Уникальные научные установки

Экспериментальный стенд на базе промышленного ускорителя электронов ЭЛВ-6 по обработке материалов концентрированным электронным пучком, выпущенным в атмосферу (Стенд ЭЛВ-6)

УНУ создана в 1984 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»
Адрес
Руководитель работ
  • 👤Салимов Рустам Абельевич
  • 📞 (383) 3294740
  • rsalimov41@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, %
да42058.88
Базовая организация

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт ядерной физики им. Г. И. Будкера Сибирского отделения Российской академии наук

Информация об уникальной научной установке (УНУ)

В институте ядерной физики СО РАН разработаны и успешно внедрены в производство в России и многих странах промышленные ускорители, генерирующие мощный электронный пучок, выпускающийся в атмосферу. Обычно выпуск пучка в атмосферу производится через выпускное устройство в виде раструба, оканчивающегося фольговым окном с размерами: длина окна до 1,5 м, ширина 100 мм. Энергия электронов в пучке может устанавливаться в диапазоне 0,8 – 2,5 МэВ, мощность пучка для разных моделей ускорителей перекрывает диапазон от 20 до 500 кВт.  В ИЯФ был разработан и успешно реализован альтернативный способ выпуска пучка в атмосферу, предполагающий его фокусировку и выпуск в атмосферу сквозь отверстие диаметром около 1 мм. Устройство, с помощью которого осуществляется такой выпуск пучка, имеет небольшие размеры и пристыковывается к стандартному ускорителю. Выпущенный через него концентрированный пучок имеет мощность до 90 кВт. На расстоянии 10 см от выпускного отверстия пучок имеет диаметр около 1 см и плотность мощности до 100 кВт/см2. Данный уникальный способ выпуска пучка в атмосферу позволил создать УНУ на базе ЭЛВ-6 по производству наноразмерных частиц твёрдых веществ. Получение нанопорошка осуществляется путём испарения из конденсированной фазы материала электронным пучком с последующей конденсацией в виде наноразмерных частиц. Установка имеет необходимую инженерную инфраструктуру, достигнуты все проектные технические параметры. Некоторые методические и технологические решения из используемых в проекте являются уникальными. Результаты исследовательских работ регулярно публикуются в ведущих российских и международных научных журналах, докладываются на международных научных конференциях, состоялись 3 защиты диссертаций на звание доктора и  13 – на звание кандидата наук, в том числе состоялось 5 защит на звание PhD зарубежными исследователями. На установках и стендах, входящих в состав УНУ, проводятся междисциплинарные исследования по наплавке большого числа порошковых материалов на основы из практически всех промышленных сплавов. Проводятся исследования с целью технологических применений разрабатываемых материалов в химической промышленности и ядерной энергетике.

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

По своим параметрам, соотношению цена – качество, надёжности, компактности ускорители ИЯФ успешно конкурируют с зарубежными аналогами, выпускаемыми главным образом в США и Японии, а по количеству и общей мощности выпускающихся установок ИЯФ является, вероятно, крупнейшей фирмой в мире. В настоящее время сферы применений электронного пучка в атмосфере - кабельная промышленность, производство полимерных материалов, экологические мероприятия по очистке вредных выбросов промышленных предприятий, в частности, предприятий энергетики, предполагают использование пучка, с малой плотностью мощности, распределённого по большой площади рабочей зоны. В ИЯФ был разработан и успешно реализован альтернативный способ выпуска пучка в атмосферу, предполагающий его фокусировку и выпуск в атмосферу сквозь отверстие диаметром около 1 мм. Устройство, с помощью которого осуществляется такой выпуск пучка, имеет небольшие размеры и пристыковывается к стандартному ускорителю. Выпущенный через него концентрированный пучок имеет мощность до 100 кВт. На расстоянии 10 см от выпускного отверстия пучок имеет диаметр около 1 см и плотность мощности до 100 кВт/см2. Такая высокая плотность мощности в сочетании со значительной полной мощностью пучка позволяет использовать его как эффективный источник энергии для воздействия на материалы. Кроме того, при воздействии на материалы пучок не вносит дополнительных загрязнений. То обстоятельство, что, в отличие от традиционно используемых электронных пучков, генерируемых электронными пушками, пучок, генерируемый промышленным ускорителем, выпускается в среду с атмосферным давлением, позволяет использовать газовые потоки для транспортировки образующегося пара по заданной траектории. Формирующийся из смеси пара с несущим газом аэрозольный поток направляется к месту сбора нанопорошка. В качестве несущего газа используется либо воздух при испарении материалов, не подверженных окислению (оксидов), либо инертный газ. Упомянутые качества пучка позволяют использовать его для испарения практически любых материалов. Расчёты показывают, что может быть достигнута производительность получения наночастиц, существенно превышающая производительности существующих методов. В институте накоплен значительный опыт по проектированию, изготовлению и эксплуатации устройств для получения наноматериалов на стенде ЭЛВ-6. Имеется несколько комплектов оборудования разного масштаба в зависимости от условий получения и испаряемого материала.

Основные направления научных исследований, проводимых с использованием УНУ

  • Наплавка порошковых материалов на сталь, титановые сплавы, алюминиевые и медные основы, закалка сталей;
  • Получение нанопорошковых материалов методом испарения исходных конденсированных веществ;
  • Получение углеродных наноструктур: нанотрубок, фуллеренов, нанохорнов.

Наиболее значимые научные результаты исследований

Были произведены исследования по темам: - Вневакуумное электронно-лучевое легирование поверхностных слоёв титана и его сплавов карбидообразующими элементами с использованием промышленных ускорителей электронов; - Разаработка технологии поверхностного легирования титана и титановых сплавов пучками электронов, выведенными в воздушную атмосферу, для повышения коррозионной стойкости крупногабаритных изделий атомной техники, работающих в особо агрессивных условиях; - Повышение коррозионной стойкости углеродистых и легированных сталей методом вневакуумной электронно-лучевой наплавки титансодержащих порошковых смесей; - Разработка технологии вневакуумного электронно-лучевого легирования углеродистых сталей с использованием промышленных усколителей электронов; - Получение наноразмерных порошков различных веществ" проведены исследования режимов получения наноразмерных порошков различных веществ с применением концентрированного электронного пучка, выведенного в атмосферу; - Разработка технологии изготовления особо коррозионностойких реакторов химических производств, работающих с использованием сильных кислот при повышенных температурах; - Разработка методики получения методом электронно-лучевой наплавки железоуглеродистых сплавов с содержанием меди.

630090, г. Новосибирск, проспект академика Лаврентьева, д. 11
📷

Перечень объектов в составе УНУ (1)

Наименование Изготовитель Страна Год выпуска Количество единиц
Промышленный ускоритель электронов ЭЛВ-6, включающий комплекс оборудования для технологических применений выпущенного в атмосферу электронного пучка
Назначение, основные характеристики
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт ядерной физики им. Г. И. Будкера Сибирского отделения Российской академии наук (ИЯФ СО РАН) Россия 1984 1

Услуги (6)

Для подачи заявки на оказание услуги щелкните по ее наименованию.
Наименование Приоритетное направление
Наработка нанопорошков различных материалов
- наиболее востребованная услуга
Индустрия наносистем
Вневакуумное электронно-лучевое легирование поверхностных слоёв титана и его сплавов карбидообразующими элементами с использованием промышленных ускорителей электронов.
Индустрия наносистем
Разработка методов получения наноглобул углерода и изучение изменения их структуры под воздействием физических и химических факторов
Индустрия наносистем
Разработка научных принципов формирования объемных неравновесных ультрамелкозернистых и нанофазных металлических материалов на основе многоуровневого подхода методами интенсивной пластической деформации.
Индустрия наносистем
Получение методом электронно-лучевой наплавки железоуглеродистых сплавов с содержанием меди
Индустрия наносистем
Вневакуумное электронно-лучевое легирование поверхностных слоёв титана и его сплавов тугоплавкими коррозионностойкими элементами: танталом, ниобием, цирконием, молибденом, гафнием с использованием промышленного ускорителя электронов
- наиболее востребованная услуга
Индустрия наносистем

Методики (5)

Наименование методики Наименование организации, аттестовавшей методику Дата аттестации
Методика наплавки порошковых композиций на металлические основы с применением концентрированного электронного пучка, выведенного в среду аргона при атмосферном давлении аттестации не подлежит
Методика наплавки порошковых композиций на основы с применением концентрированного электронного пучка, выведенного в атмосферу. аттестации не подлежит
Методика получения нанопорошков с использованием промышленного ускорителя электронов со сфокусированным пучком электронов, выведенным в атмосферу. аттестации не подлежит
Методика получения углеродных наноструктур с использованием промышленного ускорителя электронов со сфокусированным пучком электронов, выведенным инертную газовую среду. аттестации не подлежит
Методика воздействия на материал концентрированным электронным пучком, для изменения его структуры и свойств. аттестации не подлежит

Возврат к списку


0 комментариев

Комментарии отсутствуют!

Вы можете оставить свое сообщение первым.

Написать комментарий