НАПРАВЛЕНИЯ НАУЧНОЙ РАБОТЫ
Научно-исследовательская работа кафедры заключается в проведении фундаментальных и прикладных исследований в области материаловедения, физики конденсированного состояния и механики деформируемого твердого тела, направленных на разработку новых, в том числе наноструктурных, материалов конструкционного и функционального назначения с повышенными свойствами, а также ресурсосберегающих технологий обработки промышленных сплавов, интерметаллидов и керамик.
Научно-технические разработки ведутся при тесной кооперации с НИИ физики перспективных материалов УУНИТ и центром коллективного пользования «НАНОТЕХ».
Основными научными направлениями кафедры являются:
Основной научной продукцией является интеллектуальная собственность: монографии, научные статьи, изобретения, полезные модели, технологические рекомендации и др., а также технологии производства полуфабрикатов и изделий, в том числе наноструктурных.
Кафедра располагает высококвалифицированными кадрами и современной приборной базой, рассчитанной на обеспечение полного цикла материаловедческих исследований, включающего в себя термическую и деформационную обработку материалов, исследование химического состава, структуры и механических свойств, моделирование формообразования и получение партий изделий. Это открывает широкие возможности для решения сложных технологических задач авиакосмической и других высокотехнологичных отраслей машиностроения.
На кафедре работают несколько научных групп:
1. Научная группа Валиева Р. З.
4 апреля 1995 года профессор Валиев Руслан Зуфарович основал научно-исследовательский институт физики перспективных материалов (НИИ ФПМ, ИФПМ). Предпосылками создания Института явились пионерские работы по получению ультрамелкозернистых и нанокристаллических структур в металлах и сплавах методами интенсивной пластической деформации (ИПД), выполненные в Уфе в начале 90-х годов прошлого века при непосредственном участии Р.З. Валиева. Фундаментальной основой этих работ явилась теория эволюции дислокационных структур и фрагментация при больших пластических деформациях.
Первые работы были связаны с наноструктурированием чистых металлов и ряда модельных сплавов. Только в начале прошлого десятилетия сначала в лабораториях и научно-исследовательских центрах России, а потом и других стран мира, все большее внимание стало уделяться промышленным сплавам. В последние годы тематика нано ИПД материалов является одним из наиболее активно развиваемых направлений современного материаловедения, и происходит переход от чисто лабораторных исследований к опытно-конструкторским и опытно-технологическим разработкам. Это связано также с созданием и развитием новых методов ИПД.
Основные направления научной деятельности Института:
фундаментальные исследования, направленные на получение новых знаний о структуре и свойствах наноструктурных конструкционных и функциональных материалов;
развитие методов интенсивной пластической деформации (ИПД) для получения объемных ультрамелкозернистых и наноструктурных материалов;
разработка и внедрение технологий изготовления полуфабрикатов и изделий из наноструктурированных промышленных металлов и сплавов, интерметаллидов;
разработка рекомендаций по использованию результатов научных исследований и участие в коммерческом освоении этих результатов.
2. Научная группа Корзниковой Е. А.
Группа профессора Корзниковой Елены Александровны работает в направлении исследований металлов и сплавов в далеких от равновесия условиях в двух направлениях: моделирование поведения кристаллических решеток таких сплавов, валидация этого моделирования и постановка задач направленных на объяснение физических процессов на атомарном уровне не доступных для исследования экспериментальными методами. Работа по направлению осуществляется в лаборатории Металлы и сплавы при экстремальных воздействиях, а также в 2021 году была поддержана грантом научной школы Совет по грантам Президента Российской Федерации для государственной поддержки молодых российских ученых и по государственной поддержке ведущих научных школ Российской Федерации. Более подробная информация размещена на сайте лаборатории https://uust.ru/lab-extreme/.
3. Научная группа Александрова И. В.
Группа профессора Александрова Игоря Васильевича занимается исследованиями физики процессов формирования ультрамелкозернистых структур и повышенных мультифункциональных свойств объемных ультрамелкозернистых металлических материалов в результате воздействия различными методами интенсивной пластической деформации. Результаты проведенных исследований публикуются в ведущих мировых изданиях (несколько сотен публикаций, включая многочисленные статьи в журналах, входящих в международные базы научного цитирования) и получили более 13000 цитирований. Исследования проводились в тесной многолетней кооперации с российскими и зарубежными учеными из различных ведущих зарубежных университетов и академических учреждений США, Великобритании, Франции, ФРГ, Австрии, Чехии, Польши, Венгрии, Южной Кореи. Последние более чем тридцать лет развивается активное сотрудничество с учеными ряда китайских университетов (Нанкинский университет науки и технологий, Университет Чанчжоу, Нанкинский Tech университет и другие), а также академических учреждений (в том числе Институт исследования металлов Китайской Академии наук). Успешно выполнен ряд российских (РФФИ, РНФ, Постановление Правительства РФ №218, Госзадание) и международных (CRDF, МНТЦ РНФ-ГЕНФ и другие) научных проектов. Защищено 3 докторских и 6 кандидатских диссертаций. Сотрудники группы принимают активное участие в международных обменах, конференциях, стажировках.
4. Научная группа Парфенова Е. В.
Группа профессора Парфенова Евгения Владимировича работает в направлении исследований электролитно-плазменных технологий в двух направлениях: формирование биосовместимых покрытий на медицинских имплантатах и удаление защитных покрытий при ремонте деталей энергетических машин.
Формирование биосовместимых покрытий проводится методом плазменно-электролитического оксидирования (ПЭО) для постоянных имплантатов из титановых и циркониевых сплавов, а также для перспективных биорезорбируемых имплантатов из магниевых сплавов. В результате использования таких покрытий улучшается коррозионная стойкость и биосовместимость имплантируемых устройств. Данное направление входит в состав Стратегического проекта «Дизайн функциональных материалов» Приоритет 2030, а также в Технологический проект «Передовые имплантируемые устройства восстановительной и регенеративной медицины» Евразийского НОЦ мирового уровня.
Удаление защитных покрытий с деталей газотурбинных двигателей производится методом электролитно-плазменного полирования (ЭПП) и позволяет продлить ресурс лопаток ГТД за счет повторного нанесения алюминидного покрытия. Данное направление входит в Стратегический проект «Высшая инженерная школа аэрокосмических технологий» Приоритет 2030.
5. Научная группа Шаяхметова У. Ш.
Группа профессора Шаяхметова Ульфата Шайхизамановича работает в направлении исследований и разработки высокотемпературных композиционных керамических материалов — искусственно созданных материалов с заранее заданными эксплуатационными свойствами, предназначенных для применения в высокотехнологичной и инновационной технике.
Основное внимание уделяется проектированию новых материалов с применением современных информационных технологий, а также подготовке специалистов в области конструирования и технологии производства керамических материалов, обладающих комплексом высокотемпературных свойств. Важной составляющей работы группы является оценка экономической эффективности новых технологий и внедрение разработок в различные отрасли промышленности.
6. Научная группа Соловьева П. В.
Группа доцента Соловьева Павла Владимировича работает в направлении исследований закономерностей проектирования, моделирования и технологии изготовления элементов конструкций летательных аппаратов из слоистых полимерных композиционных материалов.
Современные ЛА (в том числе и БПЛА), эксплуатируемые в РФ, в большей степени иностранного производства, в условиях санкций обслуживание и ремонт их производителями невозможен, а в ходе эксплуатации периодически возникает потребность в замене отдельных композитных деталей или узлов. В связи с этим актуальной является задача по изготовлению композитных деталей и узлов для эксплуатируемых ЛА и БПЛА. Это требует соответствующей технологической проработки, т.к. проектирование и изготовление изделий из композитов идеологически отличается от металлических или пластиковых и куда более трудоемко. Возможность масштабирования результатов проекта для изготовления силовой части БПЛА не менее актуально в условиях современной политической обстановки.
Работы в данном направлении входят в стратегическое направление «Высшая инженерная школа аэрокосмических технологий» Приоритета 2030, формируя в университете центр компетенций в области проектирования, конструирования и технологии изготовления элементов конструкций ЛА и БПЛА из композитов.
7. Научная группа Еникеева Н. А.
Группа профессора Еникеева Наримана Айратовича работает в направлении исследований и разработки биоактивных имплантатов из титановых сплавов для их использования в онкоортопедии. Работа по направлению осуществляется в лаборатории прототипирования и 3D-печати металлических изделий биомедицинского назначения. С привлечением компьютерного моделирования и аддитивных технологий разрабатываются пористые титановые материалы для создания биоактивных имплантатов, замещающих пораженные участки костей. При этом форма имплантата проектируется индивидуально, свойства материала будут соответствовать костной ткани, а поры могут быть заполнены противоопухолевыми или антимикробными препаратами для локальной терапии после удаления злокачественных новообразований.
Исследования проводятся в рамках междисциплинарного проекта РНФ 023-69-10003 по созданию биоактивных имплантатов из титановых сплавов для использования в онкоортопедии. Работа выполняется в сотрудничестве с Национальным медицинским исследовательским центром онкологии им. Н. Н. Блохина Минздрава России – одной их крупнейших онкологических клиник в мире.
