В Пермском политехническом университете под руководством профессора Анны Каменевой разработали инновационную технологию, способную эффективно защищать металлические детали и инструменты от агрессивных воздействий окружающей среды. Современные предприятия и промышленные отрасли сталкиваются с серьезными проблемами, связанными с коррозией, износом и температурными воздействиями на детали машин и оборудования. Решение этой задачи стало возможным благодаря применению многослойных нанопокрытий на основе нитридов титана, циркония и алюминия, что позволяет радикально повысить долговечность и надежность изделий.
Нанопокрытия нового поколения: в чем секрет успеха?
Специалисты Пермского политеха создали уникальные наноструктурированные покрытия, которые наносятся на поверхности металлических изделий с помощью нескольких новейших методов, включая импульсное магнетронное распыление, катодно-дуговое испарение и их комбинации. Именно эти способы обеспечивают равномерное распределение слоев и высокую плотность покрытия, что значительно увеличивает защитные характеристики материалов.
Испытания проводились в условиях, максимально приближенных к реальным производственным ситуациям: покрытия подвергались воздействию агрессивных химических реагентов, таких как натриевая соль и гидроксид натрия, что позволило объективно оценить их эффективность против главных разрушающих факторов.
Эффективность доказана: цифры впечатляют
Результаты работы коллектива под руководством Анны Каменевой демонстрируют удивительно высокие показатели — снижение скорости коррозии металлов в 2500–3000 раз по сравнению с необработанными образцами. Многослойные структуры, построенные по инновационной схеме с использованием нитридов титана, циркония и алюминия, не имеют аналогов по одновременной защите в различных агрессивных средах.
Так, двухкомпонентное покрытие на основе нитрида титана, нанесенное методом импульсного магнетронного распыления, позволяет уменьшить не только скорость разрушения, но и существенно снизить пассивный ток. Покрытие из нитрида циркония, установленное катодно-дуговым способом, обеспечивает еще более высокую защиту — больше чем в 3000 раз уменьшает коррозионные процессы, а также значительно подавляет протекание пассивного тока. Многослойная комбинация этих веществ делает металлические детали практически неуязвимыми для ущерба от коррозии.
Прорыв в защите различных отраслей промышленности
В течение более 35 лет Пермский политехнический университет работает над задачами повышения прочности и стойкости деталей оборудования для горнодобывающей, нефтяной, машиностроительной, авиастроительной и ремонтной промышленности. Специалисты стараются учитывать специфические требования каждого заказчика, что позволяет им создавать покрытия, идеально подходящие для эксплуатации в конкретных условиях производства.
В настоящее время новейшие нанопокрытия различного состава и структуры успешно внедрены на десяти предприятиях Пермского края и используются в самых ответственных сегментах российской промышленности. По итогам исследований и внедрений коллектив ученых оформил девять патентов на изобретения, что подтверждает высокий уровень инноваций. Уникальное преимущество технологии — её универсальность и возможность адаптации под индивидуальные задачи заказчиков.
Конкурентоспособность и экономическая выгода
Современные нанопокрытия, разработанные Анной Каменевой вместе с коллегами, позволяют промышленным компаниям изготавливать более конкурентоспособную продукцию, значительно снижая издержки на обслуживание и ремонт оборудования. Многослойные структуры не только успешно противостоят коррозии и износу, но и улучшают сопротивляемость деталям к ударам, тепловому влиянию, образованию микротрещин. Это делает изделия более долговечными и позволяет эксплуатировать их в экстремальных условиях без риска быстрого разрушения.
Важно отметить, что технологии пермских ученых по многим показателям уже превосходят традиционные зарубежные и российские аналоги. Это открывает новые перспективы в производстве — детали и инструмент получают не только дополнительную защиту, но и повышенную функциональность за счет возможности «задания» структуры и свойств каждого слоя покрытия под нужды конкретного заказчика.
Перспективы: новые материалы — новые возможности
За последние два года команда университета расширила круг используемых материалов, добавив к нитридам титана и циркония также нитриды алюминия и хрома. Такие многослойные покрытия обладают уникальными свойствами: они надежно защищают детали не только от агрессивных химических действий, но и от ломающих ударов, температурного воздействия, а также минимизируют риск возникновения трещин. Благодаря новым методам управления структурой слоев, ученым удается прогнозировать и контролировать защитные свойства покрытий с точностью до мельчайших деталей.
Сегодня многослойные нанопокрытия уверенно занимают лидирующие позиции в мире благодаря своей прочности, универсальности и исключительным характеристикам. Открытия и изобретения команды профессора Каменевой в Пермском политехническом университете создают устойчивую основу для развития промышленных технологий будущего, где надёжность и долговечность изделий становятся стандартом.
Ориентация на будущее и вклад в промышленное развитие
Успешная деятельность ученых на протяжении десятилетий доказывает, что отечественная наука способна предлагать решения мирового уровня. Инновационные нанопокрытия позволяют российским и зарубежным предприятиям выходить на новый уровень эффективности и качества производства. Многослойные структуры на основе нитридов титана, циркония и алюминия открывают широкие возможности для внедрения в самых различных промышленных сегментах — от тяжёлого машиностроения до высокоточной авиастроительной отрасли.
Работа талантливого коллектива под руководством Анны Каменевой — это пример успешного научного поиска, который приносит ощутимые результаты производству и способствует прогрессивному развитию отечественной промышленности.
