+7 (342) 218-38-66

Лаборатория порошкового материаловедения и наноматериалов

Вернуться назад

ЗАКАЗЧИК

Пермский национальный исследовательский политехнический университет (ПНИПУ)

Центр коллективного пользования «Порошковое материаловедение и наноматериалы»

 О ЦЕНТРЕ КОЛЛЕКТИВНОГО ПОЛЬЗОВАНИЯ

Цели проекта:

Создание и внедрение высококвалифицированных  специалистов на базе интеллектуального потенциала и  экспериментального оборудования, развития научных исследований в инновационных сферах науки и техники, реализация и содействие проектам, выполняемым ВУЗами, предприятиями и научными институтами  Пермского края и г. Перми, по современным научным программам.

Структура проекта:

ЦКП сочетает в себе интеграцию и координацию научного, учебного и инновационно-внедренческого потенциала подразделений ПНИПУ.

Основными подразделениями ЦКП являются:

  • Лаборатория высокоэнергетических нанотехнологий;
  • Лаборатория функциональных материалов;
  • Лаборатория порошковых материалов;
  • Лаборатория конденсированных систем;
  • Металлургическая лаборатория;

Основные задачи проекта:

Создание условий, позволяющих реализовать наиболее эффективное использование уникального научного оборудования для удовлетворения потребностей научного, научно-технического характера и образовательного.

Подготовка высококвалифицированных специалистов научно-педагогического состава, обучение младшего научного звена.

Оказание содействия и конструктивной помощи в подготовке докторских, кандидатских и магистерских диссертационных работ в области материаловедения, наноматериалов, композиционных и порошковых материалов, покрытий и других направлений.

Выполнение фундаментальных исследований, прикладных разработок ПНИПУ, промышленных предприятий и научных учреждений г.Перми и Пермского края.

Совершенствование методик освоения научных исследований, учебного процесса на базе исключительных приборов лаборатории.

Разработка и публикация работ, проводимых в ЦКП, совершенствование учебных курсов по дисциплинам читаемым в ПНИПУ.

Основные научные направления деятельности проекта:

  • организация и выполнение современных комплексных фундаментальных, поисковых и прикладных исследований в области порошкового материаловедения, наноматериалов и покрытий на научном оборудовании ЦКП;
  • организация, координация и проведение опытно-конструкторских и иных научно-технических работ на договорной основе с предприятиями, занимающимися нанотехнологиями и наноматериалами, покрытиями;
  • создание и реализация опытной и малотоннажной наукоемкой продукции, продажа технологий и «ноу-хау», оказание посреднических и консультационных услуг, в т.ч. в области трансфера и коммерциализации технологий;
  • взаимодействие ЦКП с кафедрами и другими подразделениями ПНИПУ при выполнении фундаментальных и прикладных работ в области порошкового материаловедения и наноматериалов, покрытий, а также осуществление взаимосвязи образовательной и научной деятельности ПНИПУ в соответствующих областях знаний;
  • осуществление сотрудничества с факультетами, кафедрами и другими подразделениями ПНИПУ при разработке и совершенствовании приборной базы ЦКП;
  • организация совместного использования материально-технической базы ЦКП при выполнении подразделениями ПНИПУ научных работ в области индустрии наносистем и материалов, а также в других направлениях исследований;
  • оказание на договорной основе предприятиям металлургической, машиностроительной и др. отраслей промышленности содействия в оценке качества научных и иных услуг, связанных с их деятельностью, проведение экспертной оценки научных и научно-технических программ и проектов;
  • осуществление информационно-аналитической и консалтинговой деятельности, в т.ч. формирование баз данных и других программно-информационных продуктов, маркетинга научных разработок и наукоемкой продукции;
  • подготовка учебно-методических материалов в области материаловедения;
  • организация и проведение ЦКП, а также совместно с ВУЗами, предприятиями и организациями металлургической, машиностроительной и др. отраслей промышленности научно-технических выставок, конференций, семинаров и совещаний.

КЛЮЧЕВОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ЦКП:

Приборная база ЦКП располагается на площадях 8719,7 кв.м. Научного центра порошкового материаловедения и кафедры «Порошковое материаловедение» ПНИПУ.

Приборная база ЦКП укомплектована и ежегодно пополняется современным уникальным аналитическим, испытательным и производственным оборудованием, предназначенным для решения учебных, научных и научно-производственных задач.

ЦКП располагает комплексом аттестованных методик, позволяющих проводить исследования по получению нанодисперсных порошков, изготовлению материалов и изделий на их основе на приведенном ниже оборудовании.

Аналитический автоэмиссионный растровый электронный микроскоп «ULTRA 55» (Carl Zeiss, Германия)

Комплекс для изучения поверхности и химического состава веществ при разрешающей способности не хуже 4 нм. Позволяет получать изображения топологии поверхности, композиционного контраста поверхности, карты разориентации кристаллов и карты ориентации магнитных доменов.

Диапазон увеличений в режиме вторичных электронов – 12-900 000 крат. Диапазон увеличений в режиме обратно рассеянных электронов – 100-900 000 крат. Пространственное разрешение – 0,8 нм при 30 кВ; 1,0 нм при 15 кВ; 1,7 нм при 1 кВ; 4,0 нм при 0,1 кВ.

Многофункциональный дисперсионный спектрометр комбинационного рассеяния света «Senterra» (Bruker, США)

Включает модуль Рамановского спектрометра с двойным лазером и модуль конфокального микроскопа. Предназначен для определения отдельных химических связей и групп в молекулах, исследования внутри- и межмолекулярных взаимодействий, различных видов изометрии, фазовых переходов, обнаружения микропримесей и идентификации веществ. Оптический микроскоп позволяет одновременно выявить морфологические детали образца.

Спектральный диапазон 80-4500 см-1, спектральное разрешение 3 см-1. Лазеры с длинами волн 532 и 785 нм (функционально − для устранения люминесценции). Пространственное разрешение микроскопа Olympus BX51 – 1 мкм. Температурная приставка от –196 до +600°С.

Термомеханический анализатор/дилатометр Setsys Evolution (Setaram instrumentation, Франция)

Позволяет определять вариации размеров образца как функции температуры, деформации при неосциллирующей нагрузке и вариации размеров при одновременном воздействии температуры и нагрузки.

Рабочий диапазон температур – от комнатной до 2400°С. Длина исследуемого образца – до 20 мм, диаметр – до 10 мм. Непрерывный диапазон измерений удлинения – до 4 мм, точность измерения удлинений образца – не хуже 10 нм.

Рентгеновский дифрактометр XRD-6000 (Shimadzu, Япония)

Предназначен для проведения широкого спектра анализов в области рентгеновской дифрактометрии. Оснащен прецизионным вертикальным гониометром с установкой угла поворота ±0,001°, позволяющим проводить анализ порошков, тонких пленок, труднорастворимых и легкоплавких образцов.

Диапазон углов сканирования – от −6° до 163° (2θ). Скорость сканирования – от 0,1 до 50 град/мин (2θ). Возможность пошагового сканирования. Возможность работать в режимах постоянной скорости вращения, осцилляции, простого вращения образца (непрерывного или пошагового). Максимальная толщина образца – 10 мм, максимальная масса образца – 300 г.

Лазерный дифракционный анализатор размера частиц «Аnalysette 22 NanoTeс» (Fritsch, Германия)

Универсальный прибор для измерения размеров частиц в суспензиях, эмульсиях, порошках и аэрозолях посредством лазерной дифракции при длине волны 650 нм.

Диапазон измерений в жидкой/сухой среде – 0,01-2000 мкм.

Продолжительность измерения – около 10 с.

Количество пробы в жидкой среде – 0,1-2,0 см3 в 500 мл жидкости, в сухой среде – 5-50 см3.

Установка «Cercon Smart Ceramic» (Degudent GmbH, Германия)

Предназначена для изготовления деталей сложной формы из оксида циркония и других керамических материалов. В состав установки входят: высокотемпературная печь для спекания «Cercon heat» и специально разработанная под оксид циркония машина для сканирования и фрезерования «Cercon brain».

Промышленная вакуумная установка «UniCoat 600» с дуальной магнетронной распылительной системой фирмы НПФ «Элан-практик» (Россия)

Предназначена для нанесения широкого спектра современных упрочняющих и многофункциональных покрытий (в том числе нанокомпозитных покрытий) на металлические изделия.

Размеры рабочей камеры – 400х600 мм. Предельное значение вакуума в рабочей камере – 6х10-3 Па; двухуровневая система управления – PLC на базе микроконтроллера Fastwell + компьютер на базе P-IV, пневматика фирмы SMC (Япония). Технологические программы нанесения традиционных покрытий – TiN, TiCN, CrN, AlN, TiN-TiCN. Технологические программы нанесения нанокомпозитных покрытий – AlTiN, AlCrN, AlSiTiN.

Установка электронно-лучевого напыления УЭ-189 (Россия)

Предназначена для нанесения композиционных покрытий путем испарения металлов и керамики в вакууме. В установке предусмотрено два типа захватов – для небольших и для крупногабаритных изделий. С помощью удлинителей штока вращения изделие может устанавливаться в камере на высоте 500-1000 мм от поверхности расплавленного металла в тиглях.

Максимальные размеры покрываемых изделий: диаметр 1000 мм, высота 350 мм. Масса изделия – до 750 кг.

Установка для получения нано- и микрокристаллических волокон (Россия)

Принцип работы экспериментальной установки для получения волокон основан на экстракции расплава металла из подвешенной капли. Скорость охлаждения металла достигает порядка 105-106 K/с. Быстроохлажденный продукт представляет собой непрерывные или дискретные микрокристаллические волокна диаметром до 30 мкм, обладающие заданным комплексом повышенных физико-механических и специальных свойств. Установка позволяет получать металлические волокна из алюминия, никеля, титана, циркония и сплавов на их основе, а также из жаропрочных сплавов.

Система рентгеноскопии Nikon Metrology XT H 225 ST

Представляет собой рентгеновскую камеру, идеально подходящую для работы с широким диапазоном объектов в режиме реального времени, а также для Компьютерной Томографии (КТ) объектов. В данной системе можно создавать разность потенциалов рентгеновской пушки до 225 кВ с мощностью рентгена до 225 Вт. В сочетании с плоской панелью приемника высокого разрешения позволяет получить высококонтрастные изображения.

Благодаря защитным стенкам  корпуса системы, проникновение излучения во внешнюю среду менее 1 мкЗв/час (0.1 мР/ч) позволяет использовать систему в любом помещении. Система рентгеноскопии XT H 225 ST, включающая повышенные средства защиты оператора (визуальные и звуковые предупреждения, автоматическое выключение рентгеновского излучения при открытии двери и др.) полностью удовлетворяет международным стандартам по технике безопасности.

Мощное программное обеспечение «Inspect-X» с интерактивным, дружественным интерфейсом позволяют быстро и легко производить контроль объектов и набирать данные для КТ. Полученные изображения могут быть проанализированы как в интерактивном он-лайн режиме, так и в режиме постобработки.

Добавление в систему дополнительного 64-битового ПК VolumeGraphics VG StudioMax позволяет оперативно производить воссоздания 3D моделей объекта с последующим анализом.

Источник: http://pstu.ru/activity/innovation/tskp/anciferov/