Младший научный сотрудник кафедры «Металловедение, порошковая металлургия, наноматериалы» Самарского политеха Алсу Якубова работает над получением наноразмерных порошковых композиций нитрид кремния — карбид титана, нитрид титана — карбид титана и нитрид алюминия — карбид титана с помощью азидной технологии самораспространяющегося высокотемпературного синтеза, как ее называют сокращенно, – СВС-Аз. Указанные порошковые композиции сегодня широко востребованы в различных областях промышленности и медицины.
Эта технология появилась еще в стране в 1960-е годы, но именно эту композицию - нитрид кремния - карбид титана, нитрид титана - карбид титана и нитрид алюминия - карбид титана из заданного состава - впервые методом СВС-Аз исследовала возможность получения Алсу Якубова и ее коллеги по вузу.
Еще одно новшество ее исследования — использование в процессе синтеза фторопласта, который уже отлично себя зарекомендовал. Использование только углерода в системе не дает возможность получить нужное количество карбидной фазы в реакции, а фторопласт в сочетании с углеродом дает хорошие результаты.
Как возникла идея?
«Идею попробовать по известной технологии получить новые наноразмерные порошковые композиции мне предложил научный руководитель Александр Петрович Амосов. Ранее в бакалавриате и магистратуре я занималась другой тематикой. Александр Петрович «заразил» и увлек меня этой разработкой. Он рассказал, что это перспективно и актуально, поэтому в аспирантуре я сосредоточилась на этой работе».
Как это работает?
«Мы можем изготавливать нитридно-карбидные высокодисперсные порошковые композиции в своей вузовской лаборатории. Для этого мы берем исходные порошки: например, титан, алюминий, азид натрия, углерод и фторопласт.
Все реагенты берутся в определенной граммовке и смешиваются в ступке в вытяжном шкафу. Емкость со смесью помещается в кальковый стаканчик и отправляется в реактор. Реактор вакуумируется, и туда подают азот. На несколько десятков секунд в реактор подается электричество. Смесь возгорается. Начинается процесс синтеза, температуры могут достигать до 3000 градусов. Затем реактор выключают и ждут, когда образец остынет. Далее смесь вытаскивают из реактора, измельчают механическим способом, просеивают и промывают дистиллированной водой для удаления побочного продукта в виде соли натрия фторида. Получившийся порошок оставляют на некоторое время сушиться. Готово! Полный цикл производства занимает всего около 1 часа».
Почему разработка сделает жизнь людей лучше?
«За малое количество времени можно получить чистые порошковые композиции мелкого размера. Сегодня они очень дорогие, а методом СВС-Аз их можно синтезировать из недорогих реагентов очень быстро. Полученные порошки не токсичные, занимают мало места, их можно хранить в обычной полиэтиленовой таре.
Технология СВС-Аз отличается высокой энергоэффективностью, поскольку процесс синтеза идет за счет внутреннего тепловыделения без постоянного внешнего нагрева. Технология позволяет получать мелкодисперсные порошковые композиции высокой чистоты за считанные минуты, обеспечивая точное регулирование фазового состава. Кроме того, используется простое малогабаритное оборудование.
Сам процесс синтеза происходит за считанные минуты, а значит, снижается нагрузка на экологию. Низкое давление азота в реакторе делает процесс синтеза более безопасным. Другие методы получения таких порошков производят больше загрязняющих выбросов. Экономический эффект тоже имеется: из дешевых реагентов на выходе получаются высокодисперсные порошковые композиции.
Такие композиции хорошо себя зарекомендовали в авиа- и машиностроении. Например, композиция нитрид кремния-карбид титана используется при производстве режущих инструментов и износостойких деталей. Добавление частиц карбида титана к нитриду кремния способствует повышению твердости и вязкости разрушения.
В плюсе все: предприятия снижают экономические издержки, потребители получают надежные качественные продукты, а наша планета — меньше загрязнений».
Как пришли в науку?
«С первого курса бакалавриата моим руководителем была Юлия Владимировна Титова, которая вовлекла меня в науку, вдохновила и мотивировала заняться исследованиями. Во время обучения в магистратуре я участвовала в различных конференциях, начала занимать призовые места, писала научные статьи и поняла, что это то, что у меня отлично получается. Поступив в аспирантуру, продолжила свой путь в науке. На данный момент работаю над кандидатской диссертацией».
Почему наука — мое призвание?
«Наука — это возможность каждый день немного менять будущее к лучшему. По-моему, это одна из самых благородных целей, которые может ставить перед собой человек».
Кто вдохновляет?
«Мой научный руководитель Александр Петрович Амосов. Роль наставника, особенно, когда ты только что ступил на научную стезю, очень важна. Наука – огромный мир, где поначалу требуется проводник. Им для меня и стал Александр Петрович».
Подписывайтесь на АиФ в  MAX
|
