной технологии получения коррозионностойких порошковых сплавов. Как отмечают авторы проекта, речь идет о создании нового класса функциональных магнитных материалов, которые можно применить во всех отраслях науки и техники.

Руководитель проекта РФФИ №19-48-390002/19 «Рекристаллизация магнитожестких порошковых материалов легированных сплавов системы Fe-Nd-B, полученных закалкой из жидкого состояния методом распыления струи расплава потоком инертного газа» — профессор, доктор физ.-мат. наук, заведующий лабораторией физического материаловедения МНИЦ Когерентная рентгеновская оптика для установок «Мегасайенс» Валерий Савин.

«Прежде всего, я хочу поблагодарить всех тех, кто способствовал реализации прошедшего совместного конкурса Калининградской области и РФФИ. Это мероприятие позволило дать новый импульс и реальную финансовую поддержку фундаментальным научным исследованиям, которые уже более трех лет реализуются в БФУ им. И. Канта на НТП «Фабрика» по приоритетной государственной тематике на инициативной основе. Работа ведется, прежде всего, силами студентов, магистров и аспирантов — Александра Суворова, Акылбека Каликулова и Михаила Сороковикова, который имеет уже несколько серьезных научных публикаций и заявку на конкурс «Старт». Можно смело говорить, что сегодня в БФУ им. И. Канта в лаборатории Физического материаловедения МНИЦ «Когерентная рентгеновская оптика для установок мегасайнс» сложилась сильная научная группа».

Задел научного исследования получен после успешной реализации Мегагранта по 220 Постановлению, выполненного под руководством директора МНИЦ «Когерентная рентгеновская оптика» Анатолия Снигирева, серии хозяйственных договоров с Объединенным Институтом Ядерных Исследований (г. Дубна) и проекта ФЦП №14.578.21.0252 по применению лазерных технологий для производства сварных труб для атомной энергетики и химической промышленности.

По словам Валерия Савина, в этих работах много общего: фундаментальное понимание физико-химических основ формирования и устойчивости структурно-фазового состояния в многокомпонентных металлических сплавах при неравновесных условиях их образования. Именно при таких условиях (сверхкритическая циклическая пластическая деформация; механохимическая обработка; лазерная наплавка; закалка из жидкого состояния) формируется уникальный уровень свойств получаемых функциональных материалов. Это становится основой их практической востребованности.

«Лазеросварные трубы, изготавливаемые на ООО «ТЕХНО ТРЕЙД» в пос. Озерки в Калининградской области (Индустриальный партнер БФУ по ФЦП) – это успешно доказывают. Уже более 10 лет по темпам прироста объемов производства сплавы системы железо-неодим-бор сохраняют устойчивое лидерство в мире. При постоянно расширяющейся сфере их применения во всех отраслях промышленности, науке и быту, наиболее важной и ответственной сферой их применения остается область специального назначения, в том числе, связанная с особыми условиями работы устройств, приборов и изделий на их основе. Например, данный класс магнитных материалов задействован в реализации практически всех проектов Мегакласса по заявленным Национальным проектам «Наука». Как минимум магнитные ондуляторы для отечественных синхротронов нового поколения предусматривают их использование. Вот почему развитие данной научной тематики в МНИЦ БФУ им. И. Канта уместно и обосновано. Более того, создание мини- и микро-трансфокаторов на основе преломляющей рентгеновской оптики сегодня невозможно без приводов соответствующего размера. Двигатели в их основе – это все тот же порошковый магнитный материал. Создание микро-роторов – это все те же лазерные технологии абляции и микро-наплавки (сварки). Таким образом, научно-образовательная деятельность ЛФМ МНИЦ все более расширяет и углубляет ранее обозначенные компетенции по физическому материаловедению, не изменяя стратегическим целям и задачам развития научных приоритетов лаборатории рентгеновской оптики и БФУ им. И. Канта в целом», — рассказал Валерий Савин.

Применение метода закалки из жидкого состояния (ЗЖС) к производству таких сплавов обусловило новый виток множественных фундаментальных и прикладных исследований. Единственным способом ЗЖС, который способен конкурировать с традиционной технологией производства магнитов системы Fe-Nd-B, является распыление струи расплава потоком инертного газа (ГРП). Такие порошковые материалы имеют собственную магнитную анизотропию, которая зависит от химического и фракционного состава и может быть существенно повышена за счет рекристаллизации при отжиге.

Однако, по какому механизму протекает рекристаллизация в ГРП и как режим термического воздействия и отжиг влияют на магнитные свойства, достоверно не известно. Выполняемые в рамках проекта РФФИ комплексные исследования структурно-фазовых изменений и изменений магнитных свойств позволят наиболее полно и всесторонне проанализировать проблему, получить функции зависимости свойств, а также предложить направления по усовершенствованию технологий и улучшению свойств магнитных материалов системы Fe-Nd-B.

Предлагаемые исследования входят в пункт «Новые материалы и нанотехнологии» перечня ключевых тематических областей и полностью отвечают перечню критических технологий согласно Указу Президента Российской Федерации: технологии получения и обработки функциональных наноматериалов, используемых для создания перспективных видов специальной техники, наноустройств и микросистемных технологий, управляющих систем, возобновляемых источников энергии. Исследования являются неотъемлемой частью подпрограммы «Технологии редких и редкоземельных металлов» Государственной программы Российской Федерации «Развитие промышленности и повышение ее конкурентоспособности на период до 2020 года.