В Московском государственном индустриальном университете вплотную занялись темой «нано»: технология производства керамических изделий на основе наномодифицированных суспензий, разрабатывается в стенах университетского центра коллективного пользования «Наукоёмкие технологии в машиностроении» – в рамках новой ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014–2020 годы» (мероприятие 1.3, регистрационный номер заявки 2014–14–579–0003–069).

О перспективах использования нанокерамики в промышленности и необходимости импортозамещения мы поговорили с Вадимом Тарасовским, руководителем проекта, доцентом кафедры материаловедения и технологии композиционных материалов МГИУ и лауреатом Государственной премии РФ в области науки и техники.

Проект посвящён новым технологиям в керамике. Откуда появилась приставка «нано» и что она даёт?

• Приставка «нано» в настоящее время вызывает у многих людей усмешку. Но я уверен, что усмешки пройдут – как только будут получены первые результаты применения нанопорошков и наноматериалов. В спецкерамике их обязательно надо использовать: на первом этапе это может быть добавка в шихту (смесь порошков) для производства изделий с повышенными эксплуатационными свойствами. Однако формовать такие изделия из нанопорошков традиционными методами невозможно: нужны абсолютно другие технологии формообразования. Поэтому мы собираемся вводить нанопорошок в высококонцентрированную суспензию (шихту для формования), чтобы он смог равномерно распределиться по объёму всей массы. Формовать такой «творог» предполагается не обычным прессованием, а специальной технологией вибролитья: форма ставится на виброплощадку, и за счёт воздействия виброколебаний шихта в ней равномерно распределяется по объёму, затекая во все полости формы. Спустя некоторое время шихта застывает – «схватывается». После этого форма разбирается, керамическое изделие досушивается и обжигается. Оно должно быть более прочным: равномерность даёт более плотную связь межу частицами и, соответственно, лучшие прочностные характеристики. Таково уж свойство наночастиц: у них больше поверхностной энергии и выше способность к спеканию.

С импортными нанопорошками мы уже проводили необходимые эксперименты, а теперь будем испытывать отечественные аналоги: мы ориентируемся и на свои собственные, и на разработки других исследовательских коллективов. Кстати, и технологическое оборудование для разработок по керамике тоже будет наше – отечественное: оно уже заказано, и вот-вот поступит к нам в МГИУ.

Решаете вопрос импортозамещения?

• Разумеется. Этот вопрос для нас, инженеров – выходцев из ОПК, был очевидным всегда, а теперь, в свете последних событий, связанных с введением санкций против России, он актуален вдвойне.

Предприятия закупили много импортного технологического оборудования, а в качестве оснастки, элементов конструкций и прочего в нём используются изделия из спецкерамики. Поскольку нередко это оборудование «двойного назначения», санкции больше не дают возможности закупать необходимые комплектующие у зарубежных фирм.

Анализ таких проблем, анализ рынка – это как раз первая стадия выполнения ФЦП, и мы уже прорабатываем детали. А параллельно ведём работы по созданию тех изделий из специальных керамических материалов, которые необходимы для отечественных предприятий.

Вы занимаетесь технологией для какой-то конкретной отрасли?

• Наш проект по ФЦП рассчитан на создание технологии изделий из спецкерамики для предприятий так называемой «малой металлургии» – они выпускают высококачественные жаропрочные сплавы для ОПК. Компании закупили оборудование для их получения в Великобритании, США и Германии, и в нём также есть изделия из керамики. Поэтому по итогам проекта мы разработаем отечественные фильтры, тигли и металлопроводящие системы. Благодаря ФЦП мы отработаем процессы и научные основы получения изделий из керамики, способной выдержать высокие температуры. И уже потом на базе этих исследований сможем создавать, к примеру, принципиально новые тигли (выдерживающие температуру 1800 – 1900 °С) для получения жаропрочных сплавов, которые будут использоваться для создания авиационных двигателей пятого поколения. Предположительно, они будут из керамики на основе оксида циркония или оксида иттрия.

В космической отрасли наши технологии тоже востребованы, поскольку позволят изготавливать крупногабаритные керамические изделия сложной конфигурации.

Есть ли у вас уже научные публикации по нанотехнологиям в керамике?

• Публикации по проекту планируются в конце этого года, когда у нас появятся первые результаты. Ведь мы рассматриваем эти публикации, в первую очередь, как способ сообщить потенциальным потребителям о наших достижениях. И только во вторую – как способ повысить рейтинги. Обычно наши работы печатаются в двух журналах – «Новые огнеупоры», который входит в перечень ВАК, систему РИНКЦ и международную базу цитирования Web of Science, и «Стекло и керамика», также входящий в перечень ВАК и международную базу цитирования Scopus. Оба эти журнала выпускаются за рубежом на английском языке издательством Springer, так что о работах, проводимых в нашем центре, достаточно хорошо информированы и зарубежные исследователи. К нам поступает достаточно много предложений о публикации наших работ в зарубежных изданиях. Но наша точка зрения неизменна, все свои работы (особенно, сделанные за бюджетные деньги) мы должны публиковать в отечественных журналах, чтобы на наших предприятиях знали о них. Мы работаем в первую очередь для нашей родины, для России. Кроме того мы постоянно участвуем в различных научно-технических конференциях. В этом году, например, в Санкт-Петербурге мы представили результаты по исследованию структуры керамики методом рентгеновской микротомографии – это первое такое исследование, проведённое в России в области керамических материалов.

Есть ли в вашем центре уже сегодня перспективные разработки и помимо ФЦП?

• Та работа, которую мы выполняем по госконтракту, – это лишь одна из промежуточных задач нашего центра. Мы и сегодня не разделяем работу по ФЦП и другие проекты ЦКП. Общая задача – знать как можно больше о предмете, которым мы занимаемся, – о порошках и связках, исследовательском и технологическом оборудовании, новых процессах получения изделий из керамики, которые сегодня существуют в России и за рубежом.

Ведь основная цель нашей работы – найти применение разработкам на отечественных предприятиях, чтобы повысить их конкурентоспособность на мировом рынке.

Кстати, мы проводим не только научные исследования, но ещё и маркетинговые. Руководители российских предприятий, работающих в области производства изделий из керамики, начали задумываться о том, что им нужно повышать свою экономическую эффективность и конкурентоспособность. Кто-то же должен их профессионально оказывать им инжиниринговые услуги, уже проанализировав рынок? Мы хотим помочь этим предприятиям получить прибыль: оптимизировать производство, внедрить новые технологии, вывести их на новый уровень эффективности. К сожалению, в России пока отсутствует центр исследований и разработок по изделиям из керамики, который бы объединял и координировал работу учёных из различных вузов, РАН и инженеров из отраслевых предприятий. Вот мы и работаем сегодня над тем, чтобы взять на себя такую миссию.