| Научные  достижения  института | Основные научные результаты за 2013 год     
ИНСТИТУТ  ИМПУЛЬСНЫХ  ПРОЦЕССОВ  И  ТЕХНОЛОГИЙ 
НАН УКРАИНЫ
© 2012  Институт импульсных процессов и технологий НАН Украины.
            Все права защищены.
Международная
Ассоциация
Академий
Наук
Национальная
Академия
Наук
Украины

СОДЕРЖАНИЕ САЙТА
КОНТАКТЫ ИНСТИТУТА

E-MAIL - Напишите нам
ОСНОВНЫЕ НАУЧНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ
за 2013 год
Впервые определено, что средние эквивалентные деформации высокопрочных сталей DP780, BH240, BH210, HSLA350, подвергнутых электрогидравлической штамповке, зависят только от плотности энергии деформации, скорости деформации и марки сплава. Увеличение электрического КПД разряда в 1,6 раза приводит к увеличению КПД процесса деформации, плотности энергии деформации пластин и давления на них в 2-4 раза, а удлинение технологического канала разрядной камеры в 2 раза приводит к увеличению КПД процесса пластического деформирования в 1,4 раза. Эти зависимости позволяют выбирать эффективные режимы электрогидравлической штамповки листовых материалов и дают гарантированную возможность получать из новейших высокопрочных марок сталей штампованные детали с глубокой степенью вытяжки и детали сложной формы.
НИР    "Исследовать влияние параметров и схем импульсного электрогидравлического деформирования на пластические свойства листовых высокопрочных сталей и разработать эффективные технологические методы и схемы для их холодной штамповки".
Работа выполняется по целевой научной программе
Отделения ФТПМ НАН Украины.
НИР "Разработка и внедрение технологического процесса и оборудования для электроразрядного локального разупрочнения грунтов различной прочности и структуры".
Работа выполнялась по научно - техническому  (инновационному)
проекту НАН Украины.
Определены основные закономерности высоковольтного электрохимического взрыва, который, в отличие от обычных взрывчатых веществ, обеспечивает разрушение естественных и искусственных неметаллических материалов прочностью свыше 40 МПа в точно заданном цилиндрическом объеме без побочного трещинообразования. Предельная энергия такого локального разрушения не превышает 500 кДж. Создано мобильное малогабаритное оборудование, которое реализует электрохимический взрыв и имеет в десять раз меньше массогабаритные характеристики по сравнению с существующим оборудованием. Способ электроразрядного локального разупрочнения и созданное оборудование могут применяться, в частности, для разрушения прочных грунтов или строительных монолитов.
НИР    "Исследование физико-химических процессов взаимодействия алюминиевого расплава
с модификаторами в условиях импульсного нагружения и разработка эффективных комплексных технологических схем модифицирования заэвтектических силуминов".
Работа выполняется по ведомственной тематике.
Определены закономерности растворения и усвоения модификаторов на основе P; SiC; Ti и В расплавом заэвтектического силумина А390 под действием электрического тока. Установлены оптимальные параметры комплексной обработки, которая сочетает введение в расплав этих модификаторов в определенном соотношении с его обработкой постоянным или импульсным электрическим током, и, в отличие от отдельно взятого модифицирования, гарантированно обеспечивает образование дисперсной литой структуры металла с содержанием компактных кристаллов первичного Si размером менее 20 мкм и модифицированной эвтектики с размером частиц эвтектического Si менее 10 мкм.
НИР    "Исследование влияния напряженности электрического поля на старение комбинированных пленочных диэлектрических систем секций высоковольтных импульсных конденсаторов".
Работа выполнялась по поисковой тематике.

Определено распределение напряженности электрического поля в диэлектрических системах секций и в компонентах высоковольтных

импульсных конденсаторов с учетом неоднородного усиления на краевых элементах конструкции, а также влияние увеличения общей

толщины пропитанного полипропиленово-полиэтилентерефталатного комбинированного диэлектрика на величину его "напряженного

объема".

Установлены зависимости электрической прочности, сопротивления и тангенса угла потерь пленочных диэлектрических систем от рабочей

                                                                                                                                                                                               6
напряженности электрического поля в диапазоне 110-185 кВ/мм и количества циклов "заряд - разряд" (до 2х10   циклов). Выявлена связь

между этими параметрами в процессе старения диэлектрика. Разработаны рекомендации по выбору рабочей напряженности поля

диэлектрических систем различной толщины для создания высоковольтных импульсных конденсаторов с заданным ресурсом.

Предложен новый способ интенсификации химического взаимодействия тонких микронных слоев фольги Ti и Al, который заключается в пропускании через слоистый пакет в процессе его реакционного спекания электрического тока. Установлено, что скорость роста интерметаллидных слоев определяется суммарной электрической энергией, введенной в слоистый проводник за время спекания, а механизмами ускорения гетерогенных химических реакций является Джоулев нагрев, электромиграция и электропластический эффект. Трансформация исходного слоистого пакета, который спекается без использования тока, в монолит со структурой металл-интерметаллидного композита длится 7-8 часов, с использованием импульсного тока - 5 часов, а постоянного тока - не более 3-4 часов. Доказано, что электротоковое реакционное спекание слоистых металлических систем является в несколько раз менее энергозатратным процессом по сравнению с горячим изостатическим прессованием.

НИР "Исследование електротокового воздействия на процесс образования интерметаллидов в многослойных проводниках".
Работа выполнялась по поисковой тематике.

Определены эффективные схемные решения нового метода синтеза сверхтвердых композиционных порошков путем электроразрядной

обработки исходных порошковых смесей 75 % Fe + 20% Ti + 5% B4C, 80% Fe +20 % Ti и порошков Fe и Ti в керосине. Установлены

закономерности изменения морфометрических характеристик порошков и кинетики их диспергирования от 1 мм до 0,05-1 мкм в

зависимости от скорости роста тока, интегральной энергии и продолжительности обработки. Электроразрядная обработка

дополнительно обеспечивает образование таких упрочняющих фаз как Fe C, TiC, FeB, Fe Ti, Fe  (B    C     ) и позволяет доводить
                                                                                                                               3                                 2            3     0,7    0,3

уровень карбидизации исходных порошков почти до 55 %. Синтезированные таким образом порошки представляют

собой высокодисперсную и однородную шихту для карбидосталей.

НИР "Разработка методологии диспергирования, активации сверхтвердых и углеродсодержащих порошков и синтеза композиционных ультрадисперсных порошков карбидов и боридов железа и титана высококонцентрированными потоками энергии".
Работа выполняется по ведомственной тематике.

Установлена зависимость структуры углеродных наноматериалов от степени гибридизации атомов углерода в исходных органических

жидкостях или углеродсодержащих газах, которые подвергаются электроразрядной обработке: нанокомпозиты углерода с onion - like

                                                                                                                                3
структуре можно получать из жидких алканов и циклоалканов, имеющих sp  -гибридизацию атомов углерода; глобулярные

наночастицы с турбостратной структурой - из алкинов, имеющих sp-гибридизацию, а аморфный углерод, углеродные нанотрубки и

                                                                                           2
нановолокна - из газообразных алкенов, имеющих sp  - гибридизацию. Показано, что полученный путем электроразрядного синтеза

                                                                                                                                                                       0
onion - like наноуглерод является спектрально чистым и структурно- стабильным вплоть до 1300   С продуктом, пригодным к

использованию в качестве высокотемпературных износостойких присадок.

Расширены технологические возможности способа электрофильтрации газовых выбросов, основанного на совместном действии

источников постоянного напряжения, которые уже используются в системах газоочистки, и дополнительных источников

многоуровневого импульсного напряжения до 50 кВ. Определены оптимальные соотношения электротехнических параметров

комплексного источника питания, реализация

которых позволяет на порядок увеличить мощность стримерного коронного разряда, и в 1,5-1,8 раз повысить эффективность

улавливания разноимпедансной пыли по сравнению с действующими на промышленных объектах системами газоочистки. В
                                                                                                                                                                                                                                    3
частности, за счет действия такого разряда можно уменьшить концентрацию вредной двуокиси серы в газовых выбросах до 10 мг/м .

НИР "Разработка методов получения углеродных наноматериалов и комплексной электрофильтрации экологически опасных промышленных выбросов с использованием разрядноимпульсных технологий".
Работа выполняется по ведомственной тематике.
Выполнен анализ имеющихся результатов исследований процессов комплексного преобразования электрической и химической энергии подводного высоковольтного электрохимического взрыва (ВЭХВ) в другие виды (акустическая, потоки жидкости) и определены условия практического использования этого явления в различных разрядно-импульсных технологиях обработки материалов.
Показано, что наименее изученным является процесс подводного ВЭХВ в замкнутых и ограниченных объемах. Разработан и смонтирован экспериментальный стенд для физического моделирования подводного ВЭХВ в ограниченных объемах и исследований его энергетических, электро- и гидродинамических характеристик. Обоснован выбор состава экзотермической смеси для проведения исследований.
НИР "Исследование процессов преобразования энергии при подводном высоковольтном электрохимическом взрыве в ограниченных объемах для интенсификации разрядноимпульсных технологий обработки материалов".
Работа выполняется по ведомственной тематике.
На промышленных образцах исходной рудного сырья и концентратов титанового производства ЧАО "Крымский титан" установлены параметры электроразрядной обработки, которые при одинаковых удельных энергозатратах обеспечивают измельчение рудных агломератов до размеров 1 мм и менее и снижение более чем в 2,5 раза содержания в них примесей серы и хлора. Регулировка необходимой дисперсности продуктов дезинтеграции осуществляется варьированием частоты генерации разрядных импульсов. Использование электроразрядной технологии позволяет значительно сократить энергозатраты на производство титана и его соединений, изъять часть процессов термообработки концентрата, а главное - улучшить чистоту производства.
НИР "Поиск технологических схем и параметров электроразрядной обработки ильменитовых концентратов и шламов для повышения эффективности титанового производства".
Работа выполнялась по поисковой тематике.
На промышленных образцах исходной рудного сырья и концентратов титанового производства ЧАО "Крымский титан" установлены параметры электроразрядной обработки, которые при одинаковых удельных энергозатратах обеспечивают измельчение рудных агломератов до размеров 1 мм и менее и снижение более чем в 2,5 раза содержания в них примесей серы и хлора. Регулировка необходимой дисперсности продуктов дезинтеграции осуществляется варьированием частоты генерации разрядных импульсов. Использование электроразрядной технологии позволяет значительно сократить энергозатраты на производство титана и его соединений, изъять часть процессов термообработки концентрата, а главное - улучшить чистоту производства.
НИР "Поиск технологических схем и параметров электроразрядной обработки ильменитовых концентратов и шламов для повышения эффективности титанового производства".
Работа выполнялась по поисковой тематике.
Разработан новый способ синтеза наноуглерода с onion-like структурой из углеводородных газов (например, пропан-бутана) в плазме высокочастотного импульсно-периодического разряда, который предусматривает варьирование частоты генерации разрядных импульсов напряжением 20 кВ в диапазоне от 20 до 100 кГц и обеспечивает синтез наноуглерода с низким рассеянием по размеру. На этой основе создана малогабаритная электроразрядная установка непрерывного действия, которая позволяет на 1 кВт установленной мощности регулируемого высокочастотного преобразователя получать до 20 г/час чистого беспримесного нанопродукта триботехнического назначения.
НИР "Разработка, изготовление и передача в эксплуатацию экспериментального образца установки для получения наноуглерода из углеродсодержащего газа".
Работа выполнялась по договору.
ОСНОВНЫЕ  НАУЧНЫЕ  РЕЗУЛЬТАТЫ  ИНСТИТУТА  за  2014 год     >>>