Эксπир
Регистрация / Вход

Разработка технологий получения прецизионных материалов, конструкций нового поколения высокотемпературных первичных преобразователей различных физических величин на их основе и организация их опытно-промышленного производства

Стадии проекта
Предложение принято
Конкурс завершен
Проект закончен
Проект
02.523.11.3013
Руководитель работ
Сахаров Сергей Александрович
Продолжительность работ
2007 - 2009, 23 мес.
Бюджетные средства
145 млн
Внебюджетные средства
64,29 млн

Обеспечение потребностей российской гражданской экономики, атомной промышленности, ракетно-космической техники современными материалами для создания высокотехнологичных первичных преобразователей систем измерения физических величин: давления, температуры, вибрации, ускорения, и предназначенных для работы при высоких температурах. Организация опытно-промышленного производства материалов, чувствительных элементов из них и первичных преобразователей различного конструктивно-функционального назначения

Соисполнители

Организация
ЗАО "Вибро-прибор"
Организация
ЗАО "ТЭРИФ-Н"
Организация
ООО "Пьезоприбор"
Организация
ООО СКТБ ЭлПА
Организация
ООО "Пьезотрон"
Организация
НИТУ "МИСиС", МИСиС
Организация
ФГУП "ВНИИФТРИ"

Этапы проекта

1
20.11.2007 - 07.12.2007
1. Предмет и цель работы.
Разработка материалов предварительного проекта по разработке технологических процессов и технологических операций изготовления монокристаллов галлотанталата лантана (ГТЛ). И разработка эскизного проекта конструкций первичных преобразователей физических величин для датчиков динамического давления (ППДД), вибрации (ППДВ), температуры (ППДТ), акселерометров (ППАк) и акустических датчиков (ППАД) и чувствительных элементов (ЧЭ) для них из монокристаллов ГТЛ.
  2. Методология проведения работы.
Начальный этап работы заключается в сборе и анализе литературных данных о существующих технологиях получения материалов, необходимых для высокотемпературных преобразователей, выборе технологического оборудования для дальнейшей разработки рабочего проекта технологии.
3. Результаты работы.
Представлен научно-технический отчет, включающий:
- анализ вариантов разработки технологических процессов (синтеза композиций шихты, на основе оксидов лантана, галлия и тантала; выращивания кристаллов ГТЛ) и технологических операций (подготовки исходных компонентов, получения исходной смеси компонентов, брикетирования исходной смеси, синтеза исходной шихты; наплавления исходной шихты в тигель, выращивания кристаллов, послеростовой обработки кристалла, извлечение остатков расплава из тигля, подготовки затравки), в том числе по использованию имеющегося на предприятии оборудования.
- анализ возможности применения освоенных производством составных частей ТП, в том числе типовых и групповых.
Проведен расчет показателей технологичности вариантов ТО. Выбраны средства и методы анализа и контроля. Проведена конструкторская и технологическая проработка полупроводниковых преобразователей, перечисленных в ТЗ.
Разработана комплектность разрабатываемой технической документации.
4. Область применения результатов.
Разрабатываемые конструкции нового поколения высокотемпературных первичных преобразователей физических величин для датчиков динамического давления, вибрации, акселерометров, температуры и акустических датчиков на основе кристаллов ГТЛ предназначены для обеспечения конкурентоспособности на внутреннем и внешних рынках и импортозамещения.
5. Выводы.
  Полученные результаты являются частью предварительного и эскизного проекта, заканчивающегося в последующие этапы.
Развернуть
2
08.12.2007 - 31.12.2007
1. Предмет и цель работы.
  Предварительный проект. Разработка технологической документации (ТД) литеры « П» для изготовления экспериментальных образцов монокристаллов ГТЛ.
  Эскизный проект. Разработка эскизных КД литеры «Э» и ТД литеры «П» для изготовления макетных образцов ППДД, ППДВ, ППДТ, ППАк, ППАД и экспериментальных образцов ЧЭ для них из монокристаллов ГТЛ. Разработка эскизной КД литеры «Э» для изготовления макетов испытательного стенда для ППДД и измерительного стенда «Установка адмитансометрическая широкодиапазонная автоматизированная» (УАША).
Проведение патентных исследований в соответствии с ГОСТ Р 15.011-96.
Закупка части необходимого оборудования, комплектующих, оргтехники, оснащение помещений, подготовка инфраструктуры. Определение перечня имеющегося оборудования для выполнения работ в соответствии с ТЗ. Разработка плана мероприятий модернизации имеющегося оборудования.
2. Методология проведения работы.
Эскизная ТД для изготовления экспериментальных образцов монокристаллов ГТЛ, эскизные КД и ТД для изготовления макетных образцов первичных преобразователей для датчиков физических величин и экспериментальных образцов ЧЭ, эскизные КД для изготовления испытательного и измерительного стендов разработаны в соответствии с нормативно-технической документацией.
Эскизная КД в соответствии с:
ГОСТ 2.103-68. Стадии разработки.
ГОСТ 2.119-73. Эскизный проект.
ГОСТ2.102-68. Виды и комплектность конструкторских документов.
ГОСТ 2.109-73. Основные требования к чертежам.
ГОСТ 2.106-96. Текстовые документы.
Эскизная ТД в соответствии с:
ГОСТ 3.1102-81. Стадии разработки и виды документов.
ГОСТ 3.1119-83. Общие требования к комплектности и оформлению комплектов документов на единичные технологические процессы.
ГОСТ 3.1103-82. Основные надписи.
  Патентные исследования проводятся в соответствии с ГОСТ Р15.011-96. .
3. Результаты работы.
Разработана эскизная ТД литеры «П» для изготовления экспериментальных образцов монокристаллов ГТЛ.
Разработаны эскизные КД литеры «Э» и ТД литеры «П» для изготовления макетных образцов ППДД, ППДВ, ППДТ, ППАк, ППАД и экспериментальных образцов ЧЭ.
Разработана эскизная КД для изготовления макетов испытательного стенда для ППДД и измерительного стенда «Установка адмитансометрическая широкодиапазонная автоматизированная» (УАША).
Подготовлен отчет о патентных исследованиях.
Подготовлен отчет о использовании внебюджетных средств.
4. Область применения результатов.
Разрабатываемые монокристаллы ГТЛ, ЧЭ из них и конструкции нового поколения высокотемпературных первичных преобразователей физических величин для датчиков динамического давления, вибрации, акселерометров, температуры и акустических датчиков на основе кристаллов ГТЛ предназначены для обеспечения конкурентоспособности на внутреннем и внешних рынках и импортозамещения.
5. Выводы.
  Полученные результаты являются частью предварительного и эскизного проекта, заканчивающегося в следующем этапе.
Развернуть
3
01.01.2008 - 31.03.2008
Разработан предварительный проект проведения технологического процесса для изготовления экспериментальных образцов монокристаллов ГТЛ.
Разработан эскизный проект для изготовления макетных образцов ППДД, ППДВ, ППДТ, ППАк, ППАД, испытательного стенда для ППДД, измерительного стенда (УАША) и экспериментальных образцов ЧЭ из монокристаллов ГТЛ.
Изготовлены экспериментальные образцы монокристаллов ГТЛ. Изготовлены макетные образцы ППДД, ППДВ, ППДТ, ППАк, ППАД, испытательного стенда для ППДД, измерительного стенда (УАША) и экспериментальные образцы ЧЭ из монокристаллов ГТЛ.
Разработаны программы и методики испытаний, выполнены испытания и оформлены протоколы испытаний экспериментальных образцов монокристаллов ГТЛ, макетных образцов ППДД, ППДВ, ППДТ, ППАк, ППАД, испытательного стенда для ППДД, измерительного стенда (УАША) и экспериментальных образцов ЧЭ из монокристаллов ГТЛ.
Подготовлены документы и отчет об использовании внебюджетных средств. За счет внебюджетных средств были выполнены следующие работы: из драгоценный металл (иридий) принадлежащих ОАО «Фомос-Материалс» изготовлены заготовки для специальной технологической оснастки (тигли для выращивания кристаллов); проведена модернизация инженерной инфраструктуры для обеспечения требуемых условий разработки и производства пьезоэлектрических первичных преобразователей; приобретена оргтехника необходима для проектирования и разработки, изготовлена технологическая оснастка (разработана конструкция и изготовлены нагревательные элементы для установки «Кристалл-3М».
4. Область применения результатов.
Разрабатываемые монокристаллы ГТЛ, ЧЭ из них и конструкции нового поколения высокотемпературных первичных преобразователей физических величин для датчиков динамического давления, вибрации, акселерометров, температуры и акустических датчиков на основе ЧЭ из монокристаллов ГТЛ предназначены для обеспечения конкурентоспособности на внутреннем и внешних рынках и импортозамещения.
5. Выводы.
Полученные результаты выполненных предварительного и эскизного проектов, будут использованы в следующем 4-ом этапе работы при разработке рабочей технологической документации для изготовления монокристаллов ГТЛ (часть 2 ТЗ) и разработке технического проекта (часть 3 ТЗ).
Развернуть
4
01.04.2008 - 30.09.2008
2. Результаты работы.
Выбраны технологическая оснастка и оборудование, средства технологического оснащения процессов технического контроля, измерений и испытаний монокристаллов ГТЛ. Разработаны РТД и проект ТУ на монокристаллы ГТЛ. Разработана РКД на технологическую оснастку. Разработаны программы и методики предварительных испытаний опытных образцов кристаллов ГТЛ. Изготовлена опытная партия монокристаллов ГТЛ. Испытаны опытные образцы монокристаллов ГТЛ по программе предварительных испытаний. Оценены технология изготовления и полнота КД. Откорректированы РТД на монокристаллы и РКД на технологическую оснастку для изготовления монокристаллов. Откорректирован проект ТУ на монокристаллы ГТЛ. Откорректирована технологическая документация по результатам предварительных испытаний и присвоена литера «О». Разработана программа и методики приемочных испытаний на монокристаллы ГТЛ.
Разработаны конструктивно-технологические исполнения выбранных вариантов макетных образцов ППДД, ППДВ, ППДТ, ППАк, ППАД. Разработаны комплекты КД и ТД литеры «Т» для изготовления макетов ППДД, ППДВ, ППДТ, ППАк и ППАД. Изготовлены и испытаны макетные образцы ППДД, ППДВ, ППДТ, ППАк, ППАД и экспериментальные образцы ЧЭ. Разработаны РКД опытных образцов испытательного стенда для ППДД и измерительного стенда (УАША). Изготовлены опытные образцы испытательного стенда для ППДД и измерительного стенда (УАША). Проанализированы и оценены технический уровень образцов изделий и ЧЭ. Откорректировано конструкторско-технологическое исполнение ППДД, ППДВ, ППДТ, ППАк, ППАД и ЧЭ. Разработаны РТД и проект ТУ на ЧЭ для ППДД, ППДВ, ППДТ, ППАк и ППАД. Проведены патентные исследования.
Проведены дополнительные маркетинговые исследования.
3. Область применения результатов.
Разрабатываемые монокристаллы ГТЛ, ЧЭ из них и конструкции нового поколения высокотемпературных первичных преобразователей физических величин для датчиков динамического давления, вибрации, акселерометров, температуры и акустических датчиков на основе ЧЭ из монокристаллов ГТЛ предназначены для обеспечения конкурентоспособности на внутреннем и внешних рынках и импортозамещения.
4. Выводы.
Полученные результаты выполненных предварительных испытаний опытных образцов монокристаллов ГТЛ, изготовленных по РТД позволили скорректировать РТД, проект ТУ и будут использованы в следующем 5-ом этапе работы при приемочных испытаниях монокристаллов ГТЛ (часть 2 ТЗ).
Полученные результаты выполненного технического проекта будут использованы в следующем 5-ом этапе работы при разработке рабочей технической документации на опытные образцы ПП и предварительные испытания ЧЭ из монокристаллов ГТЛ (часть 2 ТЗ).
Развернуть
5
01.10.2008 - 31.12.2008
Впервые была разработана технология получения монокристаллов ГТЛ диаметром 80 мм и массой до 5 кг, превышающая мировой уровень. Причем ориентация выращиваемых монокристаллов ГТЛ выбиралась исходя не из соображений направления наилегчайшего роста, а из соображений опти-мальной последующей механической обработки монокристалла.
Разработана технология изготовления ЧЭ из монокристаллов ГТЛ для датчиков физических величин.
Разработаны конструкции нового поколения высокотемпературных первичных преобразователей физических величин для датчиков динамиче-ского давления, вибрации, акселерометров, температуры и акустических дат-чиков на основе монокристаллов ГТЛ.
Особенности исследований проведенных на данном этапе заключается в следующем:
1. На основании измерений физических свойств монокристаллов ГТЛ, выполненных в организациях-соисполнителях проекта, а именно ИК РАН им.Шубникова, МИСиС, ЗАО Тэриф-Н, ФГУП ФНИИФТРИ, были опреде-лены границы и оптимизированы величины технологических параметров технологии синтеза шихты для выращивания кристаллов ГТЛ и технологии выращивания с целью получения поименованных выше характеристик. В ча-стности, температуры, длительности синтеза, давления прессования брикетов и их массогабаритные параметры – в технологии синтеза шихты для выра-щивания кристаллов ГТЛ; длительности гомогенизации расплава, состава га-зовой атмосферы, частоты вращения и скорости вытягивания затравки, гра-фики послеростового отжига кристалла - в технологии выращивания кри-сталлов ГТЛ. Особенности разработки технологии синтеза шихты для выра-щивания кристаллов ГТЛ и технологии выращивания кристаллов ГТЛ за-ключаются в том, что до настоящего времени не существовало лабораторных процессов указанных технологий.
2. На основании теоретических и экспериментальных исследований физических свойств монокристаллов ГТЛ, выполненных в ОАО «Фомос-Материалс» и в организациях-соисполнителях проекта, а именно, ЗАО «Виб-роприбор», ООО «СКТБ ЭлПа», ЗАО «Сигма-Оптик ЛТД» были найдены и оптимизированы срезы для ЧЭ, обеспечивающие достижение параметров ППДД, ППДВ, ППДТ, ППАк и ППАД, сформулированных в ТЗ (Часть 3).
Развернуть
6
01.01.2009 - 30.06.2009
Изготовлены опытные партии ППДД, ППДВ, ППДТ, ППАк, ППАД. Дана оценка полноты и качества РТД и РКД, выполнена корректировка. Разработаны программы и методики предварительных испытаний опытных образцов; проведены предварительные испытания; Выпущены комплекты КД и ТД литеры «О» на ППДД, ППДВ, ППДТ, ППАк, ППАД.Проведены патентные исследования в соответствии с ГОСТ Р 15.011-96. Разработаны программы и методики приемочных испытаний опытных образцов ППДД, ППДВ, ППДТ, ППАк, ППАД.
Развернуть
7
01.07.2009 - 31.10.2009
Проведены приемочные испытания опытных образцов ЧЭ.Проведены приемочные испытания ППДД, ППДВ, ППДТ, ППАк, ППАД по программам приемочных испытаний.Откорректированы КД, ТД и ТУ на ППДД, ППДВ, ППДТ, ППАк, ППАД и ЧЭ.Выпущены комплекты ТД и КД литеры «О1». Утверждены ТУ на ППДД, ППДВ, ППДТ, ППАк, ППАД и ЧЭ. Разработаны и согласованы предложения по внедрению ППДД, ППДВ, ППДТ, ППАк, ППАД.
Развернуть

Программа

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

Программное мероприятие

2.3 Осуществление комплексных проектов, в том числе разработка конкурентоспособных технологий, предназначенных для последующей коммерциализации в области индустрии наносистем
Тема
Разработка технологий получения прецизионных материалов, конструкций нового поколения высокотемпературных первичных преобразователей различных физических величин на их основе и организация их опытно-промышленного производства
Продолжительность работ
2007 - 2009, 23 мес.
Бюджетные средства
150 млн
Количество заявок
3
Тема
Разработка технологий получения и обработки новых пьезоэлектрических монокристаллических материалов, создание на их основе комплекса высокотемпературных датчиков физических величин и организация их опытно-промышленного производства.
Продолжительность работ
2007 - 2009, 26 мес.
Бюджетные средства
150 млн
Количество заявок
0
Тема
Разработка базовых серийных технологий изделий микроэлектроники: микроэлектронных устройств различных типов (кремниевый резонансный преобразователь давления)
Продолжительность работ
2011 - 2012, 17 мес.
Бюджетные средства
0 млн
Количество заявок
0
Тема
Проведение прикладных научных исследований в области проектирования и создания пространственных композитных конструкций с высокой весовой эффективностью и термостабильностью для ракетно-космической техники.
Продолжительность работ
2014 - 2016, 26 мес.
Бюджетные средства
104,86 млн
Количество заявок
2
Тема
Экспериментальная отработка элементов контура высокоэффективного теплоотвода космических ядерных энергетических установок при температурах щелочного теплоносителя (литий, натрий) до 1200оС из конструкционных сплавов тугоплавких металлов (ниобий, молибден, вольфрам ) на установке: "Высоковакуумный стенд для испытаний высокотемпературных жидкометаллических теплосистем энергоустановок различного назначения (СТЕНД ЭУ-305) (рег. № 01-35)"
Продолжительность работ
2005 - 2006, 23 мес.
Бюджетные средства
1,5 млн
Количество заявок
1