Беҙҙең ғалимдарҙың рекордын үтә алыусы юҡ!

Һығылмалы металл ни өсөн кәрәк?

Беҙҙең Башҡортостан ғалимдарының ҙур асышы тураһында беләһегеҙме? Улар һағыҙ кеүек һуҙылған алюмин иретмәһе уйлап табып донъя рекорды ҡуйған! Ә бындай иретмә нимә өсөн кәрәк тиһегеҙме? Металдарҙы эшкәртеүҙең үҙенсәлекле технологияһы авиация, автомобилдәр эшләү һәм йыһанға осоу өсөн яңы офоҡтар аса! Уның мөһимлеге, әһәмиәте тураһында "Материалдарҙы өйрәнеү һәм еңел иретмәләр технологияһы" кафедраһы хеҙмәткәре, физика-математика фәндәре кандидаты Олег Ситдиҡов һөйләне.

Металл һағыҙ кеүек һуҙыла

– Был асышығыҙ ни өсөн мөһим?

– Күҙ алдына килтерегеҙ, металл киҫәген 40 тапҡырға һуҙырға мөмкин – һағыҙ кеүек – һәм ул өҙөлмәйәсәк. Фантастика кеүек яңғыраймы? Әммә был ысынбарлыҡ! Беҙҙең лаборатория ғалимдары махсус алюминий иретмәһенең рекордлы һығылмалылыҡҡа эйә булған режимын барлыҡҡа килтерҙе. Был асыш сәнәғәт үҫешенә лайыҡлы өлөш индерә ала. Тимәк самолеттар һәм ракеталар өсөн үтә еңел һәм ныҡлы деталдәр булдырыу, ҡатмарлы конструкциялар етештереүҙе тиҫтәләгән тапҡырға тиҙләтеү, транспорт сараларының ауырлығын кәметеү иҫәбенә яғыулыҡ тотоноуҙы һәм зарарлы ташландыҡтарҙы кәметергә мөмкин.

– Уҡыусыларыбыҙға ябай тел менән аңлатайыҡ әле: юғары тиҙлектәге суперһығылмалылыҡ нимә ул?

– Ғәҙәти металдар һуҙылғанда тиҙ өҙөлә. Әммә ҡайһы бер иретмәләр махсус шарттарҙа емерелмәйенсә меңәрләгән процентҡа деформациялана ала. Элек был бик әкрен тиҙлектә генә мөмкин ине, шуға күрә технология күпләп етештереү өсөн яраҡһыҙ булған. Беҙ иһә авиация һәм автомобиль сәнәғәте өсөн перспективалы алюминий иретмәләренең юғары тиҙлектә, элеккегә ҡарағанда 100-1000 тапҡырға тиҙерәк үтә һығылмалылығына өлгәштек! Был процесты хәҙер реаль сәнәғәттә ҡулланырға мөмкин тигәнде аңлата.

– Уңышығыҙҙың сере нимәлә?

– Металл үтә һығылмалы булһын өсөн өс төп шартты үтәргә кәрәк. Беренсеһе, ультраваҡ бөртөктәр (1-3 микрондан кәмерәк, йәғни миллиметрҙан 300-1000 тапҡырға кәмерәк). Ғәҙәти металл сағыштырмаса ҙур бөртөксәләрҙән тора – был тиҫтәләгән микрон ҙурлығындағы “мозаика” киҫәктәре кеүек. Әгәр уларҙы 10-100 тапҡырға вағыраҡ итһәк, уларға бер-береһенә ҡарата өҙлөкһөҙ “ағыу” күпкә еңелерәк буласаҡ.

Бөртөктәрҙе нисек ваҡларға? Һөҙөмтәле юлдарҙың береһе булып интенсив пластик деформация ысулдарын ҡулланыу тора, был осраҡта бөртөктәр ҙур баҫым аҫтында һәм ҙур деформация ваҡытында “ваҡлана”. Бындай ысулдарға, мәҫәлән: тигеҙ каналлы мөйөшлө преслау ысулы – махсус каналдар аша ҙур баҫым аҫтында иретмәне үткәреү (теш пастаһын һығып сығарған кеүек); ҙур баҫым аҫтында иретмәне “әйләндереү”; бөтә яҡлы иҙеү – иретмәне бөтә яҡтан да алмашлап ҡыҫыу инә (йәғни, металды ҡамыр ише баҫыу).

Икенсе ысул – иретмәгә күсмә металдар, мәҫәлән, скандий һәм цирконий өҫтәү. Күсмә металдар алюминий менән махсус берләшмәләр – нанометрик ҙурлыҡтағы киҫәксәләр барлыҡҡа килтерә. Улар бөртөксәләр өсөн “стопорҙар” кеүек тәьҫир итә – йылытҡанда уларға үҫергә бирмәй. Шулай итеп, улар хатта гигант деформацияларҙа ла ультраваҡ бөртөклө структураны һаҡлай. Өсөнсө ысул – температура һәм тиҙлек. Алюминий иретмәһен 400-500° градусҡа тиклем йылытыу (бик эҫе мейестәге кеүек). Һуҙылыу тиҙлеге – өлгөнөң секундына 0,01 берәмегенән 1 берәмегенә тиклем оҙонлоғо (элек бының өсөн сәғәт кәрәк ине!).

– Һеҙ был һөҙөмтәгә ҡасан өлгәшә алдығыҙ?

– 2010 йылда беҙҙең лабораторияла Al-5Mg-0,2 Sc-0,08 Zr иретмәһе 0,01 с^⁻1 деформация тиҙлегендә 4100 процентлыҡ оҙонлоҡ күрһәтте. Был нимә аңлата? Әгәр өлгө бер сантимерт оҙонлоҡта булһа, уны 4,1 метрға тиклем һуҙырҙар ине! Был – алюминий иретмәләренең структур үтә һығылмалылығы өсөн абсолют донъя рекорды, уны әлегә тиклем еңә алмайҙар! Ошондай уҡ һөҙөмтәне, бер аҙ ҡыҫҡараҡ оҙонлоҡта булһа ла, беҙ һуңыраҡ шул уҡ иретмәнең реаль сәнәғәт шарттарына яҡын булған тәжрибә производствоһы шарттарында төрлө яҡлап иҙеп алынған ҙур әҙерләмәләрендә ҡабатлай алдыҡ. Ҡыҙыҡ факт: өлгөләр һынау машинаһы өсөн бик оҙон булып сыҡты – мейес уларҙы һыйҙыра алманы! Шуға күрә, беҙ экспериментты тамамлай алманыҡ һәм беҙҙең иретмәнең ысын потенциалын баһалай алманыҡ!

– Асышығыҙ бик мөһим. Уны ҡайҙа ҡулланырға мөмкин?

– Тәү сиратта авиация һәм йыһан тармағында. Конструкцияларҙы 20-30 процентҡа еңеләйтеү – яғыулыҡты экономиялау. Ҡатмарлы деталдәрҙе (турбина көрәктәре, тышлыҡ) сәғәттәр урынына минуттар эсендә штампларға мөмкин. Тағы бер мөһим тармаҡ – автомобиль эшләү. Кузов деталдәренең йөйһөҙ булыуы һәм традицион иретеп йәбештерелмәүе – ныҡлыҡ бирә һәм хәүефһеҙлекте юғарыраҡ итә. Электромобилдәр иһә ауырлыҡты кәметеү иҫәбенә йырағыраҡ һәм оҙағыраҡ йөрөй аласаҡ. Иретмә яңы технологияларҙа ла ҡулланыла аласаҡ. Изделиеларҙы һауа шарҙарын өргән кеүек, газ менән өрөп тултырып буласаҡ. Материалдың изотермик шарттарҙа таҙа эшкәртеүгә минималь керҙәшлек менән деформацияһы.

– Артабан нимә эшләргә йыйынаһығыҙ?

– Әлеге ваҡытта беҙ технологияны етештереү өсөн адаптациялау өҫтөндә эшләйбеҙ. Шулай уҡ юғары һығылмалылыҡтың фундаменталь мәсьәләләрен өйрәнеүҙе дауам итәбеҙ.

Асыштарға бөгөн дә урын бар

Был һөҙөмтә, асылда, донъя аналогтарынан әллә нисә йылға уҙып киткән алға китеш. Ғалимдар шуны иҫбатлай: хатта нанотехнологиялар һәм ҡыҙыҡлы асыштар дәүерендә лә материалдар ғәжәпләндерә ала! Еңел самолеттарҙа осорға һәм экономиялы машиналарҙа йөрөргә теләйһегеҙме? Бындай эшләнмәләр арҡаһында – киләсәк яҡынлаша!

Ошондай алдынғы ҡарашлы, донъя кимәлендәге асыштар эшләгән ғалимдарыбыҙ Рәсәй Фәндәр академияһының Металдарҙың үтә юғары һығылмалылығы проблемаһы институтында (ИПСМ) эшләй. Институттың ғилми етәксеһе Радик Мөлөков, директоры – Ренат Имаев.

Институт бынан 40 йыл элекСССР Министрҙар Советының 1985 йылдың 24 октябрендәге ҡарары һәм СССР фәндәр Академияһы Президиумының шул уҡ йылдың 26 декабрендәге ҡарары менән ойошторола.ИнститутРәсәй фәндәр академияһының Энергетика, машиналар эшләү, механика һәм идара итеү процестары бүлеге составына инә.

Уның структураһындабишлаборатория, шул иҫәптән бер йәштәр, бер тикшеренеү бүлеге, уның составында тағы ла бер йәштәр лабораторияһы бар, бер ваҡытлыса хеҙмәт коллективы, дөйөм ҡулланылыштағы ғилми ҡорамалдар менән өс лаборатория һәм тәжрибә производствоһы менән Инновация үҙәге бар.

Әлеге ваҡытта Рәсәй Фәндәр академияһының Металдарҙың үтә юғары һығылмалылығы проблемаһы институтында 120 кеше эшләй, шуларҙың 71-е тикшеренеүсе, шул иҫәптән 39 йәшкә тиклемге 35 йәш ғалим. Тикшеренеүселәр араһында бер Рәсәй Фәндәр академияһы академигы, 10 фән докторы, шул иҫәптән бер Рәсәй фәндәр академияһы профессоры, 36 фән кандидаты бар.

Институт материалдарҙы өйрәнеү һәм эшкәртеү технологияһы өлкәһендә Рәсәйҙеңалдынғытикшеренеүүҙәктәренеңбереһебулып тора.Рәсәй Фәндәр академияһы институттарын категорияларға бүлеү осоронда I категориялы институт (алдынғы ойошмалар) булып тора.

Институт тикшеренеүҙәренең төп маҡсаттары булып уларҙың структураһы менән идара итеү юлы аша юғары эксплуатация һәм функциональ үҙенсәлектәре булған конструкция һәм функциональ материалдар эшләү һәм сәнәғәттең стратегик тармаҡтары өсөн металдарҙан һәм иретмәләрҙән яуаплы изделиелар етештереүҙең инновацион технологияларын эшләү тора. Бында материалдарҙы өйрәнеү буйынса тикшеренеүҙәрҙең бөтә спектры үткәрелә.

Институт йәш ғалимдарҙы үҫтереү өсөн ҙур эш алып бара. Бында “Конденсацияланған хәл физикаһы” һәм “Металл ғилеме һәм металдарҙы һәм иретмәләрҙе термик эшкәртеү” һөнәрҙәре буйынса аспирантура эшләй, улар буйынса 13 аспирант уҡый. Ике белгеслек буйынса диссертация советы эшләй: конденсацияланған хәл физикаһы, металл ғилеме һәм металдарҙы һәм иретмәләрҙе термик эшкәртеү. Институттың Өфө фән һәм технологиялар университетында “Физика һәм наноматериалдар технологияһы” һәм Өфө дәүләт нефть техник университетында “Нефть һәм газ тармағында металдар технологияһы” кафедралары бар.

ИПСМ Рәсәйҙең ҙур сәнәғәт компаниялары – “Берләшкән двигателдәр эшләү корпорацияһы” акционерҙар йәмғиәте предприятиелары, “Росатом” дәүләт корпорацияһы предприятиелары һәм башҡалар менән хеҙмәттәшлек итә.

Айрат Нурмөхәмәтов фотолары.