Уникальные научные установки

Коаксиальный магнитоплазменный ускоритель (КМПУ)

УНУ создана в 1997 году

Данная УНУ была поддержана в рамках мероприятия 1.8 ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2013 годы»
Данный университет является победителем конкурсного отбора программ развития университетов, в отношении которых устанавливается категория "национальный исследовательский университет (НИУ)"
Адрес
  • Сибирский
  • 634050, г. Томск, пр. Ленина, д. 30
  • 🌎tpu.ru
Руководитель работ
  • 👤Сивков Александр Анатольевич
  • 📞 (3822)563682
  • sivkovaa@mail.ru
Сведения о результативности за 2016 год (данные мониторинга)
Участие в мониторинге Число организаций-пользователей, ед. Число публикаций, ед. Загрузка в интересах внешних организаций-пользователей, %
нет000.00
Базовая организация

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет"

Информация об уникальной научной установке (УНУ)

Коаксиальный магнитоплазменный ускоритель выполнен в виде коаксиально размещенного внутри соленоида цилиндрического титанового ствола и медного центрального электрода, а его торцевая часть выполнена в виде конуса, который присоединен к одной из клемм цепи питания ускорителя. Цепь питания второй клеммой присоединена к концу соленоида, удаленному от центрального электрода. Второй конец соленоида электрически соединен с началом ствола. Корпус узла центрального электрода выполнен из магнитного материала и перекрывает зону размещения плавкой перемычки. Длина части перекрывающей зону размещения плавкой перемычки составляет 40-50 мм, а ее внешняя поверхность выполнена конусообразной.

Главные преимущества, обоснование уникальности установки, в том числе сопоставление УНУ с существующими аналогами

Ускоритель, характеризующийся одновременным использованием кондукционной и индукционной электродинамики и электротермохимического механизма для преобразования электромагнитной энергии в кинетическую энергию плазменной струи, обеспечивает более высокие динамические параметры плазменного течения. Ее отличием и преимуществом является то, что рабочий материал нарабатывается электроэрозионным путем с поверхности ускорительного канала (УК) в количестве до нескольких десятков граммов с более высокой эффективностью, чем в других эрозионных ускорителях. Система позволяет работать с любыми металлами, смесями металлов, сплавами, а также реализовать динамический синтез сверхтвердых материалов (оксидов, нитридов, карбидов) в процессе кратковременного рабочего цикла и наносить композиционные покрытия на их основе. Ускоритель может использоваться для ускорения плазмы до гиперскоростей, а также для получения нанодисперсных порошков титана и его соединений: оксидов, нитридов и др. путем распыления материала гиперскоростной плазменной струи в свободном пространстве. Ускоритель позволяет получить шихту сверхтвердых порошкообразных материалов на основе титана, в состав которой введен связующий пластичный компонент из меди. Генерируемая ускорителем импульсная гиперзвуковая плазменная струя выходит в пространство камеры реактора, происходит распыление материала, наработанного электроэрозионным путем с поверхности медного центрального электрода и титанового ствола, а также формирование нанодисперсных частиц сверхтвердых материалов, при заполнении камеры реактора соответствующим реагентом.

Основные направления научных исследований, проводимых с использованием УНУ

  • экспериментальная физика и ускорительная техника;
  • техника высоких напряжений, сильноточные ускорители;
  • физика плазмы;
  • материаловедение, наноматериалы и нанотехнологии.

Наиболее значимые научные результаты исследований

- Выявлены основные закономерности влияния конструктивных и энергетических параметров коаксиального магнитоплазменного ускорителя на динамику истечения электроразрядной плазмы и параметры эрозионного износа поверхности ускорительного канала по его рабочей длине в различных режимах работы (однократный, многократный и частотный). - Показана возможность синтеза кристаллических фаз нано- и ультрадисперсных материалов в гиперскоростной струе электроразрядной плазмы. Установлено влияние режимов и параметров работы ускорителя, характеристик газообразной атмосферы в камере-реакторе на кристаллическую структуру, дисперсносность и фазовый состав порошка. - Плазмодинамический метод позволяет реализовать прямой синтез нанокристаллических высокотвердых покрытий. - При воздействии гиперскоростной струи электроэрозионной плазмы на поверхности различных металлов-подложек показана возможность нанесения высоко- и сверхтвердых покрытий толщиной порядка 0.1 мм с высокой прочностью сцепления. - Установлено, что при нанесении покрытий происходит модификация приповерхностного слоя материала подложки на глубину до 100 мкм с повышением средней твердости за счет ударно-волнового воздействия и сверхглубокого внедрения синтезированного высокотвердого материала по кумулятивному механизму. - Установлено, что наносимые покрытия отличаются высокой прочностью сцепления с подложкой (в некоторых случаях на порядок) за счет механизма гидродинамического перемешивания материалов подложки и покрытия. - Экспериментально установлено, что физико-механические свойства покрытий, в частности нанотвердость, наносимых на подложки посредством воздействия гиперскоростной плазменной струи зависит от величины внешнего давления. Зависимость имеет максимум соответствующий нормальному атмосферному давлению.

634050, г. Томск, пр. Ленина, д. 30
📷

Перечень объектов в составе УНУ (1)

Наименование Изготовитель Страна Год выпуска Количество единиц
Коаксиальный магнитоплазменный ускоритель с электропитанием от емкостного накопителя энергии
Назначение, основные характеристики
собственного изготовления 2006 2

Услуги (4)

Для подачи заявки на оказание услуги щелкните по ее наименованию.
Наименование Приоритетное направление
Компактирование длинных (до 100 мм) образцов из нанопорошков оксида алюминия и оксида циркония для получения корундо-циркониевой керамики
Индустрия наносистем
Анализ порошковых проб природных минералов
- наиболее востребованная услуга
Рациональное природопользование
Синтез оксидов железа (магнетит, маггемит, Е-фаза) в гиперскоростной струе электроразрядной плазмы
Индустрия наносистем
Исследования по оптимизации конструкции и режима работы плазменного воспламенителя
Перспективные виды вооружения, военной и специальной техники

Методики (7)

Наименование методики Наименование организации, аттестовавшей методику Дата аттестации
лазерный анализ распределения частиц по размерам
сканирующая электронная микроскопия
Измерение нанотвердости и модуля Юнга
просвечивающая электронная микроскопия
рентгеновская дифрактометрия
регистрация импульсных токов и напряжений
высокоскоростная фото регистрация быстропротекающих процессов

Возврат к списку


0 комментариев

Комментарии отсутствуют!

Вы можете оставить свое сообщение первым.

Написать комментарий