УрГПУ — в авангарде инноваций

Научно-исследовательский центр «Расплав» УрГПУ

Эффективность, конкурентоспособность, высокий уровень востребованности исследовательской деятельности ученых УрГПУ подтверждаются наличием в вузе четырнадцати научных центров и лабораторий. Об одном — Научно-исследовательском центре «Расплав» — расскажем более подробно

Аморфный металл

Разве не чудо — тонкая зеркальная полоска металлического стекла или аморфного металла, не имеющего кристаллической решетки, одновременно гибкая и прочная, не поддающаяся даже кислотной коррозии, обладающая высокой магнитной проницаемостью. Использование металла в такой форме способно в десятки раз облегчить любой громоздкий агрегат. У специалистов на слуху — многократно уменьшенный и легкий сварочный трансформатор, заменивший неподъемную 60-килограммовую махину. Причина кардинального преобразования — использование аморфного металла.

Как из обычного кристаллического металла получить аморфный? Оказывается, «легко» — нужно расплавить металл, а затем охладить его со скоростью миллион градусов в секунду. При таком резком охлаждении кристаллическая решетка просто не успевает вырасти, образуется металлическое стекло. Полученные опытным путем новые составы обладают уникальными свойствами и нуждаются в тщательном исследовании.

В России существует единственный центр, способный изучать пять различных свойств металлов и сплавов, в том числе аморфных, в температурном интервале до 2000 градусов Цельсия. И этот центр, заслуживший международное и всероссийское признание, находится в Уральском государственном педагогическом университете.

Научно-исследовательский центр «Расплав» открыт в 1995 году, уже более 20 лет назад. Его основателем по праву считается доктор физико-математических наук, профессор Петр Станиславович Попель. Его специализация — сплавы на основе магния.

Сегодня в центре под руководством доктора физико-математических наук, профессора Валерия Евгеньевича Сидорова ведется исследование свойств сплавов на основе железа, алюминия и олова. Профессор, доктор физико-математических наук Леонид Дмитриевич Сон анализирует неоднородности, возникающие в жидких сплавах, выстраивает математические модели полученных металлов. Проводят свои исследования доценты, аспиранты и студенты. 

Экспериментальные приборы

В 2014 году научный коллектив НИЦ «Расплав» вошел в число победителей конкурсного отбора научных проектов и получил грант Министерства образования и науки РФ в размере 15 млн рублей. Сегодня в центре проведен капитальный ремонт, заменены и модернизированы узлы установок для измерения свойств металлов.

Об этих экспериментальных компьютеризированных приборах стоит рассказать подробнее. Все они изобретены и собраны в центре руками ученых педвуза. Гамма-плотномер напоминает известного персонажа из «Пятого элемента» — его опутывают десятки труб и трубочек. Сердцем прибора является емкость с радиоактивным источником гамма-излучения — цезием-137, окруженная свинцовыми блоками.

Установка для измерения скорости ультразвука в расплавах позволяет судить о качестве связи между атомами. Вязкозиметр измеряет внутреннее трение металлов и их электропроводность. В отдельном помещении размещен магнитометр, а если точнее — установка для измерения магнитной восприимчивости сплавов.

Международное признание

Результаты исследований ученых вызывают острый интерес у коллег из России и зарубежных стран. Крупнейшая американская автомобильная корпорация General Motors внедрила технологию подготовки расплавов П.С. Попеля. Им же была проведена совместная работа по повышению качества медной катанки с Уральской горно-металлургической компанией.

В 2008 году центр был включен в международный проект по разработке высокотемпературных бессвинцовых припоев, финансируемый из средств Европейского сообщества.

«Расплав» получил восемь грантов Российского фонда фундаментальных исследований, грант Австрийского научного общества. Неоднократно профессора центра приглашались для чтения лекций в лучшие вузы Европы. Совместные исследования проводились с университетами Китая, Франции, Словакии, Германии, Чехии, Австрии, США и Украины.

Ежегодно коллектив центра участвует в международных конференциях. На одной из них Леонида Дмитриевича Сона окружили радостные японские коллеги — оказывается, они опытным путем получили сплав, математическую модель которого просчитал уральский ученый. Так сошлись теория и практика.