Современная исследовательская инфраструктура Российской Федерации

Базовая организация

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС»

Информация об уникальной научной установке (УНУ)

Научно-исследовательский стенд высокоинтенсивных кавитационных воздействий (УНИС ВКВ) представляет собой универсальный гибкий инструмент для решения задач в области обработки или создания дисперсных коллоидных систем различного происхождения и назначения. Ультразвуковая кавитация является одним из наиболее энергетически выходных и эффективных методов воздействия на дисперсные системы. Эффекты, воздействующие на материал создаются в результате аннигиляции микронных газовых пузырьков микронного размера, образующихся вследствие знакопеременных воздействий на жидкость, вызываемых ультразвуковым генератор. Явление коллапса (аннигиляции) таких газовых пузырьков, а также вызываемые им эффекты в жидкостях называются кавитационными. Кавитационный стенд включает в себя три основных модуля. Таким образом, УСУ предназначена для решения широкого круга задач по гомогенизации и диспергированию различных коллоидных систем, увеличения скорости протекания различных химических процессов. Эффект диспергирования достигается за счёт схлопывания кавитационных пузырьков. Имеется замкнутый цикл подачи диспергируемого материала. Регулировка рабочего давления до 5 атмосфер. Регулировка мощности ультразвукового воздействия до 1 кВт.

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

Уникальный научно-исследовательский стенд высокоинтенсивных кавитационных воздействий (УНИС ВКВ) включает в себя комплекс устройств, три существующих типа ультразвуковых воздействий на материал – механическую ультразвуковую обработку с использованием пьезокерамических преобразователей, гидродинамический ультразвуковой генератор, использующий для создания кавитации избыточное давление обрабатываемой жидкости, модуль обработки материалов во вращающемся магнитном поле. Уникальность данного стенда, включающего три модуля, проявляется в отсутствии аналогов как в Российской Федерации, так и за рубежом; в возможности достижения с ее использованием значимых принципиально новых научных результатов, - возможности проведения с их использованием междисциплинарных исследований, востребованности со стороны научного сообщества. Все элементы и модули, входящие в УНИС ВКВ являются уникальными и не имеющими аналогов.

Основные направления научных исследований, проводимых с использованием УНУ

• исследование процессов, происходящих в коллоидных высокодисперсных системах и наносистемах;
• разработка методик и технологий переработки техногенных отходов различного происхождения;
• исследование процессов трансформации неорганических и органических материалов под воздействием ультразвуковых кавитационных колебаний.

Наиболее значимые научные результаты исследований

Проведены исследования влияния высокоинтенсивного воздействия на размерный фактор катализаторов на основе биметаллической нитридной фазы Ni2Mo3N. Проведены работы по переработке шламов доменного производства с использованием УНУ. Проведены работы по разработке технологии извлечения редких и благородных металлов из сырой нефти с использованием УНУ Получены опытные образцы суперконцентратов на основе нанотрубок с использованием УНУ. Разработанные новые методики получения шихтовок сверхтвердых материалов с использованием кавитации.