Эксπир
Регистрация / Вход

Металлические многослойные композиционные наноструктурные материалы - разработка технологии, исследование структуры и свойств

Стадии проекта
Предложение принято
Конкурс завершен
Проект закончен
Проект
02.513.11.3198
Организация
ИФТТ РАН
Руководитель работ
Карпов Михаил Иванович
Продолжительность работ
2007 - 2008, 18 мес.
Бюджетные средства
10 млн
Внебюджетные средства
2,5 млн

Разработка методов получения и обработки перспективных для практического использования наноструктурированных, нанофазных и других металлических материалов конструкционного и функционального назначения. Исследование закономерностей формирования и стабилизации наноструктур, оптимизации элементного и фазового состава, особенностей эффектов нанофазного упрочнения в металлических материалах, обеспечивающих перспективу реализации конкурентоспособных отечественных разработок в одной или нескольких из перечисленных областей: производство и эффективное использование энергии, транспортное машиностроение, медицина и здравоохранение, переработка сырьевых ресурсов.

Этапы проекта

1
23.04.2007 - 30.06.2007
Объектом исследований являлись
Цель работы – Создание научных основ для разработки новых конструкций и новых технологий производства слоистых наноструктурных композиционных сверхпроводников на основе сплавов ниобия с улучшенными токонесущими способностями
Основные результаты работ
1.1. Проведен анализ научно-технической литературы, нормативно-технической документации и других материалов, относящихся к разрабатываемой теме.
1.2. Проведены патентные исследования по ГОСТ 15.011-96.
1.3. Сформулированы возможные направления решения задач, поставленных в ТЗ НИР, и проведена их сравнительная оценка.
1.4. Выбраны и обоснованы принятое направление исследования и способы решения поставленных задач.
1.5. Проведено сопоставление ожидаемых показателей новой продукции после внедрения результатов НИР с существующими показателями изделий-аналогов или с действующей нормативно-технической документацией.
1.6. Разработана общая методика проведения исследований
Развернуть
2
01.07.2007 - 31.12.2007
Объектом исследований являлись
1. Цели и задачи этапа работы:
- разработка конструкции композитного сверхпроводника на основе сплава ниобий-титан и проведение исследования влияния толщины слоя сверхпроводника на критическую плотность тока композита;
- изготовление модельных образцов и проведение исследований диффузионных процессов на модельных образцах композитов, содержащих слои меди, титана и сплавов ниобия с титаном.
2. Работы, выполненные на отчетном этапе
2.1. Разработана конструкция наноструктурного сверхпроводника, выбраны материалы для сверхпроводящего, промежуточного и барьерного слоев, определено количество слоев.
2.2. Подготовлены исходные материалы для изготовления образцов.
2.3. Изготовлены модельные образцы для диффузионных исследований и эксперименьальные образцы наноструктурных сверхпроводников.
2.4. Разработаны программы, методики испытаний и проведены исследования структуры, механических и сверхпроводящих свойств
2.5. Проведены диффузионные эксперименты на модельных образцах композитов.
3. Результаты
3.1. По разделам 2.1 - 2.3
Изготовлены модельные образцы в виде ленты шириной 35мм и толщиной 0,3 мм, композитов: Cu – Ti, состоящие из 6 слоев титана и 7 слоев меди и Cu – (Nb50%Ti), состоящие из 16 слоев сплава (Nb50%Ti) и 17 слоев меди.
Изготовлена экспериментальная серия из пяти вариантов образцов наноструктурных композитов Cu – Nb -(Nb50%Ti) в виде ленты шириной 35 мм и толщиной 0,3 мм с толщиной сверхпроводящих слоев 10, 27, 57, 80 и 119 нм.
3.2 По разделу 4. Из данных исследования сверхпроводящих свойств следует, что максимальное значение критической плотности тока и максимальный эффект от пиннинга на межслойных границах наблюдается в интервале толщин сверхпроводящих слоев 57-80 нм. Из данных исследования структуры и механических свойств следует, что соотношение толщин слоев в композите должно быть изменено за счет уменьшения толщин слоев меди.
3.3 По разделу 2 – 5. В исходных модельных образцах Cu – Ti (состояние после прокатки в первом технологическом цикле) на межслойных границах обнаружены следы интерметаллида СuTi2, являющиеся результатом диффузионного взаимодействия меди и титана в процессе горячей вакуумной прокатки. В исходных модельных образцах Cu – (Nb50%Ti), следов такого взаимодействия не обнаружено. Интенсивное диффузионное взаимодействие с образованием интерметаллидов в этом композите обнаруживается после одночасовых отжигов при температурах 450 С и выше.
Развернуть
3
01.01.2008 - 30.06.2008
Разработана программа изготовления экспериментальных наноструктурных сверхпроводников 2-ой серии, подготовлены исходные материалы и осуществлено изготовление их изготовление.

  Проведено исследование структуры и диффузионных процессов в экспериментальных наноструктурных слоистых ленточных сверхпроводниках в деформированном и отожженном состояниях.
Развернуть
4
01.07.2008 - 31.10.2008
Разработана лабораторная технология производства нанострук-турного многослойного композиционного сверхпроводника в виде пло-ской ленты, содержащего слои сверхпроводящего сплава ниобия с ти-таном.
  Технология защищена поданной заявкой на Патент Российской Федерации.
Развернуть

Программа

Программа "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2013 годы"

Программное мероприятие

1.3 Проведение проблемно-ориентированных поисковых исследований и создание научно-технического задела в области индустрии наносистем
Продолжительность работ
2007 - 2008, 18 мес.
Бюджетные средства
10 млн
Организация
АО "ВНИИНМ"
профинансировано
Тема
Конструкционные и функциональные наноструктури-рованные металлические материалы, методы их получения и обработки
Продолжительность работ
2007 - 2008, 18 мес.
Бюджетные средства
40 млн
Количество заявок
15
Тема
Наноструктурированные функциональные полимерные и композиционные материалы для использования в стоматологии и медицине.
Продолжительность работ
2008, 2 мес.
Бюджетные средства
2,5 млн
Количество заявок
3
Тема
Получение объемных функциональных металлических наноструктурных материалов.
Продолжительность работ
2005 - 2006, 23 мес.
Бюджетные средства
5 млн
Количество заявок
13
Тема
«Организационно-техническое обеспечение проведения всероссийской молодежной научной школы «Трансляционная медицина: трансляционные исследования и внедрение перспективных разработок в систему здравоохранения».
Продолжительность работ
2012, 6 мес.
Бюджетные средства
1 млн
Количество заявок
2
Тема
Разработка опытно-промышленных технологий создания многофункциональных полимерных и эластомерных наноструктурированных композиционных конструкционных материалов и изделий из них для транспортного машиностроения, нефтегазового комплекса и энергетического машиностроения, отвечающих требованиям безопасности для окружающей среды и обитаемых объектов
Продолжительность работ
2007 - 2008, 17 мес.
Бюджетные средства
120 млн
Количество заявок
3