Новые исследования
 

На кафедре металловедения и физики прочности возобновились работы по изучению структуры и свойств многожильных  композиционных сверхпроводящих материалов!

Многожильные композиционные сверхпроводники на основе бронзовой матрицы и сверхпроводящего соединения Nb3Sn – уникальные инженерные изделия, представляющие собой провода длиной несколько километров, диаметром менее 5 мм, содержащие по всей своей длине несколько десятков тысяч очень тонких волокон. Размер одного волокна составляет единицы микрон, а каждое волокно, представляющее собой сверхпроводящее интерметаллидное соединение Nb3Sn имеет зеренную структуру с размером зерна около 100 нанометров и даже менее. Эти материалы, которые без преувеличения относятся к классу наноматериалов,  имеют широкие области применения, главным из которых на сегодняшний день является использование их для магнитных систем термоядерных реакторов. Основной разработчик этих материалов ОАО «ВНИИНМ» им. А.А. Бочвара является основным поставщиком сверхпроводников для международного термоядерного реактора ИТЭР, строящегося во Франции. http://www.iterrf.ru/

Несколько лет назад на кафедре уже проводились исследования композиционных сверхпроводников в рамках сотрудничества с ОАО «ВНИИНМ» им. А.А. Бочвара. В рамках тех исследований был создан существенный научный задел по данной тематике, были решены проблемы технологического характера производства этих изделий, даны рекомендации по совершенствованию структуры и режимов деформационно-термической обработки.

Возобновление сотрудничества нашей кафедры с ОАО «ВНИИНМ» им. А.А. Бочвара по данной тематике напрямую связано с недавно состоявшемся пуском промышленного производства композиционных сверхпроводников на Чепецком Механическом Заводе (г. Глазов).

Мы надеемся на долгосрочное сотрудничество с ОАО «ВНИИНМ» в рамках данной тематики, в рамках которого вузовская наука безусловно будет способна внести существенный вклад в разработку и совершенствование конструкций сверхпроводников, технологий их производства и поиска новых областей применения!

 

 

На фото: поверхность разрушения одного волокна композиционного сверхпроводника. Увеличение х50 000. Видна зеренная структура волокна со столбчатыми и равноосными зернами в нанометровом диапазоне.

 

Подробнее о ранних и последних результатах исследований в этой области можно ознакомиться в следующих работах:

  1. S.A. Nikulin, V.G. Khanzhin, A.K. Shikov, A.E. Vorobjova. Investigation of quality of high-resistive coating of superconducting wires with acoustic emission method // Abstracts of Applied superconductivity conference, 16-21 october 1994, Boston, Massachusetts USA.–P. 101

  2. Nikulin S.A., Khanzhin V.G., Goncharov V.I., Skikov A.K., Vorobjova A.E., Mareev K.A. Investigation of quality of high-resistive coatings of superconducting wires with acoustic emission method // IEEE Transactions on Applied Superconductivity.–1995.–V. 5.–N 2.–pt 1.–P. 325-328.

  3. А.Б. Рожнов, С.А. Никулин, В.Г. Ханжин. Анализ деформации и разрушения композиционных сверхпроводников по измерениям акустической эмиссии // 3-я международная конференция "Физика и промышленность - 2001", 14-16 мая 2001 г, Голицино, Московская область, Тезисы.–C. 96.

  4. V.G. Khanzhin, A.B. Rojnov, S.A. Nikulin. The Analysis of Material Fracture Resistance with the Help of Acoustic Emission Measurements // CMD Workshops and MURI Review Meetings, University of Dayton, Ohio, USA, December 3-6, 2001, Abstracts.–P. 11.

  5. С.А. Никулин, В.Г. Ханжин, А.К. Шиков, А.В. Воробьева. Анализ трещинообразования при деформации композиционных сверхпроводников // Тезисы докладов I-й Евразийской научно-практической конференции "Прочность неоднородных структур" (ПРОСТ 2002), 16-18 апреля 2002 года.–М.: МИСиС, 2002.–С. 121.

  6. Корниенко Е.И. Оценка качества высокорезистивных хромовых покрытий на сверхпроводящем проводе по измерению акустической эмиссии и фрактографии // 59-я студенческая научно-техническая конференция. Физ-Хим. Тезисы докладов.–М.: МИСиС, 2004.–С. 100

  7. Бучнева Е.А. Оценка запаса технологической упругости низко- и высокотемпературных композиционных сверхпроводников по измерениям акустической эмиссии // 59-я студенческая научно-техническая конференция. Физ-Хим. Тезисы докладов.–М.: МИСиС, 2004.–С. 117-118

  8. S.A. Nikulin, V.G. Khanzhin, A.B. Rozhnov, A.V. Babukin, V.A. Belov. Аnalysis of crack resistance and quality of thin coatings by acoustic emission // The 8th international conference of the Slovenian society for non-destructive testing “Application of Contemporary Non-Destructive Testing in Engineering”, Portoroz, Slovenia, 1-3 September 2005, Conference proceedings.–P. 309-316.

  9. S.A. Nikulin, V.G. Khanzhin, A.B. Rozhnov, A.V. Assessment of superconductors technological ductility and monitoring of cracking during drawing by acoustic emission method // The 8th international conference of the Slovenian society for non-destructive testing “Application of Contemporary Non-Destructive Testing in Engineering”, Portoroz, Slovenia, 1-3 September 2005, Conference proceedings.–P. 439

  10. С.А. Никулин, В.Г. Ханжин, А.Б. Рожнов, А.В. Бабукин, В.А. Белов. Акустико-эмиссионные технологии мониторинга качества и сопротивления разрушению материалов ядерной техники // Материалы ядерной техники. Материалы второй российской конференции "Материалы ядерной техники" (МАЯТ-2).–М.: ВНИИНМ, 2005.–С. 182.

  11. S.A. Nikulin, V.G. Khanzhin, A.B. Rozhnov, A.V. Babukin, V.A. Belov. Аnalysis of crack resistance and quality of thin coatings by acoustic emission // Int. J. Microstructure and Materials Properties.–2006.–V. 1.–N 3/4.–P. 364-373.

  12. И.С. Мышко. Анализ кинетики процессов разрушения многожильного сверхпроводника при растяжении и скручивании // 63-е дни науки студентов МИСиС: международные, межвузовские и институтские научно-технические конференции.–М.: МИСиС, 2008.–С. 138

  13. Khanzhin V.G., Shtremel' M.A. Diagnostics of Fracture Processes by Measurements of Acoustic Emission // e-Journal of Nondestructive Testing.–2010.–V. 15.–N 9.–P. 24

  14. В.С. Глазкина. Оценка качества высокорезистивных хромовых покрытий на композиционном сверхпроводящем кабеле по совместному анализу диаграмм деформации при растяжении, акустической эмиссии, фрактографии и оптической металлографии // 65-е дни науки студентов МИСиС: международные, межвузовские и институтские научно-технические конференции.–М.: МИСиС, 2010.–С. 350

  15. Т.В. Ялфимова. Исследование композиционного сверхпроводящего провода на основе соединения Nb3Sn при растяжении по совместному анализу диаграмм деформации, акустической эмиссии, фрактографии и металлографических измерений // 65-е дни науки студентов МИСиС: международные, межвузовские и институтские научно-технические конференции.–М.: МИСиС, 2010.–С. 368

  16. А.В. Никитин, Е.В. Акшаева, Д.В. Барбалюк, Н.В. Маляр, Д.А. Мирошник, М.И. Митина, К.О. Пахтусов, В.А. Петухова, А.В. Филатов, Н.А. Шабашова, А.О. Шулакова, С.А. Никулин, В.Г. Ханжин. Компьютерная измерительная система в LabVIEW и IMAQ Vision для количественного металлографического анализа электронномикроскопических изображений шлифов композиционных сверхпроводников // Инженерные, научные и образовательные приложения на базе технологии National Instruments-2011: Сборник трудов X международной научно-практической конференции, Москва, 8-9 декабря 2011 г.–М.: ДМК-пресс, 2011.–С. 394-396

  17. А.Б. Рожнов, С.А. Никулин, В.Г. Ханжин, А.В. Крайнев, А.В. Никитин, И.М. Абдюханов, Е.А. Дергунова, Н.В. Трактирникова, Р.Т. Алиев. Определение характеристик зеренной структуры Nb3Sn интереталлидных слоев технических сверхпроводников методами количественной фрактографии // Сборник трудов VI-ой Евразийской научно-практической конференции "Прочность неоднородных структур" (ПРОСТ 2012), 17-19 апреля 2012 г.–М.: Издательство "Альянс Пресс", 2012.–С. 179

  18. А.В. Никитин, А.В. Крайнев, В.С. Радченко, Д.А. Мирошник, В.А. Петухова, М.И. Митина, Н.В. Маляр, В.Г. Ханжин. Разработка в среде графического программирования LabVIEW и IMAQ Vision компьютерной измерительной системы для металлографического анализа композиционных сверхпроводников // Сборник трудов VI-ой Евразийской научно-практической конференции "Прочность неоднородных структур" (ПРОСТ 2012), 17-19 апреля 2012 г.–М.: Издательство "Альянс Пресс", 2012.–С. 181

  19. A.V. Kraynev, S.A. Nikulin, A.B. Rozhnov, E.A. Dergunova, R.T. Aliev, A.E. Vorobieva, I.M. Abdyuhanov. Investigation of Sn Content Influence on Nb3Sn Grain Structure in Superconductors for ITER // Book of abstracts of 19th International Symposium on Metastable, Amorphous and Nanostructured Materials (ISMANAM 2012), 18-22 June 2012, Moscow, Russia.–Moscow: MISiS, 2012.–P. 294

  20. Никитин А.В. Компьютерная измерительная система в LabVIEW 8.5 и IMAQ Vision для количественного металлографического анализа композиционных сверхпроводников // 67-е дни науки студентов НИТУ "МИСиС": международные, межвузовские и институтские научно-технические конференции.–М.: МИСиС, 2012.–С. 24-25.

  21. Крайнев А.В. Разработка программного обеспечения для подготовки изображений при количественном металлографическом анализе // 67-е дни науки студентов НИТУ "МИСиС": международные, межвузовские и институтские научно-технические конференции.–М.: МИСиС, 2012.–С. 25-26.

  22. Никитин А.В., Ханжин В.Г. Создание в среде графического программирования LabVIEW и IMAQ Vision измерительной системы для металлографического анализа композиционных сверхпроводников // IV Международная конференция с элементами научной школы для молодежи «ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ НАНОМАТЕРИАЛЫ И ВЫСОКОЧИСТЫЕ ВЕЩЕСТВА». Суздаль. 1-5 октября 2012 г./ Сборник материалов. – М: ИМЕТ РАН, 2012.–С. 347-348 (электронная версия)

  23. С.А. Никулин, В.Г. Ханжин, А.Б. Рожнов, А.В. Крайнев, А.В. Никитин, А.Е. Воробьева, И.М. Абдюханов, Е.А. Дергунова, Р.Т. Алиев. Некоторые высокочувствительные методы в исследовании состава, структуры и механических свойств низкотемпературных сверхпроводников // Всероссийская научно-техническая конференция "Материалы ядерной техники" (МАЯТ-2012), тезисы.–М.: ОАО "ВНИИНМ", 2012.–С. 79

  24. С.А. Никулин, В.Г. Ханжин, А.Б. Рожнов, А.В. Крайнев, А.В. Никитин, А.Е. Воробьева, И.М. Абдюханов, Е.А. Дергунова, Р.Т. Алиев, Н.В Трактирникова. Влияние содержания олова в бронзовой матрице на зеренную структуру интерметаллидного соединения в сверхпроводниках на основе Nb3Sn // Всероссийская научно-техническая конференция "Материалы ядерной техники" (МАЯТ-2012), тезисы.–М.: ОАО "ВНИИНМ", 2012.–С. 103

  25. А.В. Никитин, В.Г. Ханжин. Компьютерная система для количественного металлографического анализа // Вестник Тамбовского университета. Серия: Естественные и технические науки (Труды участников VII Международной конференции "микромеханизмы пластичности, разрушения и сопутствующих явлений" (MPFP-2013) 18-21 июня 2013 года, г. Тамбов).–2013.–Т. 18.–№ 4.–С. 1931-1932

  26. Заболотникова В.И. Автоматизированное исследование структуры композиционных сверхпроводников на основе Nb3Sn // 68-е дни науки студентов НИТУ "МИСиС": международные, межвузовские и институтские научно-технические конференции.–М.: МИСиС, 2013.–С. 45-46

  27. Никулин С.А., Ханжин В.Г., Рожнов А.Б., Рогачев С.О., Никитин А.В., Дергунова Е.А., Алиев Р.М., Трактирникова Н.В. Компьютерные технологии анализа структуры композиционных сверхпроводников // Современные металлические материалы и технологии (СММТ'2013): труды международной научно-технической конференции.–СПб.: Изд-во Политехн. Ун-та. 2013.–С. 101

  28. Никулин С.А., Рожнов А.Б., Рогачев С.О., Дергунова Е.А., Алиев Р.М., Трактирникова Н.В., Хаткевич В.М. Деформационная способность ниобия и бронзы, используемых для производства технических сверхпроводников // Международный симпозиум "ФИЗИКА КРИСТАЛЛОВ 2013" посвященный 100-летию со дня рождения профессора М.П. Шаскольской. Тезисы докладов.–М.: МИСиС, 2013.–С. 170

  29. Никулин С.А., Рожнов А.Б., Алиев Р.М., Рогачев С.О., Хаткевич В.М., Абдюханов И.М., Дергунова Е.А., Трактирникова Н.В. Деформационная способность ниобия и оловянной бронзы при сжатии // Деформация и разрушение материалов.–2014.–№ 10.–С. 36-39 (S.A. Nikulin , A.B. Rozhnov, R.M. Aliev, S.O. Rogachev, V.M. Khatkevich, I.M. Abdyukhanov, E.A. Dergunova, N.V. Traktirnikova. Deformability of niobium and tin bronze during compression // Russian Metallurgy (Metally).–2015.–V. 2015.–N. 10.–P. 836-839)

  30. С.А. Никулин, В.Г. Ханжин, А.Б. Рожнов, С.О. Рогачев, А.В. Крайнев, А.В. Никитин, А.Е. Воробьева, И.М. Абдюханов, Е.А. Дергунова, Р.Т. Алиев. Практика использования некоторых высокочувствительных методов в исследовании состава, структуры и механических свойств низкотемпературных сверхпроводников // Вопросы атомной науки и техники. Серия: Материаловедение и новые материалы.–2014.–№ 1.–С. 50-61

  31. Никулин С.А., Рогачев С.О., Рожнов А.Б., Воробьева А.Е., Абдюханов И.М., Дергунова Е.А., Алиев Р.Т. Электронно-микроскопическое исследование сверхпроводящих волокон композиционных сверхпроводников на основе соединения Nb3Sn // Сб. трудов VII-ой Евразийской научно-практической конференции «Прочность неоднородных структур» - ПРОСТ 2014. 22-24 апреля 2014 года, Москва, НИТУ «МИСиС». – М.: ПОЧЕРК МАСТЕРА, 2014.–С. 90

  32. А.В. Никитин, В.Г. Ханжин, Д.В. Осауленко. Сверхскоростная регистрация акустической эмиссии при разрушении композиционных сверхпроводников // Сб. трудов VII-ой Евразийской научно-практической конференции «Прочность неоднородных структур» - ПРОСТ 2014. 22-24 апреля 2014 года, Москва, НИТУ «МИСиС». – М.: ПОЧЕРК МАСТЕРА, 2014.–С. 139

  33. Заболотникова В.И. Электронно-микроскопическое исследование структуры композиционных сверхпроводников // 69-е дни науки студентов НИТУ "МИСиС": международные, межвузовские и институтские научно-технические конференции.–М.: НИТУ "МИСиС", 2014.–С. 18

  34. С.А. Никулин, А.Б. Рожнов, Р.М. Алиев, И.М. Абдюханов, В.М. Хаткевич, Е.А. Дергунова, Н.В. Трактирникова, С.О. Рогачев. Оценка деформационной способности ниобия и оловянной бронзы при высокоскоростном сжатии // Научно-технический семинар «Бернштейновские чтения по термомеханической обработке металлических материалов». Москва. 28-30 октября 2014 г. Сборник тезисов. – М: НИТУ «МИСиС», 2014.–С. 51-52

  35. А.В. Никитин, К.Ю. Агаян, Е.А. Балакина, А.К. Вяткина, Д.Д. Гришина, Р.Ж. Ерсайын, М.А. Инкар, Б.Б. Каримбердиев, Т.М. Ким, Д.Ф. Кодиров, С.В. Минайлов, Х.C. Нгуен, Д.В. Осауленко, С.И. Садыков, С.А. Никулин, В.Г. Ханжин. Проектирование в LabVIEW и IMAQ Vision установки для наблюдения двумерного Фурье-спектра рассеянного изломом композиционного сверхпроводника когерентного света // Инженерные и научные приложения на базе технологий NI NIDays – 2014: Сборник трудов ХIII международной научно-практической конференции, Москва 19-20 ноября 2014 г. – М.: ДМК-пресс, 2014.–С. 265-267 (электронная)

  36. В.Г. Ханжин, А.В. Никитин. Возможности компьютерных измерительных систем анализа изображений при изучении композиционных сверхпроводников // Металловедение и термическая обработка металлов.–2015.–№ 4–С. 58-62 (A.V. Nikitin, V.G. Khanzhin. Prospects of computer measuring systems of image analysis in investigation of composite superconductors // Metal Science and Heat Treatment.– 2015.–V. 57.–N. 3-4.–P. 236-240)

  37. S.A. Nikulin, A.B. Rozhnov, S.O. Rogachev, V.I. Zabolotnikova, E.A. Dergunova, R.T. Aliev. The comprehensive technique for quantitative analysis of the structure in composite superconductors based on Nb3Sn // Scientific proceedings of the scientific-technical union of mechanical engineering (XII International congress Machines, Technolоgies, Materials 2015, September 16-19.09.2015, Varna, Bulgaria. Section “Materials”).–2015.–V. 22/185.–P. 74-75

  38. С.А. Никулин, С.О. Рогачев, А.Б. Рожнов, В.А. Заболотникова. Влияние состава и способа получения бронзы на структуру и механические свойства композиционных сверхпроводников на основе Nb3Sn // НАУЧНАЯ СЕССИЯ НИЯУ МИФИ-2015. Аннотации докладов. В 3 томах. Т.1. Фундаментальные исследования и физика частиц. Атомная энергетика и ядерные технологии. Ядерные системы и материалы. Физика неравновесных атомных систем и композитов. М.: НИЯУ МИФИ, 2015.–С. 193

  39. Агаян К.Ю. Компьютерная измерительная система для регистрации двумерного Фурье-спектра отраженного от излома когерентного света // 70-е дни науки студентов НИТУ "МИСиС": международные, межвузовские и институтские научно-технические конференции.–М.: НИТУ "МИСиС", 2015.–С. 41.

  40. A.V. Nikitin, K.Y. Aghayan, E.A. Balakina, A.K. Vyatkina, D.D. Grishina, R.J. Ersayyn, M.A. Inkar, B.B. Karimberdiev, T.M. Kim, D.F. Encoded, S.V. Minaylov, H.C. Nguyen, D.V. Osaulenko, S.I. Sadykov, S.A. Nikulin, V.G. Khanzhin. Development in Labview and Imaq Vision of Device for Two-Dimensional Fourier Spectrum of Diffused Coherent Light by Fracture of Composite Superconductor Observations // 2015 International Siberian Conference on Control and Communications (SIBCON), 2015 (электронная)

  41. Арипов Г.Р. Исследование влияния содержания олова в бронзовой матрице на структуру волокон сверхпроводников на основе Nb3Sn // 71-е дни науки студентов НИТУ "МИСиС": международные, межвузовские и институтские научно-технические конференции. Книга 1.–М.: НИТУ "МИСиС", 2016.–С. 47

  42. Никулин С.А., Рожнов А.Б., Аникеенко В.И., Никитин А.В. Исследование с применением акустической эмиссии влияния конструкции и структуры интерметаллидного соединения в сверхпроводниках на основе Nb3Sn на механические свойства // Научно-технический семинар «Бернштейновские чтения по термомеханической обработке металлических материалов». Москва. 25-28 октября 2016 г. Сборник тезисов. – М: НИТУ «МИСиС», 2016.–С. 79

  43. Поштар А.С. Исследование влияния кратковременного нагрева на морфологию структуры Nb3Sn фазы в сверхпроводниках для ИТЭР // 72-е дни науки студентов НИТУ "МИСиС": международные, межвузовские и институтские научно-технические конференции. Книга 1.–М.: НИТУ "МИСиС", 2017.–С. 147-148

  44. Никулин С.А., Ханжин В.Г., Рожнов А.Б., Никитин А.В., Рогачев С.О. Диагностика качества и мониторинг разрушения материалов акустико-эмиссионным методом // Актуальные проблемы метода акустической эмиссии (АПМАЭ-2018) : Всероссийская конференция с международным участием (Тольятти, 28 мая – 1 июня 2018 года) : сборник материалов / отв. ред. Д.Л. Мерсон, А.Ю. Виноградов. – Тольятти : Изд-во ТГУ, 2018.–C. 27-28