Ученые ФМБИ представили результаты работы по гранту РНФ

По итогам выполненных исследований первого года научных работ в рамках гранта Российского научного фонда (РНФ № 18-79-10040) коллективом молодых ученых во главе с заведующим кафедрой «Физическое материаловедение и биомедицинская инженерия», ведущим научным сотрудником Александром Фоминым достигнуты следующие результаты и индикаторные показатели:

1. Представлены устные и стендовые доклады на конференциях:

1.1. 6th International School and Conference Saint-Petersburg OPEN 2019 (г. Санкт-Петербург, Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе, 22-25 апреля 2019 года), 2 стендовых доклада:

- Simulation of induction heating of a titanium sample in a container with a carbon-containing medium (авторы: м.н.с. Марина Фомина, аспирант Алексей Войко);

- Induction heat treatment of steel punches with Zr-containing coatings and preliminary results of FLD characteristics when drawing C45 carbon steel» (авторы: в.н.с. Александр Фомин, доцент Владимир Кошуро, с.н.с. Александр Шумилин, аспирант Алексей Войко, студент Павел Палканов и зарубежные коллеги из Магдебургского университета доктор Alexander Aman, профессор Stefan Palis).

1.2. 5th International Conference on Mechanics of Composites, (г. Лиссабон, Португалия, Высший технический институт, 1-4 июля 2019 года), устный доклад:

- Functionally graded oxide coatings produced by magnetron sputtering and subsequent induction heat treatment (авторы: м.н.с. Марина Фомина, с.н.с. Александр Шумилин, аспирант Алексей Войко, в.н.с. Александр Фомин). В рамках данной высокорейтинговой конференции Александр Фомин руководил секцией Functionally graded materials and structures,  https://mechcompconference2019.com/index.php/program/program .

2. Опубликованы коллективные статьи в зарубежных журналах:

2.1. Voyko A., Fomina M., Shumilin A., et al. Numerical simulation of induction heating of a carburizing container with a titanium sample // Journal of Physics: Conference Series, 2018,  https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1742-6596/1124/7/071021 .

2.2. Fomina M., Voyko A., Shumilin A., Papshev V., Zakharevich A., Skaptsov A., Fomin A. Metal oxide (Ta-TaOx)-coatings obtained by magnetron sputtering and heat treatment with high-frequency currents // Journal of Physics: Conference Series, 2018,  https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1742-6596/1124/2/022012/meta .

2.3. Fomina M., Voyko A., Egorov I., Shchelkunov A., Zakharevich A., Skaptsov A., Shumilin A. Analysis of (Ti, Zr, Ta)-(O, C, N) systems for obtaining metal-ceramic coatings of the required composition by induction heat treatment // Proceedings of SPIE, 2019,  https://doi.org/10.1117/12.2523780 .

2.4. Fomina M., Zakharevich A., Skaptsov A., Serdobintsev A., Galushka V., Fomin A. The absorption of oxygen and hydrogen by titanium during heat treatment with high frequency currents // Proceedings of SPIE, 2019,  https://doi.org/10.1117/12.2524600 .

3. По итогам крупной серии исследований (в том числе имеющегося задела в рамках диссертационной работы) по получению сверхтвердых оксидных покрытий и структур на техническом титане и цирконии за счет применения нового метода – индукционно-термической обработки в воздушной атмосфере руководителем проекта опубликованы моноавторские статьи в высокорейтинговых журналах (Q1) издательства Elsevier:

[1]. A. Fomin, Superhard titania coatings produced on titanium using induction heat treatment // Ceramics International, 2019.  https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2019.01.131   (импакт-фактор: 3.45).

[2]. A. Fomin, Functionally graded zirconium oxide coatings produced on zirconium using induction heat treatment // Composite Structures, 2019.  https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2019.04.001   (импакт-фактор: 4.829).

4. Получен патент на изобретение № 2690067, опубл. 30.05.2019, «Способ химико-термического упрочнения малогабаритных изделий из технического титана» (авторы: Фомина М.А, Войко А.В, Кошуро В.А. и соавторы).

После успешной экспертизы результатов научных работ продолжаются теоретические (моделирование и решение задач электродинамики и теплопроводности при высокотемпературной индукционной обработке металлоизделий) и экспериментальные исследования в рамках плана второго года. В основе лежит развитие технологии индукционно-термической обработки титана, тантала и циркония, а также формирования тугоплавких карбонитридных покрытий. Полученные структуры относятся к классу перспективных сверхтвердых материалов (твердость более 40 ГПа) и могут найти применение при изготовлении высококачественных изделий восстановительной медицины (имплантаты, компоненты эндопротезов суставов, фиксирующих метизов для костных структур) и нового типа конструкций металлообрабатывающего инструмента.

ФМБИ